146. Иерархическая структура генных ансамблей. Мастер-гены.

Различные стадии пренатального онтогенеза определяются последовательной активацией определенных генов, в результате которой развивается последовательная чреда событий эмбриогенеза от зиготы до появления на свет нового организма. Постанатальный онтогенез включает стадии полового созревания, половой зрелости и затухания половой функции, заканчивающееся смертью организма.

В основе эмбриогенеза лежит каскадный многоуровневый принцип взаимодействия генов, при котором последовательное «включение» или «выключение» генов выражается в изменении клеточного фенотипа, при этом продукты генов, синтезированные на предыдущем уровне, контролируют экспрессию генов на последующих уровнях. Механизмы генетического контроля эмбриогенеза – организация генных систем( сетей, ансамблей) и их комплексное функционирование – на разных уровнях универсальны и консервативны. В работах по изучению эффектов генных мутаций в онтогенезе дрозофилы, мыши и курицы установлено, что развитие органов находится под контролем генных сетей с момента закладки органа до его окончательного формирования. Многоуровневая система взаимодействия генов в определенной генной сети организована по иерархическому принципу, а также характеризуется разнесенностью во времени и в пространстве.

147. Химическая теория происхождения жизни на Земле. Гипотеза мира рнк.

Мир РНК – предшественник современной жизни. Предполагается, что первые существа были РНК-организмы, способные синтезировать собственные копии. Намного раньше первых прокариот, около 4 млрд лет тому назад, на Земле царил мир РНК. Тот факт, что РНК может содержать наследственную информацию, позволило Уолтеру Гилберту выдвинуть гипотезу мира РНК – предположение, что в древности первым геном была молекула РНК, обладающая свойствами репликации и катализатора. Эта молекула потребляла вещества из окружающей среды для копирования самой себя.

Рибозимы – молекулы РНК, обладающие ферментативной активностью и поэтому способные соединять в себе функции, которые в клетках выполняют по отдельности белки и ДНК, то есть катализировать биохимические реакции и хранить наследственную информацию. Хорошо известно, что все основополагающие «реликтовые» биохимические процессы в клетке, а менно транскрипция и трансляция происходят с участием РНК. Активная чать рибосома – молекулярной машины, осуществляющей синтез елков – является рибозимом. При этом РНК-зависимые ферменты обеспечивают синтез мРНК, а тРНК доставку аминокислот к рРНК. Рибосомная РНК составляет около 70 % всей РНК клетки.

Согласно современным представлениям Земля сформировалась из газопылевого олака на орите Солнечной системы с самым выгодным положением, где есть вода и летучие газы, а следовательно условия для каталитического синтеза органических соединений. Гипотеза Опарина и Холдейна – наиболее доказательная о зарождении жизни на Земле. Исходя из гипотезы, на первом этапе эволюции жизни под влиянием внешних факторов, а также в результате самоогранизации углеродсодержащих молекул из неорганических веществ возникли органические, или пребиотические вещества, которые и дали начало жизни в океане. Сами пребиотиечские субстанции были синтезированы на вулканических островах, в термических скважинах с пресной водой, насыщенной смесью газов (метан, аммиак, водород, углекислый газ), в так называемом пребиотическом бульоне. Катализатором химических реакций в пребиотическом бульоне служили высокие температуры, электрические разряды молний, ультрафиолетовое излучение Солнца.