Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №3 (1 семестр) Тема Организация наследственного материала у про- и эукариот. Воспроизведение на клеточном уровне

..pdf
Скачиваний:
17
Добавлен:
23.06.2023
Размер:
654.48 Кб
Скачать

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №3 Тема: Организация наследственного материала у про- и эуакариот.

Воспроизведение на клеточном уровне.

Цель занятия - изучить особенности организации наследственного материала про- и эукариот, а также закономерные изменения структурно-функциональных характеристик клетки во времени.

В результате изучения темы студент должен:

знать молекулярную структуру и свойства нуклеиновых кислот;

знать цитогенетические механизмы периодов клеточного цикла.

Материально-техническое обеспечение:

учебная литература, ситуационные задачи, тестовые задания.

Макромолекулой, с которой связано сохранение в клетках биологической (наследственной, генетической) информации является ДНК.

Ею обеспечиваются передача качественно и количественно полноценной биоинформации в ряду клеточных поколений (митотический цикл) и использование этой информации для организации клеточных функций .

Первая из названных задач решается путем воспроизведения идентичных двойных спиралей ДНК, вторая — путем биосинтеза белка. На заре биогенеза роль носителя генетической информации принадлежала, видимо, РНК. Выбор эволюции в пользу ДНК обусловлен ее большей химической инертностью и, следовательно, стабильностью. Стабильности вещества наследственности в мире жизни принадлежит особое место. Минимизация искажения биоинформации за счет химической стабильности молекул-носителей была в эволюции усилена путем возникновения механизмов «макромолекулярной редакции» ДНК-текстов, коррекции в них ошибок и молекулярной репарации повреждений молекул ДНК.

В ядре сосредоточена большая часть ДНК эукариотической клетки (90%). Она распределена между ядерными структурами - хромосомами (греч. chroma - цвет, soma - тело). Морфология хромосом меняется по стадиям клеточного цикла. При вхождении клетки в митоз материал хромосом приобретает плотную упаковку (митотическая форма), а вне митоза - рыхлую (интерфазная форма). При просмотре в микроскоп гистологических препаратов митотические хромосомы видны как хорошо окрашиваемые основными красителями (гематоксилин, краситель Гимза) тельца. Материал хромосом на гистологических срезах в интерфазных ядрах виден как совокупность интенсивно окрашенных основными красителями глыбок, зерен и

волоконец - хроматин в терминологии классической морфологии. Генетики наполняют этот термин (исторически морфологический) иным содержанием. Под хроматином они понимают вещество хромосомы, как таковое. Исходя из представления о сохранении структурной целостности хромосом в клеточном цикле, подчеркивается, что химический состав хроматина и плотность его упаковки различаются по длине хромосомы в зависимости от стадии этого цикла.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1.Организация ДНК: строение, свойства и функции.

2.РНК, её разновидности, строение. Роль РНК в процессе реализации наследственной информации.

3.Репликация ДНК, её этапы (фазы). Особенности репликации вирусных и бактериальных ДНК.

4.Репарационные механизмы ДНК.

5.Жизненный цикл клетки, его периоды (циклы). Интерфаза. Митотический цикл, определение, периоды. Соотношение ДНК(с) и хромосом (п) в митотическом цикле.

Задание 1. Строение нуклеотида.

Рассмотрите схему строения нуклеотида на рис.1. Обозначьте составные части нуклеотида. Обозначьте цифрами положения атомов углерода.

 

 

3

1

2

 

 

 

 

Рис.1. Схема строения нуклеотида

1.____________________________________________

2.____________________________________________

3.____________________________________________

2

Задание 2. Молекулярная структура ДНК эукариот.

Рассмотрите схему строения ДНК на рис.2. Сделайте обозначения рис. 2.

Рис.2. Схема строения ДНК

Н - Ф – ОН - Д –

С1 – С5 - А – Т – Г – Ц –

Задание 3. Репликация ДНК у эукариот.

Изучите репликацию ДНК на рис. 3. Назовите основные этапы репликации ДНК эукариот и заполните табл. 1.

http://present5.com/presentation/1/44640805_165319307.pdf-img/44640805_165319307.pdf-8.jpg

Рис.3. Область репликационной вилки в молекуле ДНК

3

Сделайте обозначения:

1 ____________________________________________________________________________

2____________________________________________________________________________

3____________________________________________________________________________.

4____________________________________________________________________________

5____________________________________________________________________________

6____________________________________________________________________________

7____________________________________________________________________________

8____________________________________________________________________________

9____________________________________________________________________________

10___________________________________________________________________________

11___________________________________________________________________________

Таблица 1

Ферменты репликации и их функции

Ферменты

Функции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание 4. Репарация.

