Клетка - элементарная, генетическая и структурно-функциональная биологическая единица. Прокариотические и эукариотические клетки.
Клетка - элементарная единица живой системы. Элементарной единицей она может быть названа потому, что в природе нет более мелких систем, которым были бы присущи все без исключения признаки (свойства) живого. Известно, что организмы бывают одноклеточными (например, бактерии, простейшие, некоторые водоросли) или многоклеточными.
Клетка обладает всеми свойствами живой системы: она осуществляет обмен веществ и энергии, растет, размножается и передает по наследству свои признаки, реагирует на внешние раздражители и способна двигаться. Она является низшей ступенью организации, обладающей всеми этими свойствами.
Специфические функции в клетке распределены между органоидами, внутриклеточными структурами, имеющими определенную форму, такими, как клеточное ядро, митохондрии и др. У многоклеточных организмов разные клетки (например, нервные, мышечные, клетки крови у животных или клетки стебля, листьев, корня у растений) выполняют разные функции и поэтому различаются по структуре. Несмотря на многообразие форм, клетки разных типов обладают поразительным сходством в своих главных структурных особенностях.
Все организмы, имеющие клеточное строение, делятся на две группы: предъядерные (прокариоты) и ядерные (эукариоты).
Клетки прокариот, к которым относятся бактерии, в отличие от эукариот, имеют относительно простое строение. В прокариотической клетке нет организованного ядра, в ней содержится только одна хромосома, которая не отделена от остальной части клетки мембраной, а лежит непосредственно в цитоплазме. Однако в ней также записана вся наследственная информация бактериальной клетки.
|
|
|
Для растительной клетки характерно наличие различных пластид, крупной центральной вакуоли, которая иногда отодвигает ядро к периферии, а также расположенной снаружи плазматической мембраны клеточной стенки, состоящей из целлюлозы. В клетках высших растений в клеточном центре отсутствует центриоль, встречающаяся только у водорослей. Резервным питательным углеводом в клетках растений является крахмал.
В клетках представителей царства грибов клеточная стенка обычно состоит из хитина - вещества, из которого построен наружный скелет членистоногих животных. Имеется центральная вакуоль, отсутствуют пластиды. Только у некоторых грибов в клеточном центре встречается центриоль. Запасным углеводом в клетках грибов является гликоген.
В клетках животных отсутствует плотная клеточная стенка, нет пластид. Нет в животной клетке и центральной вакуоли. Центриоль характерна для клеточного центра животных клеток. Резервным углеводом в клетках животных также является гликоген.
|
|
|
№ 126 Острица. Систематика, морфология, цикл развития, пути заражения, лабораторная диагностика, профилактика.
ОСТРИЦА - Enterobius vermicularis - возбудитель энтеробиоза - антропоноза.
Географическое распространение - повсеместно.
Локализация - нижний отдел тонкой и начальный отдел толстой кишки.
Морфологическая характеристика. Червь розовато-белого цвета. Длина самки 10-12 мм, самца 2 - 5 мм. Выражен половой диморфизм. Ротовое отверстие окружено губами. На переднем конце тела гельминта обнаруживается вздутие кутикулы - везикула, окружающее ротовое отверстие. Везикула участвует в фиксации гельминта к стенкам кишечника. Эту функцию также выполняет бульбус - шаровидное вздутие задней части пищевода.
Цикл развития.
Геогельминт. Самец погибает после оплодотворения. Оплодотворенная самка под влиянием перистальтики спускается в прямую кишку. Ночью она активно выползает из ануса и выделяет яйца на перианальные складки. Яйца содержат почти сформированную личинку, а полное их созревание происходит во внешней среде через 4 - 6 часов при доступе кислорода. Вскоре после кладки самка погибает. Длительность жизни остриц - 3 - 4 недели. Яйца острицы развиваются на теле человека, благодаря чему создаются условия для аутореинвазии.
|
|
|
Инвазионная форма. Яйцо острицы с развитой подвижной личинкой. Яйца бесцветны, прозрачны, с тонкой двухструктурной оболочкой, слегка асимметричны. Размеры - 0,050 - 0,060 х 0,020 - 0,030 мм.
Источник заражения. Очаги заболевания поддерживаются циркуляцией паразита в результате аутореинвазии и инвазии в детских коллективах.
Диагностика. Соскоб с перианальных складок кожи, получение мазка и его микроскопирование на обнаружение яиц и личинок. Яйца и личинки острицы можно обнаружить под ногтями больного, личинки - на коже промежностей. С фекалиями иногда выделяются половозрелые особи.
Профилактика: а) общественная - санитарно-просветительная работа; систематические профилактические мероприятия в детских коллективах; б) личная - соблюдение правил личной гигиены, особенно мытье рук, уход за ногтями. Больной должен спать в нижнем белье. Утром необходимо кипятить и проглаживать белье.
Государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Волгоградский государственный медицинский университет»
Министерства здравоохранения Российской Федерации
|
|
|
Кафедра биологии
Факультет лечебный
Дисциплина «Биология»
Экзаменационный билет №6
1. Цитогенетический метод. Кариотип человека. Характеристика методов дифференциального окрашивания хромосом.
2. Генетическая (генная) инженерия, её задачи, методы, возможности, перспективы использования.
3. Свиной цепень. Систематическое положение, морфология, цикл развития, обоснование методов лабораторной диагностики, пути заражения, профилактика. Цистицеркоз, пути заражения.
М.П. Зав. кафедрой ___________
26. Цитогенетический метод. Кариотип человека. Характеристика методов дифференциального окрашивания хромосом
Цитогенетический метод. Цитогенетический метод состоит в исследовании под микроскопом хромосомного набора клеток больного. Как известно, хромосомы находятся в клетке в спирализованном состоянии и их невозможно увидеть. Для того же, чтобы визуализировать хромосомы клетку стимулируют и вводят ее в митоз. В профазе митоза, а также в профазе и метафазе мейоза хромосомы деспирализуются и визуализируются.
В ходе визуализации оценивают количество хромосом, составляют идиограмму, в которой все хромосомы записывают в определенном порядке согласно Денверской классификации. На основании идиограммы можно говорить о наличии хромосомной абберации или изменении числа хромосом, а соответственно о наличии генетического заболевания.
Каждый организм характеризуется определенным набором хромосом, который называется кариотипом. Кариотип человека состоит из 46 хромосом – 22 пары аутосом и две половые хромосомы. У женщины это две X хромосомы (кариотип: 46, ХХ), а у мужчин одна Х хромосома, а другая – Y (кариотип: 46, ХY). В каждой хромосоме находятся гены, ответственные за наследственность. Исследование кариотипа проводится с помощью цитогенетических и молекулярно-цитогенетических методов.
Кариотипирование – цитогенетический метод - позволяющий выявить отклонения в структуре и числе хромосом, которые могут стать причиной бесплодия, другой наследственной болезни и рождения больного ребенка.
44 билет!!!
Генетическая инжене́рия (генная инженерия) — совокупность приёмов, методов и технологий получения рекомбинантных РНК и ДНК, выделения генов из организма (клеток), осуществления манипуляций с генами и введения их в другие организмы.
Генетическая инженерия не является наукой в широком смысле, но является инструментом биотехнологии, используя методы таких биологических наук, как молекулярная и клеточная биология, цитология, генетика, микробиология, вирусология.
Генная инженерия служит для получения желаемых качеств изменяемого организма
Цель генной инженерии - не воплощение в реальность мифов о кентаврах (человеко-конях) и русалках (человеко-рыбах), а получение клеток (в первую очередь бактериальных), способных в промышленных масштабах нарабатывать некоторые «человеческие» белки. Так, с 1980 г. гормон роста человека - соматотропин получают из бактерии Е. coli (кишечной палочки). Соматотропин представляет собой полипептидную цепь, состоящую из 191 аминокислоты. Он вырабатывается в гипофизе и контролирует рост животного; его недостаток приводит к карликовости. До развития генной инженерии его выделяли из гипофизов от трупов. Соматотропин, синтезированный в специально сконструированных клетках бактерий, имеет очевидные преимущества: он доступен в больших количествах, его препараты являются биохимически чистыми и свободны от вирусных загрязнений.
Основной задачей генной инженерии является выделение, идентификация и направленное изменение генетического материала из одного организма таким образом, чтобы его можно было ввести в новый организм -«хозяин». Цель ее - создание новых генетических структур и организмов с новыми наследственными свойствами.
Задачи генной инженерии:
1.создание рекомбинантных ДНК для переноса в другие клетки
2.разработка методов введения рекомбинанатной ДНК в клетку
3.создание условий для нормальной экспрессии генов , введенных в клетку
Основные направления генетической модификации организмов:
– придание устойчивости к ядохимикатам (например, к определенным гербицидам);
– придание устойчивости к вредителям и болезням (например, Bt-модификация);
– повышение продуктивности (например, быстрый рост трансгенного лосося);
– придание особых качеств (например, изменение химического состава).
Методы генной инженерии
Методы основаны на получении фрагментов исходной ДНК и их модификации.
Для получения исходных фрагментов ДНК разных организмов используется несколько способов:
– Получение фрагментов ДНК из природного материала путем разрезания исходной ДНК с помощью специфических нуклеаз (рестриктаз).
– Прямой химический синтез ДНК, например, для создания зондов (см. ниже).
– Синтез комплементарной ДНК (кДНК) на матрице мРНК с использованием фермента обратной транскриптазы (ревертазы).
