Линейные хромосомы в ядре или митохондриях

Содержание
  1. Разница между митохондриальной ДНК и ядерной ДНК
  2. Что такое митохондриальная ДНК
  3. Что такое ядерная ДНК
  4. содержание
  5. Структура ДНК
  6. Количество хромосом
  7. Состав
  8. ограда
  9. Место нахождения
  10. Размер генома
  11. Гистоновые белки
  12. Количество копий
  13. Количество генов
  14. ТРНК и рРНК
  15. автономия
  16. Некодирующие регионы
  17. Генетический код
  18. копирование
  19. транскрипция
  20. наследование
  21. рекомбинация
  22. Вклад в физическую форму человека
  23. Скорость мутаций
  24. Идентификация лиц
  25. Генетические нарушения
  26. Заключение
  27. Сходства и различия эукариот, архей, бактерий
  28. Группы эукариот
  29. Сходства и различия в строении клеток прокариот и эукариот
  30. Сходства и различия в молекулярных процессах, протекающих в клетках прокариот и эукариот
  31. Линейные хромосомы в ядре или митохондриях
  32. Геном, генотип и кариотип
  33. Загадки митохондрий: зачем человеку второй геном
  34. Генетический код преподносит сюрпризы
  35. Ученые расшифровывают мтДНК
  36. Поломка во втором геноме

Разница между митохондриальной ДНК и ядерной ДНК

Линейные хромосомы в ядре или митохондриях

Митохондриальная ДНК и ядерная ДНК способствуют генетической структуре клетки. Митохондриальная ДНК (мтДНК) представляет собой двухцепочечную кольцевую ДНК, обнаруженную внутри митохондрий. Он кодиру

Митохондриальная ДНК и ядерная ДНК способствуют генетической структуре клетки. Митохондриальная ДНК (мтДНК) представляет собой двухцепочечную кольцевую ДНК, обнаруженную внутри митохондрий. Он кодирует белки и функциональные РНК, необходимые для митохондрий.

Но некоторые белки, которые кодируются ядерной ДНК, импортируются из цитозоля. Ядерная ДНК (нДНК) состоит из нескольких линейных хромосом, которые кодируют почти все белки, необходимые клетке. Митохондриальная ДНК короткая по сравнению с ядерной ДНК.

главное отличие между митохондриальной ДНК и ядерной ДНК является то, что митохондриальная ДНК кодируется для генетической информации, требуемой митохондриями в то время как ядерная ДНК кодируется для генетической информации, необходимой для всей клетки.

Эта статья объясняет,

1. Что такое митохондриальная ДНК
      – определение, структура и состав, функция
2. Что такое ядерная ДНК
     – Определение, структура и состав, функция
3. В чем разница между митохондриальной ДНК и ядерной ДНК


Что такое митохондриальная ДНК

Митохондрия участвует в производстве клеточной энергии посредством окислительного фосфорилирования. Внутри митохондрии обнаружен собственный геном; это называется митохондриальной ДНК (мтДНК). МтДНК состоит из двухцепочечной кольцевой молекулы ДНК, которая расположена в одной хромосоме. Одна митохондрия состоит из десятков копий мтДНК.

Митохондрия состоит из нескольких молекул мтДНК. Одна клетка может содержать более 100 митохондрий. Следовательно, на клетку можно найти более 1000 копий мтДНК. Количество копий мтДНК на клетку зависит от количества копий мтДНК на митохондрии, а также от размера и количества митохондрий на клетку. Он состоит из около 0,25% генетического состава клетки.

ДНК в митохондрии показана на Рисунок 1.

Рисунок 1: ДНК в митохондрии

Тридцать семь генов найдены закодированы в мтДНК. Эти гены кодируются для белков, необходимых для функций внутри митохондрий, а также для необходимых тРНК и рРНК митохондриями, особенно для синтеза белка.

[attention type=yellow]

Митохондриальные ДНК- и РНК-полимеразы обнаружены локализованными в митохондриях. Полипептиды, синтезируемые внутри митохондрий, являются субъединицами, которые образуют мультимерные комплексы, используемые либо в синтезе АТФ, либо в транспорте электронов.

[/attention]

МтДНК реплицируется независимо от ядерной ДНК в зависимости от потребности клетки в энергии.

У дрожжей наследование митохондрий является двухпородным. МтДНК состоит из наследования по материнской линии у людей. В зиготу сперматозоиды у млекопитающих вносят незначительный вклад в цитоплазму или ее отсутствие. Следовательно, у эмбриона почти все митохондрии происходят из яйцеклетки. У растений наследование мтДНК такое же, как у млекопитающих.

Следовательно, заболевания, связанные с мтДНК, приобретаются по наследству матери. МтДНК более чувствительна к мутациям по сравнению с ядерной ДНК. Неправильные мутации в мтДНК вызывают наследственную оптическую невропатию Лебера. Большие делеции в мтДНК вызывают синдром Кернса-Сайре и хроническую прогрессирующую внешнюю офтальмоплегию.

Циркулярная мтДНК показана на фигура 2.

Рисунок 2: Митохондриальная ДНК

Что такое ядерная ДНК

ДНК, которая составляет геном клетки, известна как ядерная ДНК (нДНК). НДНК находится в ядре эукариотической клетки. Он состоит из 99,75% от общего генетического состава клетки. НДНК или геном эукариотической клетки организован в несколько линейных хромосом, которые находятся в ядре.

