Усі лабораторні роботи. 6-11 класи

Лабораторна робота № 9

Будова хромосом

Мета: вивчити зовнішню будову хромосом, навчитися знаходити гомологічні хромосоми й розрізняти аутосоми та статеві хромосоми.

Обладнання та матеріали: світловий мікроскоп, предметні й накривні стекла, постійні препарати хромосом ссавців і комах, фотокаріограми людини.

Хід роботи

1. Підготуйте мікроскоп до роботи.

2. При невеликому збільшенні мікроскопа на постійному препараті знайдіть ділянку, у якій клітини діляться. При великому збільшенні розгляньте хромосоми. Полічіть їх. Зверніть увагу на їхні розміри та форму. Замалюйте побачене.

3. Ознайомтеся з чотирма фотокаріограмами людини.

4. Розгляньте фотокаріограму здорової людини. Знайдіть гомологічні хромосоми й позначте пари гомологічних хромосом цифрами 1-23.

5. Зробіть висновок.

Виконання роботи

Хромосоми — нуклеопротеїдні структури в ядрі еукаріотичної клітини, які стають помітними під час поділу клітини. Іноді нуклеоїд прокаріотів клітин називають бактеріальною хромосомою.

Хромосоми представляють собою високий ступінь конденсації хроматину, постійно присутнього в клітинному ядрі. Таким чином, у них зосереджена більша частина спадкової інформації.

Основу хромосоми становить лінійна макромолекула ДНК значної довжини (наприклад, у молекулах ДНК хромосом людини налічується від 50 до 245 мільйонів пар нітратних основ). У розтягнутому вигляді довжина хромосоми людини може сягати 5 см. Крім неї, до складу хромосоми входять спеціалізовані білки-гістони і ряд негістонових білків. Послідовність амінокислот гістонів висококонсервативна і практично не різниться у найрізноманітніших групах організмів.

Хромосомний набір клітин кожного виду живих істот високоспецифічний і називається каріотипом. У каріотип входить строго певна кількість хромосом певної форми і розміру. Форма хромосом визначається наявністю і розташуванням перетяжок. Первинні пере тяжки ділять хромосому на плечі. Саме до них кріпляться нитки веретена поділу під час поділу клітини. За розташуванням первинної перетяжки хромосоми поділяють на:

— телоцентричні — паличкоподібні хромосоми з центромірою, розташованою на кінці хромосоми;

— акроцентричні — паличкоподібні хромосоми з дуже коротким, майже непомітним другим плечем;

— субметацентричні — з плечима нерівної довжини, що нагадують формою букву L;

— метацентричні — V-подібні хромосоми, які мають плечі однакової довжини.

Вторинні перетяжки відрізняються від первинних відсутністю помітного кута між сегментами хромосоми. При цьому дозволяють ідентифікувати окремі хромосоми в наборі. Вторинні перетяжки бувають короткими і довгими і можуть локалізуватися в різних точках по довжині хромосоми. У людини це 13, 14, 15, 21 і 22 хромосоми.

У деяких хромосомах можуть бути наявними окремі частини, відокремлені від основної частини хромосоми тонкою хроматиновою ниткою — сателіти. Форма, величина супутника і нитки, що його зв’язує, постійні для кожної хромосоми.

Розміри хромосом також можуть сильно відрізнятися. У деяких клітинах на певних стадіях життєвого циклу зустрічаються гігантські хромосоми. До таких належать політенні хромосоми слинних залоз, кишечнику, трахей та інших тканин личинок двокрилих і хромосоми типу лампових щіток, які виявляються на стадії першого поділу мейозу ооцитів тварин. Політенні хромосоми утворюються, коли в ядрі відбувається множинна реплікація, яка не супроводжується поділом клітини. Хромосоми типу лампових щіток названі так, тому що від їх загальної осі відходять деспіралізовані ділянки. При цьому хромосома за формою нагадує щітку для миття гасових ламп. На деспіралізованих ділянках відбувається активна транскрипція, і процеси утворення жовтка найбільш інтенсивні.

Більшість еукаріотичних організмів диплоїдні протягом усього життя або на певних стадіях життєвого циклу. При цьому їх клітини містять по парі однакових за формою, розміром і набором генів хромосом. Такі хромосоми називаються гомологічними. У двостатевих організмів виділяють хромосоми, однакові для обох статей — аутосоми, і різні за будовою статеві хромосоми. Аутосоми позначають порядковими номерами, а статеві — літерами X, Υ, Ζ або W, а відсутність хромосоми позначається цифрою 0. Як правило, при цьому одна із статей визначається наявністю пари однакових статевих хромосом (гомогаметна стать, XX або ΖΖ), а інша — комбінацією двох непарних хромосом або наявністю тільки однієї статевої хромосоми (гетерогаметна стать, ΧΥ, ZW, Х0, Ζ0). У людини, як і у більшості ссавців, гомогаметна стать — жіноча (XX), гетерогаметна — чоловіча (ΧΥ). У птахів, навпаки, гетерогаметна стать — жіноча (ZW), а гомогаметна — чоловіча (ΖΖ). Зрідка зустрічаються організми, у яких стать визначається не однією, а декількома парами статевих хромосом (у качкодзьоба п’ятьма). Розглянемо запропоновані фотокаріограми людини. Каріотип диплоїдний і складається з 46 хромосом, з них — 44 аутосоми (22 пари, що позначаються номерами з 1-го по 22-й) і одна пара статевих хромосом (XX у жінок і ΧΥ у чоловіків). Серед них виділяються 4 пари метацентричних, 11 субметацентричних, 7 акроцентричних і одна пара статевих хромосом.