Тема 4: Наследственность. Генетика.

Тема 4: Наследственность. Генетика.

 

Подготовила группа МЭ-11: Осминина Света,

Шаламберидзе Леван,

Юбин Антон,

Яковлева Маша.

Какие основные элементы и вещества слагают живую клетку.

«Клетки, подобно атомам, очень сходны друг с другом. Каждая клетка содержит в середине плотное образование, названное ядром, которое плавает в «полужидкой» цитоплазме. Все вместе заключено в клеточную мембрану» (Дж. Кендрью. Нить жизни). Все элементы клетки делятся на 3 группы: макроэлементы (кислород, углерод, азот, водород, фосфор, хлор и т.д.), микроэлементы (йод, марганец, никель, фтор, хлор, цинк и т.д.), ультрамикроэлементы (золото, серебро, платина, цезий). Основное вещество клетки – белки, молекулы которых обычно содержат несколько сот аминокислот, состоящими из главной и боковой цепей.

Физико-химическая структура ДНК.

ДНК состоит из двух цепей, идущих в противоположных направлениях и закрученных одна вокруг другой. В клетке человека ДНК распределена на 23 пары хромосом и содержит около 1 млрд. пар оснований; длина ее около 1 м. Если составить цепочку из ДНК всех клеток одного человека, то то она сможет протянуться через всю Солнечную систему. Носители информации – нуклеиновые кислоты – содержат азот и выполняют три функции: самовоспроизведение; хранение информации; реализация этой информации в процессе роста новых клеток. Мономеры нуклеиновых кислот несут информацию, по которой строятся аминокислоты. Генетическая информация, содержащаяся в нуклеиновых кислотах, проявляется в образовании ферментов, которые делают возможным строение живого тела. Реализация многообразной информации о свойствах организма осуществляется путем синтеза различных белков согласно генетическому коду. Сходство и различие тел определяется набором белков. Чем ближе организмы друг к другу, тем более сходны их белки. Молекулы ДНК – это как бы набор, с которого «печатается» организм в типографии Вселенной. Участок молекулы ДНК, служащий матрицей для синтеза одного белка, называют геном. Гены расположены в хромосомах.

Свойства генетического кода.

1). Код триплетен: 3 основных кодируют одну аминокислоту.

2). Код универсален, т.е. одинаков в ядрах и ядерных зонах всех организмов на земле.

3). Генетический код вырожден.

4). Большинство аминокислот закодировано несколькими триплетами, т. е. излишки триплетов не отбрасывают такие триплеты, называемыми синонимичными.

5). Синонимичные триплеты отличаются на одну замену: замена в третьем положении.

Что такое репликация, транскрипция, трансляция.

Репликация – удвоение молекул ДНК (у некоторых вирусов РНК) при участии специальных ферментов. Обеспечивает точное копирование генетической информации, заключенной в молекулах ДНК, и передачу ее из поколения к поколению.

Транскрипция – биосинтез молекул РНК на соответствующих участках ДНК; первый этап реализации генетической информации в клетках, в процессе которого последовательность нуклеотидов ДНК «переписывается» в нуклеотическую последовательность РНК.

Трансляция – биосинтез белков в живых клетках на рибосомах; второй этап реализации генетической информации, в процессе которого последовательность нуклеотидов матричной РНК «переводится» в аминокислотную последовательность синтез. белка. Протекает с участием т – РНК и ферментов.

 

Какие мутации не являются материалом для эволюции, почему?

Соматические мутации не являются материалом для эволюции, так как они не передаются по наследству. А эволюция должна обязательно передаваться потомству. Так же материалом для эволюции не являются синонимичные мутации, так как аминокислота остается той же. На эволюцию синонимичные мутации не влияют.

Ген.

Ген — материальный носитель наследственной информации, совокупность которых родители передают потомкам во время размножения. В настоящее время, в молекулярной биологии установлено, что гены — это участки ДНК, несущие какую-либо целостную информацию — о строении одной молекулы белка или одной молекулы РНК. Эти и другие функциональные молекулы определяют рост и функционирование организма.

Аллель.

Аллели — различные формы одного и того же гена, расположенные в одинаковых участках гомологичных хромосом; определяют варианты проявления одного и того же признака.

Хромосомы.

Хромосомы - структурные элементы ядра клетки, содержащие ДНК, в которой заключена наследственная информация организма. В хромосомах в линейном порядке расположены гены. Каждая хромосома имеет специфическую форму, размер. В виде четких структур они различимы (при микроскопии) только во время деления клеток. Каждый вид организма обладает характерным и постоянным хромосомным набором.

Геном.

ГЕНОМ (genome) - весь генетический материал какого-либо организма, включая содержащиеся в хромосомах гены; иногда данный термин применяется по отношению к совокупности генов, содержащихся в основном гаплоидном наборе хромосом данной клетки. Геном человека состоит из 23 пар хромосом.

Генотип.

Генотип- совокупность всех генов, локализованных в хромосомах данного организма. В более широком смысле генотип — совокупность всех наследственных факторов организма. Генотип — носитель наследственной информации, передаваемой от поколения к поколению.

Фенотип.

Фенотип - совокупность всех внутренних и внешних признаков и свойств особи, сформировавшихся на базе генотипа в процессе ее индивидуального развития.

Мутагенные факторы.

Мутагенный фактор - фактор, вызывающий мутацию. Различают естественные (природные) и искусственные (вызванные человеком) мутагенные факторы.

Различают следующие мутагенные факторы:

 

* физические (к ним относятся все виды ионизирующих излучений - гамма- и рентгеновские лучи, протоны, нейтроны и др., ультрафиолетовое излучение, высокие и низкие температуры);

 

* химические (многие алкилирующие соединения, аналоги азотистых оснований нуклеиновых кислот, некоторые биополимеры - чужеродные ДНК или РНК, алкалоиды и многие другие);

 

* биологические (вирусы, бактерии).

 

Часто мутагенные факторы называют мутагенами (от мутации и греческого genes - рождающий, рождённый). Мутагены, увеличивающие частоту мутаций в сотни раз (нитропроизводные мочевины) называются супермутагенами.

 

Процесс образования мутаций с помощью физических или химических мутагенов называется мутагенезом. Последний является одним из важнейших приёмов экспериментальной генетики.

Причины мутаций.

По причинам возникновения различают спонтанные и индуцированные мутации.

Спонтанные (самопроизвольные) мутации возникают без видимых причин.

Индуцированные мутации возникают под действием мутагенов.

Популяционная генетика.

Популяцио́нная гене́тика, или генетика популяций — наука, изучающая распределение частот аллелей и их изменение под влиянием четырех движущих сил эволюции: мутагенеза, естественного отбора, дрейфа генов и миграционного процесса. Она также принимает во внимание субпопуляционные структуры и пространственную структуру популяции. Популяционная генетика пытается обьяснить адаптацию и специализацию и является одной из основных составляющих синтетической теории эволюции.

Тема 4: Наследственность. Генетика.