Kokioje medžiagoje yra paveldima informacija. Paveldimumo samprata

XX amžiaus 50-aisiais buvo padaryti svarbiausi atradimai biologijos srityje: buvo išnarpliota pagrindinės gyvybės molekulės – DNR molekulės – struktūra. Genetinio konstruktoriaus principai atrodė išradingai paprasti ir logiški, lėmė biologijos raidą mažiausiai pusei amžiaus, praktiškai tapdami biologine dogma. Tačiau, kaip rodo naujausi tyrimai, genetinio konstruktoriaus detalės yra daug įvairesnės ir sudėtingesnės, nei manyta anksčiau. Aleksandras Markovas, biologijos mokslų daktaras, Rusijos mokslų akademijos paleontologijos instituto darbuotojas, pasakoja apie naujausius tyrimus paveldimos informacijos saugojimo ir perdavimo srityje.

Klasikinė genetika

Klasikinis supratimas apie genetinio paveldėjimo mechanizmus susiformavo 50–60-aisiais dėl daugybės didelių molekulinių biologų atradimų. Visų pirma, tai yra DNR struktūros dekodavimas ir genetinio kodo iššifravimas. Tai yra, tapo aišku, kad paveldima informacija DNR molekulėse įrašoma keturių „raidžių“ – nukleotidų – sekos pavidalu. Ši informacija perrašoma iš DNR į RNR, o tada geno kopija naudojama kaip baltymų sintezės instrukcija. Baltymai atlieka visą pagrindinį darbą mūsų kūne. Jie nustato visą jo struktūrą ir visas funkcijas. Ir kas trys genetinio kodo raidės koduoja aminorūgštį, o baltymus sudaro amino rūgštys. Šie atradimai sukėlė savotišką euforiją tarp biologų, atrodė, kad gyvenimo paslaptis buvo išspręsta. Ir tai paskatino tam tikrą atvirų mechanizmų dogmatizavimą. Ir tapo visuotinai pripažinta, kad paveldima informacija DNR molekulėse įrašoma tik taip, kad ši informacija būtų perduodama grandine nuo DNR, tai yra, iš genų, per RNR į baltymus. Ir priešinga kryptimi – nuo baltymų iki DNR, informacija negali eiti. Vienintelis būdas, dėl kurio gali atsirasti paveldimų pokyčių, yra atsitiktinės kopijavimo klaidos ar mutacijos.

Ir tokios idėjos pasirodė labai naudingos, labai produktyvios mokslo plėtrai ir paskatino sprogstamą molekulinės biologijos vystymąsi. Tačiau atliekant tyrimus pamažu paaiškėjo, kad iš tikrųjų pradinė schema buvo pernelyg supaprastinta ir kad iš tikrųjų viskas yra daug sudėtingiau ir ne taip vienareikšmiškai. Paaiškėjo, kad, pirma, paveldimi pokyčiai atsiranda ne tik dėl atsitiktinių mutacijų. Antra, paveldima informacija perduodama ne tik visoje vienkryptėje grandinėje. Ir galiausiai, trečia, kad paveldimą informaciją galima įrašyti ne tik į DNR. Tai yra trys pagrindiniai dalykai, apie kuriuos norėčiau pakalbėti.

„Sąmoningos“ mutacijos

Paveldimus pokyčius sukelia ne tik atsitiktinės mutacijos. Kai kuriais atvejais genų pokyčiai yra gana prasmingi, galima sakyti, tikslingi. Ryškus pavyzdys yra vadinamasis genų konvertavimas, kuris ypač vyksta ligas sukeliančiose bakterijose.

Gonokokas, gonorėjos sukėlėjas, turi paviršiaus baltymą, pagal kurį jį atpažįsta imuninės sistemos ląstelės. Kai bakterijos patenka į organizmą, imuninės sistemos ląstelės išmoksta atpažinti šį paviršinį gonokoko baltymą. Ir kai jie mokosi, dauginasi limfocitai su atitinkamais receptoriais, kurie pradeda naikinti šį gonokoką. O gonokokas ima ir „tyčia“ pakeičia savo paviršiaus baltymo geną taip, kad jo nebeatpažįsta. Jis turi paviršiaus baltymo geną, be to, genome yra keletas neveikiančių šio geno kopijų, šiek tiek skiriasi viena nuo kitos. Retkarčiais atsitinka taip: kai kuris veikiančio geno fragmentas pakeičiamas vienos neveikiančios kopijos fragmentu, taigi genas tampa šiek tiek kitoks, baltymas tampa šiek tiek kitoks, limfocitai nustoja atpažinti tai. Dėl to imunitetas nuo gonorėjos susidaro labai sunkiai arba visai nesusidaro.

Kitas neatsitiktinių pokyčių pavyzdys atsiranda bakterijose kaip atsakas į stresą: jos padidina mutacijų greitį. Tai yra, kai, pavyzdžiui, Escherichia coli patenka į stresinę aplinką, ji pradeda specialiai gaminti baltymus, kurie daro daug daugiau klaidų kopijuodami DNR nei įprastai. Tai yra, jie patys padidina mutacijų greitį. Paprastai tariant, tai rizikingas žingsnis, palankiomis sąlygomis geriau to nedaryti, nes didžioji dauguma atsirandančių mutacijų yra žalingos arba nenaudingos. Bet jei vis tiek mirsi, bakterijos įjungia šį mechanizmą.

Kitas informacijos perdavimo būdas: iš RNR į DNR

Paveldima informacija perduodama ne tik grandine, kuri iš pradžių buvo postuluota DNR – RNR – baltymu. Pirma, buvo atrastas vadinamosios atvirkštinės transkripcijos reiškinys, tai yra, informacija gali būti perrašyta, pavyzdžiui, kai kuriuose virusuose, nuo RNR iki DNR, tai yra priešinga kryptimi. Paaiškėjo, kad tai gana dažnas procesas. Žmogaus genomas taip pat turi atitinkamą fermentą, o dėl atvirkštinės transkripcijos iš RNR molekulės dalis informacijos perrašoma į genomą, DNR.

