Билет №18 Вопрос №1 в учебнике

Вопрос №2. Нуклеиновые кислоты

Особенности организации ДНК

ДНК состоит из нуклеотидов, в состав которых входят сахар - дезоксирибоза, фосфат и одно из азотистых оснований - пурин (аденин или гуанин) либо пиримидин (тимин или цитозин). Особенностью структурной организации ДНК является то, что ее молекулы включают две полинуклеотидные цепи, связанные между собой определенным образом. В соответствии с трехмерной моделью ДНК, предложенной в 1953 г. американским биофизиком Дж. Уотсоном и английским биофизиком и генетиком Ф. Криком, эти цепи соединяются друг с другом водородными связями между их азотистыми основаниями по принципу комплементарности. Аденин одной цепи соединяется двумя водородными связями с тимином другой цепи, а между гуанином и цитозином разных цепей образуются три водородные связи. Такое соединение азотистых оснований обеспечивает прочную связь двух цепей и сохранение равного расстояния между ними на всем протяжении.

Другой важной особенностью объединения двух полинуклеотидных цепей в молекуле ДНК является их антипараллельность: 5'-конец одной цепи соединяется с 3'-концом другой, и наоборот (рис.4).

Данные рентгеноструктурного анализа показали, что молекула ДНК, состоящая из двух цепей, образует спираль, закрученную вокруг собственной оси. Диаметр спирали составляет 2 нм, длина шага - 3, 4 нм. В каждый виток входит 10 пар нуклеотидов.

Чаще всего двойные спирали являются правозакрученными - при движении вверх вдоль оси спирали цепи поворачиваются вправо. Большинство молекул ДНК в растворе находится в правозакрученной - В-форме (В-ДНК). Однако встречаются также левозакрученные формы (Z-ДНК). Какое количество этой ДНК присутствует в клетках и каково ее биологическое значение, пока не установлено (рис.3.5).

Структура

Таким образом, в структурной организации молекулы ДНК можно выделить первичную структуру - полинуклеотидную цепь, вторичную структуру-две комплементарные друг другу и антипараллельные полинуклеотидные цепи, соединенные водородными связями, и третичную структуру - трехмерную спираль с приведенными выше пространственными характеристиками.

ДНК - уникальнейшие молекулы в природе, благодаря которым возможно хранение, передача, и воспроизведение наследственной информации в разных поколениях клеток, организмов, видов и т.д.

Перед делением ДНК должно удвоиться, для того чтобы каждая клетка получила точно такую же генетическую информацию, какая была в исходной клетке.

Функции ДНК

1. ДНК является носителем генетической информации. Функция обеспечивается фактом существования генетического кода.

2. Воспроизведение и передача генетической информации в поколениях клеток и организмов. Функция обеспечивается процессом репликации.

3. Реализация генетической информации в виде белков, а также любых других соединений, образующихся с помощью белков-ферментов. Функция обеспечивается процессами транскрипции и трансляции.

Вопрос №3 Легочный сосальщик.

тип Plathelminthes (Плоские черви)

кл. Trematodes (Сосальщики)

подкл. Prosostomidae

сем. Paragonimus westermani(Легочный сосальщик)

Paragonimus westermani - биогельминт, возбудитель парагонимоза. Распространен в Юго-Восточной и Южной Азии, Центральной Африке и Южной Америке.

Морфологические особенности. Форма тела яйцевидная, слегка сплющенная в дорзо-вентральном направлении; длина - 7,5-12 мм. Марита имеет красно-коричневую окраску. Ротовая присоска расположена терминальнобрюшная - примерно на середине тела. Каналы средней кишки неразветвленные, по ходу образуют изгибы. По бокам от брюшной присоски лежат с одной стороны дольчатый яичник, а с другой - матка. Желточники расположены в боковых частях тела. Кзади от матки и яичника лежат два лопастных семенника (рис. 2).

Цикл развития типичен для трематод. Основными хозяевами легочного I сосальщика являются человек, собака, кошка, свинья и другие млекопитающие. Первый промежуточный хозяин - пресноводные моллюски рода Melania, второй - пресноводные раки и крабы. Заражение основного хозяина происходит при употреблении в пищу раков и крабов, не прошедших достаточную термическую обработку, в которых находятся живые метацеркарии. В желудочно-кишечном тракте паразиты освобождаются от оболочек, проникают через стенку кишечника в брюшную полость, а оттуда через диафрагму - в плевру и легкие. Локализация мариты - мелкие бронхи. Яйца выделяются во внешнюю среду с мокротой или фекалиями.

