11. Клетка. Биохимия клетки. Понятия “внутреннего” и “внешнего”. Гены. Геномы. Половые клетки.

Клетка, элементарная живая система, способная к самостоятельному существованию, самовоспроизведению и развитию; основа строения и жизнедеятельности всех животных и растений. К. существуют и как самостоятельные организмы и в составе многоклеточных организмов

Ген элементарная единица наследственности, представляющая отрезок молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты - ДНК . Каждый Г. определяет строение одного из белков живой клетки и тем самым участвует в формировании признака или свойства организма. Совокупность Г. - генотип - несёт генетическую информацию о всех видовых и индивидуальных особенностях организма. Доказано, что наследственность у всех организмов на Земле (включая бактерии и вирусы) закодирована в последовательностях нуклеотидов Г. У высших (эукариотических) организмов Г. входит в состав особых нуклеопротеидных образований - хромосом. Главная функция Г. - программирование синтеза ферментных и др. белков, При изменении структуры Г. нарушаются определённые биохимические процессы в клетках, что ведёт к усилению, ослаблению или выпадению ранее существовавших реакций или признаков.

хромосомную теорию наледственности. Было доказано, что Г. расположены в хромосомах и что сосредоточенные в одной хромосоме Г. передаются от родителей потомкам совместно, образуя единую группу сцепления.

В первой четверти 20 в. Г. описывали как элементарную, неделимую единицу наследственности, управляющую развитием одного признака, передающуюся целиком при кроссинговере и способную к изменению. Дальнейшие исследования выявили сложность строения и дробимость Г. доказал сложное строение Г. и его дробимость.

.Г. может изменяться в результате мутаций, которые в общем виде можно определить как нарушение существующей последовательности нуклеотидов в ДНК. Это изменение может быть обусловлено заменой одной пары нуклеотидов другой парой Феномен реализации наследственных свойств клетки и организма весьма сложен: один Г. может оказывать множественное действие

Геном гаплоидный хромосомный набор; совокупность генов, локализованных в одиночном наборе хромосом данного организма.

ГЕНОМ, совокупность генов, локализованных в гаплоидном наборе хромосом данного организма. Половые клетки (т. наз. гаплоидные) содержат один геном, соматич. клетки высших организмов (т. наз. дишюидные)-два: один геном отцовский, другой - материнский.

геном человека состоит из 23 хромосом Строение ее намного проще, чем у высших организмов.

. Половые клетки =), половые, или репродуктивные, клетки животных и растений, обеспечивающие при слиянии развитие новой особи и передачу наследственных признаков от родителей потомкам. Г. обладают одиночным (гаплоидным) набором хромосом, что обеспечивается сложным процессом гаметогенеза. Две Г., принадлежащие особям разного пола, сливаясь при оплодотворении, образуют зиготу, получающую, т. о.. полный (обычно двойной — диплоидный) набор хромосом и дающую начало новому организму. По морфологии Г. различают нескольких типов полового процесса: гетерогамию (подразделяемую на собственно гетерогамию, или анизогамию, и оогамию), изогамию и зигогамию. При гетерогамии (в широком смысле) две Г., участвующие в оплодотворении, различаются по форме и (или) размерам; женская Г. называется яйцеклеткой, мужская — сперматозоидом или спермием. Наиболее распространённый тип гетерогамии —оогамия (у всех многоклеточных животных, всех высших и многих низших растений), при которой яйцеклетка — крупная, обычно неподвижная клетка (макрогамета), часто содержащая запас питательных веществ или сопровождаемая особыми клетками для питания будущего эмбриона, а сперматозоиды и спермии малы (микрогаметы) и приспособлены к передвижению. Сперматозоидами называют активно подвижные мужские Г. — они имеют вибрирующий «хвост», или жгутик (у всех позвоночных и большинства беспозвоночных животных), либо два (у многих беспозвоночных) или несколько жгутиков (у высших нецветковых растений и ряда водорослей). Спермиями называют мужские Г., лишённые жгутиков, неподвижные или передвигающиеся либо активно — с помощью т. н. амебоидных движений, т. е. образования клеточных выростов и перетекания туда содержимого клетки (у круглых червей, большинства членистоногих и некоторых многоножек), либо пассивно — в результате роста пыльцевой трубки (у голосеменных и покрытосеменных растений). Возможно, что у ряда организмов, спермии которых неподвижны, активную роль в слиянии Г. играют яйцеклетки, захватывающие спермии с помощью своих выростов. У голосеменных и покрытосеменных растений спермии представляет собой генеративное ядро пыльцевой трубки, прорастающей из пыльцевого зерна; каждая пыльцевая трубка содержит два таких спермия. При собственно гетерогамии, или анизогамии (у ряда зелёных и бурых водорослей), обе Г., участвующие в оплодотворении, подвижны, снабжены жгутиками и часто неотличимы по форме, но различаются по размерам (микро- и макрогамета). При изогамии, наблюдаемой у некоторых зелёных водорослей, миксомицетов и низших грибов, обе Г., образующие зиготу, одинаковы морфологически, но различаются физиологически и обозначаются (+) и (—) Г. При зигогамии у ряда низших растений понятие Г. в значительной степени теряет смысл, ибо половой процесс у них состоит в слиянии двух физиологически разнополых участков мицелия (у зигомицетов) или двух вегетативных клеток полового поколения (у сцеплянок и диатомовых водорослей), или же специализированных участков мицелия (у высших грибов). Г. у них могут быть названы те два клеточных ядра, которые сливаются при таком половом процессе, или же участки протопласта, содержащие эти ядра. У одноклеточных животных Г. можно считать сами особи, вступающие в фазу полового размножения и сливающиеся при оплодотворении.

ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ, или технология рекомбинантных ДНК, изменение с помощью биохимических и генетических методик хромосомного материала — основного наследственного вещества клеток. Хромосомный материал состоит из дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Биологи изолируют те или иные участки ДНК, соединяют их в новых комбинациях и переносят из одной клетки в другую. В результате удается осуществить такие изменения генома, которые естественным путем вряд ли могли бы возникнуть.

Методом генной инженерии получен уже ряд препаратов, в том числе инсулин человека и противовирусный препарат интерферон. И хотя эта технология еще только разрабатывается, она сулит достижение огромных успехов и в медицине, и в сельском хозяйстве. В медицине, например, это весьма перспективный путь создания и производства вакцин. В сельском хозяйстве с помощью рекомбинантной ДНК могут быть получены сорта культурных растений, устойчивые к засухе, холоду, болезням, насекомым-вредителям и гербицидам.