2 Genetika ivotinja Graa elije i hromozoma Graa

  • Slides: 24
Download presentation
2. Genetika životinja Građa ćelije i hromozoma

2. Genetika životinja Građa ćelije i hromozoma

Građa ćelije • Ćelije su osnovne gradivne i funkcionalne jedinice svih živih bića, osim

Građa ćelije • Ćelije su osnovne gradivne i funkcionalne jedinice svih živih bića, osim virusa koji nemaju ćelijsku građu. • Prema složenosti građe razlikuju se dve vrste ćelija: Øprokariotske ćelije, koje nemaju jedro već im je genetički materijal u vidu prstenaste DNK smešten u citoplazmi; Øeukariotske ćelije, čiji se genom nalazi u hromozomima smeštenim u jedru i koje imaju složenu i dobro organizovanu unutrašnju strukturu.

Prokariotske ćelije - bakterije ØBakterije nemaju jedarnu membranu ØBakterije imaju samo jedan hromozom ØBakterijska

Prokariotske ćelije - bakterije ØBakterije nemaju jedarnu membranu ØBakterije imaju samo jedan hromozom ØBakterijska ćelija je haploidna (ima jedan hromozom) ØBakterijski hromozom je celom dužinom dostupan za proces transkripcije ØPored hromozomske DNK mogu postojati i ekstrahromozomski segmenti DNK

Eukariotske ćelije • Prema obliku ćelije se u organizmu životinja mogu podeliti na: Øokrugle,

Eukariotske ćelije • Prema obliku ćelije se u organizmu životinja mogu podeliti na: Øokrugle, kao što je jajna ćelija; Øpljosnate, ćelije krvnih i limfnih sudova; Øcilindrične, ćelije epitela creva, materice i jajovoda; Økockaste, ćelije tireoidne žlezde (štitna žlezda); Øvretenaste, ćelije glatkih mišića; Øpoligonalne, ćelije jetre; Øćelije nepravilnog oblika kao što su nervne ćelije čije telo može da ima različite oblike (zvezdast, ovalan, kruškolik, ptiramidalan i dr)

Osobine ćelije ØRastu do veličine koja je karakteristična za datu vrstu ćelije; ØPrimanje signala

Osobine ćelije ØRastu do veličine koja je karakteristična za datu vrstu ćelije; ØPrimanje signala iz spoljašnje sredine na koje ćelija na određeni način odgovara; ØŽivot ćelije odvija se kroz cikluse koji se završavaju ili deobom ili ćelijskom smrću; pri deobi ćelija daje nove ćelije; ØJedinstven hemijski sastav; ØJedinstvena građa; ØĆelija može da obavlja različite funkcije: • mehanička zaštitna od uticaja iz spoljašnje sredine (epitelne ćelije) • kontraktilnost (mišićna ćelija) • sinteza i sekrecija (lučenje) (žlezdane ćelije) • komunikacija sa spoljašnjom sredinom • razmnožavanje, polne ćelije • zaštita organizma od mikroorganizama i stranih materija (ćelije imunog sistema) • apsorpcija (upijanje) • ekscitabilnost (stvaranje električnih impulsa), nervne ćelije • provodljivost (nervna ćelija) • ćelije vezivnog tkiva (koštane, hrskavičave i dr).

Ćelije su izgrađene od mnogo delova, nazvanih organele, od kojih svaki ima različitu funkciju,

Ćelije su izgrađene od mnogo delova, nazvanih organele, od kojih svaki ima različitu funkciju, ulogu. Životinjska ćelija: 1 - mitohondrije; 2, 6 -granularni endoplazmatični retikulum; 3 - nuklearni ovoj; 4 - jedarce; 5 - nukleoplazma; 7 - ribozomi; 8 - mikrofilamenti; 9 - lizozom; 10 - peroksizom; 11 - centrozom; 12 - mikrotubule; 13 - agranularni ER; 14 - Goldžijev aparat; 15 - ćelijska membrana jedro

Mitohondrije su organele sa najvećom količinom membrana. Njihov sadržaj je obavijen dvema membranama –

Mitohondrije su organele sa najvećom količinom membrana. Njihov sadržaj je obavijen dvema membranama – spoljašnjom i unutrašnjom, između kojih se nalazi međuprostor. Spoljašnja membrana je glatka i u kontaktu je sa citoplazmom. Unutrašnja membrana gradi mnoge uvrate označene kao kriste (pregrade) na kojima se nalaze enzimi respiratornog lanca. U mitohondrijalnom matriksu nalaze ribozomi (70 S) i mitohondrijalna DNK (prstenasta je).

Endoplazmatični retikulum (ER) je mreža membrana koja se prostire kroz čitavu ćeliju. Osnovna uloga

Endoplazmatični retikulum (ER) je mreža membrana koja se prostire kroz čitavu ćeliju. Osnovna uloga ove organele je sinteza i transport materija kroz ćeliju. Razlikuju se dve vrste granularni i agranularni. Granularni ER na membranama nosi ribozome pa se u njemu sintetišu proteini. Agranularni ER nema ribozome i u njemu se sintetišu lipidi i njihovi derivati. Ribozomi su jedine organele prisutne i u prokariotskoj i u eukariotskoj ćeliji. Sastoje se od dve subjedinice (velike i male) koji se povežu sa molekulom i. RNK i tada sintetišu protein. Povezivanjem većeg broja ribozoma sa i-RNK nastaje polizom.

