Роль наследственности в формировании поведенческих признаков. Генетика поведения дрозофилы.



Наследственность определяют как совокупность природных свойств организма, передаваемых от поколения к поколению

Люди отличаются друг от друга рядом психологических характеристик. Эти различия вызваны как неодинаковыми условиями жизни, так и несходными генотипами, поскольку генотипы людей содержат разные формы генов. Соотносительный вклад наследственности и среды в разнообразие людей по психологическим свойствам и поведению изучает психогенетика. Для оценки влияния наследственности и среды на поведение человека ученые сравнивают людей, имеющих различную степень генетической общности (однояйцевых и многояйцевых близнецов, родных и сводных братьев и сестер, детей и их биологических и приемных родителей).

Влияние наследственности на интеллект и характер в разных возрастах

Исследования показывают, что гены отвечают за 50-70% разнообразия людей по уровню интеллекта и за 28-49% различий по выраженности пяти "универсальных", наиболее важных, свойств личности:

· уверенности в себе,

· тревожности,

· дружелюбию,

· сознательности,

· интеллектуальной гибкости.

Что представляет собой наследственная предрасположенность к асоциальному поведению?

Связь между риском преступного поведения и генами опосредствована психологическими особенностями. Причем известно, что на риск криминального поведения могут влиять различные неблагоприятные сочетания психологических свойств, и каждое из этих свойств находится под контролем нескольких или большого количества генов и разных факторов среды.

Исследования мужчин слишней Y-хромосомой позволяют сделать, по меньшей мере, два важных заключения.

Во-первых, связь между генами и преступностью нельзя объяснить генетически обусловленным возрастанием агрессивности или жестокости, как можно было бы предположить, исходя из "здравого смысла". Этот вывод согласуется и с данными исследований приемных детей, в которых влияние наследственности обнаружилось только для преступлений против собственности.

 Во-вторых, даже среди мужчин с такой очевидной наследственной аномалией, как лишняя Y-хромосома, большинство не становится преступниками, речь идет только о некотором повышении риска подобного поведения среди них.

Влияние наследственности на злоупотребление алкоголем

Человек не рождается алкоголиком и не существует какого-либо одного "гена алкоголизма", так же как не существует "гена преступности". Алкоголизм является результатом длинной цепи событий, сопровождающих регулярное употребление спиртного. Большое количество генов в определенной степени влияет на эти события. Так, от характера молодого человека зависит, как часто он будет выпивать и будет ли знать меру, а характер, как уже упоминалось, зависит как от воспитания, так и от генотипа. Кроме того, в силу своих генетических особенностей люди в разной степени чувствительны к токсическим эффектам алкоголя.

Генетика поведения дрозофилы.Лучше всего изучены гены, контролирующие такие простые функции, как зрение, обоняние, брачное поведение, способность к обучению.

Зрение: К настоящему времени изучены несколько генов, контролирующих зрительные функции:

Ген sevenless (sev). Мутанты по гену не обнаруживают нормального фототаксиса на ультрафиолетовый свет. Изменяется и стереотип поведения: самки, у которых этот ген поврежден, предпочитают откладывать яйца на поверхности, окрашенные в голубой цвет вместо обычных серого, желтого и коричневого.

Ген optomotor-blind (omb). Гомозиготы по мутациям этого гена не реагируют на вращающиеся вертикальные полосы, особенно сильно во время ходьбы, в полете действие мутаций проявляется слабее.

Ген small-optic-lobes (sol). У мутантных куколок дегенерирует около 50% клеток в оптической доле головного мозга. В результате у мух нарушаются система ориентировки и правильность поведения при посадке после полета.

Обоняние: Дрозофилы могут различать большое количество различных запахов как на личиночной, так и на имагинальной стадии. Эксперименты по хирургии показали, что запахи улавливаются особыми чувствительными органами, расположенными на антенне. В этом органе есть поры, через которые различные химические вещества могут проникнуть и приближаться к нервным окончаниям. От антенн идут нейроны к головному мозгу. Нейронов очень много, около тысячи, поэтому неудивительно, что муха так легко различает многочисленные запахи.

