АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Биосинтез белка. Трансляция и транскрипция.

Биосинтез белка — сложный многостадийный процесс синтеза полипептидной цепи из аминокислот, происходящий на рибосомах с участием молекул мРНК итРНК. Процесс биосинтеза белка требует значительных затрат энергии.
Биосинтез белка происходит в два этапа. Транскрипция – для того, чтобы синтезировать и- РНК, участок ДНК «разматывается», деспирализуется, а затем по принципу комплементарности на одной из цепочек ДНК с помощью ферментов синтезируются молекулы РНК. Это происходит следующим образом: против, например, гуанина молекулы ДНК становится цитозин молекулы РНК, против аденина - урацил, т.к. У РНК нет такой нуклеиновый кислоты как тимин., напротив тимина- аденин, цитозина- гуанин. Таким образом, формируется цепочка и- РНК, представляющая собой точную копию второй цепи ДНК. Таким образом, информация о последовательности нуклеотидов какого-либо гена ДНК «переписывается» последовательность нуклеотидов и-РНК. У прокариот синтезированные мо и- РНК сразу же могут взаимодействовать с рибосомами, и начинается синтез белка, у эукариот и- РНК взаимодействует в ядре со специальными белками и переносятся через поры в ядерной оболочке в цп.
Трансляция. В цп происходит трансляция. На тот конец и- РНК, с которого нужно начать синтез белка, нанизывается рибосома, она перемещается по цепочке и- РНК прерывисто, скачками, задерживаясь на каждом триплете. За это мгновение одна т –РНК из многих способна опознать своим антикодоном триплет, на котором находится рибосома. И если антикодон комплементарен триплету и –РНК, аминокислота отсоединяется от «черешка листа» и присоединяется пептидной связью к растущей белковой цепочке. Эта операция повторяется столько раз, сколько аминокислот должен содержать «строящийся» белок. Когда же в рибосоме оказывается один из триплетов, являющийся стоп-сигналом между генами, то ни одна т- РНК к такому триплету присоединиться не может, т.к. антикодонов к ним у т- РНК нет.

7. Генетический код и его свойства
Генети́ческий код — это определенные сочетания нуклеотидов и последовательность их расположения в молекуле ДНК. Это свойственный всем живым организмам способ кодирования аминокислотной последовательности белков при помощи последовательности нуклеотидов.В ДНК используется четыре нуклеотида — аденин (А), гуанин (G), цитозин (С), тимин (T).В РНК используются те же нуклеотиды, за исключением тимина, который заменён похожим нуклеотидом — урацилом.Для построения белков в природе используется 20 различных аминокислот. Каждый белок представляет собой цепочку или несколько цепочек аминокислот в строго определённой последовательности. Эта последовательность определяет строение белка, а следовательно все его биологические свойства. Набор аминокиcлот также универсален для почти всех живых организмов.
Реализация генетической информации в живых клетках (то есть синтез белка, кодируемого геном) осуществляется при помощи двух матричных процессов: транскрипции (то есть синтеза иРНК на матрице ДНК) и трансляции генетического кода в аминокислотную последовательность (синтез полипептидной цепи на матрице иРНК). Для кодирования 20 аминокислот, а также сигнала «стоп», означающего конец белковой последовательности, достаточно трёх последовательных нуклеотидов. Набор из трёх нуклеотидов называется триплетом.
Свойства генетического кода
1.Триплетность — значащей единицей кода является сочетание трех нуклеотидов (триплет, или кодон).
2.Непрерывность — между триплетами нет знаков препинания, то есть информация считывается непрерывно.
3.Дискретность — один и тот же нуклеотид не может входить одновременно в состав двух или более триплетов.
4.Специфичность — определенный кодон соответствует только одной аминокислоте.
5.Вырожденность (избыточность) — одной и той же аминокислоте может соответствовать несколько кодонов.
6.Универсальность — генетический код работает одинаково в организмах разного уровня сложности — от вирусов до человека. (на этом основаны методы генной инженерии.