Человеческие тела состоят из 46 отдельных хромосом. Иногда нДНК существует в нескольких экземплярах. Количество копий нДНК в геноме описывается термином плоидность. Человеческие соматические клетки являются диплоидными и содержат две копии нДНК, которые называются гомологичными хромосомами.

Гамет найдены гаплоидными у человека.

Размер человеческого генома составляет 3,3 миллиарда пар оснований. НДНК человека состоит из 20000-25000 генов, включая гены, обнаруженные в мтДНК. Эти гены кодируются практически для всех персонажей, представленных организмом.

Они несут информацию для роста, развития и воспроизводства. Гены экспрессируются в белки в соответствии с универсальным генетическим кодом посредством транскрипции и трансляции. НДНК реплицируется только во время S-фазы клеточного цикла.

Организация нДНК показана в рисунок 3.

Рисунок 3: Организация ядерной ДНК

Наследование нДНК является бипародным. Каждая из двух копий генома человека наследуется от одного из родителей, либо от матери, либо от отца. НДНК содержит огромные вариации признаков, которые они проявляют из-за присутствия различных аллелей на определенный ген.

Следовательно, нДНК используется в тестировании на отцовство, чтобы выяснить, какой дочерний организм принадлежит тому или иному родителю у людей. С другой стороны, наследование болезней также характерно для родителей. НДНК менее подвержена мутациям.

Примерами генетических нарушений в геноме человека являются муковисцидоз, серповидноклеточная анемия, гемохроматоз и болезнь Хантингтона. Наследование как нДНК, так и мтДНК показано в рисунок 4.

Рисунок 4: Наследование нДНК и мтДНК

содержание

Митохондриальная ДНК: мтДНК состоит из митохондриального генома.

Ядерная ДНК: нДНК состоит из генома клетки, включая митохондриальную ДНК.

Структура ДНК

Митохондриальная ДНК: мтДНК является двухцепочечной и круговой.

Ядерная ДНК: нДНК является двухцепочечной и линейной.

Количество хромосом

Митохондриальная ДНК: мтДНК организована в одну хромосому.

Ядерная ДНК: нДНК организована в несколько хромосом. Например, человеческая нДНК организована в 46 хромосом.

Состав

Митохондриальная ДНК: мтДНК состоит из 0,25% генетического состава клеток животных.

Ядерная ДНК: нДНК состоит из 99,75% генетического состава клеток животных.

ограда

Митохондриальная ДНК: мтДНК не заключена в ядерную оболочку.

Ядерная ДНК: нДНК заключена в ядро.

Место нахождения

Митохондриальная ДНК: мтДНК свободно плавает в митохондриальном матриксе.

Ядерная ДНК: нДНК находится в ядерной матрице, прикрепленной к ядерной оболочке.

Размер генома

Митохондриальная ДНК: Размер мтДНК составляет 16 569 пар оснований.

Ядерная ДНК: Размер нДНК составляет 3,3 миллиарда пар оснований.

Гистоновые белки

Митохондриальная ДНК: мтДНК не упакована гистоновыми белками.

Ядерная ДНК: нДНК плотно упакована гистоновыми белками.

Количество копий

Митохондриальная ДНК: Более 1000 копий мтДНК можно найти в каждой клетке.

Ядерная ДНК: Количество копий нДНК на соматическую клетку может различаться в зависимости от вида. Соматические клетки человека содержат две копии нДНК.

Количество генов

Митохондриальная ДНК: мтДНК состоит из 37 генов, кодирующих 13 белков, 22 тРНК и 2 рРНК.

Ядерная ДНК: нДНК состоит из 20000-25000 генов, включая три гена mt.

ТРНК и рРНК

Митохондриальная ДНК: мтДНК кодирует каждую тРНК и рРНК, необходимые для митохондрий.

Ядерная ДНК: нДНК кодирует каждую тРНК и рРНК, необходимые для процессов в цитоплазме.

автономия

Митохондриальная ДНК: мтДНК кодирует большинство белков, которые требуются митохондриям. Но некоторые белки, необходимые для митохондрий, кодируются нДНК. Следовательно, митохондрии являются полуавтономными органеллами.

Ядерная ДНК: нДНК кодирует каждый белок, который необходим клетке.

Некодирующие регионы

Митохондриальная ДНК: мтДНК не имеет некодирующих областей ДНК, таких как интроны.

Ядерная ДНК: нДНК содержит некодирующие области ДНК, такие как интроны и нетранслируемые области.

Генетический код

Митохондриальная ДНК: Большинство кодонов в мтДНК не соответствуют универсальному генетическому коду.

Ядерная ДНК: Кодоны в нДНК соответствуют универсальному генетическому коду.

копирование

Митохондриальная ДНК: мтДНК реплицируется независимо от нДНК.

Ядерная ДНК: нДНК реплицируется только во время S-фазы клеточного цикла.

транскрипция

Митохондриальная ДНК: Гены, кодируемые мтДНК, являются полицистронными.

Ядерная ДНК: Гены, кодируемые нДНК, являются моноцистронными.

наследование

Митохондриальная ДНК: мтДНК передается по наследству.

Ядерная ДНК: нДНК наследуется одинаково от обоих родителей.

рекомбинация

Митохондриальная ДНК: мтДНК передается от матери к ее потомству без изменений.