Определение нуклеотидного состава фрагментов ДНК по классической методике производится с помощью радиоактивных зондов – молекул ДНК с заранее известной структурой, в состав которых входят радиоактивные изотопы фосфора или водорода. Если структура выделенного фрагмента хотя бы частично комплементарна структуре зонда, то происходит ДНК-ДНК-гибридизация, и на микрофотографии препарата появляется засветка от радиоактивного изотопа. В настоящее время для определения нуклеотидных последовательностей ДНК широко используют флуоресцентные метки.
Выделенные участки ДНК встраивают в векторы переноса ДНК. Векторы ДНК – это небольшие молекулы ДНК, способные проникать в другие клетки и реплицироваться в них. В качестве векторов часто используют плазмиды (кольцевые молекулы ДНК прокариотических клеток), а также ДНК вирусов.
В состав вектора ДНК входит не менее трех групп генов:
1. Целевые гены, которые интересуют экспериментатора.
2. Гены, отвечающие за репликацию вектора, его интеграцию в ДНК клетки-хозяина и экспрессию требуемых генов.
3. Гены-маркеры (селективные, репортерные гены), по деятельности которых можно судить об успешности трансформации (например, гены устойчивости к антибиотикам или гены, отвечающие за синтез белков, светящихся в ультрафиолетовом свете).
Для внедрения векторов в прокариотические или эукариотические клетки используют различные способы:
1. Биотрансформация. Используются векторы, способные сами проникать в клетки.
2. Микроинъекции. Используются, если клетки, подлежащие трансформации, достаточно крупные (например, икринки, пыльцевые трубки).
3. Биобаллистика (биолистика). Векторы «вбивают» в клетки с помощью специальных «пушек».
После внедрения векторов получают трансгенные клетки. В ходе размножения трансгенных клеток происходит клонирование требуемых фрагментов ДНК.
Возможности генной инженерии
Значительный прогресс достигнут в области создания новых продуктов для медицинской промышленности и лечения болезней человека.Возможности генной инженерии простираются так широко, что она может транспортировать ген не только из одного растения в другое растение, но и из организма животного в организм растения, или переносить человеческий ген в организм животного.
В 1982 г. создали первое генетически измененное растение. Это был табак.
Интересы исследователей могут быть направлены и на другие цели. Например, с помощью бактерий, нуждающихся в ртути, создаются деревья, очищающие почву. Созданы даже деревья, позволяющие снизить количество токсичных химикатов, необходимых для переработки древесины в бумагу Применение методов генной инженерии позволяет увеличить продуктивность сельскохозяйственных животных. В этой области намечаются два пути: использование генно-модифицированных кормов и непосредственное вмешательство в генотип животных. Возможности генной инженерии все шире применяются и для борьбы с человеческими болезнями, для создания новых лекарств и даже для замены человеческих органов. В ходе экспериментов со стволовыми клетками человека американским ученым удалось получить овцу, печень которой на 80% состоит из клеток человека. Дальнейшее развитие этого направления поможет получить орган, практически идентичный человеческому, и использовать его или его клетки для пересадки больному человеку.
Возможности генной инженерии год от года стремительно возрастают. Вот еще более сногсшибательный проект в с/х: вставить в геном картофеля ген хитиназы — фермента, расщепляющего хитин, слагающий оболочки насекомых. И если раньше колорадский жук переваривал съеденный им картофель, то тогда картофель, съедаемый вредителем, будет переваривать его самого!
Перспективы генной инженерии :
Таким образом, генная инженерия в будущем, возможно, обеспечит создание организмов с новыми свойствами, например, бактерий, синтезирующих человеческие гормоны, микроорганизмов, обладающих повышенной продуктивностью для получения антибиотиков, а в гораздо более отдаленном будущем, может быть, поможет человечеству избавиться от наследственных болезней.
И создание новых методов лечения человека, и разработка новых культур растений, употребляемых в пищу, и выведение новых пород животных требует детального исследования свойств, приобретаемых модифицированным организмом. Необходимо выявить не только реальную опасность, возможно уже существующую, но и потенциальную, которая может проявиться лишь через некоторое время.
Поскольку эволюция всего живого на Земле представляет собой цепь мутаций генов в организмах, очень важно убедиться, что встроенный ген не будет мутировать в нежелательную для человека сторону, не даст развиться в организме таким свойствам, которые могут нанести вред нынешнему и последующим поколениям.
119. Свиной цепень. Систематическое положение, морфология, цикл развития, обоснование методов лабораторной диагностики, пути заражения, профилактика. Цистицеркоз.
Свиной, или вооруженный, цепень (Taenia solium) – возбудитель тениоза. Заболевание встречается повсеместно в районах, где население употребляет в пищу сырое или недостаточно термически обработанное свиное мясо.
