11. Наследственный аппарат клеток. Кодирование и реализация биологической информации.

В основе наследственности лежит способность всех живых организмов накапливать, хранить и передавать наследственную информацию. Эта одна из важнейших качественных особенностей живой материи связанная с нуклеиновыми кислотами – ДНК и РНК. Ведущее значение принадлежит ДНК – самой длиной молекуле живых организмов, сосредоточенной а ядрах клеток и представляющих их наследственный аппарат. Большая длина молекула ДНК дает возможность «записать» на ней, как на телеграфной ленте, все основные свойства будущего организма и программу его развития. Такая «запись» осуществляется с помощью специального «нуклеинового языка», или «нуклеинового кода», сущностью которого является изменение порядка следования четырех химических соединений, входящих в состав ДНК.

На такой нуклеиновой «ленте» можно выделить отдельные самостоятельные участки, включающие в себя описание программы развития данного признака. Их называют генами. Каждая молекула ДНК включает в себя сотни генов и представляет собой программу развития многих признаков и свойств организма. Объединяясь с особыми белками и некоторыми другими веществами, молекулы ДНК в ядре образуют – хромосомы. У человека в ядрах его соматических клеток содержится 46 хромосом, а в ядрах половых клеток их число равно – 23. Однако при оплодотворении количество хромосом вновь становится равным 46. Такой набор хромосом называют – диплоидным, а одинарный набор – гаплоидным.

Все 46 хромосом можно разбить на пары, из них 22 близки по форме и генному составу. Эти хромосомы называют гомологичными. 23 пара половые хромосомы X и Y. Абсолютного сходства между гомологичными хромосомами нет. В каждой гомологичной хромосоме всегда содержится большое число генов, контролирующих развитие различных признаков. Например в одной хромосоме может находится ген, обеспечивающий карий цвет глаз, а др. – голубой.

Эти маленькие различия в геномном составе гомологичных хромосом имеют большое значение и лежат в основе изменчивости организмов – свойства потомства отличатся от родителей рядом признаков. Действительно, в процессе образования половых клеток гомологичные хромосомы расходятся в различные клетки, а в результате оплодотворения они объединяются в новые пары. Значительные изменения генного состава хромосом могут осуществляться и в результате прямого обмена между гомологичными хромосомными участками, содержащими десятки генов.

12. Ассимиляция и диссимиляция как основа самообновления биологических систем. Определение, сущность, значение.

Все живые организмы способны к обмену веществ с окружающей средой, поглощая из нее элементы, необходимые для питания, и выделяя продукты жизнедеятельности. В круговороте органических веществ самыми существенными стали процессы синтеза и распада. Живые организмы поглощают из окружающей среды различные вещества. Вследствие целого ряда сложных химических превращений вещества из окружающей среды уподобляются веществам живого организма, из них строится его тело. Эти процессы называются ассимиляцией или пластическим обменом.

Приведем несколько примеров. Растения из диоксида углерода и воды синтезируют сложные органические соединения - углеводы (крахмал и целлюлозу), которые используются как запасные питательные вещества и строительный материал. Белок куриного яйца в организме человека претерпевает ряд сложных превращений, прежде чем преобразуется в белки, свойственные организму, - гемоглобин, кератин или любой иной.

Другая сторона обмена веществ - процессы диссимиляции, в результате которых сложные органические соединения распадаются на простые соединения, при этом утрачивается их сходство с веществами организма и выделяется энергия, необходимая для реакций биосинтеза. Поэтому диссимиляцию называют еще энергетическим обменом.

Обмен веществ обеспечивает постоянство химического состава и строения всех частей организма и как следствие - постоянство функционирования в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды.