Билет №11

1. Половое размножение у простейших. Конъюгация и копуляция.

2. Роль РНК И ДНК в передаче наследственной информации. Основные этапы: транскрипция, процессинг, трансляция.

3. Формы биотических связей в природе. Паразитизм как биологический феномен.

1. К типу Простейшие относят организмы, тело которых состоит из одной клетки, функционирующей как целый организм.

Простейшие могут размножаться бесполым и половым путем. Бесполое размножение осуществляется путем простого и множественного деления. Для многих групп простейших свойственен половой процесс – копуляция и конъюгация. При конъюгации происходит слияние ядер разных клеток, а при копуляции сливаются целые клетки (в этом плане клетка простейших аналогична гамете многоклеточных).

Амеба размножается только путем деления надвое. Бесполое размножение плазмодия осуществляется в теле человека, а половой процесс – в малярийном комаре рода анофелес. Для инфузории характерен половой процесс по типу конъюгации. Две инфузории соединяются «ротовыми» сторонами, между ними возникают анастомозы. В каждой клетке макронуклеус (тип ядра) растворяется, а микронуклеус мейотически делится. Образуется 4 ядра, 3 из которых растворяются, а оставшееся ядро делится митотически. Одно из образовавшихся ядер мигрирует к партнеру, второе сливается с пришедшим ядром, при этом восстанавливается диплоидность микронуклеуса. Клетки расходятся, а образовавшееся ядро делится, образуется микро – и макронуклеус. Позже макронуклеус путем эндомитоза восстанавливает свою полиплоидность. В результате конъюгации происходит рекомбинация генетического материала инфузорий.

2. Значение нуклеиновых кислот очень велико. Особенности их химического строения обеспечивают возможность хранения, переноса в цитоплазму и передачи по наследству дочерним клеткам информации о структуре белковых молекул, которые синтезируются в каждой клетке. Белки обуславливают большинство свойств и признаков клеток.

Существуют два типа кислот: ДНК и РНК.

ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) – биологический полимер, состоящий из двух полинуклеотидных цепей, соединенных друг с другом. Мономеры, составляющие каждую из цепей ДНК, представляют собой сложные органические соединения, включающие одно из четырех азотистых оснований: аденин (А) или тимин (Т), цитозин (Ц) или гуанин (Г), пятиатомный сахар пентозу – дезоксирибозу, по имени которой получила название и сама ДНК, а также остаток фосфорной кислоты. Эти соединения носят название нуклеотидов.

РНК (рибонуклеиновая кислота), так же как и ДНК представляет собой полимер, мономерами которого служат нуклеотиды. Азотистые основания те же самые, что входят в состав ДНК (аденин, гуанин, цитозин), четвертое – урацил – присутствует в молекуле РНК вместо тимина. Нуклеотиды РНК содержат вместо дезоксирибозы другую пентозу – рибозу. В цепочке РНК нуклеотиды соединяются путем образования ковалентных связей между рибозой одного нуклеотида и остатком фосфорной кислоты другого.

Известны двух – и одно цепочечные молекулы РНК. Двухцепочечные РНК служат для хранения и воспроизведения наследственной информации у некоторых вирусов, т.е. у них выполняется функции хромосом. Одноцепочечные РНК осуществляют перенос информации о последовательности аминокислот в белках от хромосомы к месту их синтеза и участвуют в процессах синтеза.

Экспрессия генов – реализация информации, записанной в генах, осуществляемой в два этапа: транскрипция, трансляция.

Транскрипция – синтез РНК с использованием ДНК в качестве матрицы. В результате возникает 3 типа РНК: матричная (мРНК), рибосомная (рРНК), транспортная (тРНК).

Стадии транскрипции:

1). Инициация – образование нескольких начальных звеньев РНК.

2). Элонгация – продолжается дальнейшее расплетение ДНК и синтез РНК по кодирующей цепи.

3). Терминация – когда полимераза достигает терминатора (точки отсчета транскрипции), она немедленно отщепляется от ДНК, локальный гибрид ДНК-РНК разрушается и новосинтезированная РНК транспортируется из ядра в цитоплазму. Транскрипция заканчивается.

Трансляция – синтез полипептидной цепи с использованием мРНК в роли матрицы. В трансляции участвуют все три основных типа РНК: м-, р -, тРНК. мРНК является информационной матрицей; тРНК «подносят» аминокислоты и узнают кодоны мРНК; рРНК вместе с белками образуют рибосомы, которые удерживают мРНК, тРНК и белок и осуществляют синтез полипептидной цепи.

Процессинг - совокупность биохимических реакций, при которых пре-РНК укорачиваются, подвергаются химическим модификациям, в результате которых образуются зрелые РНК. В этом процессе участвует четвертый тип РНК – малая ядерная РНК (мяРНК).

3. Существуют две основные формы межвидовых взаимодействий: антибиоз и симбиоз.

Антибиоз- невозможность существования двух видов организмов, основанная на конкуренции, прежде всего за источники питания (сапрофитные бактерии и плесневые грибы).

Симбиоз- сожительство (греческое):

- мутуализм - отношения между организмами разных видов полезны настолько, что раздельное существование невозможно (человек и микрофлора кишечника). Дисбактериоз – гибель нормальных бактерий и усиленное размножение бактерий, нечувствительных к антибиотику, и микроскопических грибов, которые могут явиться причиной заболевания;

- комменсализм – форма симбиоза, при которой один вид использует остатки или излишки пищи другого, не причиняя ему видимого вреда (непатогенная ротовая и кишечная амеба в пищеварительной системе человека);

- хищничество – пищевые взаимодействия при отсутствии пространственных взаимодействий;

- паразитизм – форма межвидовых взаимоотношений, при которой один вид использует другой как источник питания и среду обитания (истинный, ложный, облигатный, облигатный, факультативный).