В теле человека паразит обитает в тонком кишечнике, может быть обнаружен в глазах, центральной нервной системе, печени, мышцах, легких.
Половозрелые формы достигают в длину 2–3 м. На головке имеются присоски, а также венчик из 22–32 крючьев.
Гермафродитные проглоттиды имеют мужской половой аппарат, который состоит из нескольких сотен семенников и извилистого семяизвергательного канала, переходящего в циррусную сумку.
Она переходит в клоаку и открывается наружу. Имеются отличительные признаки в строении женской половой системы. Яичник имеет третью дополнительную дольку и большее количество ветвей (7—12), что является важным диагностическим признаком. Яйца не отличаются от яиц бычьего цепня.
Жизненный цикл. Окончательный хозяин – только человек. Промежуточные хозяева – свинья, изредка человек. Характерная особенность: членики выделяются с фекалиями человека не по одному, а группами по 5–6 штук. При подсыхании яиц их оболочка лопается, яйца свободно рассеиваются. Этому процессу также способствуют мухи и птицы.
Свиньи заражаются, поедая нечистоты, в которых могут содержаться проглоттиды. В желудке свиней растворяется оболочка яйца, из него выходят шестикрючные онкосферы. По кровеносным сосудам они попадают в мышцы, где оседают и через 2 месяца превращаются в финны. Они носят названия цистицерков и представляют собой пузырек, заполненный жидкостью, внутрь которого ввернута головка с присосками. В свинине цисти-церки имеют размер рисового зернышка и видны невооруженным глазом.
Заражение человека происходит при употреблении в пищу сырой или недостаточно термически обработанной свинины. Под действием пищеварительных соков оболочка цистицерки растворяется; выворачивается сколекс, который прикрепляется к стенке тонкого кишечника. Затем от шейки начинают образовываться новые проглоттиды. Через 2–3 месяца паразит достигает половой зрелости и начинает продуцировать яйца.
Цистицеркоз. При этом заболевании довольно часто возникают обратная перистальтика кишечника и рвота. При этом зрелые членики попадают в желудок и перевариваются там под влиянием желудочного сока. Освободившиеся онкосферы попадают в сосуды кишечника и с током крови разносятся по органам и тканям. Могут попадать в печень, головной мозг, легкие, глаза, где формируют цистицерки. Цистицеркоз головного мозга часто является причиной смерти больных, а цистицеркоз глаз приводит к потере зрения.
Лечение цистицеркоза только хирургическое.
Диагностика
Обнаружение в фекалиях больного зрелых члеников, имеющих специфическое строение. Членики можно обнаружить и на теле и белье человека, так как они могут выползать из ануса и активно передвигаться.
Профилактика.
1. Личная. Тщательная термическая обработка свинины.
2. Общественная. Охрана пастбищ от заражения фекалиями человека. Строгий надзор за обработкой и продажей мяса на мясокомбинатах, бойнях, рынках.
Государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Волгоградский государственный медицинский университет»
Министерства здравоохранения Российской Федерации
Кафедра биологии
Факультет лечебный
Дисциплина «Биология»
Экзаменационный билет №7
1. Классификация генов: гены структурные, регуляторы. Свойства генов – дискретность, стабильность, лабильность, полиаллелизм, специфичность, плейотропность.
2. Цитоплазматическая наследственность.
3. Класс Насекомые. Классификация. Характерные черты организации. Медицинское значение.
М.П. Зав. кафедрой ___________
1
Биосинтез белков, протекающий под генетическим контролем, - это только начало сложных, многоступенчатых биохимических процессов клетки. Но, несмотря на то, что каждая клетка нашего тела несет полную генетическую информацию, то есть полный набор генов, полученных от родителей, функционируют лишь определенные гены, остальные находятся в неактивном состоянии. Каким же образом в клетке регулируется деятельность тех или иных генов? Во всех процессах жизнедеятельности клетки роль биологических катализаторов играют ферменты. Без их участия не протекает практически ни одна химическая реакция синтеза или распада веществ. В каждой клетке (с ее характерными функциями) должны находиться регуляторные механизмы, контролирующие не только качественный состав ферментов, но и их количество. В противном случае беспрерывно синтезируемые макромолекулы белков накапливались бы в клетке ненужным балластом, загромождая ее.
И действительно, подобный регуляторный механизм был обнаружен в клетках бактерий в 1961 году французскими учеными Франсуа Жакобом и Жаком Моно.
Ф. Жакоб и Ж. Моно доказали, что не все гены бактерий одинаковы по своему назначению. Одна группа - структурные гены, выдающие информацию о синтезе определенных полипептидных цепей, другая - регуляторные гены, ведающие активностью структурных генов путем их «включения» и «выключения».
Регуляторные гены представлены геном-оператором, непосредственно сцепленным с группой структурных генов, и геном-регулятором, который может находиться в некотором отдалении от них.