Основной путь заражения — употребление в пищу раков и крабов, прошедших термическую обработку, недостаточную для уничтожения личинок гельминта (дело в том, что обычно несведущие люди варят ракообразных лишь до того момента, когда они становятся красными, однако личинки парагонимуса погибают гораздо позже — это и приводит к инвазии).

Патогенное действие заключается в механическом повреждении стенки кишечника, диафрагмы, плевры и ткани легких, в которых наблюдаются кровоизлияния и воспалительные процессы. Токсико-аллергическое действие проявляется лихорадкой и эозинофилией. В легких паразиты располагаются попарно; вокруг них образуются полости, заполненные продуктами обмена паразита и распада окружающих тканей. Яйца паразита с током крови могут заноситься в различные органы. Особую опасность представляет попадание яиц в головной мозг.

Клиника. Инкубационный период - 2-3 недели, он может укорачиваться до нескольких дней при массивной инвазии. Ранние проявления заболевания характеризуются симптомами энтерита, гепатита, асептического перитонита, что связано с миграцией личинок. Эти явления длятся недолго. Позже развивается плевролегочной процесс, обусловленный паразитированием молодых гельминтов, что проявляется симптомами бронхита, очаговой пневмонии и, нередко, эксудативного плеврита. В этой стадии яйца парагонимусов в мокроте не обнаруживаются. Хроническая стадия, наступающая спустя 2-3 месяца после заражения, характеризуется интоксикацией с температурой до 39°С, кашлем с гнойной мокротой (до 500 мл в сутки) и нередко с примесью крови, болями в груди, одышкой, легочными кровотечениями. В крови - умеренный лейкоцитоз, эозинофилия. В мокроте находят яйца паразита.

Лабораторная диагностика основана на нахождении яиц в мокроте или фекалиях. Яйца парагонима относительно крупные (до 100 мкм), овальные, желтоватой окраски, с крышечкой и толстой оболочкой..

Профилактика: личная - не употреблять в пищу сырых или плохо термически обработанных раков и крабов; общественная - санитарно-просветительная работа, охрана водоемов от загрязнения фекалиями человека и животных, выявление и лечение больных.

БИЛЕТ №19

Вопрос №1 Гаметогенез.

Биологическая роль и общая характеристика прогенеза.

Прогенез (гаметогенез) — это процесс образования половых клеток. Развитие половых клеток в эмбриогенезе человека начинается рано. Первичные половые клетки – ГОНОБЛАСТЫ – определяются во внезародышевой желточной энтодерме в конце 3-й недели эмбриогенеза. Эти клетки индифферентные. Гонобласты мигрируют в закладку половых желез на медиальной поверхности первичной почки (мезонефроса) и принимают участие в образовании гонад, дифференцируясь в спермато- или оогонии.

Гаметогенез в организме женской особи сводится к образованию женских половых клеток (яйцеклеток) и носит название овогенеза. У особей мужского пола возникают мужские половые клетки (сперматозоиды), процесс образования которых называется сперматогенезом.

Гаметогенез — это последовательный процесс, которых складывается из нескольких стадий — размножения, роста, созревания клеток. В процесс сперматогенеза включается также стадия формирования, которой нет при овогенезе.

1. Стадия размножения. Клетки, из которых в последующем образуются мужские и женские гаметы, называются сперматогониями и овогониями соответственно. Они несут диплоидный набор хромосом 2n2c. На этой стадии первичные половые клетки многократно делятся митозом, в результате чего их количество существенно возрастает. Сперматогонии размножаются в течение всего репродуктивного периода в мужском организме. Размножение овогоний происходит главным образом в эмбриональном периоде. У человека в яичниках женского организма процесс размножения овогоний наиболее интенсивно протекает между 2 и 5 месяцами внутриутробного развития.

К концу 7 месяца большая часть овоцитов переходит в профазу I мейоза.

Генетическая формула клеток в стадии размножения соответствует 2n2c до синтетического периода митоза (когда происходит репликация ДНК) и 2n4c после него.

