- •5 Основные уровни иерархии биологических систем
- •6.Главные этапы возникновения жизни на Земле. Появление клетки как исходная точка биологической эволюции
- •7. Происхождение эукариотической клетки
- •Основные различия между прокариотами и эукариотами:
- •18.Классификация нуклеотидных последовательностей в геноме эукариот:
- •41. Макроэволюция. Её отношение с микроэволюцией.
- •42 Уровни организации групп живых организмов
- •43 Элементарные формы филогенеза: филетическая и девергентная эволюция
- •44 Формы соотносительной эволюции групп: ковергентная и паралельная эволюции, синхронный или асинхронный параллелизм
- •Типы эволюции групп. Аллогенез и идиодоптация. Специализация
- •Арогенез и араморфозы. Морфофизиологический регресс. Биологический прогресс и биологический регресс, их основные критерии. Эмпирические правила эволюции групп и их генетическая основа.
18.Классификация нуклеотидных последовательностей в геноме эукариот:
1.Уникальные, т.е. последовательности, представленные в одном экземпляре или немногими копиями. Как правило, это цистроны – структурные гены, кодирующие белки.
2. Низкочастотные повторы – последовательности, повторяющиеся десятки раз.
3. Промежуточные, или среднечастотные, повторы – последовательности, повторяющиеся сотни и тысячи раз. К ним относятся гены рРНК (у человека 200 на гаплоидный набор, у мыши – 100, у кошки – 1000, у рыб и цветковых растений – тысячи), тРНК, гены рибосомных белков и белков-гистонов.
4. Высокочастотные повторы, число которых достигает 10 миллионов (на геном). Это короткие (~ 10 пн) некодирующие последовательности, которые входят в состав прицентромерного гетерохроматина.
19. 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.
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. Pol I реплицирует рибосомные гены, Pol II - структурные гены белков, Pol III - гены, кодирующие небольшие РНК. Промотор Pol I и Pol II находятся перед участком инициации транскрипции, промотор Pol III - в рамках структурного гена; б) модуляторы - последовательности ДНК, усиливающие уровень транскрипции; в) 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.
Для клеток прокариот характерно отсутствие ядерной оболочки, ДНК упакована без участия гистонов. Генетический материал прокариот представлен одной молекулой ДНК, замкнутой в кольцо, имеется только один репликон. В геноме могут присутствовать мобильные генетические элементы, а у некоторых прокариот (например, вольбахия) их содержится необычно много. Изучение бактерий привело к открытию горизонтального переноса генов. Открытие горизонтального переноса генов у прокариот заставило по другому взглянуть на эволюцию жизни. Ранее эволюционная теория базировалась на том, что виды не могут обмениваться наследственной информацией. Прокариоты могут обмениваться генами между собой непосредственно (конъюгация, трансформация) а также с помощью вирусов - бактериофагов (трансдукция).
20. Этапы реализации генетической информации в клетке
Транскрипция является первым этапом общего переноса генетической информации и представляет собой процесс биосинтеза молекул РНК по программе ДНК. В качестве продуктов транскрипции (транскриптов) можно рассматривать все типы молекул РНК, участвующих в биосинтезе белков в клетке, — матричные (информационные) РНК (мРНК, или иРНК), рибосомные РНК (рРНК), транспортные РНК (тРНК), малые ядерные РНК (мРНК). Транскрипция подразделяется на три основные стадии — инициацию (начало синтеза РНК), элонгацию (удлинение полинуклеотидной цепочки) и терминацию (окончание процесса).
Трансляция как очередной этап реализации генетической информации заключается в синтезе полипептида на рибосоме, при котором в качестве матрицы используется молекула мРНК (считывание информации в направлении 5' → 3'). Следует заметить, что в клетках прокариот, не имеющих настоящего ядра с оболочкой, хромосомный генетический материал (ДНК) практически находится в цитоплазме, что определяет непрерывный характер взаимосвязи процессов транскрипции и трансляции.
Посттрансляционная модификация полипептида представляет собой завершающий этап реализации генетической информации в клетке, приводящий к превращению синтезированного полипептида в функционально активную молекулу белка. При этом первичный полипептид может претерпевать процессинг, состоящий в ферментативном удалении инициирующих аминокислот, отщеплении других (ненужных) аминокислотных остатков и в химической модификации отдельных аминокислот. Затем происходит процесс сворачивания линейной структуры полипептида за счет образования дополнительных связей между отдельными аминокислотами и формирование вторичной структуры белковой молекулы. На этой основе формируется еще более сложная третичная структура молекулы.