Ген-оператор с группой регулируемых им структурных генов был назван опероном. Оперон служит единицей транскрипции, то есть с него списывается одна молекула и-РНК.
Ген регулятор действует не путем непосредственного контакта со структурными генами, а при помощи белка репрессора.
При наличии достаточно накопившихся молекул синтезируемого вещества белок-репрессор, соединяясь с этими молекулами, активизируется и связывается с геном-оператором. В результате синтез данного вещества прекращается. Свое название белок-репрессор получил из-за того, что подавляет деятельность гена-оператора, то есть ставит его в положение «выключено».
При малом количестве синтезируемых молекул белок-репрессор остается неактивным. В таких условиях действие оперона - гена-оператора и структурных генов - не подавляется, и синтез будет продолжаться беспрепятственно.
Классификация
--Структурные гены — уникальные компоненты генома, представляющие единственную последовательность, управляющую синтезом специфических белков (гл. обр. ферментов)
--Функциональные гены — контролируют работу структурных генов.
Свойства гена:
дискретность — несмешиваемость генов;
стабильность — способность сохранять структуру;
лабильность — способность многократно мутировать;
множественный аллелизм — многие гены существуют в популяции во множестве молекулярных форм;
аллельность — в генотипе диплоидных организмов только две формы гена;
специфичность — каждый ген кодирует свой признак;
плейотропия — множественный эффект гена;
экспрессивность — степень выраженности гена в признаке;
пенетрантность — частота проявления гена в фенотипе;
амплификация — увеличение количества копий гена.
Свойства генов.
На основании знакомства с примерами наследования признаков при моно- и дигибридном скрещивании может сложиться впечатление, что генотип организма слагается из суммы отдельных, независимо действующих генов, каждый из которых определяет развитие только своего признака или свойства. Такое представление о прямой и однозначной связи гена с признаком чаще всего не соответствует действительности. На самом деле существует огромное количество признаков и свойств живых организмов, которые определяются двумя и более парами генов, и наоборот, один ген часто контролирует многие признаки. Кроме того, действие гена может быть изменено соседством других генов и условиями внешней среды. Таким образом, в онтогенезе действуют не отдельные гены, а весь генотип как целостная система со сложными связями и взаимодействиями между ее компонентами. Эта система динамична: появление в результате мутаций новых аллелей или генов, формирование новых хромосом и даже новых геномов приводит к заметному изменению генотипа во времени.
Ген как единица фукционирования наследственного материала имеет ряд свойств:
дискретность действия — несмешиваемость генов; Ген дискретен в своем действии, т. е. обособлен в своей активности от других генов.
стабильность (постоянство)— способность сохранять структуру; при отсутствии мутаций он передается в ряду поколений в неизменном виде.
лабильность — способность многократно мутировать;
множественный аллелизм — это существование в популяции более двух аллелей данного гена. В популяции оказываются не два аллельных гена, а несколько. Возникают в результате разных мутаций одного локуса .т.е. К числу аллельных генов могут относиться не два, а большее число генов. Они возникают вследствие мутации (замены или утраты нуклеотида в молекуле ДНК). Примером множественных аллелей могут быть гены, отвечающие за группы крови у человека: IA, IB, I0. Гены IА и IB доминантны по отношению к гену I0. В генотипе всегда присутствуют только два гена из серии аллелей. Гены I0I0 определяют I группу крови, гены IАIА, IАI0 - II группу, IBIB, IBI0 - III группу, IAIB - IV группу.
специфичность — каждый ген кодирует свой признак; Ген специфичен в своем проявлении, т. е. отвечает за строго определенный признак или свойство организма
плейотропия — множественный эффект гена . Способность отдельных генов обеспечивать развитие одновременно нескольких признаков. Примером плейотропного эффекта гена у человека служит синдром Марфана . Хотя это наследственное заболевание зависит от присутствия в генотипе одного измененного гена, оно характеризуется в типичных случаях триадой признаков:
подвывихом хрусталика глаза,
аневризмой аорты,
изменениями опорно-двигательного аппарата в виде «паучьих пальцев»,
деформированной грудной клеткой,
высоким сводом стопы.
Все перечисленные признаки являются сложными. По-видимому, в основе их лежит один и тот же дефект развития соединительной ткани.
Вопрс№52:Цитоплазматическая наследственность.