2.   Стадия роста. Kлетки увеличиваются в размерах и превращаются в сперматоциты и овоциты I порядка (последние достигают особенно больших размеров в связи с накоплением питательных веществ в виде желтка и белковых гранул). Эта стадия соответствует интерфазе I мейоза. Важное событие этого периода — репликация молекул ДНК при неизменном количестве хромосом. Они приобретают двунитчатую структуру: генетическая формула клеток в этот период выглядит как 2n4c.

3.   Стадия созревания. Происходят два последовательных деления — редукционное (мейоз I) и эквационное (мейоз II), которые вместе составляют мейоз. После первого деления (мейоза I) образуются сперматоциты и овоциты II порядка (с генетической формулой n2c), после второго деления (мейоза II) — сперматиды и зрелые яйцеклетки (с формулой nc) с тремя редукционными тельцами, которые погибают и в процессе размножения не участвуют. Так сохраняется максимальное количество желтка в яйцеклетках. Таким образом, в результате стадии созревания один сперматоцит I порядка (с формулой 2n4c) дает четыре сперматиды (с формулой nc), а один овоцит I порядка (с формулой 2n4c) образует одну зрелую яйцеклетку (с формулой nc) и три редукционных тельца.

4.   Стадия формирования, или спермиогенеза самая продолжительная (около 50 суток) (только при сперматогенезе). В результате этого процесса каждая незрелая сперматида превращается в зрелый сперматозоид (с формулой nc), приобретая все структуры, ему свойственные. Ядро сперматиды уплотняется, происходит сверхспирализация хромосом, которые становятся функционально инертными. Комплекс Гольджи перемещается к одному из полюсов ядра, формируя акросому. К другому полюсу ядра устремляются центриоли, причем одна из них принимает участие в формировании жгутика. Вокруг жгутика спирально закручивается одна митохондрия. Почти вся цитоплазма сперматиды отторгается, поэтому головка сперматозоида ее почти не содержит.

Фазы сперматогенеза.

СПЕРМАТОГЕНЕЗ происходит в извитых канальцах семенника.

Различают 4 фазы: размножение, рост, созревание и формирование.

Фазы овогенеза.

Различают 3 фазы: размножение, рост и созревание.

Цитологическая и цитогенетическая характеристики спермато-и овогенеза.

Овогонии и сперматогонии, как и все соматические клетки, характеризуются диплоидностью. Если в одинарном, гаплоидном наборе число хромосом обозначить как n, а количество ДНК как с, то генетическая формула клеток в стадии размножения соответствует 2n2с, на стадии роста происходит редупликация ДНК при сохранении неизменным числа хромосом и генетическая формула сперматоцитов и овоцитов I порядка приобретает вид 2n4с, на стадии созревания после первого деления образуются сперматоциты и овоциты II порядка (формула n2с), а после второго — сперматиды и зрелая яйцеклетка (nс).

Морфофункциональная организация половых клеток.

Зрелый сперматозоид состоит из головки и хвостика (длина 60-70 нм). Головка содержит ядро и акросому. В хвостике различают связующий отдел (шейка) – центриоль, промежуточный (средний) отдел – митохондриальная спираль и концевой отдел. На переднем конце головки (на ее вершине) располагается акросома, которая представляет собой видоизмененный комплекс Гольджи. Здесь происходит образование гиалуронидазы — фермента, который способен расщеплять мукополисахариды оболочек яйцеклетки, что делает возможным проникновение сперматозоида внутрь яйцеклетки. В шейке сперматозоида расположена митохондрия, которая имеет спиральное строение. Она необходима для выработки энергии, которая тратится на активные движения сперматозоида по направлению к яйцеклетке. На границе головки и шейки располагается центриоль. На поперечном срезе жгутика видны 9 пар микротрубочек, еще 2 пары есть в центре. В семенной жидкости мужская гамета развивает скорость, равную 5 см/ч. Все сперматозоиды несут отрицательный электрический заряд, что препятствует их склеиванию в сперме.

