Билет 3

1. Клеточная теория

Клеточная теория - одно из наиболее важных биологиче­ских обобщений, согласно которому все организмы состо­ят из клеток.

Клетка — элементарная живая система.

Существуют эволюционно неклеточные организмы (вирусы), но они (как паразиты) могут размножаться только в клетках. Различные клетки различаются и по строению, и по величине, и по функциям.

История изучения клетки связана с именами таких ученых, как М. Шлейден и Т. Шванн - которые сформулировали клеточную теорию. В работе «Микроскопиче­ские исследования о соответствии в структуре и росте живот­ных и растений» (1839 г.) Т. Шванн сформулировал основные 4 положения клеточной теории, которые затем неоднократно дополнялись и уточнялись. Современная клеточная теория включает следующие поло­жения:

клетка — основная единица строения и развития всех живых организмов, наименьшая единица живого;

клетки всех одноклеточных и многоклеточных организ­мов сходны (гомологичны) по своему строению, химическому составу, основным проявлениям процессов жизнедеятельности и обмену веществ;

размножение клеток происходит путем их деления, и каж­дая новая клетка образуется в результате деления исходной (ма­теринской) клетки;

4) в сложных многоклеточных организмах клетки специа­лизированны по выполняемой ими функции и образуют тка­ни; из/тканей состоят органы, которые тесно взаимосвязаны и подчинены нервным и гуморальным системам регуляции.

2. Генетический материал у про и эукариот представлен ДНК. Общим является принцип записи и генетический код. Единица – нуклеотид. Выделяют уникальные, высоко и средне повторяющиеся. Для про и эукариотов нет принципиальных отличий при транскрипции и трансляции. Особенности: у прокариот – ед. кольцевая молекула ДНК. Она располагается в цитоплазме, где также находятся необходимые для экспрессии генов тРНК и ферменты, некоторые из которых заключены в рибосомы. Гены прокариот состоят из кодирующих нуклеатидных последовательностей, определяющих синтехз белка, тРНК, рРНК. Наследственный материал эукариот больше по объему Он расположен в особых ядерных структурах – хромосомах, которые отделены от цитоплазмы ядерной оболочкой. Структуры, необходимые для синтеза белка гаходится в цитоплазме и включает рибосомы, тРНК, аминокислоты и ферменты. Отличия в молекулярной структуре генов эукариотов в том, что кодирующие последовательности –экзоны, прерываются интронами – участками, не использующимися при синтезе РНК и пептидов.. Т.о. в прокариотической клетке транскрипция и трансляция происходит одновременно. В эукариотической - они протекают в разных местах (транскрипция в ядре, трансляция в цитоплазме) и разделены процессингом – в результате которого удаляются интроны, а экзоны сшиваются между собой – сплайсинг.

3. РЕПЛИКАЦИЯ редупликация, ауторепликация, процесс самовоспроизведения макромолекул нуклеиновых к-т, обеспечивающий точное копи­рование генетич. информации и переда­чу её от поколения к поколению. В основе механизма Р. лежит ферментативный син­тез ДНК на матрице ДНК или РНК на матрице РНК. Важное место среди фер­ментов Р. занимает ДНК-зависимая ДНК-полимераза, ведущая синтез со скоростью около 1000 нуклеотидов в секун­ду (у бактерий). Р. ДНК полуконсерва­тивна,

т. е. при синтезе двух дочерних молекул ДНК каждая из них содержит одну «старую» и одну «новую» цепочку. Единица Р.— репликой. фрагменты, синтезируемые в ходе Р., на одной («от­стающей») цепи «сшиваются» ферментом ДНК-лигазой. При инициации каждого фрагмента синтезируется короткий учас­ток РНК, к-рый потом заменяется ДНК. Р. ДНК in vivo — очень точный процесс. Частота ошибок, приводящих к спонтан­ным точковым мутациям, не превышает 10~9 на нуклеотид на поколение. В Р. участвуют белки, расплетающие двойную спираль ДНК, стабилизирующие распле­тённые участки, предотвращающие запу­тывание молекул. Р. ДНК у эукариот происходит медленнее (ок. 100 нуклеоти­дов в секунду), но одновременно во мн. точках одной молекулы ДНК. Р. РНК ограничена узким кругом РНК, содержащих вирусов. Р. наз. также удвоение хро­мосом, в основе к-рого лежит Р. ДНК.

4. ИНДУКЦИЯ (от лат. inductio — побуж­дение, наведение) в физиологии, термин, используемый для обозначения возбуждающих и тормозящих взаимо­влияний нервных центров. Явление И. характерно для всех отделов нервной системы. В эмбриологии И.— взаимодейст­вие между частями развивающегося организма у ми беспозвоночных и всех хордовых, в процессе к-рого одна часть — индуктор, приходя в контакт с другой частью — реагирующей системой, опре­деляет направление развития последней.

Явление И. открыто в 1901 X. Шпеманом при изучении образования зачатка хрусталика глаза из эктодермального эпителия у зародышей земноводных. Поз­же он показал, что и для образования у этих животных нервной пластинки из эктодермы гаструлы необходим контакт эктодермы с хордомезодермой. Это взаимодействие наз. первичной эмбриональной И., а индуктор — материал спинной гу­бы бластопора — организатором. В эксперименте было показано, что реа­гирующая система, дифференцируясь под влиянием индуктора, часто сама стано­вится индуктором для возникающих поз­же зачатков органов и тканей и всё развитие зародыша представляет собой как бы цепь следующих друг за другом ин­дукционных взаимодействий. В ряде случаев установлено не только воздей­ствие индуктора на реагирующую систе­му, но и влияние последней на дальней­шую дифференцировку индуктора. Для осуществления И. необходимо, чтобы клетки, подвергающиеся действию индуктора, обладали соответствующей компетенцией. Действие индукторов, как правило, лишено видовой специфичности. Органоспецифич. действие собств. ин­дукторов может быть в эксперименте заменено действием ряда органов и тка­ней зародышей старшего возраста и взрос­лых животных (чужеродные, или гетеро­генные, индукторы) или выделенными из них химич. веществами — индуцирую­щими факторами (напр., из туловищных отделов 9—11-дневных куриных зароды­шей выделен т. н. вегетализующий фак­тор — белок с мол. м. ок. 30 000, вызы­вающий в компетентной эктодерме гаст­рулы земноводных образование энтодер­мы и вторично — хорды, мышц и др. про­изводных мезодермы). Действие индук­торов может быть имитировано обработ­кой клеток компетентной ткани более простыми химич. соединениями, (солями натрия и лития, сахарозой), а также нек-рыми повреждающими клет­ки воздействиями; по-видимому, при этом в клетках высвобождаются собств. индуцирующие факторы, находившиеся в них в связанном состоянии. Такую И. иногда наз. эвокацией, а индуцирующие стимулы — э в о к а т о р а м и. Часто термины «И.» и «индукторы» исполь­зуют для обозначения более широкого круга явлений и говорят об И. дифференцировки органов и тканей животных и растений гормонами, факторами внеш. среды (свет, темп-pa и др.), называя эти внутр. и внеш. факторы индукторами.