Welche Vitamine sind für welchen Tisch verantwortlich? Die wichtigsten Vitaminquellen - wichtig für die menschliche Gesundheit

Chromosomen- Zellstrukturen, die Erbinformationen speichern und weitergeben. Ein Chromosom besteht aus DNA und Protein. Der mit DNA assoziierte Proteinkomplex bildet Chromatin. Proteine ​​spielen eine wichtige Rolle bei der Verpackung von DNA-Molekülen im Zellkern.

DNA in Chromosomen ist so verpackt, dass sie in den Kern passt, dessen Durchmesser normalerweise 5 Mikron (5-10 -4 cm) nicht überschreitet. Die DNA-Verpackung hat die Form einer Schleifenstruktur, ähnlich den Lampenbürstenchromosomen von Amphibien oder Polytänchromosomen von Insekten. Die Schleifen werden von Proteinen aufrechterhalten, die spezifische Nukleotidsequenzen erkennen und sie näher zusammenbringen. Die Struktur des Chromosoms ist am besten in der Metaphase der Mitose zu sehen.

Das Chromosom ist ein stäbchenförmiges Gebilde und besteht aus zwei Schwesterchromatiden, die vom Zentromer im Bereich der Primärverengung gehalten werden. Jedes Chromatid besteht aus Chromatinschleifen. Chromatin repliziert sich nicht. Nur DNA wird repliziert.

Reis. vierzehn. Die Struktur und Replikation des Chromosoms

Wenn die DNA-Replikation beginnt, stoppt die RNA-Synthese. Chromosomen können in zwei Zuständen vorliegen: kondensiert (inaktiv) und dekondensiert (aktiv).

Der diploide Chromosomensatz eines Organismus wird als Karyotyp bezeichnet. Moderne Forschungsmethoden ermöglichen es, jedes Chromosom im Karyotyp zu bestimmen. Dabei wird die mikroskopisch sichtbare Verteilung von hellen und dunklen Banden (Wechsel von AT- und GC-Paaren) in mit speziellen Farbstoffen behandelten Chromosomen berücksichtigt. Die Chromosomen von Vertretern verschiedener Arten weisen Querstreifen auf. Bei verwandten Arten, zum Beispiel bei Menschen und Schimpansen, ist das Muster des Wechsels von Banden in den Chromosomen sehr ähnlich.

Jede Art von Organismen hat eine konstante Anzahl, Form und Zusammensetzung von Chromosomen. Der menschliche Karyotyp hat 46 Chromosomen – 44 Autosomen und 2 Geschlechtschromosomen. Männchen sind heterogametisch (XY) und Weibchen sind homogametisch (XX). Das Y-Chromosom unterscheidet sich vom X-Chromosom durch das Fehlen bestimmter Allele (z. B. des Blutgerinnungsallels). Chromosomen eines Paares werden als homolog bezeichnet. Homologe Chromosomen an den gleichen Loci tragen allelische Gene.

1.14. Reproduktion in der organischen Welt

Reproduktion- Dies ist die Fortpflanzung genetisch ähnlicher Individuen einer bestimmten Art, die die Kontinuität und Nachfolge des Lebens sicherstellt.

asexuelle Reproduktion auf folgende Weise durchgeführt:

• einfache Teilung in zwei oder viele Zellen gleichzeitig (Bakterien, Protozoen);
• vegetativ (Pflanzen, Hohltiere);
• Teilung eines vielzelligen Körpers in zwei Hälften mit anschließender Regeneration (Seestern, Hydra);
• Knospung (Bakterien, Hohltiere);
• Streitbildung.

Asexuelle Fortpflanzung führt normalerweise zu einer Zunahme der Anzahl genetisch homogener Nachkommen. Aber wenn Sporenkerne durch Meiose produziert werden, werden die Nachkommen aus asexueller Fortpflanzung genetisch anders sein.

sexuelle Fortpflanzung Ein Prozess, bei dem genetische Informationen von zwei Individuen kombiniert werden.

Individuen unterschiedlichen Geschlechts bilden Gameten. Weibchen produzieren Eier, Männchen produzieren Sperma und bisexuelle Individuen (Hermaphroditen) produzieren sowohl Eier als auch Sperma. Und in manchen Algen verschmelzen zwei identische Keimzellen.

Die Fusion haploider Gameten führt zur Befruchtung und zur Bildung einer diploiden Zygote.

Die Zygote entwickelt sich zu einem neuen Individuum.

All dies gilt nur für Eukaryoten. Prokaryoten haben auch einen sexuellen Prozess, aber es passiert anders.

Bei der sexuellen Fortpflanzung werden also die Genome zweier verschiedener Individuen derselben Art vermischt. Nachkommen tragen neue genetische Kombinationen, die sie von ihren Eltern und voneinander unterscheiden.

Eine der Arten der sexuellen Fortpflanzung ist die Parthenogenese oder die Entwicklung von Individuen aus einem unbefruchteten Ei (Blattläuse, Drohnenbienen usw.).

Die Struktur der Keimzellen

Eizellen- runde, relativ große, bewegungslose Zellen. Größen - von 100 Mikron bis zu mehreren Zentimetern Durchmesser. Sie enthalten alle Organellen, die für eine eukaryotische Zelle charakteristisch sind, sowie die Aufnahme von Reservenährstoffen in Form eines Eigelbs. Die Eizelle ist mit einer Eihülle bedeckt, die hauptsächlich aus Glykoproteinen besteht.

Reis. fünfzehn. Die Struktur eines Vogeleis: 1 - Chalaza; 2 - Schale; 3 - Luftkammer; 4 - Außenhülle; 5 - flüssiges Protein; 6 - dichtes Protein; 7 - Keimscheibe; 8 - helles Eigelb; 9 - dunkles Eigelb.

In Moosen und Farnen entwickeln sich Eier in Archegonien, in Blütenpflanzen - in Samenanlagen, die im Eierstock der Blume lokalisiert sind.

Eizellen werden wie folgt eingeteilt:

• isolecithal - das Eigelb ist gleichmäßig verteilt und es gibt nicht viel davon (bei Würmern, Mollusken);
• Alecithal - fast frei von Eigelb (Säugetiere);
• Telolecital - enthält viel Eigelb (Fische, Vögel);
• Polylecital - enthalten eine erhebliche Menge Eigelb.