Яйцеклетка имеет округлую форму. Д. ок.130 мкм. Активная метаболически, богата иРНК, белками. В цитоплазме – гр и агрЭС, кГ, митох., а также включения: трофические (вителлин, липиды). Яйцеклетка имеет оболочки, которые выполняют защитные функции, препятствуют проникновению в яйцеклетку более одного сперматозоида, способствуют имплантации зародыша в стенку матки и определяют первичную форму зародыша. Как и другие клетки, яйцеклетка отграничена плазматической мембраной, но снаружи она окружена блестящей оболочкой, состоящей из мукополисахаридов (получила свое название за оптические свойства). Блестящая оболочка содержит гликопротеины – ZP – рецепторы взаимодействия гамет (главный ZP3) и покрыта лучистым венцом, или фолликулярной оболочкой, которая представляет собой микроворсинки фолликулярных клеток. Она играет защитную роль, питает яйцеклетку. Увеличение тонуса маточной трубы и биение ресничек эпителиальных клеток ампулы маточной трубы способствует перемещению яйцеклетки из брюшной полости в ампулу.

Отмеченные выше различия в ходе овогенеза и сперматогенеза имеют определенный биологический смысл, связанный с разным функциональным назначением мужских и женских гамет (помимо переноса генетической информации). Накопление в цитоплазме яйцеклетки большого количества запасных питательных веществ необходимо, так как на этой «базе» осуществляется развитие дочернего организма из оплодотворенного яйца. Неравномерное клеточное деление при овогенезе и обеспечивает формирование крупной яйцеклетки. Функция же сперматозоидов заключается в отыскании яйцеклетки, проникновении в нее и доставке своего хромосомного набора. Их существование кратковременно, а поэтому нет необходимости в запасании большого количества веществ в цитоплазме. А поскольку сперматозоиды в массе гибнут в процессе поиска яйцеклетки, их образуется огромное количество.

Типы яй­цеклеток.

Тип развития оплодотворенного яйца существенно зависит от количества содержащегося в нем желтка, представляющего собой запас питательных веществ. Желточные гранулы различаются по составу у разных животных, но обычно они содержат то или иное количество белков, фосфолипидов и нейтральных жиров. Алецитальные яйца. Это яйца почти без желтка или с очень незначительным количеством его. Таковы, например, яйцеклетки млекопитающих, плоских червей. Гомолецитальные или изолецитальные яйца. В этих яйцах желток относительно равномерно распределен в цитоплазме. Ядро у таких яиц расположено в центре. Такое строение имеют яйца многих моллюсков, иглокожих и ланцетника. Гомолецитальные яйца могут иметь и очень большое количество желтка, например яйца гидр и немертины. Телолецитальные яйца. Желток резко неравномерно распределен в цитоплазме. В области анимального полюса мало или почти совсем нет желтка; большая часть его находится в вегетативном полушарии, где желточные зерна и пластинки лежат более плотно. Положение ядра эксцентричное; оно находится в анимальной половине выше экватора. В анимальной половине значительно меньше желтка, чем в вегетативной. Примером телолецитальных яиц являются яйца амфибий, например лягушек. Такое же строение имеют яйца птиц, у некоторых, однако, область желтка достигает огромных размеров по сравнению с очень небольшим участком яйца (так называемым зародышевым диском), менее загруженным желтком. Яйца членистоногих, в частности насекомых, относятся к типу центролецитальных яиц. Желток сосредоточен здесь в середине клетки, а цитоплазма образует тонкий поверхностный слой; кроме того, в центре яйца имеется островок цитоплазмы, который содержит ядро.

Вопрос №2 Генетическая изменчивость в природных популяциях (последняя лекция)

А)полиморфизм генов

Б) частоты генов и генотипов

В) частоты аллелей

Вопрос №3 Шистозомы.

тип Plathelminthes (Плоские черви)

кл. Trematodes (Сосальщики)

подкл. Prosostomidae

сем. Shistosoma

Mорфология.

Длина до 1,5—2 см. У самца широкое удлиненное тело, на брюшной стороне имеется гинекоформный канал, где в период копуляции помещается самка. Яйца овальные, имеют шип, расположенный, в зависимости от вида, сбоку или на одном из полюсов. Самка более тонкая и длинная, чем самец.

Цикл развития.

Шистосомозы перкутантные биогельминтозы.

Жизненный цикл возбудителя характеризуется сменой двух хозяев (рис.). Источником возбудителя инвазии при всех Ш. является человек, а при японском, кроме того, домашние и дикие животные (коровы, козы, лошади, свиньи, собаки, кошки, грызуны). В мелких кровеносных сосудах окончательного хозяина — человека, многих млекопитающих самка откладывает до 3000 яиц в сутки. Яйца проходят в кишечник или мочевой пузырь и испражнениями или мочой выводятся в окружающую среду. В пресной воде из яйца вылупляются мирацидии. Дальнейшее их развитие происходит в организме промежуточного хозяина — моллюска, специфического для каждого вида шистосом. Через 4 нед. после внедрения в теле моллюска созревают хвостатые личинки — церкарии. Они выходят в воду, где при встрече с окончательным хозяином внедряются через кожу или слизистые оболочки. В подкожной клетчатке церкарии превращаются в шистосомулы, которые попадают в кровеносные сосуды и через 20—30 дней достигают половой зрелости.

Продолжительность жизни шистосомов в организме человека составляет десятки лет.

Патогенное действие.

Мигрируя по кровеносным и лимфатическим сосудам, шистосомулы проникают в различные органы, вызывая их поражения. В сосудах портальной системы печени шистосомулы созревают до взрослых особей. Спаренные взрослые особи S. haematobium локализуются в венозных сплетениях мочевого пузыря, S. mansoni, S. intercalatum japonicum — в разветвлениях брыжеечных и воротной вен. В венулах этих сплетений происходит яйцекладка. Яйца из сосудов, в зависимости от вида шистосом, продвигаются в просвет мочевого пузыря или кишечника. Миграция гельминтов и яиц травмирует ткани, а продукты их распада и жизнедеятельности вызывают аллергические проявления, характерные для острой стадии болезни. В результате повреждения тканей яйцами в хронической стадии развивается воспалительно-пролиферативный процесс, вокруг яиц, задержавшихся в тканях, образуются гранулемы.

Внедрение в кожу церкариев иногда вызывает местную воспалительную реакцию (зуд купальщиков). Через 3—8 нед. у неиммунных лиц возникает лихорадка, зудящая сыпь, головная боль. Отмечаются бронхит с астматическим компонентом, гепатомегалия, лейкоцитоз с эозинофилией, возможны энцефалит, менингоэнцефалит. Длительность острой стадии от 2 нед. до 3 мес. Специфические проявления болезни развиваются в хронической стадии.

При мочеполовом Ш. через 3—6 мес. после заражения появляется характерный признак — терминальная гематурия без дизурических явлений. Учащенное болезненное мочеиспускание, боль в надлобковой области и в промежности . В поздних стадиях болезнь может осложниться гидронефрозом, пиелонефритом. Поражение половых органов у женщин проявляется в виде кольпита, эрозий и полипов шейки матки, у мужчин — в виде эпидидимита, простатита, везикулита.

При кишечном шистосомозе Мансона основные проявления связаны с поражением дистального отдела толстой кишки: жидкий стул с примесь слизи и крови, чередующийся с запорами, боль в животе схваткообразного или ноющего характера, тенезмы. При заносе шистосом в легкие в них возникает воспалительный процесс, проявляющийся лихорадкой, кашлем, одышкой, болью при дыхании.

Японский Ш. напоминает кишечный, но протекает тяжелее.

Кишечный интеркалатный Ш. индентичен шистосомозу Мансона, течение его отличается доброкачественностью; прогноз благоприятный

Лабораторная диагностика.

Наиболее достоверным является обнаружение яиц в осадке мочи. В основе диагностики кишечного Ш. лежит выявление яиц шистосом Мансона в кале. Важное значение имеют также ректороманоскопия, колоноскопия. При всех формах Ш. в качестве методов предварительной диагностики можно использовать иммунологические тесты.

Профилактика.

Профилактика включает комплекс мероприятий, направленных на раннее выявление и лечение больных, уничтожение промежуточных хозяев — моллюсков, гигиеническое воспитание населения. Для уничтожения моллюсков используют химические препараты и средства растительного происхождения, расселяют в водоемах хищников, которые уничтожают яйца, церкарии и моллюсков. Большое значение имеет санитарное благоустройство населенных мест. Специалисты, выезжающие в эндемичные регионы, должны быть предупреждены об опасности заражения при купании в пресноводных водоемах, хождении босиком по прибрежной траве.