Здоровый мужчина в вашем доме - [3]
Ген (от греч. genos – род, происхождение) – элементарная структурная и функциональная единица наследственности, представленная участком молекулы ДНК со строго определенной последовательностью нуклеотидов, отвечающая за синтез одного белка.
Молекула РНК представляет собой одиночную полинуклеотидную цепь, образованную нуклеотидами. Эта кислота участвует в синтезе белков в клетке.
Каждая клетка ограничена клеточной мембраной, выполняющей множество функций: транспортная (поступление различных веществ в клетку и удаление из нее продуктов жизнедеятельности), защитная, восприятие сигналов. В состав клетки входит цитоплазма, в ней находится ядро, в котором хранится генетический (наследственный) материал, и органеллы, выполняющие специфические функции. К ним относятся, например, митохондрии – «энергетические станции» клетки; рибосомы, осуществляющие синтез белка; эндоплазматическая сеть, в которой синтезируются различные вещества; аппарат Гольджи, где накапливаются, упаковываются, транспортируются в пределах клетки и выводятся из клетки синтезированные продукты; лизосомы, осуществляющие расщепление веществ в клетке; клеточный скелет, выполняющий опорную функцию в клетке, и др.
Ядро – основная структура клетки, содержащая ее генетический материал – дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК). ДНК, объединяясь с белком, обычно рассеивается по ядру в виде хроматина. Во время деления клетки хроматин спирализуется и становится визуально различимым в виде хромосом. В состав ядра также входит рибонуклеиновая кислота (РНК), большая часть которой сосредоточена в ядрышке. Хроматин и ядрышко находятся в нуклеоплазме. Ядро отделено от цитоплазмы двойной мембраной – ядерной оболочкой (рис. 1.2).
Рис. 1.2. Ядро клетки (по Албертсу и др., с изменениями): 1 – наружная мембрана кариотеки (наружная ядерная мембрана); 2 – перинуклеарное пространство; 3 – внутренняя мембрана кариотеки (внутренняя ядерная мембрана); 4 – ядерная пластинка; 5 – поровый комплекс; 6 – рибосомы; 7 – нуклеоплазма (ядерный сок); 8 – хроматин; 9 – цистерна зернистой эндоплазматической сети; 10 – ядрышко
Обратите внимание! Хроматин неделящегося ядра и хромосомы делящегося – это по существу одно и то же.
Хромосома состоит из двух длинных полинуклеатидных цепей, образующих молекулу ДНК (рис. 1.3). Цепи спирально закручены одна вокруг другой. ДНК соединена с белками-гистонами. Вдоль всей длины молекулы ДНК линейно располагаются гены. Хромосомы хорошо окрашиваются в процессе деления клетки. В организме человека имеются два типа клеток, принципиально отличающихся друг от друга: половые и соматические, или телесные (от греч. soma – тело). В ядре каждой соматической клетки человека содержится 46 хромосом, 23 из них являются материнскими, а 23 – отцовскими, иными словами, в соматической клетке имеются по две копии каждой хромосомы, их называют гомологичными. Они одинаковы по длине, форме, строению, расположению полос и несут одни и те же гены, которые локализованы одинаково. В каждой паре хромосом одна происходит из ядра сперматозоида, другая – из ядра яйцеклетки. Лишь половые хромосомы составляют исключение. Мужская (Y) хромосома резко отличается от женской (X). Y-хромосома намного меньше Х-хромосомы и других хромосом. Нормальный кариотип (от греч. karyon – ядро ореха, typos – образец) соматических клеток человека включает 23 пары хромосом (диплоидный набор), 22 пары аутосом и одну пару половых хромосом (XX у женщин или XY у мужчин); половые клетки содержат гаплоидный (одиночный) набор – 23 хромосомы: 22 аутосомы и одну половую (X или Y) (рис. 1.4).
Рис. 1.3. Метафазная хромосома: 1 – центромера; 2 – сестринские хроматиды
Рис. 1.4. Кариотип человека (здорового мужчины): I – кариотип, общий вид; II – метафазные хромосомы
Каждая хромосома может воспроизводить свою точную копию в промежутках между клеточными делениями, так что каждая новая образующаяся клетка получает полный набор хромосом. Клетки воспроизводятся только путем клеточного деления. Рост организма, восстановление после повреждений, образование новых клеток, увеличение их числа происходит благодаря клеточному делению.
Существуют два типа клеточного деления: митоз и мейоз. Митоз – вид клеточного деления, при котором из одной клетки образуются две генетически идентичные дочерние клетки, и каждая из них, как и материнская, имеет 23 пары хромосом (46 штук). В ходе митоза происходит образование новых клеток в процессе роста организма и регенерации (восстановления).
У человека и других животных, размножающихся половым путем, постоянно чередуются два поколения клеток: соматические, имеющие по 46 хромосом, и половые, имеющие по 23 хромосомы. Мейоз – вид клеточного деления, при котором из одной материнской образуются четыре дочерние клетки, каждая из которых имеет половину хромосомного набора соматической клетки, т. е. 23 хромосомы. В результате этого деления образуются сперматозоиды и яйцеклетки, а после оплодотворения восстанавливается нормальный (диплоидный) набор хромосом (23 хромосомы сперматозоида + 23 хромосомы яйцеклетки = 46 хромосом нового организма). Во время мейоза в дочерних клетках происходят определенные генетические изменения.
