Совокупность всех хромосом в клетке называют набором хромосом. Любая соматическая клетка содержит диплоидный (двойной) набор хромосом, в котором имеется по паре сходных гомопогичных хромосом (обозначается 2n). Число хромосом в наборе постоянно для каждого вида животных и растений. У человека имеется 46 хромосом, или 23 пары. В половых клетках содержится одиночный гаплоидный набор (обозначается n).
Размеры хромосом различных организмов значительно варьируют (длина от 0,2 до 50 мкм, диаметр от 0,2 до 3 мкм); длина хромосом у человека находится в пределах 2—10 мкм.
У разных особей одного вида в одной и той же ткани размеры хромосом, как правило, постоянны. Вместе с тем имеются различия в длине и толщине хромосом в разных тканях одного и того же организма.
Основу микроскопического строения хромосом составляет одна или несколько спирализованных дезоксирибонуклеопротеидных нитей — хромонем. Элементарная хромосомная нить образована одной биспиральной молекулой ДНК, соединенной с гистонным белком. Хромосома химически неоднородна по своей длине, что обусловливает функциональную дифференциацию разных ее участков — генов, контролирующих процессы развития клеток в организме.
Микроскопически линейная неоднородность хромосом выражается в хромомерном строении, которое четко проявляется в ранней профазе мейоза. На этой стадии деления ядра вдоль хромонемы в строго постоянных местах обнаруживаются утолщения — хромомеры, они различаются по величине, форме и взаимному расположению. Если изучают строение хромосомы в стадии метафазы митоза, то в этот период она представляет собой палочковидное тело, состоящее из двух продольных морфологически идентичных частей — хроматид. В теле каждой хромосомы имеется первичная перетяжка, в районе которой хроматиды тесно соединены.
В месте перетяжки располагается специальный структурный элемент — центромера, управляющая передвижением хромосом в митозе. Она занимает постоянное положение в каждой хромосоме, разделяя ее на два плеча. По относительной длине плеч различают хромосомы акроцентрические (с одним длинным и вторым очень коротким плечом), субметацентрические (разноплечие) и метацентрические (равноплечие). Кроме первичной перетяжки, некоторые хромосомы имеют вторичные перетяжки, отделяющие на конце хромосом маленький участок — спутник, соединенный с телом хромосомы тончайшей нитью.
Химический состав клеток
Имея сложную упорядоченную структурную организацию, клетка даже в многоклеточном организме проявляет себя как относительно самостоятельная функциональная единица. Ей присущи основные жизненные свойства: обмен веществ, раздражимость, двигательные реакции, способность к росту, размножению и дифференциации.
Химический состав различных клеток может заметно отличаться, однако ряд веществ обязательно содержится в каждой клетке. Из неорганических веществ — это вода и минеральные соли (хлориды калия, натрия, кальция, магния и др.), из органических — белки, жиры и углеводы. Белки и белковые соединения являются важнейшими компонентами, именно их свойства лежат в основе процессов, происходящих в клетке как живой системе.
Качественный и количественный состав белков варьирует не только в клетках разных типов, но и в процессе жизни одной клетки. Ядро всегда богаче белками, чем цитоплазма. Большая часть белков в ядре связана с нуклеиновыми кислотами, ДНК и РНК, образуя нуклеопротеиды. Молекулы белков сгруппированы в макромолекулы, молекулярная масса которых не менее 5000; молекулярная масса нуклеопротеидов превышает 1000000.
Макромолекулы имеют определенную пространственную организацию, их структура сохраняется в последовательных поколениях клеток и обусловливает образование субмикроскопических структур (фибриллы, волокна, пластинки и мембраны, гранулы и канальцы). Наиболее распространены в клетках мембраны, они образуют эффективные химические и механические барьеры.
