Заглавная страница
Избранные статьи
Случайная статья
Познавательные статьи
Новые добавления
Обратная связь

ТОП 10 на сайте

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Техника нижней прямой подачи мяча.

Франко-прусская война (причины и последствия)

Организация работы процедурного кабинета

Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний

Коммуникативные барьеры и пути их преодоления

Обработка изделий медицинского назначения многократного применения

Образцы текста публицистического стиля

Четыре типа изменения баланса

Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву

Мы поможем в написании ваших работ!

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Влияние общества на человека

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Практические работы по географии для 6 класса

Организация работы процедурного кабинета

Изменения в неживой природе осенью

Уборка процедурного кабинета

Сольфеджио. Все правила по сольфеджио

Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления

Главная Избранные Случайная статья Познавательные Новые добавления Обратная связь FAQ

Введение В биологию. Биология-наука о жизни. Значение биологии для медицины.

Стр 1 из 2Следующая ⇒

ВВЕДЕНИЕ В БИОЛОГИЮ. БИОЛОГИЯ-НАУКА О ЖИЗНИ. ЗНАЧЕНИЕ БИОЛОГИИ ДЛЯ МЕДИЦИНЫ.

1)Термин «Биология» был впервые предложен в 1802г. Жаном Батистом Ламарком и Готфридом РейнхольдомТревиранусом независимо друг от друга. Биология тесно связана с химией, физикой, математикой и др.

2)Биология положила начало наукам: цитология (изучение клеток), гистология (наука о тканях), генетике (биологи исследовали наследственность и дрейф генов)

ОПРЕД-Е СУЩНОСТИ ЖИЗНИ. ОТЛИЧИЯ ЖИВОГО И НЕЖИВОГО. СВ-ВА ЖИВОЙ МАТЕРИИ.

1)«Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров-белков и нуклеиновых кислот.» М.В. Волькенштейн. (более подробное)

«Жизнь есть способ существования белковых тел, и этот способ существования состоит по своему существу в постоянном самообновлении химических составных частей этих тел.» Фридрих Энгельс

2)Живые: дышат, размножаются, выводят продукты обмена, растут, питаются

3) Единство хим. Состава (у жив. Орг-ов 98% хим. Состава –С,O,N,H)

Обмен веществ, энергии и информации

Самовоспроизведение (репродукция, размножение)

Наследственность (передача признаков и особенностей развития из поколения в поколение)

Изменчивость (приобретение новых признаков в процессе индивидуального развития)

Рост и развитие, смерть

Раздражимость и возбудимость (реакция на на внешние/внутренние воздействия-раздажители)

Дискретность (Любая биологич-я система состоит из отдельных, но взаимодействующих систем)

Саморегуляция (гомеостаз) (поддержание постоянства внутренней среды)

Иерархичность (части или элементы целого расположены в порядке от простого к сложному)

ХАРАКТЕРИСТИКА УРОВНЕЙ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОГО

Микросистемы

Молекулярно-генетический (Начинаются процессы жизнедеятельности организмов; элементарная единица-геном, элементарное явление-синтезАТФ)

Субклеточный (ЭЕ-органоид, ЭЯ-функция органоида)

Клеточный (Происходит превращение веществ, энергии и передача информации; ЭЕ-клетка, ЭЯ- процессы в клетке, биосинтез белка)

Мезосистемы

Тканевой (ЭЕ-ткань,ЭЯ-функция ткани)

Органный (ЭЕ-орагн, ЭЯ-функция органа)

Организменный (ЭЕ-особь, ЭЯ-раздражимость и рост)

Макросистемы

Популяционно видовой (ЭЕ-популяция, ЭЯ-изменение генофонда популяции)

Биогеоценотический (ЭЕ-совокупность организмов разных видов (биогеоценоз),ЭЯ-круговорот веществ)

Биосферный (ЭЕ-совокупность всех биогеоценозов, ЭЯ- глобальный круговорот веществ)

ФОРМЫ СУЩЕСТВОВАНИЯ ЖИВОГО.

В настоящее время на Земле представлены следующие формы живого, которые принято разделять на систематические категории:

Империя: Клеточные и неклеточные организмы. К неклеточным организмам относятся царства вирусов (растений, животных, бактерий). Вирусы представляют собой частицы, состоящие из белковой капсулы и заключенной в ней нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК). Вирусы ведут исключительно паразитический образ жизни, т.к. могут существовать только внутри клеток хозяев. Например, вирус гриппа, полиомиелита, краснухи.

