Практические занятия / Дополнительные материалы / Биология и генетика / Лекции / Genetica 1

3

В лекции рассматриваются cледующие вопросы:

1. Ранние этапы эволюции жизни на Земле

2. Возникновение эукариотической клетки

3. Эволюция метаболических реакций и генетического аппарата

4. Понятие о молекулярной эволюции.

В настоящее время процесс возникновения жизни на Земле разделяют на следующие основные этапы:

1. Химический синтез простых органических соединений, в том числе мономеров биологических полимеров, включая аминокислоты, нуклеотиды, моносахариды и др, без участия живых организмов.

2. Полимеризация мономеров с образованием, нуклеиновых кислот, белков и других биологических полимеров.

3. Образование предбиологических фазовообособленных сложных систем - протобионтов, отделенных от внешней среды мембранами и имеющих некоторые свойства живых существ.

4. Возникновение простейших клеток, обладающих всей совокупностью свойств жизни, и их дальнейшая биологическая эволюция.

Коацерватные капли являются основной разновидностью протобионтов – агрегатов из абиотически продуцируемых молекул биополимеров, внутренний химический состав которых отличается от состава окружающей среды.

Протобионты проявляют некоторые свойства, присущие живым организмам. Они обладают способностью избирательно поглощать из окружающей среды различные вещества («питание»), запасать энергию в форме мембранного потенциала, катализировать химические реакции («обмен веществ»), увеличиваться в размерах («рост») и распадаться на более мелкие фрагменты («размножение»)

ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ЭВОЛЮЦИИ КЛЕТКИ

1.Примерно 3.5-4.5 млрд. лет назад возникли первые клетки

2. Около 2,3 млрд. лет назад, цианобактерии (сине-зеленые водоросли) в процессе фотосинтеза стали окислять воду с выделением свободного кислорода.

3. Примерно 2 млрд. лет назад появились первые аэробные прокариотические организмы.

4. Около 1,7 млрд. лет возникли первые эукариоты

Доказательство двух этапов эволюции эукариот- существование микроспоридий и амеб Pelomyxa palustris

Цепи ферментативных реакций в которых продукт одной реакции служит субстратом для следующей называются метаболическими путями.

ЭВОЛЮЦИЯ МЕТАБОЛИЧЕСКИХ ПУТЕЙ ШЛА ПУТЕМ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ДОБАВЛЕНИЯ НОВЫХ ФЕРМЕНТАТИВНЫХ РЕАКЦИЙ К СУЩЕСТВОВАВШИМ РАНЕЕ

РЕАКЦИИ ГЛИКОЛИЗА

С6Н12О6+ 2НАД + 2АДФ + 2Фн → 2СН3 СОСООН+ 2НАД.Н2 + 2АТФ

глюкоза фосфат пировиноградная

неорганический кислота

СН3СОСООН + НАДН2 → СН3СНОНСООН +НАД пировиноградная молочная кислота

кислота

Количество молекул АТФ, НАДН2, и ФАДН2, образованных на разных этапах расщепления одной молекулы глюкозы

Название этапа	Кол-во молекул АТФ	Кол-во молекул НАДН2	Кол-во молекул ФАДН2
Гликолиз	2	2
Образование ацетил – КоА		2
Цикл Кребса	2	6	2
Перенос электронов по дыхательной цепи и окислительное фосфо- рилирование	34

Филогенетические связи между организмами хорошо прослеживаются при сравнении структуры ДНК, рРНК и белков организмов различных видов.

При этом определяется четкая зависимость: чем больше различий наблюдается в последовательности нуклеотидов в молекулах ДНК, рРНК и аминокислот в молекулах белков – тем дальше друг от друга располагаются сравниваемые виды на филогенетическом дереве .