Способность к обучению: Взрослые мухи дрозофилы обладают способностью связывать ощущения запахов с болевыми ощущениями от электрического тока, то есть у них можно вызывать формирование условного рефлекса. К настоящему времени открыты два гена, влияющие на эффективность обучения. Это гены dunce (dnc) и rutabaga (rut);

Ген dunce кодирует фермент - ц-АМФ-циклическую фосфодиэстеразу. Функция осуществляется в клетках определенной доли головного мозга мух - в грибовидном теле. У молодых мух в грибовидном теле быстро возрастает число новых нейронов, что связывают с накоплением опыта в процессе обучения;

Ген rutabaga кодирует определенный продукт - фермент аденилатциклазу, индуцируемую ионами кальция, этот фермент нужен в процессах осуществления запоминания.

 

Брачное поведение: И самцу и самке присущи довольно сложные наборы движений, так называемые брачные танцы. В это время инициатива принадлежит самцу, он трогает самку, бегает вокруг нее, преследует, исполняя при этом "песню любви". Песня представляет собой вибрацию крыльев продолжительностью 55 с и состоящую из импульсов в 20-30 с.  В результате исследований американского ученого Дж. Холла обнаружены мутации по крайней мере трех типов, влияющие на исполнение "песни любви".

В результате мутации cacophony резко увеличивается амплитуда колебаний во время импульса, мутация dissonans изменяет песню таким образом, что вместо правильного чередования импульсов и наблюдается один мощный продолжительный импульс. Мутации гена clock изменяют продолжительность одного цикла "песни любви". Вместо общей продолжительности одного цикла песни в 55 с некоторые мутации уменьшают ее до 40 с, другие увеличивают до 80 с.

Ген fruitless (fru) - бесплодный. Мутации этого гена полностью изменяют половое поведение самцов - возникают сразу три нарушения: 1) они не делают попыток ухаживать за самками, 2) ухаживают только за самцами - такими же гомозиготами по этой мутации, 3) стимулируют нормальных самцов ухаживать за собой

обнаружена при откладке яиц, вылуплении эмбрионов и имаго из куколок. Биоритмична также брачная песня у самцов.

Выделены три группы мутаций:

perS укорачивают биоцикл с 24 до 19 ч,

мутации группы perL удлиняют до 29 ч

per01 полностью нарушают ритмику биологических процессов.

 

Гены, влияющие на биоритмы: У дрозофилы ген period (per) контролирует правильное осуществление биоритмов. Биоритмика у мух

 

Билет

1. Уэукариот наряду с регуляторными процессами, влияющими на функционирование отдельной клетки, существуют системы регуляции организма как целого. Гормоны образуются в специализированных клетках желез внутренней секреции и с кровью разносятся по всему телу. Но регулируют они процессы синтеза РНК и белков лишь в так называемых клетках-мишенях. Гормоны связываются с белками-рецепторами, расположенными в мембранах таких клеток, и включают системы изменения структуры клеточных белков. Те в свою очередь могут влиять как на синтез белков на рибосомах, так и на транскрипцию определенных генов. Каждый гормон через систему посредников активирует свою группу генов. Так, например, адреналин включает синтез ферментов, расщепляющих гликоген мышц до глюкозы, а другой гормон – инсулин влияет на образование гликогена из глюкозы в печени. В отличие от прокариот, у которых процессы транскрипции и трансляции не разобщены во времени и в пространстве, у эукариот синтез РНК происходит в ядре клетки, а синтез белков – в цитоплазме.Образующиеся в ядре информационные РНК подвергаются там целому ряду изменений под действием ферментов и в комплексе с различными белками проходят через ядерную оболочку. Разные иРНК транслируются в разное время после их образования. Это зависит от того, с какими белками они связаны в цитоплазме. В отсутствие гормонального сигнала некоторые иРНК остаются нетранслированными долгое время. Разнообразие форм и функций клеток разных организмов зависит от сложного взаимодействия различных генов между собой и с многочисленными веществами, попадающими в клетку извне или образующимися в ней. Познание регуляторных механизмов транскрипции и трансляции необходимо для управления процессами реализации генетической информации. С помощью методов молекулярной биологии было исследовано регуляторное действие гистонов и негистоновых хромосомных белков. Как выяснилось, гистоны, особенно гистон H1, оказывают тормозящее действие на ДНК-зависимый синтез РНК. Негистоновым хромосомным белкам тоже приписывают специфические регуляторные функции . Эти белки снимают блокирующее действие гистонов. На их важную роль указывают, помимо прочего, их большое многообразие, неодинаковое содержание их в хроматине различных тканей и на различных стадиях развития, а также результаты экспериментов по реконструкции хроматина. Однако эти данные спорны, так что регуляторное значение гистонов и негистоновых белков остается неясным.