Ovogenese ist die Produktion von Eiern bei Frauen.

In der Brutzone befinden sich Ovogonien - primäre Keimzellen, die sich durch Mitose vermehren.

Aus dem Ogonium werden nach der ersten meiotischen Teilung Eizellen erster Ordnung gebildet.

Nach der zweiten meiotischen Teilung werden Eizellen zweiter Ordnung gebildet, aus denen ein Ei und drei Richtungskörper gebildet werden, die dann absterben.

Spermatozoen- kleine, mobile Zellen. Sie haben Kopf, Hals und Schwanz.

Vor dem Kopf befindet sich der Akrosomapparat - ein Analogon des Golgi-Apparats. Es enthält ein Enzym (Hyaluronidase), das die Eihülle während der Befruchtung auflöst. Der Hals enthält Zentriolen und Mitochondrien. Die Flagellen bestehen aus Mikrotubuli. Während der Befruchtung gelangen nur der Kern und die Zentriolen der Spermien in die Eizelle. Mitochondrien und andere Organellen bleiben draußen. Daher wird die zytoplasmatische Vererbung beim Menschen nur durch die weibliche Linie übertragen.

Die Geschlechtszellen von Tieren und Pflanzen, die sich sexuell fortpflanzen, werden als Ergebnis eines Prozesses gebildet, der als Gametogenese bezeichnet wird.

Chromosomen sind die Hauptstrukturelemente des Zellkerns, die Träger von Genen sind, in denen Erbinformationen verschlüsselt sind. Chromosomen besitzen die Fähigkeit zur Selbstreproduktion und stellen eine genetische Verbindung zwischen Generationen her.

Die Morphologie der Chromosomen hängt mit dem Grad ihrer Spiralisierung zusammen. Wenn zum Beispiel im Stadium der Interphase (siehe Mitose, Meiose) die Chromosomen maximal entfaltet, d. h. entspiralisiert sind, dann werden die Chromosomen mit Beginn der Teilung intensiv spiralisiert und verkürzt. Die maximale Spiralisierung und Verkürzung des Chromosoms wird im Metaphasestadium erreicht, wenn relativ kurze, dichte, intensiv mit basischen Farbstoffen gefärbte Strukturen gebildet werden. Dieses Stadium ist am bequemsten, um die morphologischen Eigenschaften von Chromosomen zu untersuchen.

Das Metaphase-Chromosom besteht aus zwei Längsuntereinheiten - Chromatiden [zeigt in der Struktur der Chromosomen elementare Filamente (die sogenannten Chromonema oder Chromofibrillen) mit einer Dicke von 200 Å, von denen jede aus zwei Untereinheiten besteht].

Die Größe der Chromosomen von Pflanzen und Tieren schwankt erheblich: von Bruchteilen eines Mikrometers bis hin zu mehreren zehn Mikrometern. Die durchschnittliche Länge menschlicher Metaphase-Chromosomen liegt im Bereich von 1,5–10 Mikron.

Die chemische Grundlage der Chromosomenstruktur sind Nukleoproteine ​​- Komplexe (siehe) mit den Hauptproteinen - Histonen und Protaminen.

Reis. 1. Die Struktur eines normalen Chromosoms.
A - Aussehen; B - innere Struktur: 1-primäre Einschnürung; 2 - sekundäre Verengung; 3 - Satellit; 4 - Zentromer.

Einzelne Chromosomen (Abb. 1) unterscheiden sich durch die Lokalisation der primären Verengung, d. h. die Lage des Zentromers (während der Mitose und Meiose werden an dieser Stelle Spindelfäden befestigt, die sie zum Pol ziehen). Mit dem Verlust des Zentromers verlieren Chromosomenfragmente ihre Fähigkeit, sich während der Teilung zu verteilen. Die primäre Einschnürung teilt die Chromosomen in 2 Arme. Je nach Lage der primären Engstelle werden Chromosomen in metazentrisch (beide Arme gleich oder fast gleich lang), submetazentrisch (Arme ungleich lang) und akrozentrisch (das Zentromer ist an das Ende des Chromosoms verschoben) eingeteilt. Neben den primären können auch weniger ausgeprägte sekundäre Einschnürungen in den Chromosomen auftreten. Ein kleiner Endabschnitt von Chromosomen, der durch eine sekundäre Verengung getrennt ist, wird als Satellit bezeichnet.

Jeder Organismus ist durch seinen spezifischen (bezogen auf Anzahl, Größe und Form der Chromosomen) sogenannten Chromosomensatz gekennzeichnet. Der Satz eines doppelten oder diploiden Chromosomensatzes wird als Karyotyp bezeichnet.

Reis. 2. Normaler weiblicher Chromosomensatz (zwei X-Chromosomen in der rechten unteren Ecke).

Reis. 3. Normaler Chromosomensatz eines Mannes (in der unteren rechten Ecke - nacheinander X- und Y-Chromosomen).

Reife Eier enthalten einen einzigen oder haploiden Chromosomensatz (n), der die Hälfte des diploiden Satzes (2n) ausmacht, der den Chromosomen aller anderen Körperzellen innewohnt. In einem diploiden Satz wird jedes Chromosom durch ein Paar Homologe repräsentiert, von denen eines mütterlich und das andere väterlich ist. In den meisten Fällen sind die Chromosomen jedes Paares in Größe, Form und genetischer Ausstattung identisch. Die Ausnahme bilden die Geschlechtschromosomen, deren Vorhandensein die Entwicklung des Organismus in männlicher oder weiblicher Richtung bestimmt. Der normale menschliche Chromosomensatz besteht aus 22 Paaren von Autosomen und einem Paar Geschlechtschromosomen. Bei Menschen und anderen Säugetieren wird das Weibchen durch das Vorhandensein von zwei X-Chromosomen und das Männchen durch das Vorhandensein von einem X- und einem Y-Chromosom bestimmt (Abb. 2 und 3). In weiblichen Zellen ist eines der X-Chromosomen genetisch inaktiv und liegt im Interphasekern in der Form vor (siehe). Die Untersuchung menschlicher Chromosomen unter normalen und pathologischen Bedingungen ist Gegenstand der medizinischen Zytogenetik. Es wurde festgestellt, dass Abweichungen in der Anzahl oder Struktur der Chromosomen von der Norm, die beim Geschlecht auftreten! Zellen oder in den frühen Stadien der Spaltung einer befruchteten Eizelle, verursachen Störungen in der normalen Entwicklung des Körpers, was in einigen Fällen zu spontanen Aborten, Totgeburten, angeborenen Missbildungen und Entwicklungsanomalien nach der Geburt (Chromosomenerkrankungen) führen kann. Beispiele für Chromosomenerkrankungen sind die Down-Krankheit (ein zusätzliches G-Chromosom), das Klinefelter-Syndrom (ein zusätzliches X-Chromosom bei Männern) und (Fehlen eines Y- oder eines der X-Chromosomen im Karyotyp). In der medizinischen Praxis wird die Chromosomenanalyse entweder durch eine direkte Methode (an Knochenmarkszellen) oder nach einer kurzfristigen Kultivierung von Zellen außerhalb des Körpers (peripheres Blut, Haut, embryonales Gewebe) durchgeführt.