Насл е дственность цитоплазмат и ческая (внеядерная, нехромосомная, плазматическая), преемственность материальных структур и функциональных свойств организма, которые определяются и передаются факторами, расположенными в цитоплазме. Совокупность этих факторов — плазмагенов, или внеядерных генов, составляет плазмон (подобно тому, как совокупность хромосомных генов — геном). Плазмагены находятся в самовоспроизводящихся органеллах клетки — митохондриях и пластидах (в том числе хлоропластах и др.). Указанием на существование Н. ц. служат, прежде всего, наблюдаемые при скрещиваниях отклонения от расщеплений признаков, ожидаемых на основе Менделя законов. Цитоплазматические элементы, несущие плазмагены, расщепляются по дочерним клеткам беспорядочно, а не закономерно, как гены, локализованные в хромосомах. Плазмагены передаются главным образом через женскую половую клетку (яйцеклетку), так как мужская половая клетка (спермий) почти не содержит цитоплазмы (что, однако, не исключает передачи плазмагенов через мужские гаметы). Поэтому изучение Н. ц. ведётся с использованием специальных схем скрещивания, при которых данный организм (или группа) используется и как материнская, и как отцовская форма (реципрокное скрещивание). У растений и животных различия, обусловленные Н. ц., сводятся в основном к преобладанию материнских признаков и проявлению определённого фенотипа при одном направлении скрещивания и его утрате при другом. Цитоплазматическая мужская стерильность (ЦМС), передающаяся по женской линии, широко используется для получения гетерозисных гибридных форм, главным образом кукурузы, а также некоторых др. с.-х. растений Др. метод исследования Н. ц. — "пересадка" ядра из одной клетки в другую. От Н. ц. следует отличать так называемую инфекционную наследственность, т. е. передачу через цитоплазму симбиотических или слабо болезнетворных саморазмножающихся частиц (вирусов типа сигма, обнаруженных у дрозофилы или поражающих пластиды, риккетсиеподобных частиц типа каппа, найденных у парамеций, и др.), которые не являются нормальными компонентами клетки, необходимыми для её жизнедеятельности (см. Лизогения, Эписомы). Во всех изученных случаях плазмагены в химическом отношении представляют собой ДНК, обнаруженную во многих самовоспроизводящихся органоидах (количество её может достигать нескольких десятков процентов от всей клеточной ДНК). Определённая степень генетической автономии, свойственная носителям плазмагенов, сочетается с контролем над ними со стороны хромосомных генов. Установлено, что некоторые мутации пластид вызываются ядерными генами, контролирующими отчасти и функционирование пластид. Показано также, что количество ДНК в митохондриях недостаточно для того, чтобы нести всю информацию об их функциях и строении; т. о., и структура митохондрий, по крайней мере частично, определяется геномом. Ядерные и внеядерные гены могут взаимодействовать и при реализации фенотипа.
Класс Насекомые - Insecta
Это самый многочисленный класс, включающий более 1 млн. видов. По своему происхождению — это группа настоящих наземных животных. Насекомые заселили самые различные наземные местообитания, почву, пресные водоемы, прибрежье морей.
Главнейшими приспособлениями, обеспечившими развитие насекомых, являются следующие:
Способность к полету, позволяющая насекомым быстро заселять новые территории.
Многослойная хитинизированная кутикула с наружным слоем, содержащим воскоподобные и жировые вещества, защищающая тело от потери влаги, механических повреждений, воздействия ультрафиолетовых лучей.
Разнообразие ротовых аппаратов.
Малые размеры насекомых, обеспечивающие выживание и способствующие созданию необходимых условий для существования.
Разнообразие способов размножения —кроме обоеполого, размножение партеногенетическое (у тлей), на стадии личинок (у отдельных видов двукрылых, жуков и клопов).
Высокая плодовитость и способность к массовому размножению: среднее число откладываемых яиц составляет 200— 300.
Разнообразие типов постэмбрионального развития: неполный, полный метаморфоз и другие типы превращения.
Смена среды обитания на разных стадиях онтогенеза: личинки обитают в водной среде, взрослые — в наземно-воздуш-ной (например, стрекозы, комары и др.
Органы дыхания —трахеи — позволяют осуществлять интенсивный газообмен.
Хорошо развитая нервная система, органы чувств, инстинкты. Особенности строения и процессов жизнедеятельности. Тело насекомых разделено на голову, грудь и брюшко. Они имеют пару сложных фасеточных глаз.
Развитие: У насекомых с неполным превращением из яиц вылупляются личинки. Из яйца вылупляется червеобразная личинка (у бабочки она называется гусеницей), которая ползает, много ест, несколько раз линяет и с каждой линькой становится крупнее. В результате последней личиночной линьки образуется куколка, которая не двигается и не питается. Гусеница бабочки капустницы питается листьями, взрослая бабочка сосет цветочный нектар. Кроме того, личинки и взрослые насекомые заселяют разные места обитания. Например, личинка комара живет в пресных водоемах и питается водорослями и простейшими, а взрослый комар (самка) обитает в наземных условиях и сосет кровь человека и других млекопитающих.
