3. Учебно-методическое и информационное обеспечение учебной дисциплины

Основная литература

1. Васильева В.И., Волков И.Н., Синельщикова В.В., Ярыгин В.Н. Биология. М.: Высшая школа. В 2-х томах.

• Константинов В.М., Резанов А.Г., Фадеева Е.О.  Общая биология. М.: Академия, 2009. 256 с.

• Никитин А.Ф., Жоголев Д.Т., Гибадулин Т.В. Биология. М.: СпецЛит, 2008. 494 С.

• Садохин А.П. Концепции современного естествознания: Учебное пособие. М.: Изд-во Эксмо, 2005. 464 с.

Дополнительная литература:

• Бабушкин А.Н. Современные концепции естествознания. С.-П., 2000.

• Горелов А.А. Концепции современного естествознания (курс лекций). М. 1998.

• Горохов В.Г. Концепции современного естествознания и техники. М. 2000.

• Гуляев С.А., Жуковский В.М., Комов С.В. Основы естествознания. Екатеринбург, 2000.

• Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. М., 2005.

• Концепции современного естествознания (под ред. Лавриненко В.Н., Ратникова В.П.) М., 1999.

• Дубнищева Т.Я., Пигарев А.Ю. Современное естествознание (учебное пособие). М. 2000.

• Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания (практикум). М. 1998.

• Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания (курс лекций). М. 2000.

• Лавриненко В.Н., Ратников В.П., Гоголь В.Ф. и др. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов. М.: Культура и спорт, ЮНИТИ, 1997.

• Потеев М.И. Концепции современного естествознания. С.-П., 1999.

• Снакин В.В. Экология и природопользование в России. Энциклопедический словарь. М.: Академия, 2007. 816 с.

• Соколов Е.Ф. Концепции современного естествознания. М. 1999.

• Чебышев Н.В. Биологический тематический словарь. М.: Академия, 2006. 336 с.

• Хорошавина С.Г. Концепции современного естествознания. Ростов- на- Дону. 2000.

Для обучающихся должна быть обеспечена возможность оперативного обмена информацией с отечественными и зарубежными вузами, предприятиями и организациями, обеспечен доступ к современным профессиональным базам данных, информационным, справочным и поисковым системам:

www.informika.ru;

www.mon.gov.ru;

www.wikipedia.org;

www.edu.ru;

www.rsl.ru;

www.gnpbu.ru.

Специализированный перечень баз данных по профилю подготовки определяется вузом в основной образовательной программе.

Генети́ческий код - это свойственный всем живым организмам способ кодирования аминокислотной последовательности белков при помощи последовательности нуклеотидов. В ДНК используется четыре нуклеотида — аденин (А) , гуанин (G), цитозин (С) , тимин (T), которые в русскоязычной литературе обозначаются буквами А, Г, Ц и Т. Эти буквы составляют алфавит генетического кода. В РНК используются те же нуклеотиды, за исключением тимина, который заменён похожим нуклеотидом — урацилом, который обозначается буквой U (У в русскоязычной литературе) . В молекулах ДНК и РНК нуклеотиды выстраиваются в цепочки и, таким образом, получаются последовательности генетических букв. Генетический кодДля построения белков в природе используется 20 различных аминокислот. Каждый белок представляет собой цепочку или несколько цепочек аминокислот в строго определённой последовательности. Эта последовательность определяет строение белка, а следовательно все его биологические свойства. Набор аминокислот также универсален для почти всех живых организмов. Реализация генетической информации в живых клетках (то есть синтез белка, кодируемого геном) осуществляется при помощи двух матричных процессов: транскрипции (то есть синтеза иРНК на матрице ДНК) и трансляции генетического кода в аминокислотную последовательность (синтез полипептидной цепи на матрице иРНК) . Для кодирования 20 аминокислот, а также сигнала «стоп» , означающего конец белковой последовательности, достаточно трёх последовательных нуклеотидов. Набор из трёх нуклеотидов называется триплетом. Принятые сокращения, соответствующие аминокислотам и кодонам, изображены на рисунке. Свойства генетического кода Триплетность — значащей единицей кода является сочетание трёх нуклеотидов (триплет, или кодон) . Непрерывность — между триплетами нет знаков препинания, то есть информация считывается непрерывно. Неперекрываемость — один и тот же нуклеотид не может входить одновременно в состав двух или более триплетов. (Не соблюдается для некоторых перекрывающихся генов вирусов, митохондрий и бактерий, которые кодируют несколько белков, считывающихся со сдвигом рамки) . Однозначность — определённый кодон соответствует только одной аминокислоте. (Свойство не является универсальным. Кодон UGA у Euplotes crassus кодирует две аминокислоты - цистеин и селеноцистеин) Вырожденность (избыточность) — одной и той же аминокислоте может соответствовать несколько кодонов. Универсальность — генетический код работает одинаково в организмах разного уровня сложности — от вирусов до человека (на этом основаны методы генной инженерии) (Из этого свойства также есть ряд исключений,

Генетический код и его свойства

Представление о том, что генетическая информация о структуре белковых молекул зашифрована в ДНК путем определенного расположения нуклеотидов, конкретизировал Ф. Крик в гипотезе последовательности, согласно которой последовательность элементов гена определяет последовательность аминокислотных остатков в полипептидной цепи. Было установлено, что наследственную информацию с ДНК считывает иРНК, которая образуется комплементарно одной из цепей ДНК. Однако не было известно, каким образом переводится нуклеотидная последовательность иРНК в аминокислотную последовательность полипептидной цепи. Можно было предположить, что генетический код не может состоять из одного или двух нуклеотидов, так как их только четыре и сочетаний из двух (43) может быть только 16, а аминокислот 20. Г. Гамов в 1954 г. впервые высказал мысль о том, что генетический код должен быть триплетным. В этом случае получается (43) 64 сочетания, и их вполне достаточно для кодирования всех аминокислот. Начало экспериментальному анализу природы генетического кода положили М. Ниренберг и Дж. Маттеи в 1961 г. Они создали простейшие синтетические полимеры типа иРНК. Искусственно полученный полимер, содержащий только уридиновые нуклеотиды, в которых основанием является урацил, вводили в бесклеточную среду, полученную из кишечной палочки. В результате был получен полипептид, состоящий только из фенил-аланина — полифенилаланин.

Кодон для фенилаланина был расшифрован как УУУ. К расшифровке генетического кода активно подключился С. Очоа с сотр. В течение 3—4 лет в лабораториях М. Ниренбер-га и С. Очоа был определен состав большинства кодонов. Однако требовалось определить последовательность нуклеотидов в ко-донах. Это удалось сделать при помощи двух методов. Г. Корана с сотр. разработал метод химического синтеза ДНК-подобных полимеров с заданной последовательностью нуклеотидов, что позволяло получить РНК также с заранее известной последовательностью нуклеотидов и использовать ее в бесклеточной системе белкового синтеза. Второй метод предложили М. Ниренберг и П. Ледер, исходя из того, что промежуточными продуктами при синтезе белка являются аминокислоты, связанные с тРНК. Убедившись в том, что одного триплета иРНК (трех нуклеотидов) достаточно для связывания с рибосомой и тРНК, ученые использовали тринуклеотидные матрицы с известным чередованием оснований для того, чтобы изучить, какую аминокислоту доставит тРНК. В результате использования методов, разработанных Г. Кора-ной, М. Ниренбергом и П. Ледером, к 1966 г. были определены все триплеты, кодирующие ту или иную аминокислоту. Триплет иРНК получил название кодона. Генетический код был полностью расшифрован (табл. 8), значит, была выяснена природа связи между структурой гена и соответствующего белка. Было установлено, что 61 триплет кодирует аминокислоты, 3 триплета не соответствуют никакой аминокислоте и определяют конец трансляции.

Выявлены следующие особенности генетического кода: 1) генетический код триплетный (каждая аминокислота кодируется тремя нуклеотидами); 2) неперекрывающийся (соседние триплеты не имеют общих нуклеотидов); 3) вырожденный (за исключением метионина и триптофана все аминокислоты имеют более одного кодона); 4) универсальный (в основном одинаков для всех живых организмов); 5) в кодонах для одной аминокислоты первые два нуклеотида, как правило, одинаковы, а третий варьирует; 6) имеет линейный порядок считывания и характеризуется колит-арностью, т. е. совпадением порядка расположения кодонов в иРНК с порядком расположения аминокислот в синтезирующейся полипептидной цепи. Сравнительно недавно выяснилось, что в митохондриях нарушается универсальность генетического кода. Четыре кодона в митохондриях изменили свой смысл: кодон УГА отвечает триптофану, АУА — метионину, а кодоны АГА и АГТ стали терминирующими. В митохондриях синтезируется небольшое количество белков, которые используются ими же. Открытие новых кодонов у митохондрий может служить доказательством того, что код эволюционировал, что он не сразу стал таким, каким мы его знаем теперь.

История эволюционных идей. Значение работ К. Линней, учения Ж. Б. Ламарка

4. В чем, на ваш взгляд, заключается творческая роль естественного отбора? Роль естественного отбора заключается не только в отсеве нежизнеспособных особей. Движущая его форма сохраняет не отдельные признаки организма, а весь их комплекс, все присущие организму комбинации генов. Отбор создает приспособления и виды, убирая из генофонда популяции, неэффективные с точки зрения выживания генотипы. Результатом его действия являются новые виды организмов, новые формы жизни.

1. Эволюция по Ламарку представлялась как непрерывное поступательное движение от низших форм жизни к высшим. Для объяснения разной степени сложности строения, наблюдаемой среди современных видов, он допускал постоянное самозарождение жизни: предки более высокоорганизованных форм зародились раньше и оттого их потомки ушли дальше по пути прогресса. Механизмом эволюции Ламарк считал изначально заложенное в каждом живом организме стремление к совершенству, к прогрессивному развитию. Как и почему возникло это стремление, Ламарк не объяснял и даже не считал этот вопрос заслуживающим внимания. По Дарвину: Естественный отбор отдельных изолированных разновидностей в разных условиях существования постепенно ведет к дивергенции (расхождению) признаков этих разновидностей и, в конечном счете, к видообразованию. 2. Ламарк считал, что изменения, возникающие под влиянием среды, могут передаваться по наследству. Он полагал, что усиленное упражнение органов ведет к их увеличению, а неупражнение — к дегенерации. Так Ламарк объяснял длинный нос муравьеда тем, что его предки из поколения в поколение упражняли нос, принюхиваясь в поисках муравьев. Редукцию глаз у кротов он считал следствием их неупражнения в ряду поколений. Ни Ламарк, ни его последователи не задавались вопросом, а почему, собственно, интенсивное упражнение, использование органа непременно должно вести к его улучшению, усовершенствованию, а не, например, к изнашиванию, как изнашиваются детали машин? Дарвин утверждал что модификации не наследуются, поскольку не существует и не может существовать механизма, который приводил бы к изменению структуры ДНК половых клеток параллельно и адекватно тем изменениям, которые происходят в органах и тканях (костях, мышцах) в ходе адаптивных модификаций. Экспериментами ни в одном случае не удалось доказать постулированного Ламарком и его последователями устойчивого наследования потомками признаков, приобретенных их предками.