Биологическое значение хромосомного уровня организации генетического аппарата

Хромосомный уровень структурно-функциональной организации генетического аппарата эукариотической клетки вносит свой специфический вклад в функционирование генов, характер наследования признаков потомками, регуляцию генетической активности.

Хромосомы как комплексы генов (сайтов, нуклеотидных последовательностей ДНК) представляют собой эволюционно сложившиеся структуры, обязательные для клеток всех особей данного вида. Немаловажная роль в особенностях функционирования генов принадлежит их взаимному расположению в хромосомах (в группах сцепления). Локализация гена в той или иной хромосоме, в частности в аутосоме, половых хромосомах Х или Y, хромосоме М, определяет закономерности (правила) наследования соответствующего признака. Принадлежность генов к одной хромосоме обусловливает то более, то менее выраженный сцепленный характер наследования контролируемых ими признаков, тогда как расстояние между генами в хромосоме влияет на частоту рекомбинации указанных признаков в фенотипе потомства (см. п. 4.3.2.1). Напротив, локализация генов в разных хромосомах или в одной хромосоме, но на расстоянии в 50 морганид (сантиморганид) и более составляет основу независимого наследования признаков.

Вклад хромосомного уровня структурно-функциональной организации генетического аппарата эукариот в регуляцию генетической

активности ДНК — см. п. 4.3.2. Устойчивое комплексирование ДНК с основными белками-гистонами делает ее недоступной для взаимодействия с белками — обязательными участниками процесса транскрипции, например с РНК-полимеразой, транскрипционными факторами, энхан-серами. Предварительная декомпактизация хроматина также, видимо, является условием транскрипции биоинформации с соответствующего участка ДНК.

Возникновение в эволюции генетического аппарата при переходе к эукариотическому типу клеточной организации хромосомного уровня связано с возросшим количеством генетического материала. Распределение ядерной ДНК между ограниченным числом структур — хромосом — обусловливает упорядоченную пространственную организацию всей массы генетического материала по группам сцепления. Относительная самостоятельность хромосом в процессах редупликации и распределения между дочерними клетками в митозе и мейозе позволяет закономерно воспроизводить и передавать в ряду поколений без количественных потерь и качественных изменений (за редкими исключениями — см. п. 4.1.1, генотипическая изменчивость) значительные объемы жизненно важной биоинформации. Распределение генов (сайтов, конкретных по функционально-генетическим характеристикам нуклеотидных последовательностей ДНК) по группам сцепления делает возможной рекомбинацию генетического материала и, следовательно, соответствующей биоинформации, заключенной в гомологичных и негомологичных хромосомах, при мейозе и оплодотворении. Такая рекомбинация существенно увеличивает уровень генотипической комбинативной изменчивости, что само по себе является важным эволюционным фактором, обеспечивающим в каждом поколении наличие биоинформационно разнообразного наследственного материала и, следовательно, фенотипических вариантов для естественного отбора.

Оцените статью
yamedik
Добавить комментарий