3). Паразитизм как экологический феномен. Классификация паразитов. Понятие о промежуточных, окончательных и резервуарных хозяевах.

Классификация паразитов основывается на множестве критериев.

С точки зрения зависимости паразита от хозяина и необходимости взаимосвязи между ними бывают паразиты:

• безусловные, завершение процесса развития которых невозможно без посредничества другого организма (например, трихинелла, гельминтозы из группы цестодозов, паразитические амебы);

• относительные, паразитирующие только на определенной стадии своей жизни и развития (например, некоторые группы плоских червей).

С точки зрения времени необходимого паразитизма в период собственного развития различаются паразиты:

• постоянные, паразитирующие на протяжение всей жизни (например, трихомонада);

• периодические, которые паразитируют в определенные периоды развития (например, некоторые виды плоских червей);

• кратковременные, которые только однократно или несколько раз в течение непродолжительного времени сталкиваются с организмом хозяина (например, блохи, клопы, пиявки, комары).

С, точки зрения биологической систематизации среди паразитов можно выделить следующие типы:

• простейшие, т. е. одноклеточные организмы. Среди них в качестве паразитов человека наиболее часто выступают: кишечная лямблия, влагалищная трихомонада, а также различные паразитирующие амебы;

• плоские черви, к которым относятся мелкие уплощенные организмы, наблюдаемые, как правило, в водной или влажной среде; обладают большой способностью к регенерации и разной степенью приспособляемости к паразитическому образу жизни. Среди них в качестве паразитов человека наиболее часто выступают ленточные черви, трематоды, сосальщики;

• круглые черви — организмы, имеющие цилиндрическую форму тела (аскариды, анкилостомиды, сингамы, кишечная угрица, ришта и др.);

• членистоногие — организмы, имеющие сегментированное тело и внешний хитиновый покров, беспозвоночные животные, самый многочисленный тип живых организмов, широко распространены в природе. Известно около 700 000 членистоногих, многие из которых полезны для человека. Только некоторые виды насекомых и паукообразных относятся к постоянным или временным паразитам человека (клоп, комары, мухи, тараканы, вши и др.).

По характеру связи с хозяином выделяют истинных, ложных паразитов и сверхпаразитов.

Истинные паразиты - это организмы, для которых паразитический образ жизни является обязательной формой существования и видоспецифичным (например, гельминты кишечника, вши, блохи). Они могут быть облигатными и факультативными, постоянными и временными.

Ложные паразиты (псевдопаразиты) - это обычно свободноживущие организмы, которые при случайном попадании в организм другого вида способны некоторое время существовать в нем и причинять этому организму вред (например, личинки комнатной мухи в кишечнике человека).

Сверхпаразиты (гиперпаразиты) - это паразиты, живущие у паразитов (например, бактерии у простейших и насекомых-паразитов).

По локализации у хозяина паразиты подразделяются на:

1)эктопаразитов, которые обитают на покровах тела хозяина (например, вши, блохи, клещи);

2)эндопаразитов, которые локализованы внутри организма хозяина:

а)внутриполостные - локализованы в полостях, соединяющихся с внешней средой (например, в кишечнике - аскарида, власоглав);

б)тканевые локализованы в тканях и закрытых полостях; (например, печеночный сосальщик, цистицерки ленточных червей);

в)внутриклеточные - локализованы в клетках; (например, малярийные плазмодии, токсоплазма).

Классификация хозяев паразитов

Хозяин паразита - это организм, который обеспечивает паразита жильем и пищей.

В зависимости от стадии развития паразита хозяева бывают:

1)дефинитивные (основные, окончательные) - в их организме обитает половозрелая форма паразита и проходит его половое размножение (например, человек - для вооруженного цепня, малярийный комар - для возбудителей малярии);

2)промежуточные - в их организме обитает личиночная стадия паразита или проходит его бесполое размножение (например, свинья - для вооруженного цепня, человек - для возбудителей малярии);

3)дополнительные, или вторые промежуточные хозяева (например, рыбы для кошачьего сосальщика);

4)резервуарные - в их организме идет накопление инвазионных стадий паразита без его развития (например, хищные рыбы для лентеца широкого, дикие грызуны для лейшманий).

4) Задача. Цвет кожи у мулатов наследуется по типу кумулятивной полимерии, при этом за данный признак отвечают два аутосомных несцепленных гена. Потомок негра и белой женщины выбрал в жены белую женщину. Какие типы окраски кожи возможны в этой семье и в каком соотношении?

Задача на кумулятивную полимерию, при которой за данный признак ( цвет кожи) отвечают два аутосомных несцепленных гена.

При кумулятивной (накопительной) полимерии степень проявления признака зависит от суммарного действия нескольких генов. Чем больше доминантных аллелей генов, тем сильнее выражен тот или иной признак.

