Антропогенные экологические системы. Урбоценозы и агроценозы. Роль человека в создании и деятельности антропоэкосистем.

Для современного состояния человеческого общества характерна интенсивная урбанизация. Растет количество урбоценозов, т.е. городов, происходит слияние соседних городов с образованием мегаполисов. Условия жизни в городах своеобразны. В городах легче решить вопросы, связанные с трудоустройством, обеспечением разнообразными продуктами питания, медицинским обслуживанием. Наряду с этим, имеются и отрицательные факторы урбоценозов:

1) Высокая плотность населения приводит к высокому темпу жизни, перенапряжению нервной системы и стрессам.

2) Промышленные и бытовые отходы загрязняют почву, воду и воздух. Многие из них являются токсичными, обладают аллергенными, мутагенными и канцерогенными свойствами. Аэрозольные загрязнения воздуха приводят к повышенной облачности и образованию тумана, нарушают теплообмен и города становятся «тепловыми островами».

3) Неблагоприятно действуют на человека шум, вибрация, гиподинамия.

Несмотря на то, что площадь суши, занята городами менее чем на 5%, воздействие их на окружающую среду огромно. Город не производит продукты питания, не обогащает воздух кислородом, почти не возвращает воду и неорганические вещества в круговорот веществ. Уровень заболеваемости в городах в 1,5-2 раза выше, чем в сельской местности.

Агроценозы (сельскохозяйственные экосистемы), характеризуются следующими особенностями:

1. Химизация

2. Механизация.

3. Снижение видового разнообразия организмов (искусственно сохраняются только отдельные виды культурных растений и домашних животных).

4. Эрозия почвы и ухудшения качества воды в реках и озерах в результате стока поверхостных вод, насыщенных пестицидами и минеральными удобрениями. 

Таким образом, люди живут на Земле в различных условиях окружающей среды, что связано с различием биогеографических характеристик разных регионов. Люди отличаются друг от друга в самых разных аспектах. Биологическая изменчивость у человека касается антропометрических показателей: длина тела, рук, ширина плеч и т.д. Наследование антропометрических показателей зависит от многих генов. Зональный характер географической изменчивости многих признаков свидетельствует о существовании экологической изменчивости людей. Изменчивость физиологических, морфологических и др. признаков людей подтверждает длительную историю формирования типов людей, названных адаптивными.

Аскарида человеческая: систематическое положение, морфология, географическое распространение, цикл развития. Способ инвазии и локализация в организме хозяина, патогенное действие. Лабораторная диагностика. Меры общественной и личной профилактики аскаридоза. Распространенность в Республике Башкортостан.

Аскаридоз

Заболевание распространено повсеместно. Размеры аскариды: самки – до 45 см, самца – до 25 см. Ротовое отверстие окружено тремя губами. Половая система у самок – парная,у самцов – непарная.

Патогенное действие. Инвазионная стадия – яйцо с личинкой. Яйца достигают инвазионности во внешней среде, при благоприятных условиях (оптимальная температура +24⁰С, влажность, доступ кислорода) на 20-25 день. Человек заражается при их проглатывании их с немытыми овощами, зеленью.Большое значение в распространении аскаридоза играют механические переносчики яиц гельминтов – мухи и тараканы. Из яиц аскариды выходят личинки. Личинки, пробуравливая стенку тонкого кишечника, проникают в кровь и мигрируют (в течение 2 недель) в легкие. Личинки аскарид оказывают механическое повреждение стенок кишечника и ткани легких, токсико-аллергическое действие. В легких они передвигаются в просветы бронхиол и с мокротой заглатываются в ЖКТ. Половозрелости достигают в тонком кишечнике, где живут в среднем около 1 года. В кишечнике они мобильны и могут иногда переползать в печень, желудок, пищевод, глотку, рот. Взрослые особи вызывают авитаминоз С и механические повреждения ЖКТ.

Лабораторная диагностика. Обнаружение яиц в фекалиях (через 3 мес. после заражения) или личинок в мокроте.

Неоплодотворенные яйца вытянутой формы, с мелкообугристой оболочкой. Оплодотворенные яйца овальной формы с толстой крупнобугристой оболочкой. Инвазионные яйца содержат петлеобразно свернутую личинку.

Экзаменационный билет 24

1. Центральная догма молекулярной биологии. Основные этапы биосинтеза белка (краткая характеристика).

Весь процесс биосинтеза белка можно представить в виде очень простой схемы, которую необходимо хорошо запомнить (рис. 1). Представление о том, что генетическая информация хранится в клетке в виде молекулы ДНК и реализуется благодаря транскрипции в РНК и последующей трансляции в белок известно как «Центральная догма молекулярной биологии».