СТРОЕНИЕ ВИРУСОВ.

Вирусы – неклеточная форма жизни, способная проникать в живую клетку и размножаться только внутри ее.

Вирусы состоят из:

-фрагмента генетического материала, (РНК или ДНК), составляющего сердцевину вируса.

-защитной белковой оболочки- капсида, которая защищает ДНК, РНК от ферментов-нуклеаз и УФ-излучений, обеспечивает осаждение вируса на поверхности клетки хозяина. Капсид состоит из 2130 одинаковых белковых субъединиц, составляющих вместе с РНК единую целостную структуру -нуклеокапсид.

-у некоторых высокоорганизованных вирусов (герпес, грипп) есть дополнительная липопротеидная оболочка – суперкапсид, которая возникает из плазматической мембраны клетки-хозяина.

Пластиды

Хлоропласты, хромопласты, лейкопласты

Способ питания

Автотрофный (фототрофный, хемотрофный)

Гетеротрофный (сапрофитный, паразитический)

Синтез АТФ

В хлоропластах, митохондриях

В митохондриях

Расщепление АТФ

В хлоропластах и всех частях клетки, где необходимы затраты энергии

Во всех частях клетки, где необходимы затраты энергии

Клеточный центр

У низших растений

Во всех клетках

Включения

Запасные питательные вещества в виде зерен крахмала, белка, капель масла, вакуоли с клеточным соком; кристаллы солей

Запасные питательные вещества в виде зерен и капель (жиры, углевод гликоген); конечные продукты обмена, кристаллы солей; пигменты

Вакуоли

Крупные полости, заполненные клеточным соком – водным раствором различных веществ, являющихся запасными или конечными продуктами. Осмотические резервуары клетки

Сократительные, пищеварительные, выделительные вакуоли. Обычно мелкие

Связь между клетками

Плазмодесмы

Разные виды контактов

Деление цитоплазмы

Клеточная перегородка строится в центробежном направлении

Перетяжка образуется в центростремительном направлении

Цитоплазма и органоиды

• Гиалоплазма (цитоплазматический матрикс, цитозоль)

Бесцветный коллоидный раствор, который может переходить из золя (жидкое состояние) в гель (вязкое состояние)

Содержит 90% воды, белки, АК, нуклеотиды, жирные кислоты, ионы неорганических соединений)

• Органоиды

1ммбр (АГ, ЭПС, лизосомы)

2ммбр (митохондрии, пластиды)

Неммбр (рибосомы, клеточный центр, микротрубочки)

Строение	Функции

ЭПС/ЭПР

Система мебран, образующих трубочки, канальцы, цистерны, пронизывающая цитоплазму, делящая ее на относительно изолированные отсеки – компартменты

Транспортная Компартментализация цитоплазмы Синтетическая (на шероховатой/гранулярной (содержит рибосомы) эпс синтез белков, на гладкой/агранулярной (без рибосом) синтез липидов, углеводов, стероидных гормонов) Исходный материал для одномембранных органоидов Гладкая эпс – гомеостаз Са, детоксикация

Комплекс/Аппарат Гольджи

Система уплощенных мембранных цистерн и пузырьков, различающихся по набору ферментов. В животной клетке – 1 коплекс около ядра. В растительной – несколько пакетов цистерн АГ – диктиосом.

Концентрирование веществ Сортировка и упаковка веществ Образование комплексных соединений (гликолипиды, белки, гликопротеиды) Формирование других 1ммбр органоидов (первичных лизосом, плазматической мембраны) Модификация и транспорт белков и липидов мембраны, секретов и ферментов лизосом.

Лизосомы

Первичные Вторичные Мелкие мембранные пузырьки, содержащие комплекс гидролитических ферментов Образуются в АГ от трансцистерн

Первичные - Внутриклеточное расщепление веществ Фагосомы - Эндогенное питание Аутофагосомы - Аутофагия,аутолиз Телолизосомы - Удаление непереваренных остатков экзоцитозом

Пероксисомы

Мелкие мембранные пузырьки, образующиеся из цистерн-шероховатой ЭПС, содержащие ферменты нейтрализации перекиси водорода

Участие в обменных процессах: нейтрализации токсических продуктов. Разложение перекиси водорода.

Вакуоли

Полости, заполненные водными растворами. В растительных клетках центральная крупная вакуоль занимает 95%. Ограничивающая мембрана – тонопласт, заполняющая жидкость – клеточный сок.

