Функціональні характеристики гена:
Гени є дискретною складовою одиницею спадкового матеріалу – ділянкою ДНК.
Певний ген кодує синтез одного білка. Окремий білок може зумовлювати певну ознаку. Так формуються моногенні ознаки.
Клітина, орган або організм мають багато ознак, які складаються із взаємодії багатьох генів, - це полігенні ознаки.
Дія гена специфічна, тому що ген може кодувати тільки одну амінокислотну послідовність і регулює синтез одного конкретного білка.
Деякі гени мають таку властивість як плейотропність дії, визначають розвиток кількох ознак (наприклад, синдром Марфана).
Дозованість дії гена залежить від інтенсивності прояву ознаки (експресивність) та від кількості певного алеля (наприклад, багато хвороб у гетерозиготному стані виявляються менше, ніж у гомозиготному).
На активність гена може впливати як зовнішнє, так і внутрішнє середовище.
На відміну від прокаріотів, еукаріоти мають сформоване ядро, відмежоване від цитоплазми ядерною оболонкою. Генетичний матеріал у них в основному зосереджений у хромосомах. Кодуючі ділянки отримали у них назву – екзони, а неінформаційний матеріал – інтрони. Присутність в еукаріотів численних інтронів полегшує генетичну рекомбінацію між екзонами і забезпечує більшу гнучкість у синтезі білка. Виникнення нових білків збільшує ефективність еволюції організмів.
Утворення молекул РНК на матриці ДНК називається транскрипцією.
Молекулярні механізми, повязані з «дозріванням» різних типів РНК, називаються процесингом.
Процес вирізання інтронів і зшивання активних ділянок, що залишилися, активними ферментами у процесі «дозрівання» іРНК називається сплайсингом.
Колінеарність – властивість, що зумовлює відповідність між послідовностями триплетів нуклеотидів нуклеїнових кислот і амінокислот поліпептидних ланцюгів.
Генна інженерія – галузь молекулярної біології і генетики, завдання якої – конструювання генетичних структур за заздалегідь наміченим планом, створення організмів із новою генетичною програмою. За допомогою методів генної інженерії можна одержати різні організми, які мають у складі свого геному чужорідні гени інших організмів. Наприклад, ведуться роботи зі створення біоінженерних рослин, що могли б мати наступні властивості:
Високу пристосованість до умов зовнішнього середовища.
Містити більшу кількість необхідних для людини поживних речовин.
Тривалий час зберігатися без псування.
Основні компоненти клітини.
Основними компонентами клітин є біомембрана, цитоплазма і ядро.
Мембрани – високовпорядковані, складні молекулярні системи, відповідальні за основні процеси життєдіяльності клітин. Вони поділяють вміст клітини на відсіки, регулюють метаболічні потоки, підтримують різницю конценрацій речовин, Беруть участь у процесах синтезу і каталізу та ін.
Цитоплазма складає основну масу клітини – це весь її внутрішній вміст за винятком ядра. Цитоплазма є гомогенною, безбарвною, прозорою, вязкою рідиною. Містить 75-85% води, 15-25% білків і багато інших речовин. Складається із цитозолю, органел і включень. Зсередини цитоплазматична мембрана вкрита цитоскелетом (фібрили і трубочки).
Функції:
- підтримка об’єму і форми клітини;
зміна форми клітини;
пересування органел і транспортних везикул;
утворення мультиферментних компонентів;
утворення веретена поділу під час метозу;
утворення ворсинок і джгутиків у найпростіших;
утворення міжклітинних контактів;
забезпечення скорочувальної функції м’язових волокон.
Органели цитоплазми: ендоплазматична сітка, комплекс Гольджі, вакуолі, мітохондрії, пластиди, лізосоми, пероксисоми.
ЕНДОПЛАЗМАТИЧНА СІТКА поділяє клітину на відсіки, що відрізняються за фізичним за фізичним станом і хімічним складом.
КОМПЛЕКС ГОЛЬДЖІ: утворення лізосом, винтез вуглеводів, утворення глікопротеїдів, формування акросоми сперматозоїда під час сперм атогенезу.
ЛІЗОСОМИ: руйнують великі молекули складних органічних сполук (білки, нуклеїнові кислоти, полісахариди), тут зазанають руйнації мікроорганізми і віруси.
РИБОСОМИ: відбувається синтез білків. Деякі з білків потрапляють в ендоплазматичну сітку і транспортуються по ній до різних частин клітини. В енд. Сітці також проходять хімічні реакції, тому білки відозмінюються. Унаслідок хімічних перетворень в апараті Гольджі молекули певних речовин упаковуються в спеціальні пухирці: саме за їх допомогою ці речовини виводяться з клітини. Апарат Гольджі виготовляє також і лізосоми. Ці органели необхідні клітині для розщеплення органічних сполук. Дихання відбувається за участю мітохондрій. Саме в них проходять хімічні реакції, що забезпечують клітину енергією. Один із реагентів у них – кисень, а продуктами цих реакцій є води і вуглекислий газ, що видаляється з клітини.
За здійсненням програми життєдіяльності відповідає ЯДРО. У ньому зберігаються довгі (до 1 мм) молекули речовини, у які заколдована програма життя організму – хроматинові нитки. У залежності від ступеня конденсації (спіралізації), хроматин поділяють на гетерохроматин і еухроматин. Гетерохроматин сильно ущільнений і генетично неактивний, виглядає як сильнозабарвлені темні ділянки ядра. Еухроматин – малоконденсований, деспіралізований, у вигляді світлих ділянок ядра.
Ядро округлої , кулеподібної, але може бути й іншої форми: паличкоподібне, серпоподібне, лопатеве. Форма залежить від форми самої клітини і від функцій, які вона виконує. Функції ядра:
збереження спадкової інформації в молекулах ДНК;
реалізація спадкової інформації шляхом регуляції синтезу білків;
передача спадкової інформації наступним поколінням внаслідок реплікації ДНК шляхом утворення хромосом та їх поділу.
Щоб займати менше місця вони згортаються декілька разів і утворюють хромосоми. Коли клітина ділиться, хромосоми мають бути розподілені між дочірними клітинами так, щоб кожна з них отримала від материнської клітини цілісну програму життя. Тому перед поділом клітини кількість хромосом подвоюється. За те, щоб кожна дочірня клітина отримала під час розподілу повний набір хромосом, відповідає клітинний центр. Це єдина органела тваринної клітини, яка відсутня в рослинній клітині.
Хромосоми – високоспеціалізовані компоненти клітинного ядра, що мають свою індивідуальність, виконують певну функцію та здатні відтворюватись у кількох поколіннях. Кожен вид рослин і тварин має певну постійну кількість хромосом. Кожна хромосома має собі подібну, парну. Набір хромосом соматичних клітин називають диплоїдним, його позначають 2n. Диплоїдний набір хромосом соматичних клітин організмів даного біологічного виду називають каріотипом. Каріотип людини складається з 46 хромосом (23 пари гомологічних хромосом). З них 44 (22 пари) – це автосоми (нестатеві хромосоми) і одна пара статевих: у чоловіків вона позначається Х і Y (Х Y), а в жінок – дві Х-хромосоми (ХХ).
Тема: Організація клітин у часі.
План.
Життєвий цикл клітини. Види поділу клітини.
Розмноження організмів як одна з універсальних властивостей живого. Гаметогенез та запліднення.
1