Оплодотворение Существует два типа партеногенеза
 Скачать 51.67 Kb.
| Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей |
Оплодотворение Существует два типа партеногенеза При факультативном партеногенезе яйца могут развиваться как партеногенетически, так и в результате оплодотворения, причем партеногенетическое размножение может преобладать в условиях, когда слишком редки контакты разнополых особей, например на границе ареала распространения вида. Особые формы партеногенеза Таким образом, мужской организм способен воспринимать влияния окружающей среды, а женский – передавать эти влияния, воспринятые мужским полом, в следующее поколение. Половой диморфизм гаметогенеза позволяет реализовать так называемые популяционные функции полов 22.Белки Первичная структура Вторичная Третичная структура белковой молекулы Четвертичная структура Код ДНК един для всех организмов. Каждой аминокислоте соответствует три нуклеотида, образующих триплет, или кодон. Такое кодирование избыточно: возможны 64 комбинации триплетов, тогда как аминокислот только 20. Существуют также управляющие триплеты, например, обозначающие начало и конец гена. Биосинтез белка Генетический код Свойства генетического кода. Генетический код Кодон Поскольку существует четыре типа нуклеотидив, генетический код состоит из 64 кодонов , из них 61 кодон кодирует 20 аминокислот. Три кодона (УАГ, УАА, УГА) – кодон-кодоны-нонсенсы-кодоны, не кодируют ни одной аминокислоты и для них не существует транспортных РНК; они выполняют роль сигналов завершения трансляции (кодон-кодоны-стоп-кодоны, кодоны-терминаторы). Кодон АУГ определяет начало трансляции и называется инициирующим, или стартовым, кодоном. Генетический код: его свойства и понятие Свойства генетического кода: · триплетность - одна аминокислота кодируется одним триплетом, в состав которого входит три нуклеотида. Такой триплет называется кодоном.; · «вырожденность», или избыточность генетического кода, т.е. одну и ту же аминокислоту может кодировать несколько триплетов, так как известно 20 аминокислот и 64 кодона · неперекрываемость, т.е. между триплетами в молекуле ДНК не существует разделительных знаков, они расположены в линейном порядке, следуя один за другимтри рядом расположенных нуклеотида образуют один триплет; · универсальность, т.е. для всех организмов, начиная с прокариот и заканчивая человеком, 20 аминокислот кодируются одними и теми же триплетами, что является одним из доказательств единства происхождения всего живого на Земле Этапы реализации генетической информации I. Транскрипция Транскрипция, или переписывание, происходит не на всей молекуле ДНК, а на участке, отвечающем за определенный белок (ген). Условия, необходимые для транскрипции: а) разкручивание участка ДНК с помощью расплетающих белков- ферментов б) наличие строительного материала. в) ферменты трансктипции - РНК-полимеразы I, II, III г) энергия в виде АТФ. Транскрипция происходит по принципу комплементарности. При этом с помощью специальных белков-ферментов участок двойной спирали ДНК раскручивается, является матрицей для синтеза иРНК. Затем вдоль цепи ДНК движется фермент РНК-полимераза, соединяя между собой нуклеотиды по принципу комплементарности в растущую цепь РНК. Затем одноцепочечная РНК отделяется от ДНК и через поры в мембране ядра покидает клеточное ядро II. Подготовительный этап (активация аминокислот), состоит в ферментативном связывании каждой аминокислоты с своей тРНК и образовании комплекса аминокислота - тРНК. Собственно синтез белка, который включает три стадии: инициация элонгация терминация Обратная транскрипция 24. Клеткам прокариот характерно отсутствие обособленного ядра, так что генетический материал в виде ДНК не отграничен от цитоплазмы оболочкой. В клетке отсутствует развитая система мембран. Генетический аппарат представлен ДНК единственной кольцевой хромосомы, которая лишена основных белков — гистонов (гистоны являются белками клеточных ядер). Благодаря значительному количеству диаминокислот аргинина и лизина гистоны имеют щелочной характер. Различия прокариотических и эукариотических клеток по наличию гистонор указывают на разные механизмы регуляции функции генетического материала. В прокариотических клетках отсутствует