Ядерная ДНК: нДНК организуется путем рекомбинации при передаче потомству.

Вклад в физическую форму человека

Митохондриальная ДНК: мтДНК вносит меньший вклад в приспособленность индивидуума среди населения.

Ядерная ДНК: нДНК вносит большой вклад в улучшение индивидуальности среди населения.

Скорость мутаций

Митохондриальная ДНК: Скорость мутаций в мтДНК сравнительно высока.

Ядерная ДНК: Скорость мутаций в нДНК низкая.

Идентификация лиц

Митохондриальная ДНК: МтДНК также может быть использована для идентификации людей.

Ядерная ДНК: НДНК используется для тестирования отцовства.

Генетические нарушения

Митохондриальная ДНК: Наследственная оптическая невропатия Лебера, синдром Кернса-Сайре и хроническая прогрессирующая наружная офтальмоплегия являются примерами генетических заболеваний, вызванных мутациями мтДНК.

Ядерная ДНК: Муковисцидоз, серповидноклеточная анемия, гемохроматоз и болезнь Хантингтона являются примерами генетических заболеваний, вызванных мутациями в нДНК.

Заключение

Ядерная ДНК вместе с митохондриальной ДНК способствуют генетической структуре клеток животных. Растительные клетки также содержат хлоропластную ДНК в своих клетках. НДНК состоит из генома клетки, а мтДНК состоит из митохондриального генома. НДНК содержит гены, которые кодируют все признаки, проявляемые организмом.

МтДНК также включена в нДНК. НДНК состоит из более чем 20000 генов. Белки, кодируемые этими генами, ответственны за фенотипические признаки организма. МтДНК кодируется для 37 генов наряду с тРНК и рРНК, которые необходимы для функций митохондрий.

Следовательно, основным отличием митохондриальной ДНК от ядерной ДНК является их содержание.

[attention type=red]

Ссылка:1. Лодиш, Харви. «Органелльные ДНК». Молекулярно-клеточная биология. 4-е издание. Национальная медицинская библиотека США, 1 января 1970 г. Веб. 28 марта 2017 г. 2. Купер, Джеффри М. «Митохондрии». Клетка: молекулярный подход. 2-е издание. Национальная медицинская библиотека США, 1 января 1970 г. Веб.

[/attention]

28 марта 2017 г. 3. Браун, Теренс А. «Геном человека». Геномы. 2-е издание. Национальная медицинская библиотека США, 1 января 1970 г. Веб. 28 марта 2017 г. 4. Альбертс, Брюс. «Структура и функции ДНК». Молекулярная биология клетки. 4-е издание. Национальная медицинская библиотека США, 1 января 1970 г. Веб.

28 марта 2017 г.

5. Stöppler, MD Мелисса Конрад. «Список генетических заболеваний: определения, виды и примеры». MedicineNet. Н.п., н.д. Web. 28 марта 2017 г.

Источник: https://ru.strephonsays.com/difference-between-mitochondrial-dna-and-nuclear-dna

Сходства и различия эукариот, архей, бактерий

Линейные хромосомы в ядре или митохондриях

Автор статьи Лукьянова А.А.

На протяжении многих лет с момента открытия существования микроорганизмов не было однозначного понимания их места в живой природе.

Их относили к растениям (отсюда устаревший ныне термин «микрофлора[1]»), затем разделяли на группы среди растений и животных.

Сейчас очевидно, что термин «микроорганизм» не имеет систематического смысла, то есть говорит исключительно о микроскопическом размере объекта.

Группы эукариот

В настоящее время микроорганизмы разделяют на две большие группы, принципиально отличающиеся строением клетки – эукариоты и прокариоты (рис. 1). Группа эукариот включает в себя микроскопические водоросли, простейших и микроскопические грибы, такие как дрожжи и плесневые грибы.

К прокариотам до 80-х годов относили исключительно бактерий, однако группой исследователей под руководством Карла Вёзе в ходе анализа последовательностей 16S рРНК, было обнаружено, что архебактерии (археи) по своему происхождению являются самостоятельной группой, что подтверждается рядом отличий в их строении и метаболизме: одни черты роднят их с бактериями, другие – с эукариотами, а некоторые являются совершенно уникальными. В частности, первые открытые археи отличаются своей удивительной способностью обитать в экстремальных местах обитания: при высоких температурах, давлении, сильнокислых или сильнощелочшых условиях среды. Например, большинство гипертермофильных архей растут при температуре 80 ℃, а Methanopyrus kandleri – при 122 ℃.  Другой пример: рекордсмен среди устойчивых к кислой среде архей растет в условиях, эквивалентных 1,2 М серной кислоте. Для сравнения – содержание соляной кислоты в желудочном соке в норме составляет 0,14 – 0,16  М.

Рисунок 1. Группы микроорганизмов

Сходства и различия в строении клеток прокариот и эукариот

Для существования клеток любого типа, и прокариотических, и эукариотических, необходимо наличие цитоплазматической мембраны, отделяющей клетку от внешней среды; цитоплазмы, заполняющей клетку, а также генетического аппарата и рибосом, позволяющих хранить и реализовывать генетическую информацию. Однако, строение мембраны и рибосом, а также организация генетического материала для этих групп могут различаться (рис.2)

Основное различие прокариот и эукариот состоит в том, что в клетках прокариот генетический материал располагается непосредственно в цитоплазме и представлен нуклеоидом, содержащим чаще всего замкнутую в кольцо молекулу ДНК. У эукариот генетический материал отделен ядерной оболочкой и, соответственно, заключен в ядре. Он представлен линейными молекулами ДНК, «упакованными» в хромосомы.

И у прокариот, и у эукариот есть рибосомы, необходимые для синтеза белка, но рибосомы прокариот меньше эукариотических. Рибосомы бактерий состоят их трех, а не четырех молекул рРНК.

Рибосомы архей по некоторым признакам похожи на бактериальные, а по некоторым – на эукариотические.

Например, на рибосомы архей не действует антибиотик хлорамфеникол, связывающий рибосомы бактерий, в то время как дифтерийный токсин, останавливающий биосинтез белка у эукариот, действует и на архей.

Кроме рибосом внутри прокариотической клетки нет других органелл и мембранных структур, в то время как эукариотические клетки содержат эндоплазматическую сеть, аппарат Гольджи, митохондрии и другие органеллы. Внутри клеток прокариот могут быть газовые пузырьки или другие включения, окруженные белковой оболочкой.

Рисунок 2. Строение клеток прокариот (на примере бактерий) и эукариот

Такое увеличение площади мембраны необходимо в связи с тем, что энергетические процессы, такие как дыхание и фотосинтез, происходящие у эукариот на внутренних мембранах митохондрий и хлоропластов соответственно, у прокариот происходит непосредственно на мембране клетки.

[attention type=green]

Цитоскелет прокариот не включает в себя характерных для эукариотической клетки элементов (микротрубочек, актиновых филаментов, микрофиламентов) и образован другими белками. Прокариоты не способны к эндоцитозу и амебоидному движению.

[/attention]

Клеточные покровы прокариот и эукариот так же существенно отличаются. Клетки бактерий и эукариот покрыты цитоплазматической мембраной, состоящей из двойного слоя фосфолипидов, в которых жирные кислоты связаны с молекулой глицерина сложноэфирной связью.

Мембранные липиды архей вместо жирных кислот содержат изопреновые цепочки, соединенные с глицерином простой эфирной связью (рис. 3). Липиды такой мембраны зачастую объединяются в один слой с двумя гидрофильными головками и одной гидрофобной «сшивкой» из двух хвостов.

Это делает мембрану более устойчивой к экстремальным условиям, в которых обитают некоторые археи.

Рисунок 3. Строение цитоплазматической мембраны бактерий, эукариот и архей

Клеточная стенка бактерий состоит из пептидогликана (муреина), которого нет ни у архей, ни у эукариот. Клетки архей чаще всего покрыты белковым S-слоем, защищающим от воздействия стрессовых условий, а в тех случаях, когда клеточная стенка все-таки присутствует, в ее состав входит похожее по структуре вещество – псевдомуреин.

Отличается и строение жгутиков. Бактериальные жгутики образованы белком флагеллином который, закручиваясь в спираль, формирует полую внутри нить жгутика.

Жгутики архей похожи на бактериальные: они приводят клетку в движение, вращаясь по тому же механизму, но они не имеют полости внутри и образованы гликопротеинами.

Жгутики эукариот в свою очередь состоят из десяти пар микротрубочек, где одна из пар центральная, а еще девять окружают ее.  

[attention type=yellow]

Клетки бактерий, архей и эукариот отличаются не только чертами своего строения, существует еще рад биохимических и молекулярных признаков, на которые стоит обратить внимание. Кратко все признаки для каждой группы изложены в таблице 1.

[/attention]

Таблица 1. Сходства и различия в строении клеток бактерий, археи и эукариот

Сходства и различия в молекулярных процессах, протекающих в клетках прокариот и эукариот

Различия в организации генетического материала для этих групп не ограничиваются лишь его расположением и тем, замкнута ли ДНК в кольцо. Процессы транскрипции и трансляции у каждой группы имеют свои особенности. Например, для поддержания структуры ДНК и регуляции экспрессии генов в клетках эукариот и архей есть специальные белки – гистоны, которых нет у бактерий.

Гены бактерий собраны в опероны. Это означает, что несколько генов находятся друг за другом и имеют общий промотор (место старта трансляции), таким образом мРНК получается полицистронная, то есть кодирующая несколько белков. Эта особенность характерна и для архей.

У эукариот, наоборот, для каждого гена есть свой промотор. В то же время, общим для эукариот и бактерий является наличие в генах некодирующих участков – интронов, которых нет у бактерий.

Причем структура РНК-полимеразы, компонентов транскрипционного комплекса, а также все дальнейшие процессы транскрипции и дальнейшей обработки (процессинга) мРНК у эукариот и архей очень схожи, в то время, как у бактерий существенно отличаются.

Например, транскрипция и трансляция, на матрице синтезируемой мРНК, у бактерий идут одновременно и для старта синтеза белка не требуется не требуется процессинга мРНК. Причем, трансляция бактерий начинается не с метионина, как у эукариот (и архей), а с формилметионина.

Помимо особенностей, связанных с транскрипцией и трансляцией, для прокариот, в отличие от эукариот, характерно большое разнообразие метаболических особенностей, таких как способность к метаногенезу архей, хемолитоавтотрофность, способность к фиксации азота и способность к аноксигенному фотосинтезу.

Исходя из этого, становится видно, что все три выделенные на настоящий момент домена – бактерии, археи и эукариоты существенно отличаются друг от друга.

