36.Гомеостаз. Генетический, структурный и физиологический гомеостаз в онтогенезе человека

Гомеостаз (от греч. homoios - подобный, одинаковый и status - неподвижность) - это способность живых систем противостоять изменениям и сохранять постоянство состава и свойств биологических систем.

Термин «гомеостаз» предложил У. Кеннон в 1929 г. для характеристики состояний и процессов, обеспечивающих устойчивость организма. Явление гомеостаза наблюдается на всех уровнях организации биологических систем.

1.Генетический гомеостаз на молекулярно-генетическом, клеточном и организменном уровнях направлен на поддержание сбалансированной системы генов, содержащей всю биологическую информацию организма. Механизмы онтогенетического (организменного) гомеостаза закреплены в исторически сложившемся генотипе. На популяционно-видовом уровне генетический гомеостаз - это способность популяции поддерживать относительную стабильность и целостность наследственного материала, которые обеспечиваются процессами редукционного деления и свободным скрещиванием особей, что способствует сохранению генетического равновесия частот аллелей.

2.Физиологический гомеостаз связан с формированием и непрестанным поддержанием в клетке и организме специфических физико-химических условий. Постоянство внутренней среды многоклеточных организмов поддерживается системами дыхания, кровообращения, пищеварения, выделения и регулируется нервной и эндокринной системами.

3.Структурный гомеостаз основывается на механизмах регенерации, обеспечивающих морфологическое постоянство и целостность биологической системы на разных уровнях организации. Это выражается в восстановлении внутриклеточных и органных структур, путем деления и гипертрофии.

38. Репарация как механизм поддержания генетического гомеостаза. Виды и механизмы репарации. (37 см. Дальше)

Репарация – восстановление нарушенной структуры ДНК.

В ядре существует набор ферментов, который осуществляет постоянный мониторинг ДНК и удаление повреждённых участков, заменяя их на нормальные последовательности нуклеотидов.

Ферменты: ДНК-полимераза и редактирующая эндонуклеаза.

Репарация может осуществляться во время репликации, до и после неё.

Типы репарации.

Репарация во время репликация – самокоррекция

Дочерняя цепь, на конце которой появляется ошибочный нуклеотид прекращает рост. Это обнаруживает редактирующая эндонуклеаза и включается механизм самокоррекции. Ошибочный нуклеотид заменяется. Несмотря на это в ДНК всё равно могут быть ошибки.

Репарация ДНК до репликации – эксцизионная репликация

Осуществляется до очередного цикла репликации и заключается в ферментативном вырезании фрагментов цепи ДНК, которые повреждены, с последующим восстановлением цепи.

Репарация после репликации – рекомбинация

Обмен фрагментами между сестринскими хроматидами.

Если в ДНК осталось много неисправленных повреждений, то включается система SOS-репарации. Она восстанавливает цепь ДНК, но без точной комплиментарности нуклеотидов. Если же и после SOS-репликации в ДНК много повреждений, то репликация (удвоение ДНК) блокируется и клетка не делится. (чтобы не передавать повреждённую наследственную информацию)

На клеточном уровне генетический гомеостаз поддерживается за счёт: диплоидности соматических клеток, триплетности генетического кода, за счёт экстракопирования генов, кодирующих жизненно важные макромолекулы (тРНК, рРНК).

На клеточно-тканевом уровне: удаление мутантных клеток, апоптоз (запрограммированная гибель клеток, имеющих определённую степень повреждения)