Chromosomen (von griechisch chroma - Farbe und soma - Körper) sind fadenförmige, sich selbst reproduzierende Strukturelemente des Zellkerns, die in linearer Reihenfolge Erbfaktoren enthalten - Gene. Chromosomen sind im Kern während der Teilung somatischer Zellen (Mitose) und während der Teilung (Reifung) von Keimzellen - Meiose (Abb. 1) - deutlich sichtbar. In beiden Fällen werden die Chromosomen intensiv mit basischen Farbstoffen angefärbt und sind auch auf ungefärbten zytologischen Präparaten im Phasenkontrast sichtbar. Im Interphasekern sind die Chromosomen despiralisiert und unter einem Lichtmikroskop nicht sichtbar, da ihre Querabmessungen jenseits des Auflösungsvermögens eines Lichtmikroskops liegen. Zu diesem Zeitpunkt können einzelne Abschnitte von Chromosomen in Form dünner Fäden mit einem Durchmesser von 100-500 Å unter Verwendung eines Elektronenmikroskops unterschieden werden. Separate nicht-despiralisierte Abschnitte von Chromosomen im Interphasekern sind durch ein Lichtmikroskop als intensiv gefärbte (heteropyknotische) Abschnitte (Chromozentren) sichtbar.

Chromosomen existieren kontinuierlich im Zellkern und durchlaufen einen Zyklus reversibler Spiralisierung: Mitose-Interphase-Mitose. Die Hauptregelmäßigkeiten der Struktur und des Verhaltens von Chromosomen bei Mitose, Meiose und während der Befruchtung sind bei allen Organismen gleich.

Chromosomentheorie der Vererbung. Zum ersten Mal wurden Chromosomen 1874 von I. D. Chistyakov und 1879 von Strasburger (E. Strasburger) beschrieben. 1901 achteten E. V. Wilson und 1902 W. S. Sutton auf Parallelität im Verhalten von Chromosomen und Mendelschen Vererbungsfaktoren - Gene - bei der Meiose und während der Befruchtung und kamen zu dem Schluss, dass Gene in Chromosomen lokalisiert sind. 1915-1920. Morgan (T. N. Morgan) und seine Mitarbeiter bewiesen diese Position, lokalisierten mehrere hundert Gene in Drosophila-Chromosomen und erstellten genetische Karten von Chromosomen. Daten über Chromosomen, die im ersten Viertel des 20. Jahrhunderts gewonnen wurden, bildeten die Grundlage der Chromosomentheorie der Vererbung, wonach die Kontinuität der Merkmale von Zellen und Organismen in mehreren ihrer Generationen durch die Kontinuität ihrer Chromosomen gewährleistet ist .

Chemische Zusammensetzung und Autoreproduktion von Chromosomen. Als Ergebnis zytochemischer und biochemischer Untersuchungen von Chromosomen in den 30er und 50er Jahren des 20. Jahrhunderts wurde festgestellt, dass sie aus festen Bestandteilen bestehen [DNA (siehe Nukleinsäuren), basische Proteine ​​(Histone oder Protamine), Nicht-Histon-Proteine] und variable Komponenten (RNA und assoziiertes saures Protein). Chromosomen basieren auf Desoxyribonukleoprotein-Filamenten mit einem Durchmesser von etwa 200 Å (Abb. 2), die zu Bündeln mit einem Durchmesser von 500 Å verbunden werden können.

Die Entdeckung der Struktur des DNA-Moleküls, des Mechanismus seiner Autoreproduktion (Reduplikation) und des DNA-Nukleincodes durch Watson und Crick (J. D. Watson, F. N. Crick) im Jahr 1953 und die darauf folgende Entwicklung der Molekulargenetik führten zu der Idee von Genen als Abschnitte des DNA-Moleküls. (siehe Genetik). Die Regelmäßigkeiten der Autoreproduktion von Chromosomen [Taylor (J. N. Taylor) et al., 1957], die sich als ähnlich zu den Regelmäßigkeiten der Autoreproduktion von DNA-Molekülen herausstellten (semikonservative Reduplikation), wurden aufgedeckt.

Chromosomensatz ist die Gesamtheit aller Chromosomen in einer Zelle. Jede biologische Art hat einen charakteristischen und konstanten Chromosomensatz, der in der Evolution dieser Art festgelegt wurde. Es gibt zwei Haupttypen von Chromosomensätzen: einfach oder haploid (in tierischen Keimzellen), bezeichnet mit n, und doppelt oder diploid (in Körperzellen, die Paare ähnlicher, homologer Chromosomen von Mutter und Vater enthalten), bezeichnet mit 2n.

Die Chromosomensätze einzelner biologischer Arten unterscheiden sich erheblich in der Anzahl der Chromosomen: von 2 (Pferderundwurm) bis zu Hunderten und Tausenden (einige Sporenpflanzen und Protozoen). Die diploiden Chromosomenzahlen einiger Organismen sind wie folgt: Menschen - 46, Gorillas - 48, Katzen - 60, Ratten - 42, Drosophila - 8.