Накопление и хранение (воды, солей, органических кислот, углеводов, пигментов) Осмотическая (регуляция водно-солевого обмена, поддержание тургорного давления) Лизосомальная (гидролитические ферменты

Митохондрии

Форма, размеры, количество и расположение в клетках разнообразны. За счет образования межмитохондриальных соединений множество митохондрий образуют единую энергетическую систему – хондриом. Ограничены двумя мембранами, наружная – гладкая, внутренняя образует складки – кристы, на которых располагаются ферменты дыхательной цепи. Внутренне пространство заполнено матриксом. В нем содержатся кольцевая днк, рнк, рибосомы, ферменты цикла кребса.

Кислородное расщепление органических веществ (клеточное дыхание) Синтез АТФ Синтех белков митохондрий Способны автономно размножаться путем деления надвое. У человека митхондриальный геном наследуется по материнской линии.

Рибосомы

Очень малы и многочисленны. Состоят из двух субъединиц: большой и малой. У эукариот в малую субъединицу входят молекулы белка и 1 молекула рРНК, в большую – белки и 3 молекулы рРНК. Субъединицы образуются в ядрышке. Образуют полисомы во время биосинтеза белка.

Синтез белка (трансляция) Белки, образовавшиеся на рибосомах, соединенных с ЭПС, поступают в цистерны ЭПС. Белки, синтезируемые на свободных рибосомах, остаются в гиалоплазме (н-р гемоглобин в эритроцитах)

Клеточный центр

Состоит из парных центриолей, расположенных перпендикулярно друг другу, и центросферы Центриоль имеет вид полого цилиндра, стенки которого образованы 27 микротрубочками (по 9 триплетов) Располагается возле ядра

Образование нитей веретена деления Формирование жгутиков и ресничек

Микротрубочки

Тончайшие трубочки, стенки которых образованы белком тубулином.

Образование центриоли клеточного центра, жгутиков, ресничек, нитей веретена деления. Формирование цитоскелета Определяют направление перемещения внутриклеточных компонентов, расхождение хромосом к полюсам клетки при делении.

Микрофиламенты

Еще более тонкие белковые нити, образованные белком актином

Структурный организатор цитоплазмы Участие в движении и перемещении цитоплазмы Входят в состав сократительного аппарата мышечных элементов В клетках кишечника позвоночных поддерживание микроворсинок

Реснички / Жгутики

Многочисленные тонкие короткие циллиндрические выросты цитоплазмы, покрытые плазматической мембраной на поверхности клетки. Единичные длинные выросты цитоплазмы Образованы 9 парами микротрубочек по периферии и 1 парой в центре

Передвижение Всасывание в эпителии дыхательных путей, кишечника и др.

· Включения

v Трофические:

Растительная клетка: крахмал и белок в зернах

Животная клетка: глыбки гликогена

v Секреторные (продукты желез): ферменты, гормоны, слизи

v Экскреторные (продукты обмена веществ): кристаллы щавелевой кислоты, кристаллы оксолатаСа

Ядро

· Не органоид, а структурный компонент клетки

· Функция: обеспечивает хранение и передачу наследственной информации

· Состоит из:

Кареоплазмы

Коллоидный раствор, более вязкий чем цитоплазма за счет белков

При делении вязкость снижается

В кареоплазме находится хроматин (комплекс ДНК с белками гистонами)

Хроматина

При делении хроматин превращается в хромосомы

1/нескольких ядрышек

· В ядре синтезируются все виды РНК

ФУНКЦИИ МЕМБРАНЫ.

Пассивный транспорт веществ через мембрану: осмос, простая диффузия, облегчённая диффузия. Активный транспорт. Принцип работы натрий-калиевого насоса.

Цитоплазматические мембраны выполняют ряд важных функций: барьерную (отграничивающую), регуляторную (осуществляют регуляцию метаболических потоков), транспортную (обеспечение избирательной проницаемости веществ путем пассивного и активного транспорта), структурную, обменную. Биологические мембраны построены в основном из липидов, белков и углеводов. Предложено несколько моделей строения цитоплазматических мембран (модель «сэндвича» - модель Даниели и Даусона и др.). Принята за основу жидкостно-мозаичная модель, предложенная Сингером- Николсоном (1972). Согласно этой модели в состав мембран входит бимолекулярный слой липидов, в который включены молекулы белков.

Фосфолипиды - это водонерастворимые вещества. Они имеют полярную (заряженную) гидрофильную головку(глицерол) и длинные незаряженные (неполярные) гидрофобные хвосты (углеводные цепи). Молекулы фосфолипидов обращены друг к другу неполярными концами-гидрофобными хвостами, а их полярные полюса (головки) остаются снаружи, образуя гидрофильные поверхности.

Белки мембран можно разделить на три группы: периферические (наиболее слабо связаны с мембраной), погруженные (полуинтегральные) и пронизывающие (интегральные), формирующие поры мембраны. В функциональном отношении белки мембран подразделяются на ферментативные, транспортные, структурные и регуляторные.

На внешней поверхности плазматической мембраны белковые и липидные молекулы связаны с углеводными цепями, образуя гликокаликс-поверхностный рецепторный аппарат. Гликопротеиды (Комплексные соединения белков с углеводными цепями) выполняют роль рецепторов, клетка приобретает способность специфически реагировать на воздействия извне. Так, взаимодействие гормона со «своим» рецептором снаружи вызывает изменение структуры интегрального белка, что приводит к запусканию клеточного ответа. В частности, такой ответ может проявиться в образовании «каналов», по которым растворы некоторых веществ начинают поступать в клетку или выводятся из нее.

Гликолипиды (комплексные соединения липидов с углеводными цепями) о беспечивают одну из важных функций мембраны – межклеточные взаимодействия, т.е. контакты между клетками в составе органов и тканей.

Под плазматической мембраной со стороны цитоплазмы имеется кортикальный слой и внутриклеточные фибриллярные структуры, обеспечивающие механическую устойчивость мембраны.

У растительных клеток кнаружи от мембраны расположена плотная структура – клеточная оболочка, состоящая из полисахаридов (целлюлозы), у грибов-хитин.

Одно из важнейшихсвойств цитоплазмы связано со способностью пропускать в клетку или из нее различные вещества. Это необходимо для поддержания постоянства ее состава. Малые молекулы и ионы проходят через мембраны путем пассивного и активного транспорта.

Пассивный транспорт происходит без затрат энергии путем диффузии, осмоса и облегченной диффузии. Диффузия –транспорт молекул и ионов через мембрану из области с высокой в область с низкой их концентрацией, т.е. по градиенту концентрации. Если вещества хорошо растворимы в жирах, то они проникают в клетку путем простой диффузии (кислород, углекислый газ). Диффузия воды через полупроницаемые мембраны называется осмосом. Вода способна проходить также через мембранные поры, образованные белками, и переносить молекулы ионов и растворенных в ней веществ. В 1989 г. американский учёный Питер Эгр выделил мембранный белок, образующий водные каналы, и называл аквапорином. Вода переходит из области с меньшей концентрацией солей в область, где их концентрация больше. Возникающее давление на полупроницаемую мембрану называют осмотическим.

Напряженное состояние клеточной оболочки, создаваемое давлением внутриклеточной жидкости, называется тургором. Он обуславливается тремя факторами: внутренним осмотическим давлением клетки, которые вызывает напряжение клеточной оболочки, внешним осмотическим давлением, а также упругостью клеточной оболочки. Снижением тургора сопровождаются процессы обезвоживания, автолиза(распада) увядания и старения клеток.

Облегченная диффузия – транспорт веществ, нерастворимых в жирах и не проходящих сквозь поры, через ионные каналы с помощью белков-переносчиков.

Активный транспорт веществ через мембрану происходит с затратой энергии АТФ и при участии белков-переносчиков. Он осуществляется против градиента концентрации (так транспортируются аминокислоты, сахар, ионы калия, натрия, кальция и др.). Примером активного транспорта может быть работа калий-натриевого насоса. Концентрация К внутри клетки в 10-20 раз выше, чем снаружи, а Na – наоборот. Для поддержания данной концентрации происходит перенос трех ионов Na из клетки на каждые два иона К в клетку. В этом процессе участвует белок в мембране, выполняющий функцию фермента, расщепляющего АТФ с высвобождением энергии, необходимой для работы насоса.

ЭНДОЦИТОЗ.

Этапы фагоцитоза.

Специальные клетки, осуществляющие фагоцитоз, называются фагоцитами. В результате образуются крупные пузырьки-фагосомы. Сначала происходит сближение объекта фагоцитоза (например,бактерии) и фагоцита. Бактерия располагается на поверхности фагоцитирующей клетки. Клеточная мембрана окружает бактерию и втягивает её внутри цитоплазмы, образуя фагосому. Из лизосом клетки поступают гидролитические ферменты, переваривающие поглощенную бактерию.