Jedro Najupadljivija, velika organela eukariotskih ćelija je jedro. Sam latinski naziv – nucleus (jezgro),

Jedro Najupadljivija, velika organela eukariotskih ćelija je jedro. Sam latinski naziv – nucleus (jezgro), govori o značaju jedra za ćeliju. U njemu se nalazi DNK (geni) u kojoj je zapisano sve ono što ćelija treba da uradi da bi se održala u životu i prilagodila na promene u okolini. Jedro reguliše (upravlja) sve procese u ćeliji, u njemu se obavlja i sinteza DNK(replikacija) i svih vrsta RNK (transkripcija). Jedro se sastoji od: Shema građe jedra i veze sa ER: 1 - nukleusni ovoj 2 - ribozomi 3 - kompleks nukleusne pore 4 - jedarce 5 - hromatin 6 - jedro 7 - endoplazmatični retikulum (ER) 8 - nukleoplazma jedrove opne (nuklearnog ovoja) i jedrovog soka (nukleoplazme). Nuklearni ovoj je izgrađen od dve membrane: spoljašnje i unutrašnje između kojih se nalazi perinuklearni prostor. Nuklearni omotač sadrži otvore ( nuklearne pore) preko kojih se obavlja razmena materija između nukleoplazme i citoplazme ćelije. Nukleoplazma je unutrašnjost jedra odvojena od citoplazme unutrašnjom jedrovom membranom. U nukleoplazmi se nalaze hromozomi – hromatin i jedarce (nukleolus).

Građa hromozoma ØHromozomi su telašca karakterističnog oblika koja se dobro boje pa se u

Građa hromozoma ØHromozomi su telašca karakterističnog oblika koja se dobro boje pa se u jedru mogu uočiti za vreme deobe. ØNaziv potiče od gr. chromos = boja i soma = telo. ØOtkrio ih je Valter Fleming (1843 -1905) 1882. godine prilikom istraživanja deobe ćelija. Ø Najbolje se uočavaju za vreme metafaze mitoze pa se tada i izučavaju i nazivaju metafazni hromozomi ili mitotski hromozomi.

Svaki metafazni hromozom se sastoji od: Ødve sestrinske hromatide koje sadrže po jedan molekul

Svaki metafazni hromozom se sastoji od: Ødve sestrinske hromatide koje sadrže po jedan molekul DNK, i s obzirom da nastaju replikacijom, ti molekuli su potpuno jednaki po sadržaju gena; zato se hromatide nazivaju sestrinske; Øcentromere ili primarnog suženja koje spaja hromatide; Øneki hromozomi mogu da, pored primarnog, sadrže i sekundarno suženje; Øtelomere Na centromeri se nalazi proteinska struktura, kinetohor, koja se formira na početku mitoze i ima ulogu da veže hromozom za deobno vreteno. Ona usmerava kretanje hromozoma za vreme deobe pošto se za nju vezuju konci deobnog vretena.

 • Centromera deli hromozom na dva kraka: Økratki krak (obeležava se prema međunarodnom

• Centromera deli hromozom na dva kraka: Økratki krak (obeležava se prema međunarodnom dogovoru sa p) je deo hromozoma iznad centromere; Ødugi krak (obeležen sa q) se nalazi ispod centromere • Prema položaju centromere razlikujemo morfološke tipove hromozoma: A B C D – – telocentričan akrocentričan submetacentričan (p = q) P krak q krak

Homologi hromozomi su spareni hromozomi identični po veličini, obliku i funkciji. U svakom paru

Homologi hromozomi su spareni hromozomi identični po veličini, obliku i funkciji. U svakom paru homologih hromozoma (bivalent ili tetrada) jedan potiče iz majčine, a drugi iz očeve garniture hromozoma. Sparivanje homologih hromozoma dešava se u zigotenu profaze mejoze I i naziva sinapsa, a razdvajanje se vrši u anafazi mejoze I. Između sparenih hromozoma dolazi do krosing-overa u pahitenu profaze mejoze I. Kod sisara, jedan par hromozoma je različit kod muškog pola, xy. To su polni hromozomi.

Broj hromozoma kariotip – kariogram - idiogram ØBroj hromozoma je stalan i karakterističan za

Broj hromozoma kariotip – kariogram - idiogram ØBroj hromozoma je stalan i karakterističan za svaku biološku vrstu i naziva se kariotip. Telesne (somatske) ćelije imaju diploidan (grč. diploos = dvostruk) broj hromozoma [obeležava se kao 2 n].

