Хід заняття. 1. Контроль вихідного рівня знань студентів з даної теми ( на основі перелічених питань змісту теми )

1. Контроль вихідного рівня знань студентів з даної теми (на основі перелічених питань змісту теми)

2. Практична частина

2.1. Характеристика етапів роботи

2.1.1 Хромосоми – структурні елементи клітинного ядра

1888р. В Вальдейєр ввів назву «хромосома» (грец. chroma − колір, soma − тіло).

а) будова хромосоми

Хромосоми можуть перебувати у двох структурно-функціональних станах: конденсованому (спіралізованому) і деконденсованому (деспіралізованому). Найдрібнішими структурними компонентами хромосоми є нуклеопротеїнові фібрили, які складаються з ДНК і білків, переважно гістонів. Молекули гістонів утворюють комплекси з ДНК не по всій довжині рівномірно, а окремими ділянками. Комплекс 8 молекул гістонів з ДНК має назву нуклеосоми. Припускають, що хромосома утворена однією величезною фібрилою нуклеопротеїну. За іншими уявленнями, фібрили нуклеопротеїну попарно скручуються, утворюючи хромонеми, які входять до складу напівхроматиди; дві напівхроматиди утворюють хроматиду, а дві хроматиди – хромосому. Кожна хромосома має первинну перетяжку (центромеру), яка розмежовує її на два плеча. Центромери – це ділянки, в яких з’єднані дві сестринські хроматиди. Це важлива структура для правильного розподілу спадкового матеріалу під час мітозу між дочірніми клітинами. На ній формується спеціальний білковий диск – кінетохор, до якого прикріплюються нитки веретена поділу.

Рис. 6. Морфологія хромосоми

б) типи хромосом залежно від місця розташування центромери: метацентричні (розташування центромери медіанне), субметацентричні (розташування центромери субмедіанне) і акроцентричні (розташування центромери термінальне).

Кінці плечей хромосоми називають теломерами. Це спеціалізовані ділянки, які підтримують стабільність хромосом, перешкоджають сполученню хромосом між собою або з іншими фрагментами, захищають від руйнування нуклеазами, забезпечують контроль нормального клітинного росту. На плечах хромосом видно товстіші та інтенсивніше забарвлені ділянки – хромомери, що чергуються з міжхромомерними нитками. Деякі хромосоми можуть мати вторинну перетяжку (у цій ділянці локалізована ділянка ДНК, яка відповідає за синтез рРНК і формування ядерця, тому її ще називають ядерцевим організатором). Ділянки, відокремлені вторинними перетяжками мають назву супутники.

Рис. 7. Типи хромосом за розміщенням центромери:

1 метацентрична хромосома; 2. субметацентрична хромосома; 3. акроцентрична хромосома; 4. телоцентрична хромосома

в) правила хромосом:

1. Правило постійності числа хромосом. Кожний вид організмів має певне і постійне число хромосом. Так, в ядрах соматичних клітин людини − 46 хромосом, дрозофіли − 8, гороху − 14.
2. Правило парності хромосом. Кожна хромосома в соматичній клітині диплоїдного організму представлена парою: у людини − 23, у дрозофіли − 4, у гороху − 7.
3. Правило індивідуальності хромосом. Кожна пара хромосом характеризується індивідуальними особливостями і зберігає їх у ряді поколінь.
4. Правило неперервності хромосом. Хромосоми, як і клітини, не виникають знову, а утворюються від вже існуючих хромосом шляхом самовідтворення в S-періоді інтерфази при редуплікації.

г) каріотип та ідіограма людини

Каріотип є видовою ознакою і точно відтворюється у кожному поколінні завдяки процесам мітозу і мейозу. Термін «каріотип» у 1924р. ввів український цитолог Г.А.Левитський.

Каріотип – диплоїдний набір хромосом, що властивий соматичним клітинам організмів певного виду. Це є видоспецифічна ознака, що характеризується визначеним числом, будовою і генетичним складом хромосом. Нормальний каріотип людини включає 46 хромосом, або 23 пари; з них 22 пари аутосом і одна пара статевих хромосом (гетерохромосом). Для вивчення складного комплексу хромосом каріотипу їх розташовують у вигляді ідіограми. В ідіограмі хромосоми розташовуються попарно у порядку зменшення розмірів і залежно від положення центромери, за винятком статевих хромосом. Ідіограма враховує не тільки морфологічні ознаки хромосом, а й особливості їх первинної структури, спіралізації, вміст гетерохроматину та ін. Порівняльний аналіз ідіограм використовується в каріосистематиці для виявлення спорідненості різних груп організмів на основі подібності і відмінності їх хромосомних наборів. Згідно Денверської класифікації (1960р.) диплоїдний набір хромосом людини поділяють на 7 груп за розміром та розташуванням центромери, які позначають буквами латинського алфавіту (А, В, С, D, E, F, G).

Рис. 8. Денверська класифікація хромосом нормального каріотипу людини (чоловіка)

д) розглянути мікропрепарат „Політенні хромосоми слинних залоз дрозофіли”. Ідентифікувати хромонеми та хромомери.

Структуру хроматину на рівні петель добре видно у клітинах деяких комах. Після кількох циклів реплікації гомологічні хромосоми не відокремлюються одна від одної, а формують єдині гігантські хромосомні комплекси – політенні хромосоми, які добре видно у світловий мікроскоп. У них розрізняють темні ділянки (диски), де міститься багато конденсованої ДНК і світлі міждискові ділянки, на яких ДНК менш спаралізована. Для кожного виду організмів розташування і ширина дисків строго специфічні. При активації транскрипції генів ДНК дисків деспіралізується у вигляді петель. Тоді на політенних хромосомах утворюються структури – пуфи, де відбувається активний синтез іРНК. Клітини з політенними хромосомами використовують для побудови цитологічних карт хромосоми.

Рис 9. Політенна хромосома дрозофіли

2.1.2 Вивчення Х-статевого хроматину в соматичних клітинах.

Тільце Барра утворене однією Х-хромосомою, яка перебуває у спіралізованому стані (гетерохроматизована). У жінок дві Х-статеві хромосоми, одна з яких є активною, а інша інактивується ще на ранніх етапах ембріогенезу і утворює грудочку статевого хроматину. Х-статевий хроматин спостерігається у світловому мікроскопі в інтерфазному ядрі, може мати різноманітну форму (трикутну, овальну, півмісяцеву) і щільно прилягає до ядерної оболонки.

а) розглянути на таблиці хроматин-позитивне і хроматин-негативне ядра. Зарисувати і позначити тільце Барра.

2.2. Оформлення результатів практичної роботи

Вивчені мікропрепарати, тільце Барра, студенти зарисовують в альбом.

3. Вироблення практичних навичок

Ідентифікувати хромосоми людини, диференціювати чоловічий і жіночий каріотипи, аналізувати електронні мікрофотографії інтерфазного ядра, складати ідіограму каріотипу людини, виявляти хромосомні порушення, що є необхідним для діагностики хромосомних і генних захворювань.

4. Питання для контролю засвоєння теми

1. Будова ядерної оболонки.

2. Значення ядерних пор.

3. Функції каріоплазми.

4. Види хроматину: еухроматин і гетерохроматин, структура і функції.

5. Морфологія хромосоми.

6. Правила хромосом.

7. Значення центромери і супутника.

8. Політенні хромосоми, їх утворення.

9. Тільце Барра, утворення і значення.

10. Поняття про каріотип. Видова специфічність каріотипів.

11. Каріотип та ідіограма людини.

12. Функції аутосом і статевих хромосом.

13. Значення каріотипування в медицині.

5. Тестовий контроль до практичного заняття № 3

1. Хромосоми, для яких характерна вторинна перетяжка, називаються:

A. Акроцентричними

B. Субметацентричними

C. Телоцентричними

D. Супутниковими

E. Метацентричними

2. Вкажіть, який набір статевих хромосом у жінки, якщо в ядрах епітелію слизової оболонки порожнини рота не виявлено грудки статевого хроматину:

A. ХХ

B. ХХУ

C. ХУ

D. ХХХХ

E. ХО

3. Проводиться каріотипування клітин здорової людини. У каріотипі знайдено дрібну акроцентричну непарну хромосому. Ідентифікуйте цю хромосому:

A. У-хромосома

B. Х-хромосома

C. Хромосома групи А

D. Хромосома групи В

E. Хромосома групи С

4. Клітину обробили препаратом, який зруйнував ядро. Яку із функцій не зможе виконувати клітина?

A. Синтез вуглеводів

B. Синтез білків

C. Синтез жирів

D. Виділення продуктів

E. Накопичення продуктів

5. У клітині зруйновано ядерце. Які органели будуть відсутні у цитоплазмі?

A. Рибосоми

B. Мітохондрії

C. Лізосоми

D. Ендоплазматична сітка

E. Пластиди

6. Ядра клітин обробили препаратом, що зруйнував структуру гістонів. Які компоненти клітини зміняться внаслідок цього в першу чергу?

A. Ядерна оболонка

B. Рибосоми

C. Мітохондрії

D. Хромосоми

E. Мембрана