1. Геном. Плоидность клеток
Весь фонд генетической информации каждого клеточного ядра — геном — распределен между некоторым постоянным числом хромосом (n). Это число специфично для каждого вида или подвида. У лошадиной аскариды оно равно 1, у кукурузы — 10, у человека — 23, у водоросли Netrium digitus — около 600. Хромосомы одного набора различаются по величине, картине хромомер, положению перетяжек и содержанию информации.
По кратности набора хромосом — плоидности — клетки делятся на:
-
гаплоидные;
-
диплоидные;
-
полиплоидные.
Гаплоидными называются клетки, которые содержат одинарный набор хромосом (n), например, половые клетки.
Если клетки содержат двойной набор хромосом (2n), они диплоидные, так как генетическая информация в них представлена дважды. Диплоидны почти все соматические клетки высших растений и животных. Они содержат один отцовский и один материнский набор хромосом.
В полиплоидных клетках имеется несколько наборов хромосом (4n, 8n, 16n и т. д.). Эти клетки часто особенно активны в метаболическом отношении, например, многие клетки печени у млекопитающих.
Гаплоидные клетки образуются из диплоидных в результате мейоза, а диплоидные из гаплоидных — в результате оплодотворения.
Полиплоидные клетки возникают из диплоидных путем эндомитоза — преждевременно прерванного деления ядра: после полной репликации и разделения хроматид дочерние хромосомы остаются в одном клеточном ядре, вместо того чтобы распределиться между двумя ядрами. Этот процесс может повторяться многократно.
Аномалии при образовании половых клеток могут приводить к полиплоидии всего организма. При неполной репликации некоторые части генома, например гетерохроматин, не реплицируются и остаются после эндомитоза диплоидными в отличие от других частей, которые становятся полиплоидными.
Амплификация генов — это многократная сверхрепликация, когда реплицируются только определенные гены, которые становятся полиплоидными (гены для р-РНК в ядрышке).
Хромосомы диплоидного ядра могут быть сгруппированы попарно, по две гомологичные хромосомы. Большинство из них (так называемые аутосомы) попарно идентичны. Только две половые хромосомы, определяющие пол особи, у самцов неодинаковы — это хромосомы Х и Y (гетерохромосомы). Большую часть Y-хромосомы занимает конститутивный гетерохроматин. У самок имеются две Х-хромосомы. Однако у бабочек, птиц и ряда других животных дело обстоит наоборот: самцы имеют набор ХХ, самки — ХY.