Priprema hromozoma kariotip – kariogram - idiogram ØKada se hromozomi fotografišu, iseku i slože

Priprema hromozoma kariotip – kariogram - idiogram ØKada se hromozomi fotografišu, iseku i slože po parovima, dobija se kariogram Hromozomi se slažu u skladu sa međunarodno priznatim metodama numeracije koja se u velikoj meri zasniva na slaganju po veličini i / ili mestu centromera.

Idiogram govečeta ØKada se hromozomi šematski slože, Ødobijamo idiogram Svi autosomni hromozomi goveda su

Idiogram govečeta ØKada se hromozomi šematski slože, Ødobijamo idiogram Svi autosomni hromozomi goveda su akrocentrični, samo X i Y hromozomi su metacentrični. Postoji velika sličnost između hromozoma govečeta, koza i ovaca.

Kariotip koze Koza ima 60 hromozoma koji su veoma slični hromozomima govečeta, osim X

Kariotip koze Koza ima 60 hromozoma koji su veoma slični hromozomima govečeta, osim X i Y polnih hromozoma, X hromozom je akrocentričan, a Y je znatno manji od Y hromozoma govečeta. Kariogram ovce Ovce imaju iste razlike u odnosu na polnehromozome, ali je došlo do tri centromerne fuzije na hromozomima 1/3, 2/8 i 5/11 u odnosu na goveda i koze, ovaca stoga ima 54 hromozoma. metacentrik

Svinja ima 6 parova akrocentričnih hromozoma i 12 parova metacentričnih autosoma. X-chromozomei su takođe

Svinja ima 6 parova akrocentričnih hromozoma i 12 parova metacentričnih autosoma. X-chromozomei su takođe metacentrićni.

Kariogram konja Kariotip konja sadrži 64 hromozoma (2 n=64), 62 autosoma sa različitom morfologijom

Kariogram konja Kariotip konja sadrži 64 hromozoma (2 n=64), 62 autosoma sa različitom morfologijom i 2 polna submetacentrika.

Idiogram kokošaka

Idiogram kokošaka

Hromozomi-Hromatin U periodu između dve deobe (u interfazi) hromozomski materijal je raspoređen po celom

Hromozomi-Hromatin U periodu između dve deobe (u interfazi) hromozomski materijal je raspoređen po celom jedru kao difuzna masa i naziva se hromatin. Prvi put ga je opisao Valter Fleming (1843 -1905) 1882. godine prilikom istraživanja deobe ćelija. Vrste hromatina Prema jačini bojenja razlikuju se dve vrste hromatina: Øheterohromatin i Øeuhromatin. Heterohromatin je kondenzovan (spiralni navoji DNK su zbijeni) pa je zbog toga tamnije obojen i lako se uočava u jedru. Euhromatin je difuzan (rasplinut – manje su zbijeni navoji DNK) pa je usled toga svetlije obojen. Ćelije koje intenzivno sintetišu neki protein imaju malo heterohromatina, a dosta euhromatina – njihova jedra su svetlija, jer je heterohromatin neaktivan u transkripciji, dok je euhromatin aktivan.

Hromatin eukariota se sastoji od: ØDNK, Øproteina i Ømale količine RNK Proteini hromatina se

Hromatin eukariota se sastoji od: ØDNK, Øproteina i Ømale količine RNK Proteini hromatina se svrstavaju u dve klase : Øhistone, koji su važni za pakovanje DNK Ønehistonske proteine Histonski proteini su veoma slični kod različitih eukariotskih organizama, što znači da se tokom evolucije živog sveta nisu mnogo menjali pa se za takve proteine kaže da su konzervativni (očuvani). Tako se histon H 4 čoveka i kvasca razlikuju u samo osam aminokiselina. Oni su gradivni proteini hromatina jer učestvuju u pakovanju DNK, koja se oko njih namotava (kao konac oko kalema) da bi se ogromna dužina DNK mogla da smesti u sićušno jedro. Zato se hromatin vidi kao perlasta struktura, gde su perle, ustvari, DNK namotana oko histona i nazivaju se nukleozomi. Nehistonski proteini su uglavnom enzimi koji učestvuju u procesima translacije, replikacije i transkripcije. Većiona njih su transkripcioni faktori koji regulišu koji će se deo DNK prepisivati u RNK.

Građa hromatinskog vlakna Sastoji od: Øhistonskog oktamera, koji formira jezgro ØDNK, koja je namotana

Građa hromatinskog vlakna Sastoji od: Øhistonskog oktamera, koji formira jezgro ØDNK, koja je namotana oko oktamera skoro 2 puta (tačnije 1, 8 puta); njena dužina je oko 200 bp. Oktamer se sastoji od 8 molekula histona, po dva molekula histona: • H 2 A, • H 2 B, Histon H 1 je vezan za DNK na mestu • H 3 i gde ona ulazi i napušta nukleozom, za • H 4. tzv. vezujuću (linker) DNK. Vezujuća DNK je ustvari deo DNK lanca između dva nukleozoma. Njena dužina najčešće iznosi oko 55 bp, mada može da varira zavisno od biološke vrste u rasponu od 8 -114 bp. Pored toga histon H 1 ostvaruje interakciju i sa DNK koja se namotava oko histonskog oktamera.