Изучите разные классификации репарации по таблицам 2 и 3. Рассмотрите механизмы репарации по таблице 4.

Таблица 2

Классификация по времени проведения репарации

Время проведения репарации

Фаза клеточного цикла

 

 

Дорепликативная

G1

 

 

В процессе репликации ДНК

фаза S

 

 

Пост репликативная

фаза G2

 

 

4

Таблица 3

Классификация по виду репарируемых повреждений:

удаление пиримидиновых димеров;

устранение однонитиевых разрывов;

устранение двухнитевых разрывов;

репарация АР-сайтов и т.д.

Таблица 4

Классификация основных механизмов репарации

Механизм

 

Описание

Прямая репарация

Фотореактивация пиримидиновых димеров.

 

Репарация АРсайтов прямой вставкой пуринов.

 

Прямая репарация однонитевых разрывов ДНК.

Эксцизионная репарация

1

этап. Распознавание повреждения.

 

2

этап. Надрезание нити пентозофосфатного остова ДНК.

 

3

этап. Эксцизия участка, содержащего повреждение.

 

4

этап. Репаративный синтез на неповрежденной матрице.

 

5

этап. Сшивание (лигирование ) двух цепей ДНК.

SOS-репарация

На поврежденной матрице ДНК комплекс белков SOS-

 

репарация (белков UmuD и UmuC со спиралью RecA)

 

замещают ДНК полимеразу III и начиная полимеризацию

 

случайных нуклеотидов. В результате клетка спасается от

 

гибели на данном этапе и может обеспечить митоз, хотя будут

 

ошибки и высокий риска гибели клетки.

Рекомбинантная

Для реализации этого вида репарации необходима вторая

репарация

неповрежденная копия нуклеотидной последовательности,

 

гомологичной поврежденному участку. Происходит

 

одноцепочечный обмен между неповрежденным дуплексом и

 

разорванным.

Задание 5. Жизненный цикл клетки.

Рассмотрите жизненный цикл клетки на рис.4. Укажите в таблице 5 периоды жизненного цикла клетки и процессы, происходящие в эти периоды.

I – митотический цикл

IIпереход клетки в дифференцированное состояние

III – гибель клетки

Рис.4. Жизненный цикл клетки многоклеточного организма

5

Таблица 5

Жизненный цикл клетки

 

Периоды жизненного цикла

Процессы

 

 

 

R1

(постмитотический)

 

 

 

 

R2

(премитотический), (G0)

 

M - …..

 

 

 

 

G1

- .......

 

 

 

S - ......

 

 

 

 

G2

- ……

 

 

 

 

Задание 6. Митотический индекс (коэффициент).

Митотический индекс определяется числом клеток, находящийся в митозе на всех стадиях: профазе, метафазе, анафазе, телофазе и к общему числу учтенных клеток (n) исследуемой ткани и выражается в промилях ( 0 / 00 )

Рассмотрите и определите митотический индекс по рис. 5.

1. ______________

2. _______________

3._______________

4.________________

5.________________

6. ________________

7._______________

Рис.5. Митоз в корешке лука

6

 

Фазы митоза

 

 

Фаза митоза

Количество клеток

Профаза (П)

Метафаза (М)

Анафаза (А)

Телофаза (Т)

Интерфаза

Сумма всех клеток (n)

Список литературы:

1.Биология : учебник в 2-х т. / В.Н. Ярыгин, В.В. Глинкина, И.Н. Волков [и др.]. под ред. В.Н. Ярыгина. – Москва: ГЭОТАР-Медиа, 2011. - Т. 1. -725 с.

2.Биология : учебник в 2-х т. / под ред. В.Н. Ярыгина. – Москва: ГЭОТАР-

Медиа, 2015. – Т. 1. - 725 с.

3.Пехов А.П. Биология. Медицинская биология, генетика и паpазитология : учебник для медицинских вузов / А.П. Пехов. - Москва: ГЭОТАР-Медиа,

2011. - 656 c.

4.Гигани О.Б. Биология: руководство к лабораторным занятиям : учебное пособие / под ред. О.Б. Гигани. - Москва : ГЭОТАР-Медиа, 2012. - 272 с.

5.Маркина В.В. Биология: руководство к практическим занятиям / В.В. Маркина, Ю.Д. Оборотистов, Н.Г. Лисатова [и др.] / под ред. В.В. Маркиной - Москва : ГЭОТАР-Медиа, 2010. - 448 с.

6.Чебышев Н.В. Биология : учебное пособие / Н.В. Чебышев, Г.Г. Гринева. – Москва : ГЭОТАР-Медиа, 2010. – 416 с.

7

Соседние файлы в предмете Биология