                  ДНК----®РНК-----® белок.

                          ^{транскрипция    трансляция}

    Как видно, функционирование (экспрессия) генов от ДНК до белка реализуется благодаря двум глобальным молекулярно-генетическим механизмам: транскрипции и трансляции.

           Итак, генная информация у всех клеток закодирована в виде последовательности нуклеотидов в ДНК. Первый этап реализации этой информации состоит в образовании РНК по подобию ДНК, который называется транскрипцией.

I этап биосинтеза белка – транскрипция.

Транскрипция начинается с обнаружения особого участка гена в молекуле ДНК, который указывает место начала транскрипции - промотора (рис. 2) с помощью специального фермента РНК-полимеразы. После присоединения к промотору РНК-полимераза раскручивает прилежащий виток спирали ДНК. Две цепи расходятся и на одной из них фермент осуществляет синтез м-РНК. Сборка рибонуклеотидов в цепь происходит с соблюдением правила комплементарности нуклеотидов. В связи с тем, что РНК-полимераза способна собирать полинуклеотид только в одном направлении, а именно от 5’  к 3’-концу, матрицей может служить только та цепь ДНК, которая обращена к ферменту своим 3’-концом. Такую цепь называют матричной или антисмысловой (рис.2). Другая, антипараллельная цепь ДНК, называется кодогенной или смысловой, т.к. последовательность нуклеотидов этой цепи полностью соответствует последовательности РНК и читается в том-же направлении, т.е. от 5’ к 3’-концу. Поэтому генетический код иногда пишут по молекуле РНК, иногда – по кодогенной ДНК.

Продвигаясь вдоль цепи ДНК, РНК-полимераза осуществляет последовательное точное переписывание информации до тех пор, пока она не встречает на своем пути STOP-кодон-терминатор транскрипции. У человека три стоп-кодона – TAG, TGA, ТAA (или UAG, UGA, UAA).

           П этап биосинтеза белка -трансляция.

Трансляция включает 3 фазы: инициация, элонгация и терминация.

1 - Инициация - фаза начала синтеза полипептида.

1) Происходит объединение находящихся порознь в цитоплазме субчастиц рибосомы (большой и малой). Формируется рибосома, в составе которой различают пептидильный и аминоацильный центры.

2) Происходит присоединение к рибосоме первой аминоацил т-РНК.

Рассмотрим, как же проходят в клетке эти процессы.

1) В молекуле любой мРНК вблизи 5’-конца имеется участок, комплементарный последовательности нуклеотидов рРНК малой субчастицы рибосомы. Рядом с этим участком расположен стартовый кодон АУГ, кодирующий аминокислоту - метионин. Малая субчастица рибосомы соединяется с мРНК. Затем происходит объединение малой субчастицы с большой субчастицей, формируется рибосома. В рибосоме образуются два важных участка – пептидильный центр - П-участок и аминоацильный центр – А-участок. К концу фазы инициации П-участок занят аминоацил т-РНК, связанной со стартовой аминокислотой - метионином, а А-участок готов принять следующий за стартовым кодон.

2) В рибосомы транспортируются молекулы тРНК (см. таблицу, рис. 6). Молекулы тРНК состоят из 75-95 нуклеотидов и по форме напоминают лист клена (рис. 7). В своем составе они имеют два активных центра:

           1) акцепторный конец, к которому присоединяется транспортируемая аминокислота путем ковалентной связи с затратой энергии 1 АТФ. Формируется аминоацил т-РНК.

           2) антикодоновая петля, комплементарная кодону мРНК.

2 - я фаза элонгация - удлиннение полипептида (рис. 6, таблица).

           Внутри большой субчастицы рибосомы одновременно находятся около 30 нуклеотидов мРНК и только 2 информативных триплета-кодона: один - в аминоацильном А-участке, другой - в пептидильном П-участке. Молекула тРНК с аминокислотой вначале подходит к А-центру рибосомы. В том случае, если антикодон т-РНК комплементарен кодону мРНК, происходит временное присоединение аминоацил-тРНК к кодону мРНК. После этого рибосома передвигается на 1 кодон по мРНК, а тРНК с аминокислотой перемещается в П-участок. К освободившемуся А-участку приходит новая аминоацил-тРНК с аминокислотой и вновь останавливается там в том случае, если антикодон тРНК комплементарен кодону м-РНК. Между аминокислотой и полипептидом образуется пептидная связь и одновременно разрушается связь между аминокислотой и ее тРНК, а также между тРНК и мРНК. Освободившаяся от аминокислоты тРНК выходит из рибосомы в цитоплазму. Она готова соединиться со следующей аминокислотой. Рибосома снова перемещается на 1 триплет.