Классификация:ПОДКЛАСС СКРЫТОЧЕЛЮСТНЫЕ НАСЕКОМЫЕ (ENTOGNATHA)
ПОДКЛАСС ОТКРЫТОЧЕЛЮСТНЫЕ, ИЛИ НАСТОЯЩИЕ НАСЕКОМЫЕ (ECTOGNATHA)
Роль насекомых в природе, их практическое значение. Насекомые при их разнообразии и огромной численности играют важную роль в природе и жизни человека. Они являются опылителями растений, истребляют вредных представителей этого класса и выполняют роль санитаров. Некоторых полезных насекомых — пчел, шелкопрядов — человек одомашнил. Вместе с тем велик и вред, наносимый насекомыми. В зависимости от объекта нападения вредных насекомых делят на несколько групп: вредители поля, сада, огорода, амбарные вредители, переносчики болезней.
Государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Волгоградский государственный медицинский университет»
Министерства здравоохранения Российской Федерации
Кафедра биологии
Факультет лечебный
Дисциплина «Биология»
Экзаменационный билет №8
1. Экспрессия генов в процессе биосинтеза белка. Регуляция экспрессии генов у прокариот и эукариот.
2. Эмбриональная индукция. Дифференциация и интеграция в развитии.
3. Методы диагностики паразитарных болезней.
М.П. Зав. кафедрой ___________
43 билет!!!
Экспрессия генов — это процесс, в ходе которого наследственная информация от гена (последовательности нуклеотидов ДНК) преобразуется в функциональный продукт — РНК или белок. Экспрессия генов может регулироваться на всех стадиях процесса: и во время транскрипции, и во время трансляции, и на стадии посттрансляционных модификаций белков.
Регуляция экспрессии генов позволяет клеткам контролировать собственную структуру и функцию и является основой дифференцировки клеток, морфогенеза и адаптации.
ДНК сама по себе представляет инертную молекулу и должна быть таковой по своей природе. Поэтому утверждение «жизнь — это ДНК» следует воспринимать очень осторожно. Для того чтобы информация, заложенная в ДНК, превратилась в жизненные функции, она должна быть превращена в действия, которые по частям представлены активностью белков-ферментов, а в полной мере — размножающимся организмом.
Переход представляет собой экспрессию генетической информации и осуществляется в два этапа. На первом действует аппарат РНК, включающий транскрипцию с ДНК на РНК с помощью РНК-полимеразы и трансляцию с РНК(второй этап), с помощью рибосомы, в белки. Именно эти последние и используются для образования как компонентов клетки, в том числе клеточных структур, так и ферментов. Действие РНК-полимеразы основано нa матричном копировании необходимого участка ДНК (гена или группы связанных генов — оперона) в однонитевую нить матричной РНК (мРНК), которая переносится затем к рибосоме, точнее, рибосомы нанизываются на нить мРНК с образованием полирибосомы. Синтез белка осуществляется путем присоединения в рибосоме молекулы транспортной РНК (тРНК) с аминокислотой к соответствующему участку на нити мРНК с образованием полипептидной цепи, соответствующей последовательности нуклеотидов мРНК.
Между аминокислотами и основаниями существует «генетический код», в котором каждой аминокислоте соответствуют кодоны, содержащие три нуклеотида.
РНК синтезируется на матрице ДНК посредством фермента РНК-полимеразы . РНК-полимераза состоит из четырех субъединиц и о-фактора, обеспечивающего распознавание участка старта. Связывание начинается с участка, называемого промотором (рис. ). Промотор может быть сильным и слабым. Сильный промотор инициирует синтез иРНК часто, слабый - гораздо реже. С другой стороны, промотор может быть регулируемым и нерегулируемым. Двойная нить (дуплекс) ДНК в этом месте расплетается, и считывается лишь одна нить. Синтез мРНК требует затраты одного эквивалента АТФ на нуклеотид. Промотор может начинать отдельный ген или же комбинацию генов для ферментов, объединенных общей функцией, — оперон. В конце гена или оперона располагается стоп-сигнал, позволяющий РНК-полимеразе отделиться.
Нить ДНК бактерий в этот момент напоминает «ламповый ерш» с висящими на ней мРНК, и это состояние можно увидеть на электронных фотографиях, где нити нуклеиновых кислот, благодаря фосфатам, видны как темные участки. На нити мРНК, еще не отделившейся от ДНК, может уже начинаться синтез белка благодаря присоединению к ней рибосом.
ДНК эукариот расположена в ядре. И требуется решения проблем транспорта мРНК внутри компартмента-лизованной клетки довольно больших размеров. У эукариот гены состоят из кодирующих участков, экзонов, и разделены некодиру-ющими — интронами. Образованная в ядре мРНК претерпевает процессинг (созревание), при котором, в частности, из нее удаляются некодирующие участки, и лишь затем она поступает для синтеза белка в рибосомы. Все это обусловливает значительное усложнение элементарного процесса.