2. Мутации возникают не мгновенно. Вначале под воздействием мутагенов возникает предмутационное состояние клетки. Различные репарационные системы стремятся устранить это состояние, и тогда мутация не реализуется. Основу репарационных систем составляют различные ферменты, закодированные в генотипе клетки (организма). Таким образом, мутагенез находится под генетическим контролем клетки; это – не физико-химический, а биологический процесс. Напомним, что гены всех без исключения организмов могут находиться в трех функциональных состояниях: неактивном (репрессия), когда обе цепи ДНК образуют двойную спираль, как бы защищенную от внешних воздействий, особенно у эукариот, молекулами специальных белков, так что ген молчит; активном (дерепрессия), когда белковая защита снята, цепи ДНК раскручены и на одной из них идет синтез молекул информационной РНК; и в состоянии репликации , когда двойная спираль ДНК раскручивается и на обеих цепях идет синтез ДНК-копий. Регулировать функциональное состояние тех или иных генов удается, меняя условия культивирования клеток. Еще в 60-е годы обнаружилось, что если синхронизировать деление бактерий и в разные сроки кратковременно облучать их ультрафиолетовыми лучами, то по мере репликации ДНК мутационный спектр меняется -- чаще мутируются то одни, то другие гены. Измененная мутабильность как бы скользит по молекуле ДНК, совпадая с точкой репликации . Явление это, указывающее на связь индуцированной мутабильности гена с его функциональным состоянием, использовали для картирования хромосом некоторых бактерий. Особенности действия химических мутагенов. К химическим мутагенам относятся самые разнообразные вещества. Многие спонтанные химические изменения нуклеотидов приводят к мутациям, которые возникают при репликации. Например, из-за дезаминирования цитозина напротив него в цепь ДНК может включаться урацил (образуется пара У-Г вместо канонической пары Ц-Г). При репликации ДНК напротив урацила в новую цепь включается аденин, образуется пара У-А, а при следующей репликации она заменяется на пару Т-А, то есть происходит транзиция (точечная замена пиримидина на другой пиримидин или пурина на другой пурин). Основными причинами, из-за которых может возникнуть спонтанная мутация, остаются эндогенные факторы. К ним относятся побочные продукты метаболизма, ошибки в процессе репликации, репарации или рекомбинации и другие. Сбои в репликации: - спонтанные транзиции и инверсии азотистых оснований; - неправильное встраивание нуклеотидов из-за ошибок ДНК-полимераз; - химическая замена нуклеотидов, например, гуанин-цитозина на аденин-гуанин. Ошибки восстановления: - мутации в генах, ответственных за репарации отдельных участков цепи ДНК после их разрыва под воздействием внешних факторов. Проблемы с рекомбинацией: - сбои в процессах кроссинговера при мейозе или митозе приводят к выпадению и достраиванию оснований. - Читайте подробнее на FB.ru:

