- •Клетка. Формы жизни.
- •Цитоплазматическая мембрана
- •Цитоскелет
- •Эукариотические хромосомы
- •Первичная перетяжка
- •Вторичные перетяжки
- •Типы строения хромосом
- •Политенные хромосомы
- •Трансмембранный транспорт в мембранной упаковке
- •Пассивный транспорт веществ через цитоплазматическую мембрану
- •Митохондрии
- •Рибосомы
- •Эндоплазматическая сеть
- •Аппарат Гольджи
- •11. Основные этапы транскрипционно-трансляционного потока информации у эукариот
- •Транскрипционно-трансляционный поток информации, активированный тироксином
- •Сравнительная характеристика про- и эукариот
- •Размножение. Развитие
- •1. Репликация у эукариот
- •2. Митотический цикл, 3. Митоз
- •4. Диплотена.
- •Гаметогенез
- •Общие закономерности эмбрионального развития
- •Гомеостаз
- •Критические периоды развития.
- •Тератогенез и тератогенные факторы
- •Дифференциальная активность генов в развитии
- •Эмбриональная индукция
- •Генетика
- •Особенности человека как объекта генетических исследований
- •Генные мутации
- •Хромосомные мутации
- •Геномные мутации
- •5. Генные болезни
- •Наследственные нарушения циркулирующих белков
- •Наследственные болезни обмена металлов Синдромы нарушения всасывания в пищеварительном тракте
- •6. Генетический полиморфизм людей.
- •Ядерный геном человека
- •Мутационная изменчивость
- •Комбинативная изменчивость
- •Модификационная изменчивость
- •11. Строение гена прокариот
- •12. Строение оперона прокариот.
- •Строение гена эукариот.
- •Транскрипция у прокариот
- •Транскрипция у эукариот
- •Трансляция у прокариот
- •Трансляция у эукариот
- •Строение зрелой иРнк эукариот
- •3' Полиадениновый хвост
- •Регуляция активности генов по типу индукции
- •Регуляция активности генов по типу репрессии
- •Репарация у эукариот
- •Регуляция экспрессии генов эукариот на уровне трансляции
- •Кариотип человека
- •Генная терапия
- •Виды генной терапии: терапия
- •Способы доставки в клетку генетической информации
- •Генеалогический метод антропогенетики
- •Популяционно-статистические методы антропогенетики
- •Цитогенетические методы антропогенетики
- •Генетический код
- •Межаллельные взаимодействия
- •Взаимодействия между неаллельными генами Комплементарность
- •Эпистаз
- •Полимерия
- •Сцепленное наследование. Кроссиговер
- •Генетика пола.
- •Сцепленное с полом наследование
- •Генокопии и фенокопии
- •Хромосомная теория наследственности
- •Цитоплазматическое наследование
- •Пенетрантность и экспрессивность
- •Антимутационные механизмы
- •Молекулярно-генетические методы антропогенетики
- •Диагностика наследственных заболеваний
- •4. Эволюционное учение.
- •Мутационный процесс как эволюционный фактор
- •Популяционные волны как эволюционный фактор
- •Борьба за существование как эволюционный фактор
- •Миграция как эволюционный фактор
- •Естественный отбор как эволюционный фактор
- •Дрейф генов как эволюционный фактор
- •Особенности человека разумного как вида.
- •Биологические факторы антропогенеза
- •Социальные факторы антропогенеза
- •Популяция как элементарная эволюционная единица
- •Проблема генетического груза
- •Биологические основы паразитизма
- •Паразитизм как экологический феномен.
- •Адаптации паразитов к паразитическому образу жизни.
- •Способы проникновения паразитов в организм человека
- •4) Трансмиссивный
- •Факторы действия паразита на организм хозяина. Факторы действия хозяина на организм паразита.
- •Биологические принципы борьбы с трансмиссивными и природноочаговыми заболеваниями.
- •Жизненные циклы паразитов. Чередование поколений и феномен смены хозяев.
- •Экология
- •1.Экологическая характеристика популяций.
- •2.Внутривидовые отношения
- •Межвидовые отношения
- •Пищевые цепи
- •Действие на человека абиотических факторов
- •Экологические категории организмов: продуценты, консументы и редуценты.
- •Адаптивные экологические типы человека.
- •Структура биогеоценоза.
- •Город как экологическая система.
- •Абиотические факторы города как среды обитания.
- •Природно-очаговые заболевания
- •Искусственные агроценозы.
- •Экологические проблемы современности.
- •Биотехнология.
- •Характеристика кривой зависимости степени благоприятности экологического фактора для организма от интенсивности этого фактора.
- •Современный экологический кризис биосферы.
- •Экологические системы.
- •Биосфера как экологическая система.
- •Экологическая генетика
- •Специфика среды обитания человека. Потребности человека.
- •Основные направления и результаты антропогенных изменений в окружающей среде.
- •Экологическая ниша человека
- •Биологическое оружие. Биологический терроризм.
- •Виды и основные свойства боевых биологических средств
- •Особенности поражения биологическим оружием
- •Антропоэкосистема.
- •Образ жизни человека. Здоровый образ жизни.
- •Болезнь человека как экологическое явление.
- •Основные свойства и признаки живого.
- •Клетки и организмы как неравновесные открытые системы.
- •Семья и жилище человека
Пенетрантность и экспрессивность
Фенотипическое проявление информации, заключенной в генотипе, характеризуется показателями пенетрантности и экспрессивности. Пенетрантностъ отражает частоту фенотипического проявления имеющейся в генотипе информации. Она соответствует проценту особей, у которых доминантный аллель гена проявился в признак, по отношению ко всем носителям этого аллеля. Неполная пенетрантность доминантного аллеля гена может быть обусловлена системой генотипа, в которой функционирует данный аллель и которая является своеобразной средой для него. Взаимодействие неаллельных генов в процессе формирования признака может привести при определенном сочетании их аллелей к непроявлению доминантного аллеля одного из них.
В рассмотренных выше примерах (см. разд. 3.6.5.2) наличие в генотипе одного из генов в рецессивном гомозиготном состоянии не давало возможности проявиться доминантному аллелю другого гена (альбинизм, бомбейский феномен). Известны также случаи, когда фенотипическому проявлению определенного аллеля препятствуют факторы окружающей организм среды. Например, у китайской примулы развитие или отсутствие красной окраски цветков зависит от температуры и влажности воздуха: при t = 5—20°С — красные цветы, при t = 30—35°С и повышенной влажности — белые. У кроликов гималайской окраски темная пигментация шерсти, развивающаяся в обычных условиях лишь на отдельных участках тела, при выращивании их при пониженной температуре может быть получена на всем теле.
Экспрессивность также является показателем, характеризующим фенотипическое проявление наследственной информации. Она характеризует степень выраженности признака и, с одной стороны, зависит от дозы соответствующего аллеля гена при моногенном наследовании или от суммарной дозы доминантных аллелей генов при полигенном наследовании, а с другой — от факторов среды. Примером служит интенсивность красной окраски цветков ночной красавицы, убывающая в ряду генотипов АА, Аа, аа, или интенсивность пигментации кожи у человека, увеличивающаяся при возрастании числа доминантных аллелей в системе полигенов от 0 до 8 (см. рис. 3.80). Влияние средовых факторов на экспрессивность признака демонстрируется усилением степени пигментации кожи у человека при ультрафиолетовом облучении, когда появляется загар, или увеличением густоты шерсти у некоторых животных в зависимости от изменения температурного режима в разные сезоны года.
Антимутационные механизмы
В результате генных мутаций изменяется смысл биологической информации. Последствия этого могут быть двоякого рода. В условиях обитания, изменяющихся незначительно, новая информация обычно снижает выживаемость. При резкой смене условий существования, при освоении новой экологической ниши наличие разнообразной информации полезно. В связи с этим интенсивность мутационного процесса в природных условиях поддерживается на уровне, не вызывающем катастрофического снижения жизнеспособности вида. Важная роль в ограничении неблагоприятных последствий мутаций принадлежит антимутационным механизмам, возникшим в эволюции.
Некоторые из этих механизмов рассмотрены выше. Речь идет об особенностях функционирования ДНК-полимеразы, отбирающей требуемые нуклеотиды в процессе репликации ДНК, а также осуществляющей самокоррекцию при образовании новой цепи ДНК наряду с редактирующей эндонуклеазой. Подробно разобраны различные механизмы репарации структуры ДНК, роль вырожденности генетического кода (см. разд. 3.4.3.2). Решением этой задачи служит триплетность биологического кода, которая допускает минимальное число замен внутри триплета, ведущих к искажению информации. Так, 64% замен третьего нуклеотида в триплетах не дает изменения их смыслового значения. Правда, замены второго нуклеотида в 100% приводят к искажению смысла триплета.
Фактором защиты против неблагоприятных последствий генных мутаций служит парность хромосом в диплоидном кариотипе соматических клеток эукариот. Парность аллелей генов препятствует фенотипическому проявлению мутаций, если они имеют рецессивный характер.
Определенный вклад в снижение вредных последствий генных мутаций вносит явление экстракопирования генов, кодирующих жизненно важные макромолекулы. Оно заключается в наличии в генотипе нескольких десятков, а иногда и сотен идентичных копий таких генов. Примером могут служить гены рРНК, тРНК, гистоновых белков, без которых жизнедеятельность любой клетки невозможна. При наличии экстракопий мутационное изменение в одном или даже нескольких одинаковых генах не ведет к катастрофическим для клетки последствиям. Копий, остающихся неизменными, вполне достаточно, чтобы обеспечить нормальное функционирование.
Существенное значение имеет также функциональная неравнозначность замен аминокислот в полипептиде. Если новая и сменяемая аминокислоты сходны по физико-химическим свойствам, изменения третичной структуры и биологических свойств белка незначительны. Так, мутантные гемоглобины HbS и НЬС человека отличаются от нормального гемоглобина НЬА заменой в 6-м положении р-цепи глутаминовой кислоты соответственно на валин или лизин. Первая замена резко изменяет свойства гемоглобина и приводит к развитию тяжелого заболевания — серповидно-клеточной анемии. При второй замене свойства гемоглобина изменяются в гораздо меньшей степени. Причиной этих различий является то, что глутаминовая кислота и лизин проявляют сходные гидрофильные свойства, тогда как валин — это гидрофобная аминокислота.
Таким образом, перечисленные механизмы способствуют сохранению отобранных в ходе эволюции генов и одновременно накоплению в генофонде популяции различных их аллелей, формируя резерв наследственной изменчивости. Последний определяет высокую эволюционную пластичность популяции, т.е. способность выживать в разнообразных условиях.