Die Größe der Chromosomen in verschiedenen Arten ist ebenfalls unterschiedlich. Die Länge der Chromosomen (in der Metaphase der Mitose) variiert von 0,2 Mikrometer bei einigen Arten bis zu 50 Mikrometer bei anderen, und der Durchmesser beträgt 0,2 bis 3 Mikrometer.

Die Chromosomenmorphologie wird in der Metaphase der Mitose gut exprimiert. Metaphasenchromosomen werden verwendet, um Chromosomen zu identifizieren. In solchen Chromosomen sind beide Chromatiden deutlich sichtbar, in die jedes Chromosom längs gespalten ist und das die Chromatiden verbindende Zentromer (Kinetochor, primäre Einschnürung) (Abb. 3). Das Zentromer ist als verengte Stelle sichtbar, die kein Chromatin enthält (siehe); daran sind Fäden der Achromatinspindel befestigt, wodurch das Zentromer die Bewegung der Chromosomen zu den Polen bei Mitose und Meiose bestimmt (Abb. 4).

Der Verlust des Zentromers, beispielsweise wenn ein Chromosom durch ionisierende Strahlung oder andere Mutagene gebrochen wird, führt zum Verlust der Fähigkeit eines Chromosomenstücks ohne Zentromer (azentrisches Fragment), an der Mitose und Meiose teilzunehmen, und zu dessen Verlust aus dem Kern. Dies kann zu schweren Zellschäden führen.

Das Zentromer teilt den Körper des Chromosoms in zwei Arme. Die Position des Zentromers ist für jedes Chromosom streng konstant und bestimmt drei Arten von Chromosomen: 1) akrozentrische oder stäbchenförmige Chromosomen mit einem langen und dem zweiten sehr kurzen Arm, der einem Kopf ähnelt; 2) submetazentrische Chromosomen mit langen Armen ungleicher Länge; 3) metazentrische Chromosomen mit gleich oder fast gleich langen Armen (Abb. 3, 4, 5 und 7).

Reis. Abb. 4. Schema der Chromosomenstruktur in der Metaphase der Mitose nach Längsspaltung des Zentromers: A und A1 - Schwesterchromatiden; 1 - lange Schulter; 2 - kurze Schulter; 3 - sekundäre Verengung; 4-Zentromer; 5 - Spindelfasern.

Charakteristische Merkmale der Morphologie bestimmter Chromosomen sind sekundäre Verengungen (die nicht die Funktion eines Zentromers haben) sowie Satelliten - kleine Abschnitte von Chromosomen, die durch einen dünnen Faden mit dem Rest ihres Körpers verbunden sind (Abb. 5). Satellitenfilamente haben die Fähigkeit, Nukleolen zu bilden. Eine charakteristische Struktur im Chromosom (Chromomere) sind verdickte oder dichter spiralisierte Abschnitte des Chromosomenfadens (Chromonema). Das Chromomermuster ist für jedes Chromosomenpaar spezifisch.

Reis. 5. Schema der Chromosomenmorphologie in der Anaphase der Mitose (Chromatid bewegt sich zum Pol hin). A - das Aussehen des Chromosoms; B - die innere Struktur desselben Chromosoms mit zwei Chromonemen (Semichromatiden), aus denen es besteht: 1 - primäre Verengung mit Chromomeren, aus denen das Zentromer besteht; 2 - sekundäre Verengung; 3 - Satellit; 4 - Satellitenfaden.

Die Anzahl der Chromosomen, ihre Größe und Form im Metaphasenstadium sind charakteristisch für jede Art von Organismus. Die Gesamtheit dieser Merkmale eines Chromosomensatzes wird als Karyotyp bezeichnet. Ein Karyotyp kann als Diagramm dargestellt werden, das als Idiogramm bezeichnet wird (siehe menschliche Chromosomen unten).

Geschlechtschromosomen. Geschlechtsbestimmende Gene sind in einem speziellen Chromosomenpaar lokalisiert - den Geschlechtschromosomen (Säugetiere, Menschen); in anderen Fällen wird iol durch das Verhältnis der Anzahl der Geschlechtschromosomen zu allen anderen, sogenannten Autosomen (Drosophila), bestimmt. Beim Menschen wie bei anderen Säugetieren wird das weibliche Geschlecht durch zwei identische Chromosomen bestimmt, die als X-Chromosomen bezeichnet werden, das männliche Geschlecht wird durch ein Paar heteromorpher Chromosomen bestimmt: X und Y. Als Ergebnis der Reduktionsteilung (Meiose) während der Reifung der Oozyten (siehe Ovogenese) bei Frauen Alle Eier enthalten ein X-Chromosom. Beim Mann enthält die Hälfte der Spermien infolge der Reduktionsteilung (Reifung) der Spermatozyten das X-Chromosom und die andere Hälfte das Y-Chromosom. Das Geschlecht eines Kindes wird durch die zufällige Befruchtung einer Eizelle durch ein Spermium bestimmt, das ein X- oder Y-Chromosom trägt. Das Ergebnis ist ein weiblicher (XX) oder männlicher (XY) Fötus. Im Interphasekern bei Frauen ist eines der X-Chromosomen als Klumpen kompakten Geschlechtschromatins sichtbar.

Chromosomenfunktion und Kernstoffwechsel. Chromosomale DNA ist eine Vorlage für die Synthese spezifischer Boten-RNA-Moleküle. Diese Synthese findet statt, wenn eine bestimmte Region des Chromosoms entspiralisiert wird. Beispiele für lokale Aktivierung von Chromosomen sind: die Bildung von entspiralisierten Chromosomenschleifen in den Eizellen von Vögeln, Amphibien, Fischen (die sogenannten X-Lampenbürsten) und Schwellungen (Puffs) bestimmter Chromosomenorte in multifilamentösen (polytänen) Chromosomen die Speicheldrüsen und andere sekretorische Organe von Zweiflüglern (Abb. 6). Ein Beispiel für die Inaktivierung eines ganzen Chromosoms, d. h. seinen Ausschluss aus dem Metabolismus einer gegebenen Zelle, ist die Bildung eines der X-Chromosomen eines kompakten Geschlechtschromatinkörpers.

Reis. Abb. 6. Polytänchromosomen des Diptera-Insekts Acriscotopus lucidus: A und B - der durch gepunktete Linien begrenzte Bereich in einem Zustand intensiver Funktion (Puff); B - die gleiche Seite in einem nicht funktionierenden Zustand. Zahlen geben einzelne Chromosomenorte (Chromomere) an.
Reis. 7. Chromosomensatz in der Kultur von männlichen peripheren Blutleukozyten (2n=46).

Die Entdeckung der Funktionsmechanismen von Polytänchromosomen wie Lampenbürsten und andere Arten der Spiralisierung und Entspiralisierung von Chromosomen ist von entscheidender Bedeutung für das Verständnis der reversiblen differentiellen Aktivierung von Genen.

menschliche Chromosomen. 1922 stellte T. S. Painter fest, dass die diploide Anzahl menschlicher Chromosomen (in Spermatogonien) gleich 48 ist. 1956 verwendeten Tio und Levan (N. J. Tjio, A. Levan) eine Reihe neuer Methoden zur Untersuchung menschlicher Chromosomen: Zellkultur; die Untersuchung von Chromosomen ohne histologische Schnitte an Gesamtzellpräparaten; Colchicin, das zum Anhalten der Mitose im Metaphasenstadium und zur Akkumulation solcher Metaphasen führt; Phytohämagglutinin, das den Eintritt von Zellen in die Mitose stimuliert; Behandlung von Metaphasezellen mit hypotoner Kochsalzlösung. All dies ermöglichte die Klärung der diploiden Chromosomenzahl beim Menschen (es stellte sich heraus, dass sie 46 betrug) und die Beschreibung des menschlichen Karyotyps. 1960 entwickelte eine internationale Kommission in Denver (USA) eine Nomenklatur menschlicher Chromosomen. Nach den Vorschlägen der Kommission sollte der Begriff "Karyotyp" auf einen systematisierten Chromosomensatz einer einzelnen Zelle angewendet werden (Abb. 7 und 8). Der Begriff "Idiotram" wird beibehalten, um einen Chromosomensatz in Form eines Diagramms darzustellen, das auf der Grundlage von Messungen und einer Beschreibung der Morphologie der Chromosomen mehrerer Zellen erstellt wurde.

Menschliche Chromosomen sind (etwas fortlaufend) von 1 bis 22 in Übereinstimmung mit morphologischen Merkmalen nummeriert, die ihre Identifizierung ermöglichen. Geschlechtschromosomen haben keine Nummern und werden als X und Y bezeichnet (Abb. 8).

Es wurde ein Zusammenhang zwischen einer Reihe von Krankheiten und Geburtsfehlern in der menschlichen Entwicklung und Veränderungen in der Anzahl und Struktur seiner Chromosomen gefunden. (siehe. Vererbung).

Siehe auch Zytogenetische Studien.

All diese Errungenschaften haben eine solide Grundlage für die Entwicklung der Humanzytogenetik geschaffen.

Reis. 1. Chromosomen: A - im Stadium der Anaphase der Mitose in Shamrock-Mikrosporozyten; B - im Metaphasestadium der ersten Teilung der Meiose in Pollenmutterzellen in Tradescantia. In beiden Fällen ist die helikale Struktur der Chromosomen sichtbar.
Reis. Abb. 2. Elementare Chromosomenfilamente mit einem Durchmesser von 100 Å (DNA + Histon) aus den Interphasekernen der Kalbsthymusdrüse (Elektronenmikroskopie): A - aus den Kernen isolierte Filamente; B - Dünnschnitt durch den Film des gleichen Präparats.
Reis. 3. Chromosomensatz von Vicia faba (Pferdebohnen) im Metaphasenstadium.
Reis. 8. Chromosomen der gleichen wie in Abb. 7, Sätze, die gemäß der Denver-Nomenklatur in Paare von Homologen (Karyotyp) klassifiziert sind.

Vitamine- Dies sind organische Verbindungen, die direkt an den Stoffwechselprozessen des Körpers beteiligt sind. Diese Substanzen wirken hauptsächlich mit Lebensmitteln und werden zu Bestandteilen der aktiven Zentren von Katalysatoren. Aber was bedeutet das? Alles ganz einfach! Jede Reaktion, die im menschlichen Körper abläuft, sei es die Verdauung von Nahrung oder die Übertragung von Nervenimpulsen durch Neuronen, erfolgt mit Hilfe spezieller Enzymproteine, die auch als Katalysatoren bezeichnet werden. Aufgrund der Tatsache, dass Vitamine Teil von Proteinenzymen sind, ermöglichen sie durch ihre Anwesenheit in ihnen den Stoffwechselprozess (das sind die chemischen Reaktionen, die im Körper stattfinden und dazu dienen, das Leben darin zu erhalten).

Allgemein sind Vitamine Stoffe unterschiedlichster Herkunft, die für die volle Entwicklung und Funktion des menschlichen Körpers notwendig sind, weil sie ihrem Wesen und ihren Aufgaben nach Aktivatoren vieler Lebensvorgänge sind.

Die Geschichte der Vitaminforschung reicht bis ins späte 19. Jahrhundert zurück. Der russische Wissenschaftler Lunin untersuchte beispielsweise die Wirkung von Mineralsalzen auf den Zustand von Labormäusen. Während der Studie ernährte sich eine Gruppe von Mäusen aus Milchbestandteilen (Kasein, Fette, Salz und Zucker wurden in ihre Ernährung aufgenommen), während die andere Gruppe von Mäusen natürliche Milch erhielt. Infolgedessen waren die Tiere im ersten Fall stark abgemagert und starben, während im zweiten Fall der Zustand der Nager durchaus zufriedenstellend war. So kam der Wissenschaftler zu dem Schluss, dass in den Produkten noch einige Substanzen enthalten sind, die für das normale Funktionieren eines lebenden Organismus notwendig sind.

Es ist jedoch erwähnenswert, dass die wissenschaftliche Gemeinschaft Lunins Entdeckung nicht ernst nahm. Aber 1889 wurde seine Theorie dennoch bestätigt. Der niederländische Arzt Eikman, der die mysteriöse Beriberi-Krankheit untersuchte, fand heraus, dass sie gestoppt werden kann, indem man raffinierte Körner in der Ernährung durch „grobe“ unraffinierte Körner ersetzt. So wurde festgestellt, dass die Schale eine bestimmte Substanz enthält, deren Verzehr dazu führt, dass die mysteriöse Krankheit zurückgeht. Diese Substanz ist Vitamin B1.

In den Folgejahren, in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts, wurden alle anderen uns heute bekannten Vitamine entdeckt.

Das Konzept der „Vitamine“ wurde erstmals 1912 vom polnischen Wissenschaftler Kazimir Funk verwendet, dem es mit Hilfe seiner Forschung gelang, Substanzen aus pflanzlichen Lebensmitteln zu extrahieren, die Versuchstauben halfen, sich von Polyneuritis zu erholen. In der modernen Klassifikation sind diese Substanzen als Thiamin (B6) und Nikotinsäure (B3) bekannt. Er schlug erstmals vor, alle Stoffe aus diesem Bereich mit dem Wort „Vitamine“ (lat. Vita – Leben und Amine – der Name der Gruppe, zu der Vitamine gehören) zu bezeichnen. Es waren diese Wissenschaftler, die zuerst das Konzept von Beriberi einführten, und er besitzt auch die Lehre, wie man es heilt.

Wir alle wissen, dass die Namen von Vitaminen in der Regel aus einem einzigen Buchstaben des lateinischen Alphabets bestehen. Dieser Trend ist insofern sinnvoll, als die Vitamine in dieser Reihenfolge entdeckt wurden, d. h. ihnen Namen nach abwechselnden Buchstaben gegeben wurden.

Arten von Vitaminen

Arten von Vitaminen werden meistens nur nach ihrer Löslichkeit isoliert. Daher können folgende Sorten unterschieden werden:

• Fettlösliche Vitamine - diese Gruppe kann vom Körper nur zusammen mit Fetten aufgenommen werden, die in der menschlichen Nahrung vorhanden sein müssen. Zu dieser Gruppe gehören Vitamine wie A, D, E, K.
• Wasserlösliche Vitamine - diese Vitamine können, wie der Name schon sagt, mit normalem Wasser gelöst werden, was bedeutet, dass es keine besonderen Bedingungen für ihre Aufnahme gibt, da der menschliche Körper viel Wasser enthält. Diese Substanzen werden auch als Enzymvitamine bezeichnet, weil sie Enzyme (Enzyme) ständig begleiten und zu ihrer vollen Wirkung beitragen. Zu dieser Gruppe gehören Vitamine wie B1, B2, B6, B12, C, PP, Folsäure, Pantothensäure, Biotin.

Dies sind die wichtigsten Vitamine, die in der Natur vorkommen und für das volle Funktionieren eines lebenden Organismus notwendig sind.

Quellen - welche Produkte enthalten?

Vitamine sind in vielen Lebensmitteln enthalten, die wir als Nahrung zu uns nehmen. Doch gleichzeitig sind Vitamine für Wissenschaftler eigentlich ein Rätsel, denn einige davon kann der menschliche Körper selbst herstellen, andere können auf keinen Fall selbst gebildet werden und von außen in den Körper gelangen. Darüber hinaus gibt es Sorten, die nur unter bestimmten Bedingungen vollständig assimiliert werden können, und der Grund dafür ist noch nicht klar.

In der folgenden Tabelle finden Sie die Hauptquellen für die Aufnahme von Vitaminen aus der Nahrung.

Tabelle 1 – Liste der Vitamine und ihrer Quellen

Neben natürlichen Vitaminquellen erfreuen sich mittlerweile käuflich zu erwerbende Vitaminkomplexe großer Beliebtheit. Es gibt eine Vielzahl von Sorten, die Zusammensetzung und Konzentration der Vitamine sind unterschiedlich, da jede ein bestimmtes Problem lösen soll. So finden Sie Vitamine für Erwachsene, für Männer, für Schwangere. Sie bilden sich danach, welche Vitamine in diesem Fall mehr als andere verbraucht werden und welche Reserven wieder aufgefüllt werden müssen. Vitaminkomplexe in Kapseln haben einen unbestreitbaren Vorteil gegenüber natürlichen - sie sind in solchen Anteilen zusammengesetzt, dass sie die maximale Wirkung auf den Körper haben, es ist sehr schwierig, aus natürlichen Produkten eine Diät mit dem gleichen Nutzen zu machen, und erfordert manchmal in- fundierte Kenntnisse in Biologie und Chemie.

Viele Wissenschaftler glauben jedoch, dass der Nutzen synthetischer Drogen aufgrund der schlechten Verdaulichkeit viel geringer ist als bei natürlichen. Andere dagegen nennen Vitaminampullen ein Allheilmittel und eine Lösung für Probleme in der modernen Welt, in der es schwierig ist, harmlose und umweltfreundliche Produkte zu finden. Welche Meinung als richtig gilt, ist noch unbekannt.

Die Rolle von Vitaminen im menschlichen Körper; ihre Verwendung; Folgen eines Mangels

Die Bedeutung der Wirkung von Vitaminen auf den menschlichen Körper und ihr Nutzen werden perfekt durch die Tatsache veranschaulicht, dass es kein einziges Lebenssystem, keinen einzigen laufenden Prozess gibt, der ohne den Einfluss von Vitaminen funktionieren könnte.

Das Fehlen oder Fehlen ausreichender Mengen an Vitaminen kann unerwünschte gesundheitliche Folgen haben. Es gibt sogar den Begriff Beriberi, den sogenannten Zustand einer unzureichenden Menge an essentiellen Substanzen, der sich durch verschiedene Symptome manifestiert.

Tabelle 2 - Liste der Vitamine, ihre Funktionen und die Folgen eines Mangels

Tagesrate

Es ist notwendig, die tägliche Einnahme von Vitaminen aufrechtzuerhalten, um das normale Funktionieren aller Körpersysteme aufrechtzuerhalten. Es sollte weder ein Mangel an diesen Substanzen noch ein Überschuss vorliegen. Beide Fälle können zu sehr unangenehmen Folgen führen.

Die ungefähre tägliche Zufuhr von Vitaminen für Menschen verschiedener Altersgruppen geben wir in der folgenden Tabelle an.