По времени контакта : временные, постоянные (стационарные, периодические).

По их локализации в организме хозяина: эктопаразиты (кровососущие насекомые и клещи), эндопаразиты (паразиты, обитающие в полостных органах, связанных с внешней средой (аскарида), и паразиты тканей внутренней среды (малярийный плазмодий)).

Билет № 12

1. Клетка как открытая биологическая система. Организация потоков вещества, энергии, информации и интеграция клеток многоклеточного организма. Биологически активные вещества, синтезируемые в клетке и их значение для медицины.

2. Полное и неполное сцепление генов. Понятие о генетических картах хромосом. Метод соматической гибридизации хромосом и его применение для кариотипирования хромосом человека.

3. Плоские черви. Систематика, морфология, основные представители, значение.

1. Клетка – открытая система, поскольку ее существование возможно только в условиях постоянного обмена веществом и энергией с окружающей средой. Жизнедеятельность клетки обеспечивается процессами, образующими три потока: информации, энергии веществ.

Благодаря наличию потока информации клетка приобретает структуру, отвечающую критериям живого, поддерживает ее во времени, передает в ряду поколений. В этом потоке участвуют ядро, макро молекулы, переносящие информацию в цитоплазму (мРНК), цитоплазматический аппарат транскрипции (рибосомы и полисомы, тРНК, ферменты активации аминокислот). Позже полипептиды, синтезированные на полисомах, приобретают третичную и четвертичную структуру, и используется в качестве катализаторов или структурных белков. Также функционируют геномы митохондрий, а в зеленых растениях – и хлоропластов.

Поток энергии обеспечивается механизмами энергообеспечения – брожением, фото – или хемосинтезом, дыханием. Дыхательный обмен включает реакции расщепления низкокалорийного органического «топлива» в виде глюкозы, жирных кислот, аминокислот, использование выделяемой энергии для образования высококалорийного клеточного «топлива» в виде аденозинтрифосфата (АТФ). Энергия АТФ в разнообразных процессах преобразуется в тот или иной вид работы – химическую (синтезы), осмотическую (поддержание перепадов концентрации веществ), электрическую, механическую, регуляторную. Анаэробный гликолиз – процесс бескилородного расщепления глюкозы. Фотосинтез – механизм преобразования энергии солнечного света в энергию химических связей органических веществ.

Дыхательный обмен одновременно составляет ведущее звено потока веществ, объединяющего метаболические пути расщепления и образования углеводов, белков, жиров, нуклеиновых кислот.

Биологически активные вещества – гормоны, ферменты, адреналин, серотонин и т. д.

2. Сцепленные гены – это гены, лежащие в одной хромосоме, наследуются вместе. Все гены в одной хромосоме образуют группу сцепления. Анализирующее скрещивание – это скрещивание изучаемого организма с формой, имеющей рецессивный гомозиготный генотип и соответственно образующей только один тип гамет с рецессивными аллелями. Гомологичные хромосомы образующие на первой стадии мейоза перекресты, способные обмениваться отдельными участками в результате возникающих разрывов и последующих рекомбинаций. Это явление названо кроссинговером (аллели из гомологичных хромосом меняются друг с другом местами). Процесс обмена участками между гомологичными хромосомами приводит к генетической рекомбинации особей, образующихся из гамет с новым сочетанием аллелей называют рекомбинантными. Чем дальше друг от друга на хромосоме расположены гены, тем чаще между ними происходит кроссинговер и тем выше процент появляющихся рекомбинантных особей. На этом явлении основано построение генетических карт – определение последовательности расположения генов в хромосоме и примерного расстояния между ними. Нарушение сцепленного наследования родительских аллелей в результате кроссинговера позволяет говорить о неполном сцеплении в отличии от полного сцепления, наблюдаемого у самцов дрозофилы.

Гибридизация соматических клеток основана на слиянии совместно культивируемых клеток разных типов, образующих гибридные клетки со свойствами обоих родительских видов. Используются клетки от разных людей, а также от человека и других животных (мыши, крысы, морской свинки, обезьяны и т.д.). Гибридные клетки, содержащие два полных генома, при делении обычно «теряют» хромосомы одного из видов. Например, в гибридных клетках «человек – мышь» постепенно утрачиваются все хромосомы человека. Можно получать клетки с желаемым набором хромосом, что дает возможность изучать сцепление генов и их локализацию в определенных хромосомах. Можно изучать механизмы первичного действия и взаимодействия генов, регуляцию генной активности. Они позволяют судить о генной активности. Это позволяет судить о генетической гетерогенности наследственных болезней, изучать их патогенез.

3. Тип плоские черви включает три основных класса: ресничные (молочная планария), сосальщики (печеночный сосальщик) и класс ленточные черви (бычий цепень). Два последних класса – паразитические формы.

1. Трехслойные многоклеточные животные.

2. Двусторонняя симметрия тела.

3. Тело их вытянуто в длину и сплющено в спинно-брюшном направлении.

4. Передвижение с помощью сокращений кожно-мускульного мешка.

5. Не имеют полости тела.

6. Пищеварительный канал состоит из эктодермальной передней кишки, или глотки и эндодермальной средней, замкнутой слепо. Анального отверстия нет. У паразитов пищеварительная система полностью редуцирована.

7. Нервная система состоит из парного мозгового ганглия и идущих от него в заднюю часть тела нервных стволов, соединенных кольцевыми перемычками.

8. Кровеносная и дыхательная системы отсутствуют.

9. специальные органы выделения.

10. Половая система гомафродитна и очень сложна.

11. Обычно имеются личиночные стадии.