ХРОМОСО́МЫ

ХРОМОСО́МЫ (от хро­мо... и греч. σῶμα – те­ло), кле­точ­ные ор­га­нел­лы, но­си­те­ли ге­не­тич. ин­фор­ма­ции; оп­ре­де­ля­ют на­следств. свой­ст­ва кле­ток и ор­га­низ­мов. Ка­ж­дая Х. пред­став­ля­ет со­бой груп­пу сце­п­ле­ния ли­ней­но рас­по­ло­жен­ных ге­нов, спо­соб­на к са­мо­вос­про­из­ве­де­нию по­сред­ст­вом ре­п­ли­ка­ции и к экс­прес­сии ге­нов по­сред­ст­вом транс­крип­ции, об­лада­ет струк­тур­ной и функ­цио­наль­ной ин­ди­ви­ду­аль­но­стью, ко­то­рую со­хра­ня­ет в ря­ду по­ко­ле­ний. Тер­мин «Х.» вве­дён нем. ана­то­мом и гис­то­ло­гом В. Валь­дей­е­ром в 1883 для обо­зна­че­ния плот­ных те­лец, об­на­ру­жен­ных им в яд­ре клет­ки. В совр. лит-ре тер­ми­ном «Х.» обо­зна­чают так­же ге­не­тич. ап­па­рат ци­то­плаз­ма­тич. ор­га­нелл эу­ка­ри­от – ми­то­хон­д­рий и пла­стид, оп­ре­де­ляю­щих т. н. ци­то­плаз­ма­тич. (ор­га­нелль­ную) на­след­ст­вен­ность, а так­же ге­не­тич. струк­ту­ры про­ка­ри­от и ви­ру­сов. Об­щим для всех этих об­ра­зо­ва­ний яв­ля­ет­ся при­сут­ст­вие ДНК (у не­ко­то­рых ви­ру­сов – РНК). Раз­ли­чия свя­за­ны со сте­пе­нью слож­но­сти упа­ков­ки ДНК, ус­ло­вия­ми ре­гу­ля­ции экс­прес­сии ге­нов и с тем, что ге­не­тич. струк­ту­ры про­ка­ри­от пред­став­ле­ны коль­це­вой двух­це­по­чеч­ной мо­ле­ку­лой ДНК, ко­то­рая не от­де­ле­на от ци­то­плаз­мы ядер­ной обо­лоч­кой (Х. ми­то­хон­д­рий и пла­стид сход­ны с про­ка­рио­ти­че­ски­ми). Ка­ж­дая ядер­ная Х. со­дер­жит од­ну боль­шую мо­ле­ку­лу ли­ней­ной двух­це­по­чеч­ной ДНК, ор­га­ни­зо­ван­ную в нук­лео­про­теи­но­вые ни­ти (см. Хро­ма­тин) и не­сёт уни­каль­ный на­бор ге­нов.

При функ­цио­ни­ро­ва­нии Х. пре­тер­пе­ва­ют струк­тур­но-мор­фо­ло­гич. пре­об­ра­зо­ва­ния, обу­слов­лен­ные из­ме­не­ни­ем плот­но­сти упа­ков­ки мо­ле­ку­лы ДНК. Ка­ж­дая Х. со­сто­ит из двух ни­те­вид­ных ко­пий – хро­ма­тид, скре­п­лён­ных пе­ре­тяж­кой – цен­тро­ме­рой. По­след­няя де­лит Х. на два рав­ных или не­рав­ных по дли­не пле­ча (со­от­вет­ст­вен­но рав­но­пле­чая и не­рав­но­пле­чая Х.). Кон­це­вые уча­ст­ки Х. на­зы­ва­ют­ся те­ло­ме­ра­ми. Дли­на Х. варь­и­ру­ет в раз­ных клет­ках от 0,2 до 50 мкм, диа­метр от 0,2 до 2 мкм. У рас­те­ний наи­бо­лее круп­ные Х. име­ют пред­ста­ви­те­ли сем. ли­лей­ных, у жи­вот­ных – не­ко­то­рые зем­но­вод­ные. Дли­на боль­шин­ст­ва Х. че­ло­ве­ка 2–6 мкм. В про­цес­се раз­ви­тия мно­го­кле­точ­ных ор­га­низ­мов Х. мо­гут при­об­ре­тать свое­об­раз­ную фор­му и в не­ко­то­рых слу­ча­ях име­ют спе­ци­фич. на­зва­ния, напр. «по­ли­тен­ные Х. ти­па лам­по­вых щё­ток».

