Хромосомні та геномні рівні організації спадкового матеріалу

Геномний рівень організації спадкового матеріалу, який об'єднує всю сукупність хромосомних генів, є еволюційно склалася структурою, яка характеризується відносно більшою стабільністю, ніж генний і хромосомний рівні. На геномном рівні система збалансованих по дозам і об'єднаних найскладнішими функціональними взаємозв'язками генів являє собою щось більше, ніж просту сукупність окремих одиниць. Тому результатом функціонування геному є формування фенотипу цілісного організму. У зв'язку з цим фенотип організму не можна представляти як просту сукупність ознак і властивостей, це організм у всьому різноманітті його характеристик на всьому протязі індивідуального розвитку. Таким чином, підтримання сталості організації спадкового матеріалу на геномном рівні має першорядне значення для забезпечення нормального розвитку, організму і відтворення у особини в першу чергу видових характеристик.У той же час допустимість рекомбінації одиниць спадковості в генотипах особин обумовлює генетичну різноманітність їх, що має важливе еволюційне значення. Мутаційні зміни, реализующиеся геномном рівні організації спадкового матеріалу, - мутації регуляторних генів, що володіють широким плейотропних дією, кількісні зміни доз генів, транслокації та транспозиції генетичних одиниць, що впливають на характер експресії генів, нарешті, можливість включення в геном чужорідної інформації при горизонтальному перенесенні нуклеотидних послідовностей між організмами різних видів, - опиняючись іноді еволюційно перспективними, ймовірно, є основною причиною прискорення темпів еволюційного процесу на окремих етапах історичного розвитку живих форм на Землі.

Хромосомний рівень організації спадкового матеріалу характеризується особливостями морфології і функцій хромосом. Роль хромосом у передачі спадкової інформації була доведена завдяки: 1) відкриття хромосомного визначення статі, 2) встановлення груп зчеплення генів, відповідних числу хромосом, 3) побудови генетичних і цитологічних карт хромосом.У ДНК-вірусів, бактерій, синьо-зелених водоростей, а також у самореплицирующихся органелах клітин еукаріот (пластиди, мітохондрії, кінетопласт та ін) спадковий матеріал представлений єдиною хромосомою, яка являє собою голу двуспіральную молекулу ДНК. Молекула ця в деяких форм лінійна, але у більшості утворює кільце, яке зазвичай перекручено і має суперспіралізованний вигляд..У більшості РНК-вірусів хромосома представлена ​ ​ голою однонитевой молекулою РНК, наприклад у ВІЛ. Однак відомі віруси, у яких хромосома утворена двунітевой молекулою РНК. Транскрипція і реплікація генетичної інформації здійснюється за участю ферментів клітини-господаря.Хромосоми прокаріот представлені голою кільцевою молекулою ДНК. Прокаріоти містять тільки по одній хромосомі і є гаплоїдії. Молекулярна маса ДНК прокаріот відповідає приблизно 2000 структурних генів, довжиною близько 1 500 пар азотистих основ. Гени розташовуються лінійно і несуть інформацію про структуру 3-х - 4, 5 тисяч різних білків.Хромосоми еукаріот, на відміну від хромосом прокаріотів, побудовані з нуклеопротеида, головними компонентами якого є ДНК і два типи білків - гістонових (основних) і негістонових (кислих) білків. Встановлено, що в хромосомах еукаріот (за винятком політенних хромосом) є лише одна безперервна нитка ДНК, що представляє єдину гігантську двуспіральную молекулу, що складається із сотень мільйонів пар нуклеотидів. Довжина ДНК в хромосомі може досягати декількох сантиметрів.