Неоднородность свойств хромосом

Мы уже говорили о неоднородности хромосомы в отношении как химических, физических, так и генетических свойств. Гетеро- и эухроматиновые их участки обладают разными генетическими особенностями. Ученые считают, что гетерохроматиновые участки содержат мало генов, поэтому наследственно инертны, эухроматиновые же имеют гены и характеризуются наследственной активностью. Участки гетерохроматина разбросаны по всей длине хромосомы, но чаще располагаются вблизи центромеры. Гетерохроматин подразделяется на конститутивный, который постоянно обнаруживается в определенных участках хромосомы, и факультативный, появляющийся только в некоторые периоды жизни клетки.

Разделение хроматина по генетическому значению совпадает с различием типов хроматина в процессе репродукции хромосом. Гетерохроматиновые участки отстают от эухроматиновых по срокам репликации. Различного рода повреждения хромосом чаще происходят в гетерохроматине. Важная особенность организации хромосом - линейное размещение на них участков, состоящих из разного типа хроматина. У каждой хромосомы уникальный порядок расположения гетеро- и эухроматиновых районов.

Наряду с обычными хромосомами цитологи обнаружили гигантские - длиннее в 100-200 раз. Такие хромосомы открыл в 1881 г. итальянский цитолог Э. Бальбиани в слюнных железах личинок комара. Позднее оказалось, что гигантские хромосомы встречаются у многих двукрылых насекомых, некоторых растений и простейших, в клетках с высокой секреторной деятельностью, где происходит наработка определенных веществ. Наиболее часто изучали гигантские хромосомы в слюнных железах личинок дрозофилы. Там они в 100-150 раз длиннее, чем соответствующие хромосомы в клетках других тканей той же личинки, и имеют вид длинных лент с отчетливыми поперечными полосами.

Гигантские хромосомы возникают потому, что клетки слюнных желез не претерпевают деления, а только увеличиваются в размере. Парные хромосомы (гомологи) взаимно притягиваются и в результате приобретают вид перевитых двойных тяжей. Каждая хромосома приобретает вид пучка хромонемных (нуклеопротеидных) нитей, поэтому гигантские хромосомы были названы политенными. Они состоят более чем из тысячи хромонем.

Хромонемы неоднородны по длине структурно и химически. При многократном удвоении хромонем на хромосомах четко выделяются утолщения (диски), вызванные более плотной спирализацией отдельных участков или наличием гранул. Диски могут иметь разные размер и строение. Расположение дисков, имеющих различную морфологию, строго постоянно. Их можно точно установить в различных клетках и у разных организмов на определенных стадиях развития.

Диски - это участки хромонем с более плотной упаковкой. Вдоль хромосом в разной последовательности размещены темно- (более плотно спирализованные) и светлоокрашенные (слабо спирализованные) диски. Изучение гигантских хромосом дало возможность установить связь расположения отдельных генов со специфическими участками хромосом. Некоторые гены оказались размещенными возле определенных дисков, но сами диски не являются генами. Диски служат надежными маркерами хромосом и играют важную роль в выяснении строения и функции материальных носителей наследственности.