Мембрана принимает участие в выведении веществ из клетки в процессе экзоцитоза. Таким способом из клетки выводятся гормоны, белки, жировые капли и др.

Поток информации.

В клетке информация хранится в ДНК хромосом, которые у эукариот локализованы в ядре. Такие макромолекулы и структуры как мРНК, тРНК, рибосомы, различные ферменты переносят информацию в цитоплазму и осуществляют ее трансляцию, что можно понимать как реализацию информации.

Синтезированные полипептиды принимают третичную и четвертичную структуру и в основном используются как ферменты или структурные белки.

В потоке информации в клетках эукариот также участвуют геномы митохондрий и хлоропластов.

Поток энергии

Поток энергии в клетке обеспечивается дыхательным обменом, фотосинтезом, хемосинтезом, брожением. Последние три процесса характерны только для определенных групп организмов.

Дыхательный обмен включает реакции расщепления органических веществ: глюкозы, жирных кислот, аминокислот. Энергия, которая выделяется в этих реакциях, идет на синтез высококалорийных молекул АТФ. Впоследствии энергия АТФ преобразуется в какую-либо работу. В растительных клетках в потоке энергии также участвует фотосинтез, при котором происходит преобразование энергии света в энергию химических связей.

Поток веществ

В клетках поток веществ тесно связан с реакциями дыхательного обмена, которые помимо поставки энергии обеспечивают клетку веществами, необходимыми для синтеза разнообразных соединений. Такими строительными блоками являются многие продукты расщепления питательных веществ.

Поток веществ объединяет метаболические пути расщепления и синтеза углеводов, жиров, белков и нуклеиновых кислот.

В общей сложности поток веществ в клетке можно представить как поступление в нее одних веществ, их расщепление, синтез необходимых веществ и выведение из клетки ненужных ей веществ.

УРОВНИ УКЛАДКИ ХРОМОСОМ (НУКЛЕОСОМНЫЙ, НУКЛЕОМЕРНЫЙ (ЭЛЕМЕНТАРНАЯ ХРОМОСОМНАЯ ФИБРИЛЛА), ПЕТЛЕВОЙ (ХРОМОМЕРНЫЙ), ХРОМОСОМНЫЙ (МЕТАФАЗНАЯ ХРОМОСОМА)

Первые два уровня укладки выявляются в электронный микроскоп в виде тонких нитей и глыбок хроматина.

1)Нуклеосомный (нуклеосомная нить –хроматин, диаметр – 10-30нм). Представляет собой комплекс молекулы ДНК и гистонов фракций Н2А, Н2В, Н3,Н4. Гистоны образуют белковые тела – коры. Молекула ДНК спирально накручивается на белковые коры, в результате образуется нуклеогистон (на каждый кор – 200 пар нуклеотидов). Оставшиеся несвязанными с гистонами участки ДНК между соседними нуклеогистонами называются линкерными.

2)Нуклеомерный (элементарная хроматиновая фибрилла). Обеспечивается гистоном фракции Н1, который соединяется с линкерными участками ДНК и сближает соседние белковые коры. Образуется более компактная структура, похожая по форме на соленоид – элементарная хроматиновая фибрилла. На каждый виток – 6 нуклеогистонов.

3)Хромомерный (петлевой) обусловлен укладкой фибриллы в петли. Происходит при участии негистоновых белков. Белки распознают специфические участки молекулы ДНК, отдаленные друг от друга на расстояние нескольких тысяч пар нуклеотидов. При сближении этих участков фибриллы, расположенные между ними, выпячиваются и образуют петли. 3 уровень характерен для профазы.

4) Хромосомный(хромонемный) образован путем спиральной укладки хромомерной структуры. Соответствует метафазной хромосоме. Обеспечивается многочисленными негистоновыми белками. Петлевые структуры укладываются в виде спиралей, завитков, петель и образуется хроматида.

Метафазная пластинка- максимальная компактизация хромосом.

СТРОЕНИЕ МЕТАФАЗНЫХ ХРОМОСОМ: ПЛЕЧИ, ЦЕНТРОМЕРА (I ПЕРЕТЯЖКА), КИНЕТОХОР, II ПЕРЕТЯЖКА (ЯДРЫШКООБРАЗУЮЩИЕ РАЙОНЫ), СПУТНИКИ.