8.Митоз, характеристика его стадий и значение в жизни клетки и организма
Митоз — это деление соматических клеток, а так же размножение и передача наследственной информации при бесполом размножение. Митозу предшествует фаза покоя или интерфаза. Длится она от несколько часов до нескольких суток. Митоз длится 2 - 2,5 часа и начинается с профазы. В результате митоза образуется из диплоидного набора клетки 2n, две абсолютно одинаковые клетки.
Два вида клеток:
соматические (диплоидные)
половые (гаплоидные)
В основе бесполого и вегетативного размножения организмов лежит деление клетки. Наиболее универсальным делением клетки является митоз. В результате деления все вновь образующиеся клетки имеют одинаковый кариотип и генетическую информацию, закодированную в молекулах ДНК.
Клеточный цикл — период от одного деления до другого, совокупность процессов происходящих при этом в клетки. Клеточный цикл состоит из четырёх периодов:
просинтетического
периода синтеза белка (ДНК)
просинтетического
митоз
Фазы митоза. Различают следующие четыре фазы митоза: профаза, метафаза, анафаза и телофаза. В профазе хорошо видны центриоли — образования, находящиеся в клеточном центре и играющие роль в делении дочерних хромосом животных.Митоз на примере животной клетки, поскольку присутствие центриоли делает процесс деления хромосом более наглядным. Центриоли делятся и расходятся к разным полюсам клетки. От центриолей протягиваются микротрубочки, образующие нити веретена деления, которое регулирует расхождение хромосом к полюсам делящейся клетки.
В конце профазы ядерная оболочка распадается, ядрышко постепенно исчезает, хромосомы спирализуются и в результате этого укорачиваются и утолщаются, и их уже можно наблюдать в световой микроскоп. Еще лучше они видны на следующей стадии митоза — метафазе.
В метафазе хромосомы располагаются в экваториальной плоскости клетки. При этом хорошо видно, что каждая хромосома, состоящая из двух хроматид, имеет перетяжку — центромеру. Хромосомы своими центромерами прикрепляются у нити веретена деления. После деления центромеры каждая хроматида становится самостоятельной дочерней хромосомой.
Затем наступает следующая стадия митоза — анафаза, во время которой дочерние хромосомы (хроматиды одной хромосомы) расходятся к разным полюсам клетки.
Следующая стадия деления клетки — телофаза. Она начинается после того, как дочерние хромосомы, состоящие из одной хроматиды, достигли полюсов клетки. На этой стадии хромосомы вновь деспирализуются и приобретают такой же вид, какой они имели до начала деления клетки в интерфазе (длинные тонкие нити). Вокруг них возникает ядерная оболочка, а в ядре формируется ядрышко, в котором синтезируются рибосомы. В процессе деления цитоплазмы все органоиды (митохондрии, комплекс Гольджи, рибосомы и др.) распределяются между дочерними клетками более или менее равномерно.

9.Мейоз, его генетическая сущность
Мейоз — разновидность митоза, в результате которого из диплоидных (2п) соматических клеток половых желез образуются гаплоидные гаметы (1n). При оплодотворении ядра гаметы сливаются, и восстанавливается диплоидный набор хромосом. Таким образом, мейоз обеспечивает сохранение постоянного для каждого вида набора хромосом и количества ДНК.
Биологическое значение мейоза:
1) является основным этапом гаметогенеза;
2) обеспечивает передачу генетической информации от организма к организму при половом размножении;
3) дочерние клетки генетически не идентичны материнской и между собой.
А так же, биологическое значение мейоза заключается в том, что уменьшение числа хромосом необходимо при образовании половых клеток, поскольку при оплодотворении ядра гамет сливаются. Если бы указанной редукции не происходило, то в зиготе (следовательно, и во всех клетках дочернего организма) хромосом становилось бы вдвое больше. Однако это противоречит правилу постоянства числа хромосом. Благодаря мейозу половые клетки гаплоидны, а при оплодотворении в зиготе восстанавливается диплоидный набор хромосом.
Мейоз служит также основой комбинативной изменчивости.

10.Гаметогенез или предзародышевое развитие — процесс созревания половых клеток, или гамет. Поскольку в ходе гаметогенеза специализация яйцеклеток и спермиев происходит в разных направлениях, обычно выделяют овогенез и сперматогенез соответственно.Гаметогенез закономерно присутствует в жизненном цикле ряда простейших, водорослей, грибов, споровых и голосеменных растений, а также многоклеточных животных. В некоторых группах гаметы вторично редуцированы (сумчатые и базидиевые грибы, цветковые растения). Наиболее подробно процессы гаметогенеза изучены у многоклеточных животных. В то время как в клетках соматических количество хромосом иногда может уменьшаться или увеличивается, в клетках половых желез их число строго постоянно. Половые клетки, как и соматические, происходят из эмбриональных. Путем ряда делений возникают первичные половые клетки, которые физиологически еще не дифференцированы. После периода покоя первичные половые клетки превращаются в гонии. Сначала они сходны у особей обоего пола. Но потом дифференцируются: у самцов – в сперматогонии, а у самок овогонии. В половых железах клетки происходят стадии размножения, роста и созревания. Размножение. Клетки размножаются митотическим путем. Рост. Клетки увеличиваются в размерах. В этот период происходит синтез ДНК. На этой стадии незрелые мужские половые клетки называются сперматоцитами 1 порядка, женские – овоцитами 1 порядка. Созревание.Происходит мейозОогене́з или овогене́з— развитие женской половой клетки — яйцеклетки (яйца).Во время эмбрионального развития организма гоноциты вселяются в зачаток женской половой гонады (яичника), и всё дальнейшее развитие женских половых клеток происходит в ней.Сперматогене́з — развитие мужских половых клеток (сперматозоидов), происходящее под регулирующим воздействием гормонов. Одна из форм гаметогенеза.
Сперматозоиды развиваются из клеток-предшественников, которые проходят редукционные деления (деления мейоза) и формируют специализированные структуры (акросома, жгутик 11. Процесс оплодотворения, его избирательность и случайность.
Оплодотворением называют побуждение яйца к развитию путем объединения в нем ядер (кариогамии) мужских и женских половых клеток. Сингамия(слияние мужских и женских половых клеток) и кариогамия составляют сущность процесса оплодотворения.
Одним из главных преимуществ полового размножения является возможность рекомбинации генов, поддерживающая адаптивность видов путем создания широкого спектра генотипических форм. Конъюгация хромосом способствует «перетасовке» генов в женских и мужских половых клетках.
Оплодотворение у млекопитающих происходит сразу после прохождения яйцеклеткой стадии созревания, а у некоторых видов- после образование овоцитов 2-го порядка. У млекопитающих яйцеклетка в этот период покрыта слоем фолликулярных клеток.
Первая фаза начинается с того, что сперматозоиды прикрепляются к любой точке поверхности яйцеклетки и выделяют фермент гиалуронидазу, освобождающий яйцеклетку от фолликулярных клеток. Эта фаза называется фазой активизации яйца.
Во второй фазе в яйцо проникает один сперматозоид, иногда несколько(моноспермия и полиспермия).
Ядро сперматозоида набухает и приобретает вид интерфазного, такое ядро называется мужским пронуклеусом. Ядро яйцеклетки, прошедшее все фазы развития и готовое к слиянию с мужским ядром, называется женским пронуклеусом.
Два гаплоидных пронуклеуса сливаются и образуется зигота.
Таким образом, число хромосом, уменьшенное вдвое при мейозе, восстанавливается до диплоидного или слиянии двух гамет, тем самым мейоз и оплодотворение поддерживают постоянство хромосом вида. Яйцеклетки оплодотворяются, как правило. Сперматозоидами своего вида и редко другого. Причины этого, по-видимому, заключаются в химическом сродстве мужских и женских половых клеток одного вида. Здесь проявляется избирательность оплодотворения. Внутривидовой избирательности оплодотворения, как правило не существует.
Избирательность и случайность оплодотворения.
Избирательность и случайность оплодотворения является одним из факторов изоляции видов,и как показал Ч. Дарвин, играет большую роль в возникновении видового разнообразия, что имеет эволюционное значение.
Отсутствие избирательности оплодотворения внутри вида - положительный фактор эволюции, т.к. это способствует возрастанию комбинативной изменчивости и приспособленности особей вида к условиям среды.
Следовательно, эволюционный процесс шел в направлении создания избирательности оплодотворения между видами и к ее отсутствию внутри вида, за исключением самооплодотворения и самоопыления.

12. Закономерности наследования признаков, усиановленные Г. Менделем при моногибридном скрещивании. Особенности гибридологического метода Менделя.
Г.Мендель, которому удалось установить закономерности независимого наследования признаков, использовал в своей работе гибридологический метод. Мендель взял для исследований сорта гороха, которые различались между собой по одному признаку, например только по окраске или по форме семян.
Скрещивание особей, различающихся по одному признаку, называют моногибридным. Мендель вел строгий количественный учет признаков в каждом поколении. Это позволило ему четко проследить, как данный признак проявляется у потомства.
Для эксперимента Мендель взял два сорта гороха, отличающихся по одному признаку: у одного семена были желтыми, а у другого – зелеными (у гороха желтая окраска семян доминирует над зеленой). Горох – растение самоопыляющееся, поэтому при оплодотворении в потомстве не объединяются гены двух родителей. Мендель искусственно перенес пыльцу с одного растения на другое, то есть провел перекрестное опыление. Полученные от скрещивания семена он высевал. Оказалось, что в первом гибридном поколении образовывались только желтые семена.
Так Менделем был открыт первый закон наследования признаков, получивший название правила доминирования или единообразия гибридов первого поколения. Суть его заключается в том, что при скрещивании двух гомозиготных организмов, отличающихся по одной паре контрастных признаков, потомство первого поколения единообразно по генотипу и фенотипу.
По фенотипу- доминантно, а по генотипу- гетерозиготно.