клеточный центр. Тип клеточной организации представлен двумя подтипами. Особенностью организмов простейших является то, что они (исключая колониальные формы) соответствуют в структурном отношении уровню одной клетки, а в физиологическом — полноценной особи. В связи с этим одной из черт клеток части простейших является наличие в цитоплазме миниатюрных образований, выполняющих на клеточном уровне функции жизненно важных органов многоклеточного организма. Жизнедеятельность клетки как единицы биологической активности обеспечивается совокупностью взаимосвязанных, приуроченных к определенным внутриклеточным структурам, упорядоченных во времени и пространстве обменных (метаболических) процессов. Эти процессы образуют три потока: информации, энергии и веществ. Благодаря наличию потока информации клетка на основе многовекового эволюционного опыта предков приобретает структуру, отвечающую критериям живого, поддерживает ее во времени, а также передает в ряду поколений. В потоке информации участвуют ядро (конкретно ДНК хромосом), макромолекулы, переносящие информацию в цитоплазму. Среди органелл животной клетки особое место в дыхательном обмене принадлежит митохондриям, выполняющим функцию окислительного фосфорилирования, а также матриксу цитоплазмы, в котором протекает процесс бескислородного расщепления глюкозы — анаэробный гликолиз (рис. 2.8). Из двух механизмов, обеспечивающих жизнедеятельность клетки энергией, анаэробный гликолиз менее эффективен. В связи с неполным (в отсутствие кислорода) окислением, прежде всего глюкозы, в процессе гликолиза для нужд клетки извлекается не более 10% энергии. Недоокисленные продукты гликолиза (пируват) поступают в митохондрии, где в условиях полного окисления, сопряженного с фосфорилированием АДФ до АТФ, отдают для нужд клетки оставшуюся в их химических связях энергию ГЕН.1) Структурные – синтез ферментов, структурных белков, антител. 2)регуляторные....синтез.....белки-репрессоры 3)Гистоновые–синтез....белков.......гистонов. 4.гены....т-РНК....–т-РНК 5.гены....р-РНК-....рибосом.....РНК. Первые три групп – информационные, 4-5-транскребируются на конечных продуктах. Связана во-первых с организмом самих эу- и про- кариот, строением самого гена. ДНК транскрипция и-РНК транцляция белок — у прокариот. Уэукариот ДНК транскрипция про-иРНК процессинг сплайсинг «зрелая» и-РНК трансляция белок. У прокариот два этапа – транскрипция и трансляция. У эукариот эти этапы разделены на 1 этапе обр. незрелая инф-РНК Геном- 1. Суммарная длина РНК и информационная емкость. Информационная емкость наименьшая у вирусов, у прокариот тоже не велика. 2) Наличие избыточных по отношению информации емкости – ДНК. У прокариот кол-во ДНК точно соответствует информационной емкости. У эукариот ДНК намного больше, чем требуется для построения генов с определенной информационной емкостью. Избыточность ДНК является антимутационным барьером. 3) Наличие у эукариот повторяющихся генов или явлений дубликации генов т.е у прокариот каждый ген представлен одной единственной копией изменение в структуре генов сопровождается мутацией. У эукариот каждый ген имеет в геноме не один, а несколько копии, что является защитой от мутаций. МОБИЛЬНЫЕ ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ Термин «ядро» впервые был применен Брауном в 1833 г. для обозначения шаровидных постоянных структур в клетках растений. Ядерный аппарат эукариотических клеток имеет ряд отличий от прокариотических: ДНК-содержащий компонент отделен от цитоплазмы ядерной оболочкой; количество ДНК в ядрах эукариот в тысячи раз больше, чем в составе нуклеоидов бактерий; ДНК эукариот представляет собой сложный нуклеопротеидный комплекс, образующий специальную структуру - хроматин, из которого и состоят эукариотические хромосомы. Далее, в состав ядер эукариот входят несколько физически не связанных хромосом, каждая из которых содержит одну линейную гигантскую молекулу ДНК. Каждая хромосомная ДНК представляет собой полирепликонную структуру, т.е. содержит множеств автономно реплицирующихся участков. Синтез и образование транскриптов эукариотических клеток сопровождаются процессами вторичной их перестройки, «созревания», включающей в себя как фрагментацию (процессинг), так и сращивание отдельных фрагментов ДНК (сплайсинг). В ядрах не происходит синтеза белков, т.е. в эукариотических клетках процессы синтеза ДНК и РНК разобщены от процесса синтеза белков. Клеточное ядро состоит из ядерной оболочки, отделяющей его от цитоплазмы, хроматина, ядрышка и других продуктов синтетической активности, ядерного белкового остова (матрикса) и кариоплазмы (или ядерного сока). Эти основные компоненты встречаются практически во всех неделящихся клетках эукариотических одно- или многоклеточных организмов. Главный компонент ядер — хроматин, является структурой, выполняющей генетическую функцию клетки, в хроматиновой ДНК заложена практически вся генетическая информация. Ядерная оболочка выполняет сложную барьерно-рецепторную, а также транспортную и каркасную функции. Нехроматиновый ядерный белковый остов (матрикс) обеспечивает не только пространственное расположение хромосом в ядре, но и участвует в их функциональной активности. Одним из хромосомных участков, определяющих синтез рРНК и образование клеточных рибосом, является ядрышко. Между всеми этими компонентами заключена жидкая фаза клеточного ядра - кариоплазма, в которой протекают многие процессы, связанные как с ядерным метаболизмом, так и с внутриядерным транспортом белков и РНК. При наблюдении многих живых клеток, особенно растительных, или же клеток после фиксации и окраски внутри ядра выявляются зоны плотного вещества, которое хорошо окрашиваются разными красителями, особенно основными. Благодаря этому свойству выявленный компонент ядра получил название «хроматин». В отличие от прокариотических клеток ДНК-содержащий материал хроматина эукариот может пребывать в двух альтернативных состояниях: деконденсированном в интерфазе и в максимально уплотненном во время митоза, в составе митотических хромосом. В неделящихся (интерфазных) клетках хроматин, выявляемый с помощью светового микроскопа, может равномерно заполнять объем ядра или же располагаться отдельными сгустками (хромоцентры). Нередко он особенно четко обнаруживается на периферии ядра или образует внутри ядра переплетения довольно толстых (около 0,3 мкм) и длинных тяжей в виде внутриядерной сети. Такие ядра часто встречаются в клетках растений. Хроматин интерфазных ядер представляет собой несущие ДНК тельца (хромосомы), которые теряют в это время свою компактную форму, разрыхляются, деконденсируются. Степень такой деконденсации хромосом может быть различной в ядрах разных клеток. Когда хромосома или ее участок полностью деконденсированы, эти зоны называют диффузным хроматином. При неполном разрыхлении хромосом в интерфазном ядре видны участки конденсированного хроматина (иногда называемого гетерохроматином). Многочисленными работами показано, что степень деконденсации хромосомного материала — хроматина, в интерфазе может отражать функциональную нагрузку этой структуры. Чем более диффузен хроматин интерфазного ядра, тем выше в нем синтетические процессы. При стимуляции этих клеток к синтезу ДНК по мере включения предшественника ДНК 3Н-тимидина происходит постепенная деконденсация хроматина. Таким же образом меняется структура хроматина при синтезе РНК. Падение синтеза ДНК и РНК в клетках обычно сопровождается увеличением зон конденсированного хроматина. В эритроцитах низших позвоночных практически весь хроматин ядер находится в конденсированном состоянии, и в этих ядрах не происходит синтеза ни РНК, ни ДНК. Если же ядра этих клеток стимулировать к синтезу РНК, например в гетерокарионах, то они переходят в диффузное состояние. Максимально конденсирован хроматин во время митотического деления клеток, когда он обнаруживается в виде телец — хромосом. В этот период хромосомы не несут никаких синтетических нагрузок, в них не происходит включения предшественников ДНК и РНК. Исходя из этого, можно считать, что хромосомы клеток могут находиться в двух структурно-функциональных состояниях: в рабочем, частично или полностью деконденсированном, когда с их участием в интерфазном ядре происходят процессы транскрипции и редупликации, и в неактивном - в состоянии метаболического покоя при максимальной их конденсации, когда они выполняют функцию распределения и переноса генетического материала в дочерние клетки. В процессе реализации заключенной в ядерных генах генетической информации важную роль играет цитоплазма клетки. Именно в цитоплазме осуществляется синтез белковых молекул на основе информации, закодированной в молекулах ядерной ДНК. Одновременно некоторые структурные элементы цитоплазмы могут хранить и передавать по наследству определенную долю генетической информации, не связанной с ядром. Такой способ передачи генетической информации называется цитоплазматической, или нехромосомной, наследственностью. Цитоплазматическая наследственность связана с действием генов, локализованных в таких элементах цитоплазмы, которые содержат ДНК, способны к автономной репликации и равномерному распределению между дочерными клетками. Важнейшими из них являются пластиды, митохондрии и плазмиды. Геном человека— совокупность наследственногоматериала, заключенного в клеткечеловека. Человеческий геном состоит из 23 пархромосом, находящихся вядре, а такжемитохондриальной ДНК. Двадцать двеаутосомныехромосомы, двеполовые хромосомыХ и Y, а также митохондриальная ДНК человека содержат вместе примерно 3,1 млрдпар оснований. В ходе выполнения проекта «Геном человека» была определена последовательность ДНК всех хромосом и митохондриальной ДНК. В настоящее время эти данные активно используется по всему миру вбиомедицинскихисследованиях. Полное секвенирование выявило, что человеческий геном содержит 20—25 тыс. активныхгенов, что значительно меньше, чем ожидалось в начале проекта (порядка 100 тыс.) — т.е. только 1,5 % всего генетического материала кодируетбелкиилифункциональные РНК. Остальная часть является некодирующей ДНК, которую часто называютмусорной ДНК. -Большой объем наследственного материала(у человека 187 см – длина молекулы ДНК). -Одновременно может идти транскрипция от 1 до 10% генов. -Значительная часть нуклеотидных последовательностей не транскрибируется вообще – молчащая ДНК. -Экзонно-интронная организация генов. -Генные повторы. Характеризуя генетический материал клетки в целом, необходимо отметить, что ядерный геном не охватывает всего его объема, так как часть ДНК расположена в цитоплазме, в виде кольцевых фрагментов – плазмид. Цитоплазматические гены не подчиняются менделевским закономерностям наследования. Цитоплазматическое наследование признаков осуществляется по материнской линии(т.к. митохондрии сперматозоида теряются после оплодотворения). Мутации в ДНК митохондрий могут вызвать наследственные заболевания, а также являются одной из основных причин старения и болезней, связанных со старостью. Идиограмма - систематизированный кариотип, хр-мы распложены по мере убывания их вел-ны. Исследованиями цитологов установлен тот факт специфичности хромосомного набора клеток организмов одного вида. Специфичность проявляется в постоянстве числа хромосом, их относительных размеров, формы, деталей строения. Хромосомный комплекс клеток конкретного вида растений и животных с присущим ему морфологическими особенностями, называется кариотипом. Важнейшим показателем кариотипа служит число хромосом. Для соматических клеток многоклеточных организмов характерен диплоидный (удвоенный) хромосомный набор. В нем каждая хромосома имеет парного себе гомологичного партнера, повторяющего в деталях размеры и особенности ее морфологии. Таким образом, в хромосомном наборе соматических клеток выделяют гомологичный( из одной пары) и негомологичные (из разных пар) хромосомы. Половые клетки отличаются вдвое меньшим – гаплоидным числом хромосом. Хромосомный набор гамет включает по одному партнеру каждой гомологичной пары. Хромосомному комплексу свойственны половые различия. Наборы хромосом самца и самки отличаются по одной паре. Поскольку эти хромосомы участвуют в определении пола организмов, они называются половыми (гетерохромосомами). Остальные пары представлены аутосомами и неразличимы по своей структуре у самца и самки. Общий набор хромосом – это кариотип, является генетическим критерием вида. В нём выделяют: • • Всего у человека 46 хромосом. У женщин 44 аутосомы + ХХ половые. У мужчин 44 аутосомы + ХУ половые. В сперматозоиде 22 аутосомы + Х или У половые хромосомы. Правило кариотипа: • • • •  перейти в каталог файлов | Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей |