Митоз и его биологическое значение. Репликация днк. Митотическая активность в клетках различных тканей органов организма человека.

Одним из основных свойств материала наследственности является его способность к самокопированию — репликация. Это свойство обес­печивается особенностями химической организации молекулы ДНК, состоящей из двух комплементарных цепей. В процессе репликации на каждой полинуклеотидной цепи материнской молекулы ДНК син­тезируется комплементарная ей цепь. В итоге из одной двойной спирали ДНК образуются две идентичные двойные спирали. Конечным результатом процесса репликации яв­ляется образование двух молекул ДНК, нуклеотидная последовательность которых идентична таковой в материнской двойной спирали ДНК. Рассмотренная последовательность событий, происходящих в ходе репликативного синтеза, предполагает участие целой системы фермен­тов: геликазы, топоизомеразы, дестабилизирующих белков, ДНК-полимеразы и других, совместно действующих в области репликационной вилки.

 

Молекулярные и клеточные основы размножения организмов. Эволюция размножения.

Биологическая роль размножения состоит в том, что оно обеспечивает смену поколений. Размножение возникло в ходе исторического развития органиче­ского мира на самом раннем этапе вместе с клеткой. В процессе биологического размножения наряду со сменой поколений и поддер­жанием достаточного уровня внутривидовой изменчивости решаются также задачи увеличения числа особей, сохранения складывающихся в эволюции типов структурно-физиологической организации (путем восп­роизведения себе подобного). Последнее связано с тем, что при размножении осуществляется передача в ряду поколений генетическо­го материала (ДНК), т.е. определенной, специфичной для данного вида биологической информации. В зависимости от характера клеточного материала, используемого в целях размножения, выделяют различные способы и формы по­следнего. Различают два способа размножения: бесполое и половое. Деление надвое приводит к возникновению из одного родительского организма двух дочерних. Оно является преобладающей формой. У прокариот и простейших, но встречается и у многоклеточных: продоль­ное у медуз, поперечное у кольчатых червей. Множественное деление (шизогония) встречается среди простейших, в том числе паразитов человека (малярийный плазмодий). При размножении почкованием потомок формируется первоначально как вырост на теле родителя последующей его отшнуровкой (гидра). Фрагментация заключается в распаде тела многоклеточного организма на части, которые далее превращаются в самостоятельных особей (плоские черви, иглоко­жие). У видов, размножающихся спорами, дочерний организм разви­вается из специализированной клетки-споры.

Генетический код: его свойства и понятие.

Первично все многообразие жизни обусловливается разнообразием белковых молекул, выполняющих в клетках различные биологические функции. Структура белков определяется набором и порядком распо­ложения аминокислот в их пептидных цепях. Именно эта последовательность аминокислот в пептидах зашифрована в молекулах ДНК с помощью биологического (генетического) кода. Относительная прими­тивность структуры ДНК, представляющей чередование всего лишь четырех различных нуклеотидов, долгое время мешала исследователям рассматривать это соединение как материальный субстрат наследст­венности и изменчивости, в котором должна быть зашифрована чрез­вычайно разнообразная информация. В многообразии белков, существующих в природе, было обнаружено около 20 различных аминокислот. Для шифровки такого их числа достаточное количество сочетаний нуклеотидов может обеспечить лишь третичный код. Обращает на себя внимание явная избыточность кода, проявляю­щаяся в том, что многие аминокислоты шифруются несколькими триплетами. В процессе изучения свойств генетического кода была обнаружена его специфичность. Каждый триплет способен кодировать только одну определенную аминокислоту.

Яйцевые оболочки позвоночных животных и их биологическое значение. Типы яйцеклеток. Строение яйцеклетки человека.

Происхождение яйцеклеток. Яйца хордовых состоят из яйцевой клетки, называемой иногда также яйцом, и яйцевых оболочек. Яйцевые клетки образуются в женской половой железе — яичнике. Они про­ходят долгий путь развития, который начинается в эмбриональном и продолжается в репродуктивном периоде онтогенеза особей женского пола. По количеству желтка яйцеклетки хордовых делят на алециталъные, олиго - мезо- и полилецитальные, т.е. с ничтожно малым, малым, средним и большим количеством желтка. У плацентарных и человека зародыш выходит из яйцевых оболочек еще раньше, в стадии бластоцисты, но затем пере­ходит к внутриутробному существованию, где и завершает все основ­ные периоды развития, подготавливающие его к появлению на свет. Различают первичную оболочку, образуемую са­мой яйцевой клеткой, вторичную оболочку, являющуюся продуктом деятельности фолликулярных клеток, и третичные оболочки, которыми яйцо окружается во время прохождения по яйцеводу. У позвоночных, в том числе млекопитаю­щих и человека, первичная оболочка входит в состав плотной оболочки, образуя ее внутреннюю часть.

Генетика человека. Основные методы генетики человека: генеалогический, близнецовый, цитогенетический, популяционно-статистический, культивирование соматических клеток, исследование ДНК с помощью «зондов» и т.д.

Особенности человека как объекта генетических исследований состоит в том что: у человека не может быть произведено искусствен­ного направленного скрещивания в интересах исследователя. Во-вторых, низкая плодовитость делает невозможным применение статистического подхода при оценке немногочисленного потомства одной пары родителей. В-третьих, редкая смена поколений, происхо­дящая в среднем через 25 лет, при значительной продолжительности жизни. Особенности человека делают невозможным применение для изучения его наследственности и изменчивости клас­сического гибридологического метода генетического анализа, с по­мощью которого были открыты все основные закономерности наследования признаков и установлены законы наследственности. К методам, широко используемым при изучении генетики челове­ка, относятся генеалогический, популяционно-статистический, близ­нецовый, метод дерматоглифики, цитогенетический, биохимический, методы генетики соматических клеток: 1. Генеалогический метод – в основе лежит составление и анализа родословных. 2. Близнецовый метод – заключается в изучении закономерностей наследования признаков в парах 1 и 2 – яйцевых близнецов, предложен Гальтоном. 3. Популяционно-статистический метод – изучает наследственные признаки в больших группах населения, в одно или нескольких поколений. 4. Цитогенетический метод – основан на микроскопическом изучении хромосом в клетках человека. 5. Метод изучения ДНК генетических исследований (разработка метода обратной транскрипции ДНК на молекулах ДНК с последующим размножением этих ДНК привела к появлению ДНК – рондов, для различных мутаций нуклеотидов человек.).

50. Биологическая роль и формы бесполого размножения. Эволюция форы бесполого размножения. Мейоз, цитологическая и цитогенетическая характеристика. Биологическое значение. Сущность.

Деление надвое приводит к возникновению из одного родительского организма двух дочерних. Оно является преобладающей формой. У прокариот и простейших, но встречается и у многоклеточных: продоль­ное у медуз, поперечное у кольчатых червей. Множественное деление (шизогония) встречается среди простейших, в том числе паразитов человека (малярийный плазмодий). При бесполом размножении получается генетически точная копия родителя, т.е. в отсутствии соматических мутаций клон организмов. Главный клеточный механизм – митоз. Эволюционное значение: способствует поддержанию наибольшей приспособленности в маломеняющихся условиях обитания, усиливает роль стабилизирующего естественного отбора. Мейоз: зачет генетического разнообразия создает предпосылки к освоению разнообразных условий обитания; дает эволюционные и экологические перспективы; способствует осуществлению творческой роли естественного отбора. Сущность мейоза состоит в том, что каждая половая клетка получает одинарный — гаплоидный набор хромосом. Вместе с тем, мейоз — это стадия, во время которой созда­ются новые комбинации генов путем сочетания разных ма­теринских и отцовских хромосом. Перекомбинирование на­следственных задатков возникает, кроме того, и в результа­те обмена участками между гомологичными хромосомами, происходящего в мейозе.