3. Огромное количество растительного материала собрали на четырех континентах земного шара Н. И. Вавилов и его сотрудники. Под его руководством и по предложенной им программе этот материал изучался длительное время. Исследования подтвердили предположения Н. И. Вавилова о существовании пяти самостоятельных центров формообразования культурных растений — о пяти центрах их происхождения. И в 1926 году ученый впервые опубликовал свой капитальный труд «Центры происхождения культурных растений». Затем в 1935 году после более детального и длительного изучения сортовых богатств земного шара в лабораториях, на опытных участках ВИРа и его сети Н. И. Вавилов в своей работе «Ботанико-географические основы селекции» значительно расширил прежнее понятие о центрах происхождения культурных растений. В этой работе изложено оригинальное учение о географическом распределении сортовых растительных богатств земного шара как основы, на которой должна базироваться практическая селекция. Н. И. Вавилов впервые попытался установить области происхождения и географическое нахождение основных потенциалов (возможностей) важнейших сельскохозяйственных культур: хлебных злаков, технических, овощных, плодовых и субтропических растений. Порода животных - это совокупность особей в пределах определенного вида животных, яко имеет генетически обусловленные стабильные характеристики ( свойства и признаки ) , отличающие ее от других совокупностей особей этого вида животных, устойчиво передают их потомкам и является результатом интеллектуальной деятельности человека. Животные одной породы похожи по типу телосложения, производительностью, плодовитостью, мастью Сорт растений - группа культурных растений, которые в результате селекции получили определенный набор характеристик ( полезных или декоративных ) , которые отличают эту группу растений от других растений того же вида. Каждый сорт растений имеет уникальное название и сохраняет свои свойства при многократном выращивании. Штамм микроорганизмов - чистая культура определенного вида микроорганизмов, морфологичнии физиологические особенности которой хорошо изучены. Штаммы могут быть выделены из различных источников (почвы, воды, пищевых продуктов) или из одного источника в разное время. Поэтому один и тот же вид бактерий, дрожжей, микроскопических грибов может иметь большое количество штаммов, отличающихся по ряду свойств, например с чувствительностью к антибиотикам, способностью к образованию токсинов, ферментов и других факторов. Штаммы микроорганизмов, которые используются в промышленности для микробиологического синтеза белков (в частности ферментов), антибиотиков, витаминов, органических кислот и т.п., значительно продуктивнее (в результате селекции), чем дикие штаммы. Сохранение разнообразия форм жизни – важнейшая проблема, с которой столкнулось современное человечество. Ещё Г. Гаузе доказал, что устойчивость сообщества тем выше, чем больше число составляющих его видов. Следовательно, сохранение биоразнообразия – единственный механизм стабильности жизни на Земле. Кроме того, чтобы обеспечить питанием растущее население нашей планеты необходимо выведение новых, более продуктивных сортов сельскохозяйственных растений, а для успешной селекции важен постоянный приток генов из новых источников. Традиционным источником генетического материала служат дикие виды растений. Однако в связи с расширением городов, сельскохозяйственных угодий, вырубкой лесов, ухудшением экологии эти виды постепенно вытесняются, а многие из них находятся на грани вымирания, поэтому их необходимо сохранить. Существует несколько способов сохранения генофонда высших растений: заповедники, национальные парки, банки семян. В последнее время большое внимание уделяется созданию и развитию новых способов: пересадочных коллекций каллусных клеток, депонированию культур клеток и, наконец, криосохранению, т. е. хранению объектов при очень низкой температуре, обычно это температура жидкого азота (-196°С). Криосохранение имеет существенные преимущества по сравнению с остальными методами. При сохранении в глубоко замороженном состоянии полностью прекращается обмен веществ, отсутствуют значительные физико-химические молекулярные изменения не только в клетке, но и в окружающей водной среде.

 


 

 

 

 

                                                                    

 

 


Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 314; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