Ка­ж­дый вид ор­га­низ­мов со­дер­жит в ка­ж­дой клет­ке ха­рак­тер­ный и по­сто­ян­ный на­бор хро­мо­сом (см. Ка­рио­тип), за­кре­п­лён­ный в эво­лю­ции дан­но­го ви­да, а его из­ме­не­ния про­ис­хо­дят в ре­зуль­та­те му­та­ции (см. Ане­у­п­лои­дия, По­ли­плои­дия, Хро­мо­сом­ные пе­ре­строй­ки). В хро­мо­сом­ном на­бо­ре кле­ток боль­шин­ст­ва раз­дель­но­по­лых ор­га­низ­мов при­сут­ст­ву­ет так­же па­ра по­ло­вых хро­мо­сом, как пра­ви­ло, раз­ли­чаю­щих­ся у раз­ных по­лов по сво­им мор­фо­ло­гич. при­зна­кам; ос­таль­ные Х. на­зы­ва­ют­ся ау­то­со­ма­ми. У мле­ко­пи­таю­щих в по­ло­вых Х. ло­ка­ли­зо­ва­ны ге­ны, оп­ре­де­ляю­щие пол ор­га­низ­ма и не­ко­то­рые др. при­зна­ки (т. н. сце­п­лён­ные с по­лом). В зре­лых по­ло­вых клет­ках, об­ра­зую­щих­ся из ди­п­ло­ид­ных в ре­зуль­та­те мей­о­за, ка­ж­дая Х. в хро­мосом­ном на­бо­ре при­сут­ст­ву­ет в един­ст­вен­ном эк­зем­п­ля­ре. Та­кой оди­ноч­ный на­бор не­пар­ных (не­го­мо­ло­гич­ных) Х. на­зы­ва­ют ос­нов­ным, или га­п­ло­ид­ным (обо­зна­ча­ет­ся лат. бу­к­вой «n»). В ка­рио­ти­пе ди­п­ло­ид­ных ор­га­низ­мов ка­ж­дая Х. пред­став­ле­на два­ж­ды: од­на по­лу­че­на от от­ца, дру­гая – от ма­те­ри в ре­зуль­та­те слия­ния ядер по­ло­вых кле­ток при оп­ло­до­тво­ре­нии. Та­кие Х. на­зы­ва­ют­ся го­мо­ло­гич­ны­ми (пар­ны­ми), а на­бор Х. – ди­п­ло­ид­ным (2n). Чис­ло Х. в хро­мо­сом­ном на­бо­ре у раз­ных ви­дов ор­га­низ­мов ко­леб­лет­ся от 1 до не­сколь­ких со­тен, но ча­ще со­став­ля­ет 5–30 Х. Так, хро­мо­сом­ный на­бор ло­ша­ди­ной ас­ка­ри­ды на­счи­ты­ва­ет 2 Х., дро­зо­фи­лы – 8, кош­ки – 38, со­ба­ки – 78, ку­ку­ру­зы – 20, кар­то­фе­ля – 48, мяг­кой пше­ни­цы – 42, во­до­рос­ли Netrium digitalis – 1200. По­сто­ян­ст­во чис­ла Х. в ря­ду кле­точ­ных по­ко­ле­ний под­дер­жи­ва­ет­ся ми­то­зом, а в ря­ду по­ло­вых по­ко­ле­ний – мей­о­зом. У че­ло­ве­ка нор­маль­ный ка­рио­тип на­счи­ты­ва­ет 22 па­ры ау­то­сом и по од­ной па­ре по­ло­вых Х. (XY у муж­чин и XX у жен­щин). От­кло­не­ния в чис­ле Х. и на­руше­ния в их струк­ту­ре в ре­зуль­та­те му­та­ций при­во­дят к хро­мо­сом­ным бо­лез­ням (в т. ч. син­дро­мы Дау­на и Клайн­фель­те­ра).

Не­смот­ря на ус­пе­хи в по­ни­ма­нии мо­ле­ку­ляр­ных ос­нов строе­ния Х., дос­тиг­ну­тые во 2-й пол. 20 в., ко­то­рые зна­чи­тель­но рас­ши­ри­ли пред­став­ле­ния об их струк­ту­ре, по­зво­ли­ли ис­сле­до­вать по­ве­де­ние Х. в хо­де ре­п­ли­ка­ции и транс­крип­ции и под­твер­ди­ли осн. по­ло­же­ния хро­мо­сом­ной тео­рии на­след­ст­вен­но­сти, их струк­тур­ная и функ­цио­наль­ная ор­га­ни­за­ция вы­яс­не­на не до кон­ца.