Kaip tai atsitinka? Dalis informacijos patenka į RNR, kurios nėra DNR. Etape, kai informacija egzistuoja RNR pavidalu, ši informacija aktyviai redaguojama, atsiranda redaktorius. Kartais baltymai jį redaguoja, o kartais pati RNR.

Paprastai visuose aukštesniuose organizmuose genai susideda iš daugybės gabalėlių, tai yra ne ištisinė DNR seka, kurioje fiksuojama baltymo struktūra, o jis supjaustomas į gabalus ir įterpiami daugiau ar mažiau ilgi DNR gabalai. tarp jų, kurios nekoduoja baltymo. Jie vadinami intronais. Redaguojant RNR gali atsirasti įvairių pokyčių. Pavyzdžiui, kodavimo sritis galima suklijuoti kita tvarka. Ir tuo pačiu metu viskas yra taip sudėtinga, kad šie iškirpti RNR gabalai yra aktyvios molekulės, kurios aktyviai dalyvauja visuose procesuose, reguliuoja kai kurių kitų genų veiklą, reguliuoja savo, kitų RNR redagavimą. Tai yra, viskas yra įsipainiojusi į sudėtingą sąveikų raizginį.

Tarkime, paimame tekstą ir išpjauname nereikalingus žodžius ir išmetame į šiukšliadėžę. Dabar įsivaizduokite, kad šie nereikalingi žodžiai išlindo iš krepšio, lipo atgal į knygą, pradeda burbėtis, keisti kai kuriuos žodžius ir patys kažkur įsitaisyti. Priešingai nei klasikinė schema, paaiškėjo, kad RNR yra labai aktyvus visų šių informacinių procesų veikėjas.

Tokia redaguota RNR gali būti perrašyta atgal į DNR, todėl įgytos savybės gali tam tikru mastu paveldėti. Kadangi subrendusios RNR išvaizda tam tikra prasme yra įgyta savybė, ją galima perrašyti atgal į DNR, o tada DNR atsiranda retro-pseudogenas. O tokių retropseudogenų žmogaus genome labai daug.

Ne tik DNR gali būti paveldimos informacijos nešėja

Paveldima informacija, kaip paaiškėja, gali būti įrašyta ne tik į DNR, bet ir, matyt, į RNR. 2005–2006 m. Geriausiuose mokslo žurnaluose pasirodė nemažai straipsnių, kuriuose cituojami eksperimentų, kuriuose klasikinės genetikos dėsniai tiesiog visiškai akivaizdžiai pažeidžiami, rezultatai. Jie paėmė peles, pelės turi tokį geną pavadinimu Kit, jis atlieka daug įvairių funkcijų, įskaitant spalvą, nuo jo priklauso. Eksperimento tikslais buvo sukurta mutanto pakeista šio geno versija „Kit minus“. Kiekvienas pelių, žmonių genas yra du kartus, vienas iš tėvo, kitas iš motinos. Pelės, turinčios Kit minuso genotipą, tiesiog miršta. Kit plus-minus pelės turi baltas kojas ir baltą uodegą, o Kit plus-plus pelės yra normalios pilkos spalvos. O pagal klasikinės genetikos dėsnius, jei paimtume pliusines arba minusines peles, tai palikuoniuose gautume tokį pasiskirstymą: ketvirtadalis pelių turės minuso arba minuso genotipą ir tiesiog mirs iš karto, ketvirtadalis pelių. pelės turės pliuso arba minuso genotipą ir atitinkamai normalią spalvą, o pusė, 50%, turės pliuso arba minuso genotipą ir atitinkamai turės baltas kojas ir uodegą. Tai Mendelio dėsningumai, tiriami mokykloje.

Ir galų gale, dėl kokių nors priežasčių mes sužinojome, kad 95% išgyvenusių pelių turi baltas kojas ir uodegą. Kaip tai galėjo atsitikti? Mes pradėjome ieškoti genotipo, nes dabar tai padaryti yra gana paprasta. Ir paaiškėjo, kad su genotipu viskas tvarkoje, ketvirtadalis pelių turi plius-plius genotipą ir turėtų būti normalios spalvos, tačiau jos turėjo baltas letenas ir uodegą. Tai yra, pasirodo, kad šios pelės neturi baltakojų ir baltauodegių genų, tačiau yra ženklas. Iš kur atsiranda bruožas, jei nėra geno? Tai yra, paaiškėjo, kad šiuo atveju paveldima informacija neperduodama per DNR, nes DNR įrašoma viena, o mes matome kitą. Kas tada, jei ne DNR perteikia šį bruožą? Natūralu, kad įtarimas pirmiausia krito ant RNR. Izoliuota iš pelių, kurių genotipas yra plius arba minus RNR, kuris nuskaitomas iš mutanto geno kopijos. Šie fragmentai buvo suleisti į laukinės pelės, kurios gentyje niekada nebuvo baltauodegių pelių, kiaušialąstę. Rezultatas – baltauodegė ir baltakoja pelė. Tai yra akivaizdu, kad ši RNR, kuri yra iš tėvų arba yra specialiai įvežta, ši mutantinė RNR kažkaip veikia normalią RNR, kuri yra nuskaitoma iš normalaus geno. Mutantinė RNR daro nenormalią RNR normalią, ir tai yra paveldima.

Eksperimento su pelėmis metu buvo įrodyta, kad kai kuriais atvejais paveldima informacija gali būti perduodama per RNR. Taigi paaiškėja, kad darbas su informacija gyvose ląstelėse yra daug sudėtingesnis, nei manoma genetikos klasikoje.

Klausimas 1

Genetika kaip mokslas.