А-желтые
а-зеленые
Р: ♀ААx♂аа
желтые зеленые
G A a

В дальнейшем Мендель вырастил из семян первого гибридного поколения растения, провел их самоопыление и получил семена. Он их высеял и вырастил новые растения. Так Мендель получил растения второго поколения (F2). Он обнаружил, что окраска семян у растений второго поколения различалась. Примерно 3/4 растений имели желтые семена и 1/4 – зеленые, то есть во втором поколении произошло расщепление признаков в соотношении 3:1.
На основе этого опыта был сформулирован закон расщепления: при скрещивании гибридов первого поколения между собой в потомстве второго поколения наблюдается расщепление по фенотипу 3:1, а по генотипу 1:2:1.

P:(F1)) ♀ Аa x ♂Aа
желтые желтые
Aa A a
F2: АА, Аа, Аа аа.
ж ж ж з
Следовательно, во втором поколении произойдет расщепление по фенотипу в отношении 3:1, а по генотипу – 1:2:1.
К основным особенностям гибридологического метода изучения наследственности относятся:
1) Использование в качестве исходных форм для скрещивания растений, отличающихся друг от друга сравнительно небольшим количеством(1,2 или 3 пары) контрастных признаков и скрупулезный учет характера наследования каждого из этих признаков.
2) Точный количественный учет гибридных растений, различающихся по отдельным признакам, в ряду последовательных поколений.
3) Индивидуальный анализ потомства от каждого растения в ряду поколений
4) Выбранные для скрещивания родительские формы должны быть генетически чистыми
5) Мендель ввел буквенное обозначение наследственных задатков (генов) различных признаков.

13 Понятие об аллелях. Алле́ли— различные формы одного и того же гена, расположенные в одинаковых участках (локусах) гомологичных хромосом и определяющие альтернативные варианты развития одного и того же признака. В диплоидном организме может быть два одинаковых аллеля одного гена, в этом случае организм называется гомозиготным, или два разных, что приводит к гетерозиготному организму. Термин «аллель» предложен В. Иогансеном (1909 г.) Нормальные диплоидные соматические клетки содержат два аллеля одного гена (по числу гомологичных хромосом), а гаплоидные гаметы — лишь по одному аллелю каждого гена. Для признаков, подчиняющихся законам Менделя, можно рассматривать доминантные и рецессивные аллели. Если генотип особи содержит два разных аллеля (особь — гетерозигота), проявление признака зависит только от одного из них — доминантного. Рецессивный же аллель влияет на фенотип, только если находится в обеих хромосомах (особь — гомозигота). В более сложных случаях наблюдаются другие типы аллельных взаимодействий. Обычно в качестве обозначения аллеля применяют сокращение названия соответствующего гена до одной или нескольких букв; чтобы отличить доминантный аллель от рецессивного, первую букву в обозначении доминантного пишут заглавной.

14. Анализирующее скрещивание. Анализирующее скрещивание — скрещивание гибридной особи с особью, гомозиготной по рецессивным аллелям, то есть "анализатором". Смысл анализирующего скрещивания заключается в том, что потомки от анализирующего скрещивания обязательно несут один рецессивный аллель от "анализатора", на фоне которого должны проявиться аллели, полученные от анализируемого организма. Для анализирующего скрещивания (исключая случаи взаимодействия генов) характерно совпадение расщепления по фенотипу с расщеплением по генотипу среди потомков. Таким образом, анализирующее скрещивание позволяет определить генотип и соотношение гамет разного типа, образуемых анализируемой особью. Мендель, проводя эксперименты по анализирующему скрещиванию растений гороха с белыми цветками (аа) и пурпурных гетерозигот (Аа), получил результат 81 к 85, что почти равно соотношению 1:1.Он определил, что в результате скрещивания и образования гетерозиготы, аллели не смешиваются друг с другом и в дальнейшем проявляются в "чистом виде". В дальнейшем Бэтсон на этой основе сформулировал правило чистоты гамет, согласно которому явление расщепления основано на наследовании дискретных единиц – доминантных и рецесивных задатков, не смешивающихся в гетерозиготном организме и расходящихся «чистыми» при образовании гамет.Схема анализирующего скрещивания
♀ Аа (пурпурные) X ♂ аа(белые)
Гаметы А а а а
Fв Аа аа Аа аа
1 Аа:1 аа

15. Дигибридное скрещивание и третий закон Менделя.

Дигибридное скрещивание - скрещивание организмов, различающихся по двум парам альтернативных признаков, например, окраске цветков (белая или окрашенная) и форме семян (гладкая или морщинистая).
Если в дигибридном скрещивании разные пары аллельных генов находятся в разных парах гомологичных хромосом, то пары признаков наследуются независимо друг от друга (закон независимого наследования признаков).
Закон независимого наследования (третий закон Менделя) — при скрещивании двух гомозиготных особей, отличающихся друг от друга по двум (и более) парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях (как и при моногибридном скрещивании).

Дата добавления: 2015-11-02 | Просмотры: 1526 | Нарушение авторских прав