Причем археи, хоть и являются прокариотами и несут в своем строении типичные прокариотические черты – отсутствие ядра и мембранных органоидов в цитоплазме, кольцевая ДНК, кольцевая хромосома и многое другое, тем не менее в некоторых чертах похожи на эукариот.

[attention type=red]

Говоря о родстве между этими тремя группами, стоит отметить, что согласно доминирующей в настоящее время гипотезе, считается, что не смотря на то, что и бактерии, и археи относятся к прокариотам, последние все же более близки к эукариотам.

[/attention]

Таким образом, в ходе эволюции сперва произошло разделение на группу бактерий и некого общего предка, от которого в дальнейшем произошли археи и эукариоты

[1] В современной науке принято использовать термин «микробиота» [2] S – константа седиментации. Скорость осаждения частицы при ультрацентрифугировании. В данном контексте ее используют, чтобы охарактеризовать размер частицы.

Источник: https://biocpm.ru/shodstva-i-razlichiya-eukariot-arhey-bakteriy

Линейные хромосомы в ядре или митохондриях

Линейные хромосомы в ядре или митохондриях

ВАЖНО!

Органоиды клетки

Органоиды, или Органеллы, – постоянные специфические структуры цитоплазмы, выполняющие определённые функции, необходимые для поддержания жизнедеятельности клетки.

Различают органоиды общего значения и специальные органоиды. Органоиды общего значения имеются во всех клетках и выполняют общие функции. Это – митохондрии, рибосомы, эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, лизосомы, пероксисомы, цитоскелет и клеточный центр.

Органоиды специального значения имеются только в клетках какого-то определённого типа и обеспечивают выполнение функций, присущих только этим клеткам.

Мембранные органоиды:

— ядро;

— эндоплазматическая сеть;

— аппарат Гольджи;

— митохондрии;

— лизосомы;

— пластиды;

— вакуоли.

Эндоплазматическая сеть (ЭПС) открыта К. Портером в 1945 году. ЭПС или ЭПР (эндоплазматический ретикулум) – сеть канальцев и цистерн, сложенных мембранами. Различают гранулярную (шероховатую, зернистую) и гладкую (агранулярную) ЭПС.

Гранулярная ЭПС содержит рибосомы на наружной стороне мембраны. Гладкая ЭПС не содержит рибосомы. В скелетных мышцах ЭПС носит название саркоплазматический ретикулум. ЭПС пронизывает всю клетку. Полость ЭПС сообщается с ядром и цитоплазматической мембраной.

На рибосомах гранулярной ЭПС синтезируются секреторные белки, предназначенные для выведения из клетки, а также белки лизосом и внеклеточного матрикса.

Наряду с секреторными белками на гранулярной ЭПС синтезируется большая часть полуинтегральных и интегральных белков. В гладеой ЭПС происходит также синтез мембраны липидов и осуществляется «сборка» компонентов мембраны.

Кроме того, ЭПС, как считают, участвует в образовании пероксисом. Таким образом, гранулярная ЭПС служит «фабрикой» мембран для плазмалеммы, аппарата Гольджи, лизосом и других мембранных структур клетки.

Агранулярная (гладкая) эндоплазматическая сеть представляет собой замкнутую сеть трубочек, канальцев, цистерн.

На цитоплазматической поверхности гладкой ЭПС синтезируются жирные кислоты, большая часть липидов клетки, в том числе почти все липиды, необходимые для построения клеточных мембран. Поэтому гладкую ЭПС нередко называют «фабрикой липидов».

Например, в клетках печени с мембранами гладкого эндоплазматического ретикулума связан фермент, обеспечивающий образование глюкозы из глюкозо-6-фосфата. Эта реакция имеет большое значение в поддержании уровня глюкозы в организме человека.

В организме человека эндоплазматическая сеть особенно хорошо развита в клетках, синтезирующих гормоны, в клетках печени.

Комплекс Гольджи (КГ, или аппарат Гольджи, – пластинчатый комплекс, расположен вблизи ядра, между ЭПС и плазмалеммой.

Его структурно-функциональная единица – диктиосома – представляет собой стопку из 5–20 плоских одномембранных мешочков (цистерн), имеющих диаметр около 1 мкм, внутренние полости которых не сообщаются друг с другом.

[attention type=green]

Количество таких мешочков в стопке обычно не превышает 5–20, а расстояние между ними составляет 20–25 нм.

[/attention]

Белки, синтезированные на шероховатой эндоплазматической сети, попадают в аппарат Гольджи. Здесь осуществляется химическая модификация транспортируемых белков и их упаковка в специальные пузырьки.

Таким образом, основными функциями комплекса Гольджи являются химическая модификация, накопление, сортировка, упаковка в секреторные пузырьки и транспорт по назначению белков и липидов, синтезированных в ЭПС.

В комплексе Гольджи образуются лизосомы и синтезируются некоторые полисахариды.

Лизосомальная система и пероксисомы

Лизосомы – мембранные органеллы клеток животных и грибов, содержащие гидролитические ферменты и осуществляющие гидролитическое расщепление макромолекул (внутриклеточное пищеварение).

Лизосомы представляют собой окружённые одинарной мембраной пузырьки, размеры которых в клетках животных колеблются от 0,2 до 0,5 мкм.