Genetikos tema, problemos, užduotys, metodai. Pagrindiniai genetikos vystymosi etapai.

Prekė.

Genetika tiria paveldimumą ir kintamumą.

Žodį „genetika“ išrado W. Batsonas (1906), mokslą jis taip pat apibrėžė kaip paveldimumo ir kintamumo fiziologiją. Kodėl žmonės įvairūs, kodėl jie tokie panašūs vienas į kitą kaip tos pačios rūšies atstovai ar kaip giminės?

Atsakymą į šiuos klausimus duoda genetika, o atsakymas yra tas pats, nes kiekvienas žmogus iš savo tėvų gavo paveldimus polinkius – genus. Dėl paveldėjimo mechanizmo kiekvienas individas turi panašumų su savo protėviais bruožų.

Vystymosi etapai.

Pirmosios idėjos apie paveldimumą yra senovės eros mokslininkų darbuose.

Jau V a. Kr NS. suformavo dvi pagrindines teorijas: tiesioginį ir netiesioginį bruožų paveldėjimą. Tiesioginio paveldėjimo šalininkai buvo Hipokratas, kuris tikėjo, kad reprodukcinė medžiaga renkama iš visų kūno dalių, taigi visi kūno organai tiesiogiai veikia palikuonių savybes. Hipokrato nuomone, sveikos kūno dalys aprūpina sveiką reprodukcinę medžiagą, o nesveikos – nesveikos, todėl per gyvenimą įgytos savybės turi būti paveldimos.

Aristotelis buvo netiesioginio paveldėjimo šalininkas. Jis tikėjo, kad reprodukcinė medžiaga išvis neatsiranda iš visų kūno dalių, o gaminama iš maistinių medžiagų, pagal savo prigimtį skirtų įvairioms kūno dalims kurti.

Darvinas iškėlė teoriją, pagal kurią augaluose ar gyvūnuose visos ląstelės atsiskiria nuo savęs mažyčius brangakmenius, išsibarsčiusius po visą kūną, brangakmenius patenka į reprodukcinius organus, taip savybės perduodamos palikuonims.

(Pangenezės hipotezė) Jis buvo paneigtas. Mendelis dar 1865 metais išleido veikalą „Eksperimentai su augalų hibridais“, bet niekas į tai neatsižvelgė, jo nesuprato. Nė vienas iš jo pirmtakų negalvojo kiekybiškai analizuoti savo rezultatų.

Pagrindinis Mendelio nuopelnas yra tai, kad jis suformulavo ir taikė hibridologinės analizės principus, kad patikrintų konkrečią hipotezę – apie paveldimą diskrečiųjų veiksnių perdavimą.

Tik 1900 metais juos iš naujo atrado De Vriesas Olandijoje, Karlas Corrensas Vokietijoje ir Erichas Cermakas Austrijoje. Įrodyta, kad tie patys dėsniai galioja ir gyvūnams. Per šiuos 35 metus po Mendelio atradimų ląstelių teorija įsitraukė į mokslą ir buvo išaiškintas chromosomų elgesys, chromosomų rinkinių pastovumas, paveldimumo branduolinė hipotezė, chromosomų teoriją įtvirtino Thomas Morganas.

1919 m. Pirmasis Petrorado universiteto genetikos skyrius (įkūrėjas Filipchenko). 1930 m. - Maskvos universiteto genetikos katedra.

4 -ojo dešimtmečio sandūroje J. Beadle ir E. Tatum padėjo biocheminės genetikos pagrindus. Jie parodė, kad duonos pelėsių mutacijos blokuoja įvairius ląstelių metabolizmo etapus ir pasiūlė, kad genai kontroliuoja fermentų biosintezę. 1944 m. Amerikos mokslininkai įrodė genetinį nukleorūgščių vaidmenį. Jie nustatė transformuojančio agento pobūdį kaip DNR molekulę. (Molekulinės genetikos gimimas) DNR dekodavimas – amerikiečių virusologas Dž.

Watsonas ir anglų fizikas F. Crick. (1953 m.)

Metodai.

—Hibridologinis- susideda iš hibridizacijos ir vėlesnio padalijimo apskaitos, pasiūlė Mendelis.

1) kryžminami organizmai turi priklausyti tai pačiai rūšiai.

2) Skr.org. turėtų aiškiai skirtis pagal individualias savybes.

3) tiriami bruožai turėtų būti pastovūs, jie turėtų būti kartojami iš kartos į kartą, kertant liniją.

4) Būtina apibūdinti ir kiekybiškai įvertinti visas skilimo klases, jei tai pastebima pirmosios ir vėlesnių kartų hibriduose.

Leidžia išsiaiškinti ryšį tarp tolimų genčių ir rūšių.

Matematinis

Mendelis taikė kiekybinį kryžių rezultatų tyrimą.

Kiekybinių eksperimentinių duomenų palyginimas su teoriškai numatomais. Paveldimo ar modifikavimo kintamumo tyrimas.

Citologinis

Būtina ištirti ląstelę kaip pagrindinį gyvosios medžiagos vienetą.

Chromosomų sandaros tyrimas.

—Chemijos ir biochemijos metodai

Taikoma išsamesniam ve-in metabolizmo paveldimų bruožų savybių tyrimui, baltymų ir nukleorūgščių rūgščių molekulių tyrimui.

Imunologijos ir imunochemijos metodai.

Fizikos metodai

Optika, nusėdimas, pažymėtų atomų metodai.

Užduotys:

Paveldimų ligų nustatymas ankstyvosiose stadijose, mutageninio aktyvumo tyrimas ir kt. ir kt.

2 klausimas

Genetinė informacija yra chromosomose. Kai ląstelės dalijasi mitozės būdu, tas pats chromosomų rinkinys patenka į dukterines ląsteles ir susidaro klonas.

Esant mejozei, vyksta kryžminimas (genetinė rekombinacija), pakitusios chromosomos su haploidiniu chromosomų rinkiniu patenka į dukterines ląsteles.

Nepriklausomas chromosomų išsiskyrimas mejozės metu ir nepriklausomas lytinių ląstelių susitikimas yra genetinio kintamumo pagrindas.

12345678910Kitas ⇒

Panaši informacija:

Ieškoti svetainėje:

0911-0920

911. Užterštoje ekologinėje aplinkoje kenksmingos medžiagos pasiekia didžiausią koncentraciją organizmuose
A) augalai
B) žolėdžiai
C) plėšrūnai
D) apdulkina vabzdžius

Už tvarų vystymąsi ir biosferos išsaugojimą, žmogus
A) visiškai sunaikina plėšrūnus ekosistemose
B) reguliuoja tam tikrų rūšių populiacijų skaičių
C) padidina žolėdžių skaičių
D) padidina vabzdžių kenkėjų skaičių

913. Boksito ir geležies rūdos telkiniai yra gyvosios medžiagos funkcijos rezultatas
A) dujos
B) redoksas
B) migracija
D) biocheminis

Abstraktus

Agroekosistemos yra mažiau atsparios nei ekosistemos, nes jose yra
A) nėra gamintojų ir reduktorių
B) ribota augalų rūšių sudėtis
C) gyvūnai užima pirmąjį trofinį lygį
D) uždara medžiagų cirkuliacija ir energijos konversija

Abstraktus

Nurodykite šiuolaikinės žmonijos pasaulinę aplinkosaugos problemą
A) aktyvus žmonių perkėlimas visoje planetoje
B) Žemės gyventojų skaičiaus augimas
C) naujų augalų ir gyvūnų veislių kūrimas
D) augalų ir gyvūnų aklimatizacija

Abstraktus

916. Kokiame organizacijos lygmenyje yra įgyvendinama paveldima informacija
A) biosfera
B) ekosistema
C) konkrečiai populiacijai
D) organizmo

Abstraktus

Kiek chromosomų yra žmogaus somatinėse ląstelėse
A) 26
B) 36
B) 46
D) 56

Abstraktus

Vyksta baltymų sintezė
A) Golgi aparatas
B) ribosomos
B) lygus endoplazminis tinklas
D) lizosomos

Abstraktus

Kuris tRNR tripletas yra komplementarus HCC kodonui ant mRNR
A) CGT
B) AGC
C) HCT
D) TsGA

Abstraktus

920. Plastinei apykaitai ląstelėje būdinga
A) organinių medžiagų irimas, išsiskiriant energijai
B) organinių medžiagų susidarymas, kaupiant jose energiją
C) maistinių medžiagų įsisavinimas kraujyje
D) maisto virškinimas susidarant tirpioms medžiagoms

„Adblock“ detektorius

1. DNR vaidmens paveldimumui įrodymas.

2. Nukleorūgščių cheminė sudėtis ir struktūra.

3. RNR struktūra ir tipai.

4. Genetinis kodas.

Baltymų sintezė ląstelėje.

Mikroorganizmų tyrimai atliekami naudojant naujausius tyrimo metodus, struktūrinę analizę, elektroninę mikroskopiją, žymėtus atomus ir kt. leido nustatyti, kad genetinė struktūra yra orientuota į nukleorūgštis.

Griffithas pirmasis gavo įrodymų apie galimą paveldimų polinkių perkėlimą iš vienos bakterijos į kitą. Mokslininkas pelėms suleido virulentišką kapsulę ir pneumokokų padermę be kapsulių. Kai buvo suleista virulentiška padermė, pelės susirgo plaučių uždegimu ir nugaišo.

Įvedus padermę be kapsulių, pelės nemirė.

Įvedus virulentišką kapsulės padermę, nužudytą karščio, pelės taip pat nemirė.

Kitame eksperimente jis pristatė gyvos kultūros mišinį, kuriame nėra virulentiškų kapsulių, ir karščiu nužudytos virulentiškos kapsulės padermės, ir gavo netikėtą rezultatą-pelės susirgo plaučių uždegimu.

Virulentiškos bakterijos buvo išskirtos iš negyvų gyvūnų kraujo. Vadinasi, gyvos bakterijos, turinčios avirulentinio kapsulių neturinčio štamo, buvo transformuotos-jos įgijo nužudytų ligas sukeliančių bakterijų savybę.

Remdamiesi šiais eksperimentais, 1944 m. O. Avery ir kiti įrodė, kad transformuojantis faktorius yra DNR.

Genetinė teorija realizuojama baltymų biosintezės procese. Visas gyvų organizmų savybių pagrindus lemia baltymų molekulių sandara ir funkcija.

Per pastaruosius 40 metų daugelyje laboratorijų visame pasaulyje buvo nustatyta, kad specifinių baltymų sintezė yra genetiškai nulemta. DNR molekulėse paveldima informacija apie kiekvieno baltymo struktūrą yra užšifruota. DNR suteikia genetinės informacijos saugojimą ir perdavimą iš kartos į kartą. DNR molekulės sritis, koduojanti pirminę polipeptido, transportavimo molekulės ar r-RNR struktūrą, vadinama genu. Paveldima informacija realizuojama dalyvaujant RNR.

Baltymai yra visų kūno ląstelių, organų ir audinių struktūrinis pagrindas.

Pagrindiniai baltymų molekulių struktūriniai elementai yra 20 aminorūgščių. Baltymo molekulės struktūros specifiškumą lemia tam tikrų aminorūgščių buvimas ir jų išdėstymo tvarka polipeptidinėse grandinėse.

Šiame skyriuje nagrinėjami šie klausimai: nukleorūgščių (DNR, RNR) struktūra ir funkcija; genetinis kodas ir pagrindinės jo savybės; geno struktūra, funkcija ir pagrindinės savybės; genetinės medžiagos struktūra ir veikimas prokariotuose (bakterijos, virusai, fagai, plazmidės), genų inžinerija, jos metodai ir praktinė reikšmė.

Svarbus molekulinės genetikos atradimas buvo tai, kad J. Watsonas ir F. Crickas nustatė DNR molekulės struktūrą dvigubos spiralės pavidalu.

Susipažinę su DNR replikacijos struktūra ir ypatumais, toliau tyrinėkite RNR struktūrą, tipus ir funkcijas, kartu išsiaiškindami likusius RNR ir DNR skirtumus.

Atkreipkite dėmesį į skirtingų tipų RNR molekulių dydį.

Išnagrinėjus šiuos klausimus, būtina atidžiai išnagrinėti genetinio kodo ir baltymų biosintezės problemą. 50–60-aisiais buvo nustatytos pagrindinės genetinio kodo sąvokos: DNR arba RNR nukleotidas yra „kalbos raidė“; tripletas arba kodonas (trys nukleotidai) - „kalbos žodis“ - atitinka aminorūgštį, o genas (apie 1000 porų azoto bazių) yra „frazė“, pagal kurią sintetinama polipeptidinė grandinė.

Genetinį kodą sudaro 64 tripletai (43 = 64), koduojantys 20 aminorūgščių ( 3 , su. 90-92).

Susipažinę su genetiniu baltymų sintezės kodu, apsvarstykite aminorūgščių polipeptidinės grandinės sintezės procesą citoplazmoje. Jame dalyvauja ribosomos, i-RNR, t-RNR, fermentai.

Tai paskutinis genetinės informacijos perėjimo iš geno į baltymo struktūrą arba vertimo etapas.

Atkreipkite dėmesį, kad genuose yra transkribuoti regionai, kuriuose yra informacijos apie baltymų struktūrą (egzonus); sritys, kuriose nėra tokios informacijos (intronai); taip pat genų atpažinimo ir transkripcijos skaitymo taškų reguliavimo vietos.

Literatūra: 1 , su.

133-168; 2 , p. 197-214; 3, su. 77-102; 4, su. 74-91;

Paskelbimo data: 2014-11-29; Skaitykite: 319 | Puslapio autorių teisių pažeidimas

studopedia.org – Studopedia.Org – 2014–2018. (0,001 s) ...

Paveldimos informacijos perdavimas (mitozės ir mejozės samprata, Mendelio dėsniai)

Ankstesnis123456789Kitas

Mejozė ir mitozė

Mejozė- Tai yra lytinių ląstelių brendimo zonos padalijimas, lydimas chromosomų skaičiaus sumažėjimo per pusę.

Jį sudaro du nuoseklūs padalijimai, turintys tas pačias fazes kaip mitozė. Tačiau, kaip parodyta lentelė „Mitozės ir mejozės palyginimas“, atskirų fazių trukmė ir jose vykstantys procesai labai skiriasi nuo mitozės metu vykstančių procesų.

Šie skirtumai daugiausia yra tokie.

Esant mejozei I fazė ilgiau.

Pasitaiko konjugacija(homologinių chromosomų jungtis) ir keitimasis genetine informacija. Anafazėje I centromeras tvirtinimo chromatidės, nesidalinti, o viena iš homologinių chromosomų nukeliauja į polius. Tarpfazė prieš antrąjį divizioną labai trumpas, jame DNR nesintetinama.

Ląstelės ( halitai), susidarę dėl dviejų mejozinių dalijimų, turi haploidinį (vieną) chromosomų rinkinį. Diploidija atkuriama susiliejus dviem ląstelėms – motinos ir tėvo. Apvaisintas kiaušinis vadinamas zigota.

Mitozė, arba netiesioginis padalijimas, plačiausiai paplitęs gamtoje.

Mitozė yra visų ne lyties ląstelių (epitelio, raumenų, nervų, kaulų ir kt.) Dalijimosi pagrindas. Mitozė susideda iš keturių vienas po kito einančių etapų (žr. toliau pateiktą lentelę). Mitozės dėka užtikrinamas vienodas pirminės ląstelės genetinės informacijos pasiskirstymas tarp dukterinių ląstelių.

Ląstelės gyvenimo laikotarpis tarp dviejų mitozių vadinamas tarpfazė... Tai dešimt kartų ilgesnė už mitozę. Jame vyksta daug labai svarbių procesų, kurie vyksta prieš ląstelių dalijimąsi: sintezuojamos ATP ir baltymų molekulės, kiekviena chromosoma padvigubėja, sudarydama dvi sesuo chromatidės laikomi kartu bendro centromere, didėja pagrindinių citoplazmos organelių skaičius.

Profazėje spirale ir dėl to chromosomos sustorėja sudarytas iš dviejų seserinių chromatidžių, kurias laiko centromeris.

Profazės pabaigoje branduolinė membrana ir nukleoliai išnyksta, o chromosomos yra sutelktos visoje ląstelėje, centriolės persikelia į polius ir susiformuoja skilimo velenas... Metafazėje vyksta tolesnė chromosomų spiralizacija.

Jie ryškiausiai matomi šiame etape. Jų centromerai yra palei pusiaują. Prie jų pritvirtinti skilimo veleno sriegiai.

Anafazėje centromerai dalijasi, seserinės chromatidės atsiskiria viena nuo kitos ir dėl verpstės gijų susitraukimo persikelia į priešingus ląstelės polius.

Telofazėje citoplazma dalijasi, chromosomos atsiskleidžia, vėl susidaro nukleoliai ir branduolinės membranos.

Gyvūnų ląstelėse citoplazma susiraukšlėja, daržovėje- motinos ląstelės centre susidaro pertvara. Taigi iš vienos originalios ląstelės (motinos) susidaro dvi naujos dukterinės ląstelės.

Mendelio dėsniai

nustatyti G. Mendelio paveldėjimo palikuonių pasiskirstymo modeliai, bruožai.

M. z. formulavimo pagrindas. tarnavo ilgalaikiams (1856–63) eksperimentams, kertant kelis. žirnių veislės. G. Mendelio amžininkai negalėjo įvertinti jo išvadų svarbos (apie jo darbą buvo pranešta 1865 m. Ir paskelbta 1866 m.), Ir tik 1900 m. Šiuos dėsningumus iš naujo atrado ir teisingai įvertino K.

Correns, E. Cermak ir H. De Vries. Šių modelių identifikavimą palengvino griežtų šaltinių pasirinkimo metodų naudojimas, specialus.

kirtimo schemas ir atsižvelgiant į eksperimentų rezultatus. Teisingumo ir M. z. vertės pripažinimas. pradžioje. 20 a siejamas su def. citologijos pažangą ir branduolinės paveldimumo hipotezės formavimąsi. Mechanizmai, kuriais grindžiamas M.

z., buvo išaiškintos tiriant lytinių ląstelių susidarymą, ypač chromosomų elgesį mejozės metu, ir įrodant chromosomų paveldimumo teoriją.

Vienodumo dėsnis pirmosios kartos hibridai, arba pirmasis Mendelio dėsnis, teigia, kad pirmos kartos palikuonys iš kryžminimo atsparių formų, kurios skiriasi vienu požymiu, turi tą patį šio požymio fenotipą.

Be to, visi hibridai gali turėti vieno iš tėvų fenotipą (visiškas dominavimas), kaip buvo Mendelio eksperimentų atveju, arba, kaip vėliau buvo nustatyta, tarpinis fenotipas (neišsamus dominavimas). Vėliau paaiškėjo, kad pirmosios kartos hibridai gali turėti abiejų tėvų požymius (codominapie). Šis dėsnis grindžiamas tuo, kad kai kertamos dvi skirtingiems aleliams homozigotinės formos (AA ir aa), visi jų palikuonys yra vienodi genotipo (heterozigotinio - Aa), taigi ir fenotipo.

Skaldymo įstatymas, arba antrasis Mendelio dėsnis, sako, kad apibrėžime kryžminant pirmosios kartos hibridus tarpusavyje tarp antrosios kartos hibridų.

santykiai atsiranda asmenims, turintiems pirminių tėvų formų fenotipus ir pirmosios kartos hibridus. Taigi, esant visiškam dominavimui, nustatoma 75% asmenų, turinčių dominuojantį bruožą, ir 25% su recesyviniu požymiu, tai yra du fenotipai santykiu 3: 1 (1 pav.). Esant nepilnam dominavimui ir kodifikacijai, 50 % antrosios kartos hibridų turi pirmosios kartos hibridų fenotipą, o po 25 % – pirminių tėvų formų fenotipus, t.y.

Tai yra, pastebimas skilimas 1: 2: 1. Antrasis dėsnis grindžiamas natūraliu homologinių chromosomų poros (su aleliais A ir a) elgesiu, kuris užtikrina dviejų tipų gametų susidarymą pirmosios kartos hibriduose, dėl kurių išskiriami trijų galimų genotipų individai. identifikuotas tarp antros kartos hibridų santykiu 1AA: 2Aa: 1aa ... Tam tikri alelių sąveikos tipai suteikia fenotipo atsiejimą pagal antrąjį Mendelio dėsnį.

Požymių savarankiško derinimo (paveldėjimo) dėsnis arba trečiasis Mendelio dėsnis teigia, kad kiekviena alternatyvių bruožų pora elgiasi nepriklausomai viena nuo kitos keliose kartose, todėl apibrėžime yra antrosios kartos palikuonių.

santykis, atsiranda individų, turinčių naujų (tėvų atžvilgiu) bruožų derinių. Pavyzdžiui, kryžminant pradines formas, kurios skiriasi dviem savybėmis, antrosios kartos asmenys, turintys keturis fenotipus, nustatomi santykiu 9: 3: 3: 1 (visiško dominavimo atvejis).

Be to, du fenotipai turi „tėvų“ bruožų derinius, o likusieji du turi naujus. Šis įstatymas grindžiamas kelių nepriklausomu elgesiu (suskaidymu). homologinių chromosomų porų (2 pav.). Pavyzdžiui, atliekant dihibridinį kryžminimą, pirmosios kartos hibriduose (AB, Ab, aB, ab) susidaro 4 lytinių ląstelių tipai, o susidarius zigotams - reguliarus skilimas pagal genotipą ir atitinkamai pagal fenotipą.

Kaip vienas iš M.

h. genetinėje. literatūroje dažnai minimas lytinių ląstelių grynumo dėsnis. Tačiau, nepaisant esminio šio dėsnio pobūdžio (ką patvirtina tetrados analizės rezultatai), jis nesusijęs su bruožų paveldėjimu, be to, jį suformulavo ne Mendelis, o W.

Batsonas (1902).

Dėl M. atpažinimo z. jų klasikoje. forma reikalauja: pirminių formų homozigotiškumo, lytinių ląstelių susidarymo visų įmanomų tipų hibriduose lygiomis dalimis, kurią užtikrina teisinga mejozės eiga; vienodas visų tipų lytinių ląstelių gyvybingumas, vienoda tikimybė apvaisinimo metu sutikti bet kokio tipo lytines ląsteles; vienodas visų tipų zigotų gyvybingumas.

Šių sąlygų pažeidimas gali sukelti skilimo nebuvimą antroje kartoje arba skilimą pirmojoje kartoje, arba dec santykio iškraipymą.

geno ir fenotipai. M. z., Kuris atskleidė diskretišką, korpuskulinį paveldimumo pobūdį, yra universalus visiems diploidiniams organizmams, kurie dauginasi seksualiai.

Poliploidų atveju iš esmės atskleidžiami tie patys paveldėjimo modeliai, tačiau skaitiniai geno- ir fenotipiniai santykiai. klasės skiriasi nuo diploidų. Klasių santykis taip pat keičiasi diploiduose genų susiejimo atveju (trečiojo Mendelio dėsnio „pažeidimas“).

Apskritai M. z. galioja autosominiams genams su visišku skvarbumu ir pastoviu išraiškingumu. Kai genai yra lokalizuoti lytinėse chromosomose arba organelių (plastidų, mitochondrijų) DNR, kryžminio kryžminimo rezultatai gali skirtis ir nesilaikyti M. z., O tai nestebima genams, esantiems autosomose.

M. z. buvo labai svarbūs - būtent jų pagrindu intensyvus genetikos vystymasis įvyko pirmajame etape. Jie buvo pagrindas daryti prielaidą, kad ląstelėse (gametose) egzistuoja paveldimumas, veiksniai, kontroliuojantys požymių vystymąsi. Iš M. z. iš to seka, kad šie veiksniai (genai) yra santykinai pastovūs, nors gali būti skirtingomis kryptimis. būsenos, suporuotos somatiškai.

ląstelės ir yra vienišos gametose, atskiros ir gali elgtis nepriklausomai viena nuo kitos. Visa tai vienu metu buvo rimtas argumentas prieš „susiliejusio“ paveldimumo teorijas ir buvo patvirtintas eksperimentiškai.

4 Genetinė variacija. Mutacijų sąvoka (mutacijų tipai ir jų vaidmuo specifikoje)

Mutacija(lot. mutacija- pokytis) - nuolatinis (tai yra tas, kurį gali paveldėti tam tikros ląstelės ar organizmo palikuonys) genotipo kaita, atsirandanti veikiant išorinei ar vidinei aplinkai.

Mutacijų atsiradimo procesas vadinamas mutagenezė.

Mutacijų priežastys

Mutacijos skirstomos į spontaniškas ir sukeltas.

Spontaniškos mutacijos atsiranda spontaniškai per visą organizmo gyvenimą, esant normalioms aplinkos sąlygoms, kurių dažnis yra apie 10–9–10–12 vienam nukleotidui per ląstelių kartą.

Sukeltos mutacijos – tai paveldimi genomo pokyčiai, atsirandantys dėl tam tikrų mutageninių poveikių dirbtinėmis (eksperimentinėmis) sąlygomis arba esant neigiamam aplinkos poveikiui.

Gyvoje ląstelėje vykstančių procesų metu mutacijos atsiranda nuolat.

Pagrindiniai procesai, lemiantys mutacijų atsiradimą, yra DNR replikacija, DNR atstatymo sutrikimai ir genetinė rekombinacija.

Ankstesnis123456789Kitas

Kas leidžia biologinėms sistemoms atkurti tokias sistemas? Akivaizdu, kad kai kurių buvimas informacija.

Informacija yra puikus(neapčiuopiama) sąvoka, tai yra, informacija neturi nei masės, nei energijos. Tačiau visada yra medžiaga laikmenos: kalba (garsai), popierius, kompaktiniai diskai ...

Yra daug būdų apibrėžti „informacijos“ sąvoką. Informaciją laikysime kai kuriomis programa, kai vykdomas, galite gauti tam tikrą rezultatą.

Biologijoje vadinama informacija, kuri išsaugoma per kelias kartas (tai yra paveldima) genetinė informacija(iš graikų kalbos. genezė , genetikai - kilmė; nuo lat. gentis - gentis).

Tačiau ne visa paveldima informacija yra genetinė.

Negenetinė (paragenetinė, epigenetinė) informacija yra informacija, dėl kurios panašūs dauginasi panašiai, tačiau, kaip taisyklė, šį panašumą lemia aplinkos veiksniai arba motinos organizmo poveikis. Negenetinės informacijos perdavimo iš kartos į kartą mechanizmai yra labai įvairūs ir kol kas jų nenagrinėsime.

Genetinė informacija yra paveldima informacija, kurią perduoda DNR.(kai kurie virusai turi RNR).

DNR yra cheminė medžiaga, kuri yra dalis chromosomos- dažytos struktūros, atsirandančios branduolio vietoje ląstelių dalijimosi metu.

Minimalus chromosomų rinkinys ir tuo pačiu minimalus tam tikros biologinės rūšies DNR kiekis vadinamas genu O mama (daiktavardžio raidė, vienaskaitinis skaičius - genas O m).

DNR gabalas, kuriame yra informacija apie kai kuriuos elementarius bruožus - fenas (daiktavardžio raidė, vienaskaitos numeris - Plaukų džiovintuvas) vadinamas r e nom (daiktavardis, vienaskaitos skaičius - genas). Daugelis genų gali egzistuoti dviejų ar daugiau variantų - alelių - pavidalu. Pavyzdžiui, pelėms - genas A, kuris lemia bendrą kūno spalvą, yra pavaizduotas aleliais:

AY- geltona spalva,

AL- agouti („pilka“) dažymas šviesiu pilvu,

A- agouti, "pilka", norma,

adresu- juodos ir rudos spalvos,

a- juoda, ne agouti.

Visų konkretaus organizmo genų (tiksliau, alelių) rinkinys vadinamas genotu ir pom (daiktavardis, vienaskaitos numeris - genotas ir NS).

Genetinė informacija turi keletą svarbių savybių:

– diskretiškumas(elementarių informacijos vienetų buvimas - genaiįtrauktas į chromosomos);

– pastovumas(konservavimas);

– savęs dauginimasis (DNR replikacija, kopijavimas);

– realizavimas(programos vykdymas su tam tikru rezultatu);

– transliacija iš kartos į kartą;

– derinant atskiri informacijos vienetai (genai, chromosomos);

– pasikeitimas (mutacija) – naujų genų ir chromosomų atsiradimas.

Pagrindinė genetinės informacijos savybė yra tai, kad jos įgyvendinimo rezultatai neturi tiesioginės įtakos pradinei informacijai. Žmogaus sukurtose sistemose (technologijose, ekonomikoje ...) informacija keičiasi sąmoningai, remiantis grįžtamuoju ryšiu tarp pradinės informacijos ir jos įgyvendinimo rezultatų. Genetinė informacija keičiasi atsitiktinai: dėl mutacijų ir rekombinacijų. Informacijos įgyvendinimo rezultatai neturi tiesioginės įtakos pradinei informacijai. Pakeistos informacijos išsaugojimas ir perdavimas atliekamas atrankos būdu (natūrali ar dirbtinė), remiantis jos įgyvendinimo rezultatais.

Paveldima informacija GYVŪNŲ EMBRIOLOGIJA

PAVELDIMĖ INFORMACIJA, GENETINĖ INFORMACIJA - informacija apie organizmo požymius ir savybes, perduodama paveldėjimo būdu. Daugialąsčiuose organizmuose jis perduodamas naudojant lytines ląsteles – gametas. Jis rašomas nukleotidų sekos forma DNR molekulėje, kuri lemia specifinių ląstelės baltymų sintezę ir atitinkamą visų organizmo požymių bei savybių raidą.

Bendroji embriologija: terminų žodynas – Stavropolis. O.V. Dilekova, T.I. Lapina. 2010 .

Pažiūrėkite, kas yra „paveldima informacija“ kituose žodynuose:

Paveldima informacija- * lemiama informacija * paveldima informacija DNR molekulės nukleotidų seka, lemianti specifinių ląstelių baltymų, RNR, tRNR sintezę ir jų pagrindu atitinkamų organizmo savybių vystymąsi (). Paveldimas turtas yra ...... Genetika. enciklopedinis žodynas

Paveldima informacija- genetinė informacija apie paveldimas organizmo struktūras, gauta iš protėvių genų rinkinio pavidalu. Ekologinis enciklopedinis žodynas. Kišiniovas: Moldavijos sovietinės enciklopedijos pagrindinė redakcija. I.I. Senelis. 1989 ... Ekologinis žodynas

paveldima informacija- žiūrėkite genetinę informaciją ... Išsamus medicinos žodynas

Paveldima informacija- Nukleorūgštys (iš lotyniško branduolio branduolio) yra didelės molekulinės masės organiniai junginiai, biopolimerai (polinukleotidai), kuriuos sudaro nukleotidų liekanos. Nukleorūgštys DNR ir RNR yra visų gyvų organizmų ląstelėse ir atlieka ... ... Wikipedia

Paveldima informacija- nukleotidų seka DNR molekulėje, kuri lemia specifinių ląstelės baltymų sintezę ir vystymąsi remiantis atitinkamais organizmo požymiais ...

Genetinė (paveldima) informacija- programos, specialiai užkoduotos organizmuose, gautos iš savo protėvių ir įterptos į jų paveldimas struktūras genų rinkinio pavidalu apie medžiagų, sudarančių kūną, sudėtį, struktūrą ir metabolizmo pobūdį ...

Paveldima transmisija- reiškia teisės priimti palikimą perdavimą, tai yra, jei įpėdinis, pašauktas paveldėti pagal testamentą ar įstatymą, mirė po palikimo atidarymo, neturėdamas laiko jį priimti per nurodytą laiką, teisė priimti reikia ... ... Vikipedija

Genetinė informacija (paveldima)- (žr. Informacija, Genetika) organizmo savybių programa, įterpta į paveldėtas struktūras (DNR, iš dalies RNR) ir gauta iš protėvių genetinio kodo pavidalu. Paveldima informacija lemia morfologinę struktūrą, augimą, vystymąsi, mainus ... ... Šiuolaikinio gamtos mokslo pradžia

genetinė informacija- (sin. paveldima informacija) informacija apie kūno struktūrą ir funkcijas, įterpta į genų visumą ... Išsamus medicinos žodynas

GENETINĖ INFORMACIJA- žr. paveldimą informaciją ... Botanikos terminų žodynas

Knygos

, Spektor Anna Arturovna, Šis iliustruotas atlasas yra unikalus tuo, kad jaunojo skaitytojo nenuves po šalis ir žemynus, o aiškiai parodys žmogaus anatomiją. Kaip paveldimas yra sujungtas į DNR molekulę ... Kategorija: Žmogus. Žemė. Visata Serija: Vaikų iliustruotas atlasas Leidėjas: Avanta, Pirkite už 696 rublius
Vaikų iliustruotas žmogaus anatomijos atlasas Spector A. Šis iliustruotas atlasas yra unikalus tuo, kad jis nekelia jaunojo skaitytojo po šalis ir žemynus, bet aiškiai parodo žmogaus anatomiją. Kaip paveldimas yra surenkamas į DNR molekulę ... Kategorija:

Kas leidžia biologinėms sistemoms atkurti tokias sistemas? Akivaizdu, kad kai kurių buvimas informacija.

Yra daug būdų apibrėžti „informacijos“ sąvoką. Informaciją laikysime kai kuriomis programa, kai vykdomas, galite gauti tam tikrą rezultatą.

Tačiau ne visa paveldima informacija yra genetinė.

Genetinė informacija yra paveldima informacija, kurią perduoda DNR.(kai kurie virusai turi RNR).

DNR yra cheminė medžiaga, kuri yra dalis chromosomos- dažytos struktūros, atsirandančios branduolio vietoje ląstelių dalijimosi metu.

Minimalus chromosomų rinkinys ir tuo pačiu minimalus tam tikros biologinės rūšies DNR kiekis vadinamas genu O mama (daiktavardžio raidė, vienaskaitinis skaičius - genas O m).