Tabelle 3 – Tägliche Zufuhr von Vitaminen für verschiedene Altersgruppen

* IU steht für Internationale Einheit. In der Pharmakologie ist es ein Maß für Substanzen wie Vitamine, Hormone, Medikamente und dergleichen. IU basiert auf der biologischen Aktivität jeder spezifischen Substanz. Daher hat IU keine standardisierte Größe und kann für jede spezifische Substanz unterschiedlich sein.

Negative Wirkungen von Vitaminen; ihr möglicher Schaden

Die negativen Auswirkungen von Vitaminen können sich in Fällen manifestieren, in denen unser Körper eine übermäßige Dosis eines oder mehrerer Vitamine erhält.

Es ist zu beachten, dass es bei der Gewinnung von Vitaminen aus der Nahrung äußerst schwierig ist, eine Hypervitaminose zu bekommen - einen Vitaminüberschuss, da sie in geringen Mengen vorhanden sind und aufgrund der natürlichen Struktur vom Körper sehr leicht und gut aufgenommen und verarbeitet werden .

Viel komplizierter ist die Situation bei synthetischen Vitaminen, die frei erhältlich sind. Denn sehr oft konsumieren die Menschen sie auf diese Weise, ohne die empfohlenen Dosen von Vitaminen zu berücksichtigen, in sehr großen Mengen und glauben, dass sie sich auf diese Weise viel mehr Nutzen bringen. Aber jedes Vitamin kann sowohl jeden Prozess im Körper positiv beeinflussen als auch irreparablen Schaden anrichten.

Ein Überschuss an Vitamin C kann also die Blutgefäße sehr brüchig machen. Vitamin D in großen Mengen lässt Ihren Blutdruck sprunghaft ansteigen, was zu Bewusstlosigkeit führt. Und viel Vitamin A kann nach Ansicht der meisten Wissenschaftler sogar das Auftreten von Tumoren hervorrufen.

Daher sollte daran erinnert werden, dass nur gesunder Menschenverstand, Mäßigung und korrekte Kenntnis der Natur von Vitaminen und der richtigen Dosierung Ihnen viel mehr Nutzen bringen können als ein übermäßiger Wunsch, das Beste aus ihnen herauszuholen. Und achten Sie natürlich gerade im Zusammenhang mit der Saisonalität auf Lebensmittel mit einem hohen Gehalt an lebensnotwendigen Vitaminen, denn Tomaten bringen Ihnen im Winter keinen Nutzen. Stellen Sie deshalb Ihre Ernährung richtig zusammen und setzen Sie in der warmen Jahreszeit auf frische Lebensmittel, im Winter auf synthetische Vitamine in der richtigen Dosierung.

Vitamine - „Quelle der Gesundheit“ - Wörter, die jedem seit seiner Kindheit bekannt sind, aber immer mehr begannen wir, Vitamine als Pillen wahrzunehmen, es erschienen immer mehr Artikel über den Mangel an Vitaminen und Spurenelementen, die nicht aus Lebensmitteln gewonnen werden können, aber nur aus pharmazeutischen Tabletten und Nahrungsergänzungsmitteln. Ich frage mich, wie die Menschen bis heute ohne dieses Allheilmittel überlebt haben? Sicherlich dreht sich alles um die richtige und ausgewogene Ernährung. Der Artikel enthält eine Tabelle mit Vitaminen und Spurenelementen, aus der Sie den Gehalt an Vitaminen in Lebensmitteln und die für Sie zu nehmenden Vitamine erfahren (wofür Vitamine und Anzeichen ihres Mangels benötigt werden).

Jedes Jahr tauchen immer mehr Apotheken und Medikamente auf, ich frage mich warum? Schließlich verkaufen Apotheken Medikamente, die uns theoretisch behandeln. Warum also immer mehr Patienten und immer mehr Apotheken?

Der Frühling ist die Zeit der Hypovitaminose, d.h. Vitaminmangel, und alle zusammen rannten in die Apotheke. Wenn Sie jedoch in einer Apotheke großzügig Geld für Vitamine und Spurenelemente ausgeben, müssen Sie bedenken, dass die ständige Einnahme eines Vitamins zu einem Mangel an einem anderen führt. Daher beschleunigt die Einnahme von Vitamin B1 den Verlust anderer B-Vitamine.Offensichtlich ist dieses Muster nicht auf B-Vitamine beschränkt.

Jemand wird sagen: "Es gibt nur einen Ausweg - Multivitamine!" Und hier ist es nicht. Die Einnahme von Vitaminen sollte in einem Komplex erfolgen, aber in Tabletten gibt es keinen solchen Komplex. Multivitaminpillen schützen uns nicht vor Krankheiten und können sogar das Risiko für bestimmte Krebsarten erhöhen. Diese sensationelle Information erschien in einer der Ausgaben von The Lancet, der einflussreichsten wissenschaftlichen und medizinischen Zeitschrift der Welt. Wissenschaftler können sich noch nicht vorstellen, wie dieser Komplex aussehen sollte. Hierzu gibt es noch keine belastbaren wissenschaftlichen Daten. Darüber hinaus haben Studien gezeigt, dass jede dritte Packung Multivitamine entweder zu wenig oder umgekehrt zu viel ist. Und das ist völlig unsicher für unseren Körper.

Im Streben nach Gesundheit können Sie dem Körper großen Schaden zufügen, versuchen Sie also, mehr Vitamine und Mineralien in Form von frischem Gemüse und Obst zu sich zu nehmen. Möchten Sie wissen, welche Vitamine Sie einnehmen sollten? Siehe Vitamin- und Mineralstofftabellen:

Tabelle der Vitamine, der Gehalt an Vitaminen in Lebensmitteln

Mineralstofftabelle (Mikro- und Makroelemente in Produkten)

Gestalten Sie Ihre Ernährung gesund, schmackhaft und abwechslungsreich und werden Sie gleichzeitig Krankheiten und Apotheken los. :-)

Allgemeines Konzept der Vitamine und ihre Klassifizierung. Vitamine stellen eine chemisch zusammengesetzte Gruppe organischer Verbindungen dar, daher können sie vom Standpunkt der chemischen Struktur aus nicht allgemein definiert werden; die physikalischen Eigenschaften von vitaminverwandten Stoffen sind so vielfältig wie ihre chemische Natur; Auch die physiologische Wirkung von Vitaminen auf Tiere, Pflanzengewebe und Mikroorganismen ist sehr unterschiedlich, und einzelne Vitamine unterscheiden sich diesbezüglich völlig voneinander.

Vitamine werden aufgrund ihrer absoluten Notwendigkeit für einen heterotrophen Organismus als zusätzlicher Nahrungsbestandteil zu Proteinen, Fetten, Kohlenhydraten und Mineralstoffen zu einer eigenen Gruppe natürlicher organischer Verbindungen zusammengefasst.

Der Bedarf an Vitaminen ist quantitativ vernachlässigbar: Beispielsweise sollte eine durchschnittliche Person täglich etwa 600 g (Trockenmasse) Grundnährstoffe und nur 0,1-0,2 g zusätzliche Ernährungsfaktoren - Vitamine - zu sich nehmen.

Daraus wird deutlich, dass Vitamine im Körper katalytische Funktionen ausüben. Vitamine sind, wie weiter unten gezeigt wird, in vielen Fällen Bestandteile von Enzymen und für deren Funktion unentbehrlich.

Für die lebenswichtige Aktivität von Pflanzen sind sie ebenfalls zwingend notwendig und erfüllen auch hier hauptsächlich katalytische Funktionen. Daher steht bei der Charakterisierung von Vitaminen als spezielle Gruppe von Verbindungen ihre Fähigkeit im Vordergrund, die Durchführung enzymatischer Prozesse in vernachlässigbaren Konzentrationen zu gewährleisten.

Somit können Vitamine charakterisiert werden als eine Gruppe organischer Substanzen mit unterschiedlicher Struktur und physikalisch-chemischen Eigenschaften, die für das normale Funktionieren jedes Organismus unbedingt erforderlich sind und in ihm direkt oder als Teil komplexerer Verbindungen katalytische und regulatorische Funktionen ausüben.

In den meisten Fällen werden Vitamine nicht von heterotrophen Organismen synthetisiert und ihr Mangel geht mit dem Auftreten pathologischer Phänomene einher.

Vitamine wurden 1880 von unserem Landsmann N.I. Lunin. Sie erregten gerade als zusätzliche Faktoren in der Tierernährung Aufmerksamkeit. In seiner Dissertation „Zur Bedeutung anorganischer Salze für die Tierernährung“ hat N.I. Lunin kam zu dem Schluss, dass Tiere (Mäuse) neben Proteinen, Fetten, Zucker, Salzen und Wasser auch andere, noch unbekannte Substanzen benötigen. Diese Substanzen zu entdecken und ihre Bedeutung für die Ernährung zu untersuchen, wäre seiner Meinung nach eine Studie von großem Interesse. In Zukunft wird die Arbeit von N.I. Lunin wurden von anderen Wissenschaftlern bestätigt und entwickelt. 1912 schlug der polnische Forscher K. Funk vor, diese unbekannten Substanzen Vitamine zu nennen, dh die Amine des Lebens (vom lateinischen vita - Leben), da eine von ihnen, die von ihm isoliert und untersucht wurde, eine Aminogruppe enthielt. Dieser Begriff wurde dann für alle obligatorischen zusätzlichen Ernährungsfaktoren verwendet. Und obwohl viele von ihnen keine Aminogruppen und Stickstoff im Allgemeinen enthalten, ist der Name "Vitamine" in Biologie und Medizin fest verankert.

Dank der Bemühungen vieler Biochemiker und Physiologen wurden in der fast hundertjährigen Geschichte der Vitaminologie etwa drei Dutzend einzelne Vitamine isoliert, ihre Zusammensetzung und Struktur, ihre physiologischen Wirkungen und in der überwiegenden Mehrheit der Fälle die Chemikalie untersucht Synthese der entsprechenden Medikamente durchgeführt wurde.

Bei der Untersuchung von Vitaminen wurde jedem von ihnen zunächst der Name der Krankheit gegeben, die sich in Abwesenheit eines Vitamins in der Nahrung entwickelte. Gleichzeitig wurde dem Namen der entsprechenden Krankheit das Präfix Anti hinzugefügt, da die Einführung des Vitamins in die Ernährung zu einer schnellen Heilung führte (Tabelle 1). Krankheiten, die sich in Abwesenheit von Vitaminen in der Nahrung entwickeln, wurden als Avitaminose bezeichnet, bei unzureichender Aufnahme - als Hypovitaminose, bei Überschuss - als Hypervitaminose. Später einigte man sich auf Anregung von McCollum (1913) darauf, einzelne Vitamine so zu bezeichnen, wie sie durch Buchstaben des lateinischen Alphabets isoliert wurden: A, B, C usw. Nachdem die chemische Natur einer Reihe von Vitaminen untersucht worden war, begann man schließlich, ihre chemischen Namen einzuführen. Derzeit werden alle drei Arten der Vitaminnomenklatur verwendet. Es gab einen Trend zum Übergang zu chemischen Namen, die seit 1956 von der biochemischen Sektion der International Union for Pure and Applied Chemistry als international anerkannt wurden. Die wichtigsten Vitamine und ihre Namen sind in der Tabelle aufgeführt. zehn; einige von ihnen (Q, F, B 15 , U) werden manchmal als vitaminähnliche Substanzen bezeichnet.

Besonders groß ist die Bedeutung von Vitaminen für den Körper eines sich entwickelnden Kindes, wie die Tabelle zeigt. 2.

Vitamine werden nach ihrer Löslichkeit in Wasser und fettigen Lösungsmitteln in zwei Gruppen eingeteilt: wasserlöslich und fettlöslich.

Fettlösliche und einige wasserlösliche Vitamine Vitaminia. Dieses Phänomen besteht darin, dass nicht eine, sondern mehrere Verbindungen mit ähnlicher chemischer Struktur, genannt Vitamine.

Entsprechend der physiologischen Wirkung auf den menschlichen Körper werden Vitamine üblicherweise in die folgenden Gruppen eingeteilt (Tabelle 3).

Vitamine haben eine ähnliche Wirkung auf lebenswichtige Prozesse bei Tieren.

Pflanzen sind die Hauptquelle für Vitamine.