30 Билет. Основные научные достижения в биологии и генетике. Роль днк и рнк в системе управления генетической информацией. Наследственность и изменчивость.

Основные научные достижения в биологии и генетике:

На основе экспериментальных данных о сцепленном наследовании некоторых признаков и параллелизма поведения хромосом и наследования признаков Т.Г. Морганом и его школой была разработана хромосомная теория наследственности.

Изменчивость, выходящая за границы нормы реакции генотипа, является мутацией и наследуется. Выяснение природы и свойств генетического кода.

Роль ДНК и РНК в системе управления генетической информацией:

Роль ДНК и РНК в системе управления генетической информации.

1) При трансформации у бактерии от 1 клетки к другой через ДНК.

2)Вирус поражающий бактерии (вводим в клетку бактерии только свою ДНК, и таким образом подчиняет себе весь аппарат).

3) Все соматические клетки особей одного и того же вида содержат почти любое количество, а за размножение вдвое меньше. Представители разных видов отличаются друг от друга и по содержанию ДНК. У всех представителей одного и того же вида соответствуют азотистые основания ДНК.

4) Молекулы ДНК имеют форму двойной спирали. Она похожа на закрученную лестницу, где веревки сахаро-фосфатные основы ее цепей, перегладины-на концах либо А-Т либо Г-Ц.

Каждое основное соединение со своим партнером слабородной связью. В клетке протокореота генетический материал представлен кольцевой двухсперальной молекулой ДНК, а в ядрах эукаритов клеток состоит из ядра и белков.

5) Репликация ДНК происходит следующим образом : двойная спираль раскручивается и расстегивается, как застежка молния по разрывающимся водородным связям. Определенные ферменты строят новые цепи, связывая между собой нуклеотиды комплиментарные нуклеотидам каждой из 2 спиралей ДНК.

6) Генетический код расшифрованный в 1965г. Является триплетным. Мутация- сбой кодирования при которой происходит утрата или перестройка части информации. Жизнь зависит от точности передачи информации, которую обеспечивают 3 ферментные системы.

7) Специализация клеток определяет разной активностью генов, механизм регуляции активности генов самосогласованной причем автоматической обратной связью осуществляется между клетками через клеточные мембраны, а между частями организма гормонами, но существует связь через сети нейронов.

8) Само понятие жизни связано с информацией.

Генотипическая информация входе эволюции организмов дополнена поведенческой

Наследственность - свойства организмов передавать свои признаки и особенности развития следующим поколениям. А материальная основа наследственности при любой форме размножения - это хромосомы.

Изменчивость – (мутации), свойства организмов приобретать новые признаки в процессе индивидуального развития. Различают 2 вида изменчивости: наследственную и кодификационную. Кодификационная изменчивость не затрагивает генетический аппарат.

31 Билет. Ген. Геном. Генотип. Генная инженерия. Клонирование.

Ген — структурная и функциональная единица наследственности, контролирующая развитие определённого признака или свойства. Совокупность генов родители передают потомкам во время размножения. Однако перенос генов от родителей к потомкам не является единственным способом передачи генов. В 1959 году был описан случай горизонтального переноса генов. В отличии от вертикального переноса, в горизонтальном организм передает гены организму, который не является его потомком. Этот способ передачи широко распространен среди одноклеточных организмов и в меньшей степени среди многоклеточных.

Термин "ген" был введён в употребление в 1909 году датским ботаником Вильгельмом HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%92%D0%B8%D0%BB%D1%8C%D0%B3%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BC_%D0%99%D0%BE%D1%85%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D1%81%D0%B5%D0%BD&action=edit&redlink=1"Йоханнсеном. Изучением генов занимается наука генетика, родоначальником которой считается Грегор Мендель, который в 1865 году опубликовал результаты своих исследований о передачи по наследству признаков при скрещивании гороха. Сформулированные им закономерности впоследствии назвали Законами Менделя.

Среди ученых нет единого мнения под каким углом рассматривать ген. Одни ученые его рассматривают как информационную наследственную единицу, а единицей естественного отбора является вид, группа, популяция или отдельный индивид. Другие ученные, как например Ричард HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B8%D1%87%D0%B0%D1%80%D0%B4_%D0%94%D0%BE%D0%BA%D0%B8%D0%BD%D0%B7"Докинз в своей книге "Эгоистичный ген", рассматривает ген как единицу естественного отбора, а сам организм - как машину для выживания генов.

Геноти́п — совокупность генов данного организма, которая, в отличие от понятий генома и генофонда, характеризует особь, а не вид (ещё отличием генотипа от генома является включение в понятие «геном» некодирующих последовательностей, не входящих в понятие «генотип»). Вместе с факторами внешней среды определяет фенотип организма.

Обычно о генотипе говорят в контексте определенного гена, у полиплоидных особей он обозначает комбинацию аллелей данного гена (см. гомозигота, гетерозигота). Большинство генов проявляются в фенотипе организма, но фенотип и генотип различны по следующим показателям:

1. По источнику информации (генотип определяется при изучении ДНК особи, фенотип регистрируется при наблюдении внешнего вида организма).

2. Генотип не всегда соответствует одному и тому же фенотипу. Некоторые гены проявляются в фенотипе только в определённых условиях. С другой стороны, некоторые фенотипы, например, окраска шерсти животных, являются результатом взаимодействия нескольких генов по типу комплементарности.

Гено́м — совокупность всех генов организма; его полный хромосомный набор.

Термин «геном» был предложен Гансом Винклером в 1920 г. для описания совокупности генов, заключённых в гаплоидном наборе хромосом организмов одного биологического вида. Первоначальный смысл этого термина указывал на то, что понятие генома в отличие от генотипа является генетической характеристикой вида в целом, а не отдельной особи. С развитием молекулярной генетики значение данного термина изменилось. Известно, что ДНК, которая является носителем генетической информации у большинства организмов и, следовательно, составляет основу генома, включает в себя не только гены в современном смысле этого слова. Большая часть ДНК эукариотических клеток представлена некодирующими («избыточными») последовательностями нуклеотидов, которые не заключают в себе информации о белках и РНК.

Генетическая информация в клетках содержится не только в хромосомах ядра, но и во внехромосомных молекулах ДНК. У бактерий к таким ДНК относятся плазмиды и некоторые умеренные вирусы, в клетках эукариот — это ДНК митохондрий, хлоропластов и других органоидов клеток . Объёмы генетической информации, заключённой в клетках зародышевой линии (предшественники половых клеток и сами гаметы) и соматических клетках, в ряде случаев существенно различаются. В онтогенезе соматические клетки могут утрачивать часть генетической информации клеток зародышевой линии, амплифицировать группы последовательностей и (или) значительно перестраивать исходные гены.

Следовательно, под геномом организма понимают суммарную ДНК гаплоидного набора хромосом и каждого из внехромосомных генетических элементов, содержащуюся в отдельной клетке зародышевой линии многоклеточного организма. В определении генома отдельного биологического вида необходимо учитывать, во-первых, генетические различия, связанные с полом организма, поскольку мужские и женские половые хромосомы различаются. Во-вторых, из-за громадного числа аллельных вариантов генов и сопутствующих последовательностей, которые присутствуют в генофонде больших популяций, можно говорить лишь о некоем усреднённом геноме, который сам по себе может обладать существенными отличиями от геномов отдельных особей. Размеры геномов организмов разных видов значительно отличаются друг от друга, и при этом часто не наблюдается корреляции между уровнем эволюционной сложности биологического вида и размером его генома.

Генная инженерия, клонирование.

После выхода статьи двух ученых – англичанина Ф.Крика и американца Дж. Уотсона, раскрывавшей структуру наследственности всего живого на Земле – ДНК перед наукой открылась возможность не только изучать наследственный материал, но и влиять на саму наследственность - «оперировать» ДНК, сращивать участки генов далеких друг от друга животных или растений. Первым с помощью генной инженерии был получен инсулин, затем интерферон, потом гормон роста. Благодаря вмешательству человека в конструкцию ДНК были улучшены или изменены качества десятков животных и растений. В 1997 ученые вырастили клонированную овцу Долли, взяв от взрослого животного одну клетку и из этой клетки вырастив точную копию этой овцы. Тем самым решен вопрос о копировании крупных млекопитающих, что создает возможность размножения в больших количествах элитных животных и переводит вопрос создания племенного поголовья в совершенно новую область производства. Недавно эти ученые получили от одной овцы шесть клонированных. Из шести клонированных ягнят трое несут в себе ген человека, благодаря которому их молоко будет содержать вещество, способствующее свертыванию крови. Этот фактор жизненно важен для лечения гемофилии. Под влиянием этих успехов некий ученый решил копировать человека и проводит активную подготовку к эксперименту. Этот проект вызвал многочисленные протесты общественности.