В лизосомах содержится не менее 60 гидролитических ферментов, которые расщепляют все основные классы органических макромолекул.

Все ферменты лизосом активны лишь в кислой среде при значениях pH, близких 5,0. Количество лизосом в разных клетках варьирует от единичных до нескольких сотен, как например, в фагоцитах.

Завершающие этапы процесса внутриклеточного переваривания веществ, поглощённых клеткой, осуществляются в лизосомах.

[attention type=yellow]

Лизосомы с помощью своих ферментов могут разрушать не только отдельные органеллы или клетки, но и целые органы (автолиз). Например, в процессе онтогенеза лягушки с помощью ферментов лизосом лизируются хвост и жабры головастика, а образующиеся при этом продукты распада используются для формирования органов взрослого животного.

[/attention]

Митохондрии – крупные мембранные органоиды клетки, которые можно различить в световой микроскоп. Митохондрии присутствуют во всех эукариотических клетках человека, кроме эритроцитов.

Они имеют обычно округлую, удлиненную или нитевидную формы. Количество митохондрий в клетке колеблется в широких пределах (от 1 до 100 тыс. и более) и зависит от потребностей клетки в энергии. Митохондрии имеют наружную и внутреннюю мембраны.

На внутренней поверхности увеличенного фрагмента кристы видны небольшие выпуклости, обращенные в митохондриальный матрикс, которые содержат ферментные системы, обеспечивающие процессы дыхания. Наружная мембрана гладкая и по своему составу сходна с плазмалеммой.

В матриксе содержатся кольцевая молекула митохондриальной ДНК (мтДНК), различные включения, а также молекулы мРНК, транспортной РНК (тРНК) и рибосомы, сходные по строению с рибосомами бактерий. Здесь же располагаются ферменты, превращающие пируват и жирные кислоты в ацетил-КоА, и ферменты реакций цикла Кребса.

Митохондриальная ДНК имеет не линейную, как в хромосомах ядра, а кольцевую форму. функция митохондрий – синтез АТФ, основного источника энергии для обеспечения жизнедеятельности клетки. Поэтому митохондрии называют «энергетическими станциями» клетки.

Пластиды

Пластиды – это органоиды клеток растений и некоторых фотосинтезирующих простейших. У большинства животных и грибов пластид нет.

Пластиды делятся на несколько типов: хлоропласты, хромопласты, лейкопласты. Наиболее важный и известный – хлоропласт, содержащий зелёный пигмент хлорофилл, который обеспечивает процесс фотосинтеза.

Хлоропласты

Хромопласты

Лейкопласты

Все виды пластид связаны между собой общим происхождением или возможным взаимопревращением. Пластиды развиваются из пропластид – более мелких органоидов меристематических клеток.

Строение пластид

Пластиды относятся к двумембранным органоидам, у них есть внешняя и внутренняя мембраны.

Во многих пластидах, особенно в хлоропластах, хорошо развита внутренняя мембранная система, формирующая такие структуры, как тилакоиды, граны (стопки тилакоидов), ламелы – удлинённые тилакоиды, соединяющие соседние граны. Внутреннее содержимое пластид обычно называют стромой. В ней, помимо прочего, находятся крахмальные зёрна.

Считается, что в процессе эволюции пластиды появились аналогично митохондриям – путём внедрения в клетку-хозяина другой прокариотической клетки, способной в данном случае к фотосинтезу.

[attention type=red]

Поэтому пластиды считают полуавтономными органеллами. Они могут делиться независимо от делений клетки, у них есть собственная ДНК, РНК, рибосомы прокариотического типа, т. е. собственный белоксинтезирующий аппарат.

[/attention]

Часть генов, управляющая их функционированием, находится как раз в ядре.

Ядро

Ядро – важнейшая часть эукариотической клетки. Оно состоит из ядерной оболочки, кариоплазмы, ядрышек, хроматина.

1. Ядерная оболочка по строению аналогична клеточной мембране, содержит поры. Ядерная оболочка защищает генетический аппарат от воздействия веществ цитоплазмы. Осуществляет контроль за транспортом веществ.

2. Кариоплазма представляет собой коллоидный раствор, содержащий белки, углеводы, соли, другие органические и неорганические вещества. В кариоплазме содержатся все нуклеиновые кислоты: практически весь запас ДНК, информационные, транспортные и рибосомальные РНК.

3. Ядрышко – сферическое образование, содержит различные белки, нуклеопротеиды, липопротеиды, фосфопротеиды. Функция ядрышек – синтез зародышей рибосом.

4. Хроматин (хромосомы). В стационарном состоянии (время между делениями) ДНК равномерно распределены в кариоплазме в виде хроматина. При делении хроматин преобразуется в хромосомы.

Функции ядра: в ядре сосредоточена информация о наследственных признаках организма (информационная функция); хромосомы передают признаки организма от родителей к потомкам (функция наследования); ядро согласует и регулирует процессы в клетке (функция регуляции).