Метафазные хромосомы -это самая компактная стадия укладки хроматина.Хромосома-это удвоенный и коненсированный хроматин. Все хромосомы имеют два плеча (р-короткое,q-длинное) и расположенный между ними истонченный участок – центромеру, или первичную перетяжку. В области первичной перетяжки расположен кинетохор – плоская структура, белки которой, взаимодействуя с микротрубочками веретена деления, обеспечивают перемещения хромосом во время деления клетки.

Вторичная перетяжка - участок хромосомы, соединяющий спутник с телом хромосомы. В области вторичной перетяжки расположены гены рибосомных РНК, происходит синтез рРНК и происходит формирование и сборка ядрышка. Такая вторичная перетяжка поэтому называется еще ядрышковым организатором.Вторичные перетяжки могут быть у одних хромосом на длинном плече, у других - на коротком.

У человека вторичную перетяжку имеют хромосомы9, 13, 14, 15, 21 и 22.

Спутник (сателлит) - это хромосомный сегмент, чаще всего гетерохроматический, расположенный дистально от вторичной перетяжки. По классическим определениям спутник – сферическое тельце с диаметром, равным диаметру хромосомы или меньше его, которое связано с хромосомой тонкой нитью. Теломе́ры - концевые участки хромосом. Теломерные участки хромосом характеризуются отсутствием способности к соединению с другими хромосомами или их фрагментами и выполняют защитную функцию.

Профаза

Продолжается спирализация хромосом (IIIуровень укладки), разрушаются ядрышки, центриоли расходятся к полюсам клетки, образуется веретено деления

Метафаза

Лизосомы растворяют ядерную оболочку, цитоплазма смешивается с кариоплазмой, КоплексГольджи и ЭПС распадаются на пузырьки. На центромере каждой хромосомы скапливается кинетохор(специальные белки). Максимально конденсированные хромосомы (IV уровень укладки) располагаются по экватору, образуя метафазную пластинку. К центромерам присоединяются нити веретена деления с помощью кинетохор.

Анафаза

Нити веретена деления растаскивают хроматиды к противоположным полюсам клетки, сестринские хроматиды становятся самостоятельными хромосомами.

Телофаза

Восстанавливается ядерная оболочка, хромосомы переходят в хроматин, формируются ядрышки. Образование диплоидных дочерних клеток

5)Цитокинез -деление цитоплазмы

Формула кариотипа

Профаза 2n4c

Метафаза 2n4c

Анафаза 4n4c

Телофаза 2n2c

СПОСОБЫ РЕПРОДУКЦИИ КЛЕТОК

Митоз - непрямое бесполое деление соматических клеток эукариот, в результате которого наследственный материал равномерно распределяется между дочерними клетками. Из одной диплоидной клетки образуются две дочерние диплоидные клетки, идентичные материнской

Амитоз - прямое деление интерфазного ядра путём перетяжки без образования веретена деления. Генетический материал распределяется неравномерно, из одной клетки образуется 2 не идентичные друг другу клетки. Встречается у инфузорий,растений, у клеток обреченных на гибель, при патологических процессах. Также у клеток печени, хрящей, роговицы глаза

Эндомитоз - процесс удвоения числа хромосом в ядрах растений и животных, за которым НЕ следует деление ядра и самой клетки. В результате набор хромосом увеличивается в 2 раза. (Полиплоидия)

Эндоредупликация - процесс, при котором происходит многократное удвоение хроматид за счёт репликации ДНК, но они не расходятся и остаются объединёнными одной центромерой

38) ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И СТРОЕНИЕ ДНК
ДНК – это полимер, состоящий из мономеров – нуклеотидов. Каждый нуклеотид включает три основные компонента: азотистое основание (аденин, гуанин, цитозин, тимин, урацил), сахар (дезоксирибоза или рибоза), остаток фосфорной кислоты
Первичная структура ДНК: Соединение нуклеотидов в макромолекулу нуклеиновой кислоты происходит путём взаимодействия фосфата одного нуклеотида с гидроксилом д.р. так, что между ними устанавливается фосфодиэфирная связь. В результате образуется полинуклеотидная цепь. Важно отметить, что сборка полипептидной цепи осуществляется строго в одном направлении, а именно, путем присоединения фосфатной группы, расположенной в 5’- положении последующего нуклеотида к 3’гидроксильной группе предыдущего нуклеотида
Вторичная структура ДНК: В 1953 г Уотсон и Крик представили модель 3-х мерной молекулы ДНК (рис. 4.2). За это открытие в последующем они были удостоены Нобелевской премии. Ученые показали, что особенностью II структурной организации ДНК является то, что в ее состав входят 2 полипептидные цепи, связанные между собой особым образом – путём образования водородных связей между азотистыми основаниями по принципу комплементарности: пурин связывается только с пиримидином, т.е. Аденин (А) может связываться только с Тимином (Т), а Гуанин (Г, англ. G) – только с Цитозином (Ц, англ. C) и наоборот. При этом между А и Т образуются 2 водородные
связи, а между Г и Ц – 3. Благодаря комплементарности соединения в цепь число пуринов в молекуле ДНК всегда равно числу пиримидинов, т.е. A + Г = T + Ц – это правило Чаргаффа (1951 г.) Хотя водородные связи между парами оснований относительно слабы, каждая молекула ДНК содержит приблизительно 3,3 млрд. пар, так что в физиологических условиях (Т0, рН) цепи никогда не разрываются. Сахаро-фосфатный остов находится по периферии молекулы ДНК, а пуриновые и пиримидиновые основания – внутри.