Известно, что А1- темная кожа, А2 - темная кожа;

а1 - светлая кожа, а2 - светлая кожа.

Алгоритм решения:

1) Р А1А1 А2А2 х а1а1 а2а2

G А1А2 а1а2

F1 А1а1 А2а2

мулаты 100%

2) Р А1а1 А2а2 х а1а1 а2а2

G А1А2, А1а2, а1а2

а1А2, а1а2;

F2 А1а1 А2а2 (мулат)

А1а1 а2а2(светлый мулат)

а1а1 А2а2 (светлый мулат)

а1а1 а2а2 (светлая кожа)

Ответ: светлый мулат 50%, мулат 25%, светлая кожа 25%; 2:1:1.

Билет№3

1). Закономерности существования клетки во времени. Жизненный цикл клетки, его варианты. Основное содержание и значение периодов жизненного цикла. Ультраструктуры, обеспечивающие нормальный ход жизненного цикла.

Время существования клетки от одного деления до другого получило название клеточного цикла. Жизненный цикл клетки это более широкое понятие. Оно включает в себя не только деление клетки, но и структурно-функциональные изменения в ходе ее развития. Весь клеточный цикл состоит из подготовки к делению - интерфазы и собственно деления - митоза. Митоз - непрямое деление ядра, универсальный способ деления любых эукариотических клеток. Биологическое значение митотического цикла состоит в том, что он обеспечивает преемственность хромосом в ряду клеточных поколений, образования клеток, равноценных по объему и содержанию наследственной информации.

Интерфаза состоит из 3-х основных периодов. G1 или пресинтетический, S или синтетический и G2 или постсинтетический.

Содержание генетической информации в клетке обозначают следующим образом: n - набор хромосом, (хр) - число хроматид в одной хромосоме, с - количество ДНК в одной хроматиде.

G1 составляет 30-40 % от времени всего клеточного цикла. В это время начинается рост клеток, увеличивается количество РНК, синтезируются белки - инициаторы синтеза ДНК. Завершается формирование ядрышка, увеличивается количество рибосом, синтезируется большое количество белка. Происходит синтез ферментов, необходимых для образования предшественников ДНК, ферментов метаболизма РНК и белка. Резко повышается активность ферментов, участвующих в энергетическом обмене. Полностью формируются одно- и двумембранные органоиды. В этот период клетка имеет диплоидное содержание хромосом, 2n, после митоза каждая хромосома состоит из одной хроматиды, 1 хр, масса ДНК соответствует диплоидному 2с.

S период составляет 50% от времени клеточного цикла. Он являет узловым. Происходит редупликация ДНК. Параллельно идет интенсивный синтез гистонов в цитоплазме и миграция их в ядро, где они связывают ДНК. В этот период удваивается число хроматид. Каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид, увеличивается количество ДНК в клетке.

G2 период составляет 10-20 % от времени клеточного цикла. В этот период уровень синтеза РНК достигает максимума. Синтезируются белки, которые будут использоваться клеткой после деления. Синтезируется АТФ, белки тубулины - для образования микротрубочек аппарата веретена деления, удваивается клеточный центр. Вероятно, идет выработка Митоз-стимулирующего фактора. Клетка готова к митозу.

Go период «покоя», в нем находятся клетки, перестающие делиться. В одних случаях клетки сохраняют способность к делению (например, стволовые клетки в кроветворной ткани), а в других нет, это, как правило, сопровождается дифференцировкой.

Митоз подразделятся на следующие основные фазы: профаза, метафаза, анафаза и телофаза. Деление условное, так как митоз представляет непрерывный процесс и смена фаз происходит постепенно. Единственная фаза, имеющая реальное начало - анафаза, в которой начинается расхождение хроматид. Длительность отдельных фаз различна (в среднем профаза и телофаза - 30-40', анафаза и метафаза - 7-15'). К началу митоза клетка человека содержит 46 хромосом, каждая из которых состоит из 2-х идентичных половинок - хроматид (хроматиду еще называют S-хромосомой, а хромосому, состоящую из 2-х хроматид - d-хромосомой).

Профаза. В нее входят клетки из G2 периода, с хромосомным набором 2n 2хр 4с. В начале профазы начинают выявляться тонкие профазные хромосомы. Начинается процесс конденсации хроматина. В профазе митоза исчезают ядрышки, при этом гранулярный и фибриллярный компоненты их дезинтегрируются в содержимом ядра и заполняют зоны между хромосомами. Фрагментируется ядерная оболочка. Содержимое кариоплазмы и цитоплазмы сливается. Происходит формирование аппарата веретена деления при участии микротрубочек и клеточного центра. В профазе уже репродуцировавшиеся в S-периоде центриоли начинают расходиться к противоположенным концам клетки, где будут позднее формироваться полюса веретена. К каждому полюсу отходят по двойной центриоли (диплосоме). По мере расхождения диплосом начинают формироваться микротрубочки. Одномембраннные органоиды фрагментируются и отходят к периферии, вместе с двумембранными. Количество рибосом снижается, так как синтеза белка не происходит.

Метафаза. Морфологию митотических хромосом лучше всего изучать в момент их наибольшей конденсации, в метафазе и в начале анафазы. Метафазные хромосомы имеют длину от 2,3 до 11 мкм и диаметр от 0,2 до 5,0 мкм. Каждая хромосома представляют собой удлиненные палочковидные структуры, имеющие - плеча, разделенные центромерой. В хромосоме имеются эу- и гетерохромати­новые участки. Последние в неделящемся ядре (вне митоза) остаются компактными. Чередование эу- и гетерохроматиновых участков используют для идентификации хромосом.

Завершается образование аппарата веретена деления. Центриоли расходятся к полюсам. Хромосомы находятся на экваторе, образуя метафазную пластинку. На этой стадии особенно хорошо видно, что хромосомы максимально конденсированы и состоят из 2-х сестринских хроматид.

Анафаза. Это кульминационная фаза митоза. Начало ее внезапное. Сестринские хроматиды удаляются к полюсам клетки. В результате этого на полюсах находится диплоидный набор 2n, хромосома состоит из 1 хроматиды, масса ДНК 2с. При нарушении этой стадии возможно возникновение различных аномалий. Существуют 2 гипотезы расхождения сестринских хроматид. Электростатическая (хроматиды одинаково заряжены поэтому отталкиваются друг от друга) и механическая. Последняя считается наиболее правильной. Выделяют как бы 2 стадии анафазы. Во время 1 происходит перемещение хроматид к полюсам, связана с укорочением прикрепленных к кинетохорам микротрубочек. Во время 2 происходит раздвижение самих полюсов, связанных с удлинением полярных микротрубочек. До сегодняшнего дня точно не установлено, под действием каких сил осуществляется передвижение хромосом к полюсам. Есть несколько версий:

1. В веретене деления есть актиносодержащиеся нити (а также другие мышечные белки), возможно, что сила эта генерируется так же как в мышечных клетках.

2. Движение хромосом обусловлено скольжением хромосомных микротрубочек по непрерывным (межполюсным) микротрубочкам с противопо­ложной полярностью (Мак-Итош, 1969, Марголис, 1978).

3. Скорость передвижения хромосом регулируют кинетохорные микротрубочки, чтобы обеспечить упорядоченное расхождение хроматид. Скорее всего, все перечисленные механизмы осуществления математически точного распределения наследственного вещества по дочерним клеткам кооперируются.

Телофаза. Во время нее хромосомы останавливаются на полюсах, происходит их деконденсация. Они становятся слабо конденсированными, почти не заметными. Восстанавливается ядрышко, ядерная оболочка. Разрушается аппарат веретена деления. После кариокинеза происходит цитокинез. В результате образуются 2 идентичные дочерние клетки с набором 2n 1хр 2с. Дальнейшая судьба вновь образовавшихся клеток неоднозначна. Одни вновь начнут делиться митозом, другие состарятся и погибнут так и не дав потомство, а третьи начнут делиться амитозом.

Процессы, происходящие с хромосомами при подготовке клеток к делению и в самом делении, обеспечивают самовоспроизведение и постоянство их структуры в ряду клеточных поколений. Новое поколение клеток получает одинаковую генетическую информацию в составе каждой группы сцепления. Таким образом, митотический цикл является всеобщим механизмом воспроизведения клеточной организации эукариотического типа в индивидуальном развитии.

Регуляция клеточного деления. Деление клеток наследственно детерминировано. Определены гены контроля клеточного деления. Мутация этих генов может привести к неконтролированному делению и образованию опухолей. Обнаружены белки-стимуляторы клеточного деления (факторы роста). Они действуют в определенной комбинации и избирательно на различные клетки. В настоящее время известен механизм выработки М-стимулирующего фактора, который зависит от синтеза белка циклина. В начале интерфазы вырабатывается активатор S-фазы. Он запускает механизм удвоения ДНК и не разрешает митоз, пока не удвоится вся ДНК. Определено действие особых веществ кейлонов на регуляцию клеточного деления. Большую роль в регуляции митоза осуществляют нервная и гуморальная системы (так, половые гормоны побуждают к делению клетки стенки матки, чтобы восстановить ткань утерянную при менструации). Клеточное деление происходит при определенных ядерно-плазменных отношениях.