Жизнь зеленого растения - Гэлстон А.
Скачать (прямая ссылка):
Ядрышко
Клеточная стенка Хромосома Центромера Ядерная мембрана
1. В интерфазе, т.е. в промежутке между делениями ядра, палочковидные хромосомы окружены ядерной мембраной, пронизанной порами. У каждой хромосомы имеется особый участок — центромера, к которому позднее прикрепится нить веретена, сокращающаяся и тем самым отводящая хромосому к одному из полюсов клетки. В ядре видно ядрышко.
2. Непосредственно перед профазой каждая хромосома удваивается путем продольного расщепления на две идентичные сестринские хроматиды, которые остаются соединенными в области центромеры. Эти сдвоенные хроматиды, млн пары хроматид, сокращаются вдоль своей длинной оси, а ядериая ме* рана и ядрышко исчезают,
Пара хроматнд Центромера
На этих схемах представлена лишь одна пара хромосом диплоидной клетки, т.е. для данной клетки 2п = 2; черным изображена хромосома, полученная от одного из родителей, серым — от другого. Точно так же ведет себя любая другая пара хромосо.м (у гороха 2n = J4; у человека 2л = 46).
3. При митозе сдвоенные хроматиды выстраиваются i экваториальной плоскости {метафаза) и центромеры делятся.
3', При мейозе гомологичные пары хроматнд сближаются (синапсис) и часто обмениваются отдельными своими участками (кроссингоеер)
Точка, в которой произошел кроссннговер
4. Вслед затем две хроматиды, составлявшие пару, расходятся к противоположным полюсам клеткн вследствие сокращения прикрепленных к ним нитей веретена (анафаза).
4'. В метафазе первого деления мейоза расходятся гомологичные пары хроматид
5. После того как все хроматиды таким образом разошлись, реконструируются два идентичных ядра [те.гофазо) и формируется новая клеточная пластинка (клеточная стенка), в результате чего возникают две клетки, у каждой из которых 2п = 2.
5'. В метафазе второго деления мейоза расходятся две хроматиды, составлявшие пару, что приводит к образованию четырех гаплоидных клеток, т.е. клеток, у которых п « 1.
Нити Клеточная
веретена пластинка
Продукт митоза — две идентичные диплоидные (2л = 2) клетки
кросеинговера все эти четыре гаплоидные клетки оказываются различными. Это обеспечивает изменчивость прн последующем слиянии гаплоидных клеток во время полового процесса
щает расхождение двух наборов хромосом к противоположным полюсам делящейся клетки. Иногда возникают анеуплоиды. Это происходит в результате случайной утраты или, напротив, приобретения одной или нескольких хромосом. Такие экземпляры (2п+1 или 2п—1) обычно в той или иной степени аномальны, но они могут быть и жизнеспособными.
Молекулы ДНК в хромосомах представляют собой линейные полимеры, построенные из четырех типов нуклеотидов. Порядок расположения нуклеотидов в цепи ДНК определяет генетическую информацию, которую несет эта цепь. Наследственность у растения зависит, таким образом, по существу от расположения нуклеотидов в молекулах ДНК, находящихся в хромосомах ядра и в некоторых других клеточных органеллах, а именно в хлоропластах и митохондриях. Одну из самых увлекательных глав современной биохимии составляет история открытия механизма, посредством которого информация, заключенная в молекулах ДНК, транскрибируется с образованием родственного ДНК соединения — РНК (рибонуклеиновой кислоты), а затем информация РНК в свою очередь транслируется и таким путем определяет природу вновь синтезируемых белков. Поскольку этот процесс имеет решающее значение для клеточной структуры и функции, мы здесь опишем его довольно подробно, хотя многое в этой области стало уже общеизвестным даже среди неспециалистов.
На протяжении большей части жизни клетки ядро отделено от цитоплазмы ядерной оболочкой, представляющей собой двойную мембрану с многочисленными крупными порами и длинными выростами, проникающими глубоко в цитоплазму (см. рис. 2.3). Выросты часто непосредственно переходят в эн- доплазматический ретикулум (ЭР)—сильно разветвленную мембранную сеть, пронизывающую всю цитоплазму. Рибосомы— сферические частицы диаметром около 0,2 мкм, состоящие в основном из высокомолекулярной РНК и белка, — могут быть прикреплены к мембранам эндоплазматического ретику- лума, но могут также лежать в цитоплазме свободно. Прикрепленные к ЭР рибосомы входят в состав шероховатого эндоплазматического ретикулума; по всей вероятности, они участвуют в синтезе того белка, который выделяется в просвет ЭР, т. е. в замкнутое пространство между его мембранами. Что касается рибосом, находящихся в цитоплазме, то они иногда группами присоединяются к информационной (матричной) РНК и тогда видно, что они располагаются вдоль этой длинной нити. Такие скопления рибосом называют полирибосомами: подобно рибосомам ЭР, они участвуют в синтезе белка до тех пор, пока сохраняют контакт с матричной РНК- Белки — крупные молекулы, построенные из расположенных в определенном порядке аминокислот, — синтезируются на поверхности рибосом. Сложный механизм этого синтеза включает транскрипцию, т. е. перевод содержащейся в ДНК информации в РНК, и затем трансляцию — перевод информации, закодированной в последовательности; нуклеотидных остатков РНК в последовательность аминокислотных остатков синтезируемого белка. Поскольку работу всей био- химической фабрики клетки регулируют активные белковые молекулы — ферменты, ключ к клеточной регуляции следует искать в том, что специфичность белков в конечном счете определяется ДНК.