Рис. Действие РНК-полимеразы
Особенности Регуляция экспрессии генов эукариот:
Особенностью прокариот является транскрибирование мРНК со всех структурных генов оперона в виде одного полицистронного транскрипта, с которого в дальнейшем синтезируются от
дельные пептиды. Экспрессия генов у прокариот регулируется главным образом на уровне транскрипции. Роль сигнальных веществ для запуска транскрипции играют молекулы-эффекторы , представляющие собой низкомолекулярные соединения, которые являются либо субстратом для фермента, либо продуктом ферментативной деятельности соответственно. Индукция и репрессия представляют собой разные стороны одного и того же явления. Малые молекулы, индуцирующие образование ферментов, способных метаболизировать их, называются индукторами . Те же, которые предотвращают образование ферментов, способных синтезировать их, - корепрессорами .
Молекулы-эффекторы не могут вступать в прямое взаимодействие с ДНК, посредником для них служит специальный регуляторный белок . Регуляторный белок, который связывается с ДНК в отсутствии индуктора, называется репрессором .
Особенности Регуляция экспрессии генов эукариот:
У эукариотических организмов механизм регуляции транскрипции гораздо более сложен. В результате клонирования генов эукариот обнаружены специфические последовательности, принимающие участие в транскрипции и трансляции.
Для эукариотической клетки характерно:
1. Наличие интронов и экзонов в молекуле ДНК.
2. Созревание и-РНК - вырезание интронов и сшивка экзонов.
3. Наличие регуляторных элементов, регулирующих транскрипцию, таких как:
а) промоторы - 3 вида, на каждый из которых садится специфическая полимераза б) модуляторы - последовательности ДНК, усиливающие уровень транскрипции; в) (энхансеры) усилители - последовательности, усиливающие уровень транскрипции и действующие независимо от своего положения относительно кодирующей части гена и состояния начальной точки синтеза РНК; г) терминаторы - специфические последовательности, прекращающие и трансляцию, и транскрипцию.
Вопрос№56:Эмбриональная индукция .Дифференциация и интеграция в развитии.
Эмбриональная индукция — это взаимодействие частей развивающегося зародыша, при котором один участок зародыша влияет на судьбу другого участка. Явление эмбриональной индукции с начала XX в. изучает экспериментальная эмбриология.
Классическими считают опыты немецкого ученого Г. Шпемана и его сотрудников (1924) на зародышах амфибий. Для того чтобы иметь возможность проследить за судьбой клеток определенного участка зародыша, Шпеман использовал два вида тритонов: тритона гребенчатого, яйца которого лишены пигмента и потому имеют белый цвет, и тритона полосатого, яйца которого благодаря пигменту имеют желто-серый цвет.
Один из опытов заключается в следующем: кусочек зародыша из области дорсальной губы бластопора на стадии гаструлы тритона гребенчатого пересаживают на боковую или вентральную сторону гаструлы тритона полосатого (рис. 8.8). В месте пересадки происходит развитие нервной трубки, хорды и других органов. Развитие может достичь довольно продвинутых стадий с образованием дополнительного зародыша на боковой или вентральной стороне зародыша реципиента. Дополнительный зародыш содержит в основном клетки зародыша реципиента, но светлые клетки зародыша-донора тоже обнаруживаются в составе различных органов.
Из этого и подобных опытов следует несколько выводов. Во-первых, участок, взятый из спинной губы бластопора, способен направлять или даже переключать развитие того материала, который находится вокруг него, на определенный путь развития. Он как бы организует, или индуцирует, развитие зародыша как в обычном, так и в нетипичном месте. Во-вторых, боковая и брюшная стороны гаструлы обладают более широкими потенциями к развитию, нежели их презумптивное (предполагаемое) проспективное направление, так как вместо обычной поверхности тела в условиях эксперимента там образуется целый зародыш. В-третьих, достаточно точное строение новообразованных органов в месте пересадки указывает на эмбриональную регуляцию. Это означает, что фактор целостности организма приводит к достижению хорошего конечного результата из нетипичных клеток в нетипичном месте, как бы управляя процессом, регулируя его в целях достижения этого результата.
Государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Волгоградский государственный медицинский университет»
Министерства здравоохранения Российской Федерации
Кафедра биологии
Факультет лечебный
Дисциплина «Биология»
Экзаменационный билет №9
1. Механизмы генотипического определения и дифференциации признака пола в развитии.
2. Репаративная регенерация и способы ее осуществления. Проявление регенерационной способности в филогенезе. Соматический эмбриогенез. Аутотомия.
3. Анкилостомиды. Систематическое положение, морфология, циклы развития, пути заражения, профилактика, обоснование лабораторной диагностики. Очаги анкилостомидозов и пути их ликвидации.
М.П. Зав. кафедрой ___________
Дата добавления: 2018-09-20; просмотров: 991; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!