Геном, генотип и кариотип

Источник: resh.edu.ru

Источник: https://naturalpeople.ru/linejnye-hromosomy-v-jadre-ili-mitohondrijah/

Загадки митохондрий: зачем человеку второй геном

Линейные хромосомы в ядре или митохондриях

https://ria.ru/20190710/1556360562.html

Загадки митохондрий: зачем человеку второй геном

В митохондриях, интересующих генетиков, врачей, криминалистов и археологов, содержится информация об эволюции биосферы, истории человечества и неизлечимых пока… РИА Новости, 10.07.2019

2019-07-10T08:00

2019-07-10T08:00

2019-07-10T08:00

днк

сванте паабо

африка

риа наука

/html/head/meta[@name='og:title']/@content

/html/head/meta[@name='og:description']/@content

https://cdn23.img.ria.ru/images/155634/92/1556349248_0:121:3121:1877_1400x0_80_0_0_832c0da3348914572d7b4136dadbade3.jpg

МОСКВА, 10 июл — РИА Новости, Татьяна Пичугина. В митохондриях, интересующих генетиков, врачей, криминалистов и археологов, содержится информация об эволюции биосферы, истории человечества и неизлечимых пока генетических болезнях. Какие загадки удалось решить с их помощью — в материале РИА Новости.

Генетический код преподносит сюрпризыДолгое время считалось, что у человека только один геном — в ядре клетки. Именно его структуру расшифровали в 1953 году Френсис Крик и Джеймс Уотсон. А спустя несколько лет нечто вроде ДНК обнаружили в митохондриях — крошечных органеллах внутри клеток.

Оказалось, что они содержат еще один, совершенно самостоятельный геном, только гораздо меньших размеров.Информация в митохондриальной ДНК (ее называют мтДНК) некоторых живых организмов закодирована не так, как в ядерной молекуле, не универсальным кодом. Отличия небольшие, но принципиальные.Митохондрии снабжают энергией клетку.

В ее внутренней мембране вырабатываются молекулы АТФ — универсальное топливо организма. Так вот, геном митохондрии кодирует информацию о синтезе белков-ферментов, без которых производство топлива невозможно.У человека один из самых маленьких митохондриальных геномов, всего 16,5 тысячи пар нуклеотидов, 37 генов. Для сравнения: у наземных растений — сотни тысяч пар.

В митохондрии умещается несколько молекул ДНК. Они свернуты в клубок вместе с белками. В свою очередь, в клетках тела в зависимости от специализации содержится множество митохондрий.Одно из самых удивительных открытий состоит в том, что в половых клетках — неравное число митохондрий. В человеческих сперматозоидах их нет.

Это приводит к тому, что мтДНК наследуется только от матери к дочери. К тому же она не может рекомбинироваться, как ядерная ДНК, то есть составлять разные вариации из двух родительских хромосом. По наследству передаются клоны мтДНК.

Как же вышло, что у нас в клетке два разных генома? Еще в конце XIX века появилась гипотеза, что митохондрии — это бактерии-симбионты, живущие внутри клетки.

Они первыми на заре эволюции живого мира стали использовать кислород для дыхания. Возможно, им было безопаснее жить внутри большой клетки, не способной к фотосинтезу.

[attention type=green]

Так возник симбиоз двух типов клеток, который привел к появлению многоклеточных организмов. В наши дни эта гипотеза стала основной.Ученые расшифровывают мтДНКТот факт, у человека есть второй геном, долго оставался в тени, пока в конце XX века не разработали новые методы секвенирования ДНК и обработки больших объемов данных.

[/attention]

В 1987 году американские ученые сравнили митохондриальные ДНК у представителей 147 разных народов из пяти регионов Земли. Выяснилось, что все они произошли от общего предка по материнской линии — митохондриальной Евы, жившей в Африке двести тысяч лет назад.

Дело в том, что если некая популяция людей разделяется и каждая группа начинает вести относительно изолированный образ жизни, то у них со временем накапливаются разные наборы мутаций, по числу которых можно определить время расхождения групп.Митохондриальная ДНК оказалась очень удобной для изучения ископаемых останков человека.

В ядре клетки — только одна молекула ДНК, тогда как митохондрий в одной клетке — десятки тысяч. К тому же молекула мтДНК свернута в кольцо. Поэтому она более устойчива к внешним воздействиям и выдерживает даже небольшое нагревание, что важно, к примеру, при идентификации обгоревших останков.Недаром у неандертальцев сначала расшифровали митохондриальный геном.

Эту работу завершил в 2009-м шведский ученый Сванте Паабо.Сейчас за относительно небольшие деньги в коммерческих компаниях можно заказать тест своей мтДНК и узнать регион, из которого произошли предки по материнской линии.Поломка во втором геномеМитохондриальная ДНК мутирует в 17 раз быстрее, чем ядерная. В результате в одной клетке могут быть митохондрии с разным геномом.

Если число мтДНК-мутантов преобладает, митохондрии начинают работать неправильно, а клетки гибнут. Пострадать может любой орган: мозг, мускулы, почки, кровь, глаза, уши.Диагностика митохондриальных болезней очень сложная, лечения от них нет. Зато генетики научились предотвращать их наследование. В одном случае берут донорскую яйцеклетку от здоровой женщины, не родственной супруге по материнской линии. Ее оплодотворяют семенем супруга и подсаживают в матку.В другом — из донорской яйцеклетки удаляют собственное ядро и вставляют туда ядро из яйцеклетки супруги. Затем оплодотворяют составную яйцеклетку спермой супруга и подсаживают в матку. Рожденных таким способом называют “детьми от трех родителей”.

