Успадкування ознак зчеплених зі статтю. Кріс-крос успадкування.

Морган і його працівники помітили, що успадкування забарвлення очей у дрозофіли залежить від статі батьківських особин, несучих альтернативні аллели. Червона забарвлення очей домінує над білої. При схрещуванні червоноокого самця з белоглазой самкою в F1, отримували однакову число червонооких самок і білооких самців. Проте за схрещуванні белоглазого самця з червоноокої самкою в F1 були отримані рівному числі червоноокі самці і самки. При схрещуванні цих мух F1, між собою отримані червоноокі самки, червоноокі і білоокі самці, але були жодної белоглазой самки. Факт, що з самців частота прояви рецессивного ознаки була вищою, ніж в самок, наводив на думку, що рецессивный аллель, визначальний белоглазость, перебуває у Х - хромосомі, а Y - хромосома позбавлена гена забарвлення очей. Щоб перевірити цю гіпотезу, Морган схрестив вихідного белоглазого самця з червоноокої самкою з F1. У прийдешнім були отримані червоноокі і білоокі самці і самки. На цьому Морган справедливо уклав, що тільки Х - хромосома несе ген забарвлення очей. У Y - хромосомі відповідного локусу взагалі немає. Це відомо під назвою наслідування, зчепленого з полом.

Гени, перебувають у статевих хромосомах, називають зчепленими із соціальною статтю. У Х-хромосомі є ділянку, котрій в Y-хромосомі немає гомолога. Тому в особин чоловічої статі ознаки, зумовлені генами цієї ділянки, виявляються у тому разі, якщо вони рецессивны. Ця осібна форма зчеплення дозволяє пояснити успадкування ознак, зчеплених з полом.

При локалізації ознак як і аутосоме, і у Х- b Y-хромосомі спостерігається повне зчеплення з полом.

Крис-крос успадкування – гени знаходяться в Х – хромосомі в передаються від жінки синам, а від чоловіка – дочкам.

 

11. Зчеплене успадкування ознак у F₁ і F₂ при схрещуванні двох гомозигот (домінантної і рецесивної). Аналізуюче схрещування при зчепленому успадкуванні. Відкриття явища зчепленого успадкування Морганом.

Генотипорганізму з рецесивною ознакою визначається за його фенотипом. Такий організм обов’язково повинен бути гомозиготним за рецесивним геном (аа). Гомозиготна (АА) і гетерозиготна (Аа) особини з домінантною ознакою за фенотипом не відрізняються. Для визначення генотипу в дослідах на рослинах і тваринах проводять аналізуюче схрещування і визначають генотип особини за фенотипом потомства.

Аналізуюче – схрещування, в якому особина, генотип якоїневідомий, але його потрібно встановити (АА чи Аа), схрещується з рецесивною гомозиготою (аа).Якщо все потомство від цього схрещування буде одноманітним, досліджуваний організм має генотип АА. Якщо у потомстві спостерігається розщеплення за фенотипом у співвідношенні 1:1, досліджуваний організм є гетерозиготою Аа.

 

1. Особливості термодинаміки біологічних процесів. Перший і другий закони термодинаміки у біофізиці. Живий організм як відкрита термодинамічна система. Зв’язок ентропії та інформації у біосистемах

ЗОШИТ

Пе́рший зако́н термодина́міки — одне з основних положень термодинаміки, є, по суті, законом збереження енергії у застосуванні до термодинамічних процесів Зміна внутрішньої енергії закритої системи, яка відбувається в рівноважному процесі переходу системи із стану 1 в стан 2, дорівнює сумі роботи, зробленої над системою зовнішніми силами, і кількості теплоти, наданої системі: ΔU = A' + Q. Робота здійснена системою над зовнішніми тілами в процесі 1->2 (Назвемо її просто А) A=-A', тоді закон приймає вигляд:

.

Кількість теплоти, що надається системі, витрачається на зміну внутрішньої енергії системи і на здійснення системою роботи проти зовнішніх сил.

 

4. Молекулярна біофізика. Загальна характеристика структури і функцій біомолекул. Фізичні властивості макромолекул. Типи структур, умови стабільності конфігурацій біополімерів. Зв’язки і взаємодії у біомолекулах.

Біомолекули

Біомолекули - це органічні речовини, які синтезуються живими організмами. До складу біомолекул включають білки, полісахариди, нуклеїнові кислоти, а також більш дрібні компоненти обміну речовин. Біомолекули складаються з атоміввуглецю, водню, азоту, кисню, а також фосфору і сірки. Інші атоми входять до складу біологічно значущих речовин значно рідше.

Класифікація

Серед біомолекул виділяють:

• Малі молекули:
• Ліпіди (жири), фосфоліпіди, гліколіпіди, стероли, гліцероліпіди
• Вітаміни
• Гормони, нейромедіатори
• Метаболіти

• Мономери, олігомери і полімери

Мономери	Олігомери	Біополімери
Амінокислоти	Олігопептиди	Поліпептиди, білки
Моносахариди	Олігосахариди	Полісахариди (крохмаль, целюлоза)
Нуклеотиди	Олігонуклеотиди	Полінуклеотіди, (ДНК, РНК)

Нуклеозиди та нуклеотиди

Нуклеозиди утворюються при приєднанні азотистої основи до цукру рибозу, прикладами нуклеозидів є цітідін, уридин, аденозин, гуанозин, тимідину та інозин.

Нуклеозиди в клітинах можуть бути фосфорильованого кіназами, при цьому утворюються нуклеотиди. ДНК і РНК є лінійними полімерами, що складаються з відносно низькомолекулярних мономерів - нуклеотидів, з'єднаних між собою фосфодіефірнимі зв'язками. ^[1]

Нуклеотиди можуть бути джерелами енергії, запасеної в хімічних зв'язках (АТР), брати участь в передачі сигналу всередині клітини (cGMP, cAMP), бути компонентами кофакторів ферментів (кофермент А, FAD, NAD). ^[2]

Цукру

Моносахариди - найпростіші вуглеводи, зазвичай містять альдегідну або кето-групу. ^[3] Наявність в структурі альдегідної групи позначається приставкою "Альдо-", а кето-групи - "кето-". ^[1] Прикладами моносахаридів є гексози - глюкоза,фруктоза, галактоза і пентози - рибоза і дезоксирибоза. ^[3]

Дисахариди утворюються при з'єднанні двох молекул простих цукрів, при цьому відщеплюється одна молекула води. Дисахариди можуть бути гідролізувати до відповідних моносахаридів розведеними розчинами кислот або відповідними ферментами. ^[1] Представниками дисахаридів є сахароза, мальтоза і лактоза.

Полісахариди є складними цукрами, полімерами моносахаридів. Представниками полісахаридів є крохмаль, целюлоза і глікоген. Молекули полісахаридів зазвичай мають розгалужену структуру. Як правило, полісахариди нерозчинні або малорозчинні у воді, однак може відбуватися гідратація їх гідроксильних груп, в такому випадку при нагріванні у водному середовищі полісахарид утворює колоїд. ^[1] Більш короткі полісахариди, що складаються з 2-10 мономерів, називаютьолігосахарідамі. ^[4]

Лігнін

Лігнін - це нерегулярний біополімер, що складається з ароматичних кілець, з'єднаних короткими (від одного до трьох атомів вуглецю) вуглецевими ланцюгами. Лігнін є другим за значенням біополімерів після целюлози, і є одним із структурних компонентів рослин. ^[5] Лігнін є рацематом, тобто не володіє оптичною активністю, не поляризує світло. Ця особливість лігніну викликана тим, що його полімеризація відбувається по вільно-радикальному механізму.

Ліпіди

Ліпіди в основному представлені складними ефірами жирних кислот і є важливими компонентами клітинних мембран. Також ліпіди виконують функцію запасу енергії, наприклад, тригліцериди. Більшість молекул ліпідів складається згідрофільній головки і від одного до трьох гідрофобних хвостів жирних кислот, тому ліпіди є амфіфільних речовинами.

У клітинних мембранах представлені наступні класи ліпідів:

• Гліколіпіди - містять олігосахариди
• Фосфоліпіди - головка яких містить позитивно заряджені групи, пов'язану з гідрофобним хвостом через негативно заряджений фосфат
• Стероли - головка містить плоске стероидное кільце, наприклад, холестерин

Також до ліпідів відносять простагландини та лейкотрієни, 20-вуглецеві молекули, синтезовані з арахідонової кислоти.

Амінокислоти

Амінокислоти містять аміно - і карбоксильну групу і є цвиттер-іонами. Біологічно значимі амінокислоти представлені тільки α-амінокислотами, у яких функціональні групи з'єднані з одним атомом вуглецю, а також проліном, який є імінокіслотой.

Амінокислоти є мономерами пептидів (2-10 залишків амінокислот), поліпептидів і білків. Білки виконують різні функції в клітині.

Біологічно значущі тільки 20 амінокислот, вони закодовані в генетичному коді, всього відомо понад п'ятсот природних амінокислот. Відомі як мінімум дві амінокислоти, які також вбудовуються в поліпептиди в ході трансляції у деяких організмів:

• селеноцистеїн - закодований стоп- кодоном UGA
• пірролізін - включається по кодону UAG, наприклад, у деяких метаногенів

Інші біологічно значущі амінокислоти представлені в тому числі карнитином, орнітин, гамма-аміномасляної кислотою і таурином.

Вітаміни - речовини, які організм не здатний синтезувати самостійно, але необхідні для життєдіяльності. Вітамінами є, наприклад, багато коферменти. Вітаміни повинні надходити в організм постійно, зазвичай в дуже малих кількостях.