Другой важной особенностью молекулы ДНК является антипараллельность двух составляющих её цепей, т.е. 5’– конец одной цепи соединяется с 3’-концом другой.
Третичная структура ДНК: Данные рентгеноструктурного анализа показали, что молекула ДНК образует правозакрученную спираль диаметром 2 нм; длиной шага – 3,4 нм. В каждый виток входит 10 п.н.
39) ОТЛИЧИЯ ДНК ОТ РНК

1. В молекула ДНК – двухцепочечная, молекула РНК - одноцепочечная.
2. По строению она сходна с одной из цепей ДНК, только вместо Тимина, входящего в состав молекулы ДНК в молекуле РНК присутствует Урацил (У) (пиримидиновый нуклеотид). 3. Между ДНК и РНК существуют различия в характере углевода: в ДНК- дезоксирибоза, в РНК – рибоза. В отличие от ДНК, содержание которого в клетке постоянно, содержание в них РНК сильно колеблется и зависит от интенсивности синтеза белка.
3. Между ДНК и РНК существуют различия в характере углевода: в ДНК- дезоксирибоза, в РНК – рибоза. В отличие от ДНК, содержание которого в клетке постоянно, содержание в них РНК сильно колеблется и зависит от интенсивности синтеза белка.
Структура и функции разных видов РНК
1.Транспортная (тРНК). Состоит из 75-95 нуклеотидов. Осуществляет перенос аминокислот в рибосомы, т.е. к месту синтеза полипептида.
2.Рибосомная (рРНК). Включает 3-5 тысяч нуклеотидов. р РНК составляет существенную часть структуры рибосомы.
3.Информационная, или матричная (иРНК, или мРНК) – осуществляет перенос информации о структуре белка от ДНК к месту синтеза белка в рибосомах. Важно отметить, что все виды РНК синтезируются по матрице ДНК! Нуклеиновые кислоты отличают от всех других макромолекул два удивительных свойства.

2. Во-первых, это способность к самовоспроизводству, самокопированию или размножению - репликации.

3. Во-вторых, в нуклеиновых кислотах в виде генов записана информация о структуре полипептидов, белков, отвечающих за те или иные признаки и развитие организма. Недаром ДНК сравнивают с энциклопедией жизни! Рассмотрим эти два свойства молекулы ДНК.
40) ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД-СПОСОБ ХРАНЕНИЯ НАСЛЕДСТВЕННОЙ ИНФОРМАЦИИ
Генетический код – это запись в уникальных участках молекулы ДНК информации о структуре белков и полипептидов. Каким же образом в молекуле ДНК зашифрована информация о структуре белка? Ответ на этот вопрос был дан в 1961 году Фрэнсисом Криком. Ф. Крик и его коллеги предположили, что информация должна быть выражена через блоки – кодоны. Они предположили, что кодоны должны включать не менее 3-х нуклеотидов. Почему? В природе обнаружено 20 различных аминокислот, из которых комплектуются все белки. Для того, чтобы зашифровать 20 вариантов аминокислот, генетический код должен включить как минимум 3 нуклеотида, т.к. из двух нуклеотидов можно скомбинировать только 42 =16 вариантов, а из трех нуклеотидов – 4 3 = 64 варианта. Полная расшифровка генетического кода проведена в 60-х годах XX века. Оказалось, что из 64 возможных вариантов триплетов 61 кодирует различные аминокислоты, а 3 являются бессмысленными, или STOP-кодонами: UAG, UAA, UGA кодонами, на которых прекращается считывание наследственной информации
Свойства генетического кода
1. Триплетность: каждый кодон включает 3 нуклеотида.

2. Универсальность: у всех живых организмов, существующих на Земле, генетический код одинаковый, что свидетельствует о единстве происхождения всего живого. Кодон AGA кодирует аминокислоту аргинин и у бактерий, и у человека, и у всего живого.

3. Вырожденность: 61 триплет на 20 аминокислот. Отсюда следует, что некоторые аминокислоты должны шифроваться несколькимитриплетами. Это имеет очень важное значение, поскольку замена нуклеотида не всегда может приводить к замене аминокислоты). Например, аминокислоту валин кодируют три триплета: GTT, GTC, GTA, GTG.

4. Специфичность: каждый триплет соответствует только 1 аминокислоте: GTT- только валин. Кодон ATG является стартовым (метионин).

5. Универсальность: у всех живых организмов, существующих на Земле, генетический код одинаковый, что свидетельствует о единстве происхождения всего живого. Кодон AGA кодирует аминокислоту аргинин и у бактерий, и у человека, и у всего живого.

6. Непрерывность и неперекрываемость (считывается без пропусков).
41) СТРОЕНИЕ ГЕНОВ ПРОКАРИОТ И ЭУКАРИОТ.
Ген – это фрагмент молекулы ДНК, содержащий регуляторные элементы и структурную область, и соответствующий одной единице транскрипции, которая определяет возможность синтеза полипептидной цепи или молекулы РНК.
Ген прокариот называется опероном, в его состав входят два основных участка:
-регуляторный (неинформативный),
-структурный (информативный).
У прокариот на долю регуляторных элементов приходится около 10 %, структурных – 90 %. Структурная область генов прокариот (единица транскрипции) может быть представлена одним кодирующим участком, который называется цистроном, либо несколькими кодирующими участками (полицистронная единица транскрипции). В структурной зоне закодирована информация о последовательности аминокислот в виде генетического кода. Со структурной области считывается мРНК. При наличии у прокариотполицистронной единицы транскрипции на одном структурном участке одновременно может синтезироваться несколько разновидностей мРНК. К регуляторным элементам генов прокариот относятся участки, управляющие работой гена:
промотор, оператор, терминатор.
Промотор определяет начало транскрипции (участок инициации). С промотором соединяется фермент РНК-полимераза, осуществляющий синтез мРНК.
Другой элемент, управляющий процессом транскрипции, – оператор, который располагается поблизости от промотора или внутри него. Этот участок может быть свободным, тогда РНК-полимераза соединяется с промотором и начинается транскрипция. Если оператор связан с белком-репрессором, РНК-полимераза не может нормально соединиться с промотором, и транскрипция невозможна. Следующий регуляторный элемент – терминатор – находится за структурной областью и содержит сигнальный участок остановки транскрипции.
Строение генов у эукариот намного сложнее. Генетическая система эукариот называется транскриптоном.
Транскриптон также состоит из двух частей: регуляторной (неинформативной), структурной (информативной), относительная пропорция которых противоположна генам прокариот: на долю регуляторного участка приходится 90 %, структурного – 10 %.
Регуляторный участок представляет собой ряд последовательно расположенных промоторов и операторов и несколько терминаторов.
Структурный участок состоит из одной единицы транскрипции и имеет “прерывистое” строение: кодирующие участки (экзоны) чередуются с некодирующими (интронами). Одномоментно на структурном участке у эукариот может синтезироваться только одна молекула мРНК, однако благодаря наличию альтернативного сплайсинга в разнос время (в зависимости от потребности клетки) на одной и той же структурной части могут синтезироваться разные виды мРНК (от одной до нескольких десятков).
Экзон-интронная организация эукариот

Схема регуляции транскрипции у эукариот разработана Г. П. Георгиевым (1972). Принцип регуляции (обратная связь) сохраняется, но механизмы ее более сложные. Единица транскрипции у эукариот называется транскриптоном. Он состоит из неинформативной (акцепторной) и информативной (структурной) зон. Неинформативная зона начинается с промотора, за которым следуют группа генов-операторов. Информативная зона образована одним структурным геном, разделенным на экзоны (информативные участки) и интроны (неинформативные участки). Заканчивается транскриптон терминатором.
Т.о. в состав трантсриптона входят промотор, гены-операторы, структурный ген и терминатор. Работу транскриптона регулирует несколько генов-регуляторов, дающих информацию для син