https://ria.ru/20130801/953719935.html

https://ria.ru/20180927/1529445524.html

африка

РИА Новости

Россия, Москва, Зубовский бульвар, 4

7 495 645-6601


https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2019

РИА Новости

Россия, Москва, Зубовский бульвар, 4

7 495 645-6601


https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

Россия, Москва, Зубовский бульвар, 4

7 495 645-6601


https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdn25.img.ria.ru/images/155634/92/1556349248_196:0:2927:2048_1400x0_80_0_0_e13166d81c13076d59c5096fcdbe53bb.jpg

РИА Новости

Россия, Москва, Зубовский бульвар, 4

7 495 645-6601


https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

Россия, Москва, Зубовский бульвар, 4

7 495 645-6601


https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

днк, сванте паабо, африка

МОСКВА, 10 июл — РИА Новости, Татьяна Пичугина. В митохондриях, интересующих генетиков, врачей, криминалистов и археологов, содержится информация об эволюции биосферы, истории человечества и неизлечимых пока генетических болезнях. Какие загадки удалось решить с их помощью — в материале РИА Новости.

Генетический код преподносит сюрпризы

Долгое время считалось, что у человека только один геном — в ядре клетки. Именно его структуру расшифровали в 1953 году Френсис Крик и Джеймс Уотсон. А спустя несколько лет нечто вроде ДНК обнаружили в митохондриях — крошечных органеллах внутри клеток. Оказалось, что они содержат еще один, совершенно самостоятельный геном, только гораздо меньших размеров.

Информация в митохондриальной ДНК (ее называют мтДНК) некоторых живых организмов закодирована не так, как в ядерной молекуле, не универсальным кодом. Отличия небольшие, но принципиальные.

Митохондрии снабжают энергией клетку. В ее внутренней мембране вырабатываются молекулы АТФ — универсальное топливо организма. Так вот, геном митохондрии кодирует информацию о синтезе белков-ферментов, без которых производство топлива невозможно.

У человека один из самых маленьких митохондриальных геномов, всего 16,5 тысячи пар нуклеотидов, 37 генов. Для сравнения: у наземных растений — сотни тысяч пар.

[attention type=yellow]

В митохондрии умещается несколько молекул ДНК. Они свернуты в клубок вместе с белками. В свою очередь, в клетках тела в зависимости от специализации содержится множество митохондрий.

[/attention]

Одно из самых удивительных открытий состоит в том, что в половых клетках — неравное число митохондрий. В человеческих сперматозоидах их нет. Это приводит к тому, что мтДНК наследуется только от матери к дочери. К тому же она не может рекомбинироваться, как ядерная ДНК, то есть составлять разные вариации из двух родительских хромосом. По наследству передаются клоны мтДНК.

Как же вышло, что у нас в клетке два разных генома? Еще в конце XIX века появилась гипотеза, что митохондрии — это бактерии-симбионты, живущие внутри клетки.

Они первыми на заре эволюции живого мира стали использовать кислород для дыхания. Возможно, им было безопаснее жить внутри большой клетки, не способной к фотосинтезу.

Так возник симбиоз двух типов клеток, который привел к появлению многоклеточных организмов. В наши дни эта гипотеза стала основной.

Ученые расшифровывают мтДНК

Тот факт, у человека есть второй геном, долго оставался в тени, пока в конце XX века не разработали новые методы секвенирования ДНК и обработки больших объемов данных.

В 1987 году американские ученые сравнили митохондриальные ДНК у представителей 147 разных народов из пяти регионов Земли. Выяснилось, что все они произошли от общего предка по материнской линии — митохондриальной Евы, жившей в Африке двести тысяч лет назад.

Дело в том, что если некая популяция людей разделяется и каждая группа начинает вести относительно изолированный образ жизни, то у них со временем накапливаются разные наборы мутаций, по числу которых можно определить время расхождения групп.

[attention type=red]

Митохондриальная ДНК оказалась очень удобной для изучения ископаемых останков человека. В ядре клетки — только одна молекула ДНК, тогда как митохондрий в одной клетке — десятки тысяч. К тому же молекула мтДНК свернута в кольцо. Поэтому она более устойчива к внешним воздействиям и выдерживает даже небольшое нагревание, что важно, к примеру, при идентификации обгоревших останков.

[/attention]

Недаром у неандертальцев сначала расшифровали митохондриальный геном. Эту работу завершил в 2009-м шведский ученый Сванте Паабо.

Сейчас за относительно небольшие деньги в коммерческих компаниях можно заказать тест своей мтДНК и узнать регион, из которого произошли предки по материнской линии.

Поломка во втором геноме

Митохондриальная ДНК мутирует в 17 раз быстрее, чем ядерная. В результате в одной клетке могут быть митохондрии с разным геномом. Если число мтДНК-мутантов преобладает, митохондрии начинают работать неправильно, а клетки гибнут. Пострадать может любой орган: мозг, мускулы, почки, кровь, глаза, уши.

Диагностика митохондриальных болезней очень сложная, лечения от них нет. Зато генетики научились предотвращать их наследование. В одном случае берут донорскую яйцеклетку от здоровой женщины, не родственной супруге по материнской линии. Ее оплодотворяют семенем супруга и подсаживают в матку.

В другом — из донорской яйцеклетки удаляют собственное ядро и вставляют туда ядро из яйцеклетки супруги. Затем оплодотворяют составную яйцеклетку спермой супруга и подсаживают в матку. Рожденных таким способом называют “детьми от трех родителей”.

Источник: https://ria.ru/20190710/1556360562.html

Медик
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: