Глава 1

МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ

ОРГАНИЗАЦИИ НАСЛЕДСТВЕННОГО МАТЕРИАЛА

1.1 Биология как естественная наука о жизни. Роль биологии в

подготовке врача

Биология — наука о жизни, которая изучает жизнь как особую форму

движения материи, законы ее существования и развития. Предметом био-

логии являются живые организмы, их строение, функции, а также природ-

ные сообщества организмов. Термин «биология» впервые был предложен

Ж. Б. Ламарком в 1802 г., и происходит от 2-х греческих слов: bios —

жизнь, logos — наука. Вместе с астрономией, физикой, химией, геологией

и другими науками, изучающими природу, биология относится к числу ес-

тественных наук.

Биология является совокупностью по меньшей мере 50 дисциплин:

а) морфологических (анатомия, гистология), описывающих строение

организмов;

б) физиологических (физиология клетки, животных, растений);

в) общебиологических (цитология, генетика, эволюционное учение и т. д.);

г) экологических (биогеография, паразитология);

д) пограничных (биохимия, биофизика, антропология).

Биология как наука накопила огромный фактический материал. По-

знание сущности жизни — одна из основных задач современной биологии.

Биология во второй половине XX в. стала ведущей наукой. Она стано-

вится лидером естествознания, определяет основные направления его раз-

вития в сельском хозяйстве, медицине, экологии, генетике.

Важное значение биологии для врача определяется тем, что она пред-

ставляет собой теоретическую основу медицины. На базе морфологиче-

ских дисциплин развивается патологическая анатомия, на базе физиоло-

гии, биохимии, генетики — патологическая физиология. Такие сугубо при-

кладные разделы медицины, как терапия, хирургия базируются на данных

анатомии, физиологии, биохимии. Эпидемиология опирается на достиже-

ния экологии, зоологии, паразитологии, микробиологии, вирусологии.

Роль биологии в системе подготовки врача отображена в схеме, которая

представлена на рисунке 1.

Роль биологии определяется формированием мировоззрения на основе

изучения фундаментальных дисциплин: цитологии, генетики, медицинской

биологии, онтогенеза, экологии и эволюционного учения и выходом во

врачебную практику.

9

Медицинская

генетика

(наследственность

и изменчивость)

Наследственные

болезни

Биология

клетки

Патология

клетки

Пороки

Онтогенез

Патология

онтогенеза

Человек

и биосфера

Болезни

адаптации

Экология

с основами

паразитологии

Паразитарные

заболевания

Рисунок 1 — Значение некоторых разделов курса биологии в подготовке врача

1.2 Свойства живых организмов и уровни организации живого

Фундаментальные свойства живых организмов: саморегуляция, само-

обновление, самовоспроизведение.

Живое характеризуется целым рядом важнейших признаков:

1. Обмен веществ и энергии. Любой живой организм можно предста-

вить как открытую систему, поддерживающую непрерывный обмен веществ

и энергии с окружающей средой. Основу обменных процессов составляют

реакции пластического (анаболизм) и энергетического обмена (катаболизм).

По типу анаболизма живые организмы подразделяют на автотрофные

(фотосинтезирующие и хемосинтезирующие), гетеротрофные (сапротроф-

ные и паразиты), миксотрофные.

По типу катаболизма организмы бывают аэробными и анаэробными.

2. Структурная организация. Живое построено из тех же химиче-

ских элементов, что и неживое, но характеризуется сложностью химиче-

ских соединений, обусловленной определенной упорядоченностью на мо-

лекулярном уровне. Структурная организация — характерное свойство

живого на всех уровнях его организации. Типичный пример упорядочен-

ной структуры — хромосома (единство нуклеиновых кислот и белков).

3. Дискретность и целостность. Органический мир целостен, т. к. со-

ставляет систему взаимосвязанных частей, и в то же время он дискретен

(от лат. discretus — «прерывистый»). Органический мир состоит из от-

дельных единиц — организмов или особей. Каждый организм состоит из

клеток, но функционирует как единое целое.

4. Репродукция — воспроизведение себе подобного.

5. Наследственность и изменчивость — важнейшие признаки жи-

вого, связанные с передачей потомству от родителей наследственных призна-

ков организма и с возможностью их изменяться под влиянием факторов среды.

6. Рост и развитие — признаки организма, обеспечивающие увели-

чение размеров и развитие за счет деления клеток и их дифференцировки.

10

7. Раздражимость и движение. Признаки живого, благодаря кото-

рым организмы непрерывно контактируют с окружающей средой, другими

организмами. У одноклеточных — в виде таксисов, у растений — в виде

тропизмов, у высших животных — в виде рефлексов.

8. Внутренняя регуляция и гомеостаз. Любой организм, являясь от-

крытой системой, сохраняет в тоже время постоянство своей внутренней

среды (гомеостаз) благодаря нейрогуморальной регуляции гомеостаза.

Выделяют 4 уровня организации живого:

1. Молекулярно-генетический. Элементарной структурой этого уровня

является генетический код, передаваемый от поколения к поколению, а эле-

ментарным явлением — воспроизведение кодонов по принципу матрицы.

2. Клеточный. Элементарной структорой этого уровня является клет-

ка, а элементарным явлением — деление клеток, их развитие, биосинтез

белка в процессе реализации наследственной информации.

3. Онтогенетический. Элементарная структура этого уровня — ор-

ганизм, а элементарное явление — закономерности онтогенеза.

4. Популяционно-видовой. Здесь элементарными структурами явля-

ются популяции любого вида живых организмов, а элементарное явление —

направленное на изменение их генетического состава (генофонда). По-

следнее ведет к возникновению приспособлений и, в итоге, к видообразо-

ванию на основе естественного отбора.

5. Биосферно-биогеоценотический. Элементарными структурами

этого уровня являются биогеоценозы, а элементарными явлениями — сме-

на биогеоценозов — переходы из одного состояния, временного, неустой-

чивого равновесия в другое. Принципиальная неделимость биосферы обу-

славливает необходимость решения многих проблем охраны природы и

использования ее ресурсов.