58. Сформулируйте идеи эволюционной биологии на молекулярно-генетическом уровне

59. В чем суть концепций голобиоза и генобиоза?

Ученые-биологи, занимающиеся решением вопроса о происхождении жизни, самым сложным считают характеристику структурных и функциональных особенностей доклеточного предка. Трудность решения заключается втом что для саморепродукции нуклеиновых кислот - основы генетического кода - необходимы ферментные белки, а для синтеза белков - нуклеиновые кислоты. Поэтому предметом дискуссии издавна служили два взаимосвязанных вопроса. Первый: что было первичным - белки или нуклеиновые кислоты? В зависимости от того, что считается первичным, различают два методологических подхода к вопросу возникновения жизни:Генобиоз — методологический подход в вопросе происхождения жизни, основанный на убеждении в первичности молекулярной системы со свойствами первичного генетического кода.Голобиоз — методологический подход в вопросе происхождения жизни, основанный на идее первичности структур, наделённых способностью к элементарному обмену веществ при участии ферментного механизма.

голобиоза - методологического подхода, основанного на идее первичности структур типа клеточной, наделенной способностью к элементарному обмену веществ при участии ферментного механизма. Появление нуклеиновых кислот в ней считается завершением эволюции, итогом конкуренции протобионтов. Эту точку зрения можно еще назвать субстратной.Сторонники генобиоза исходят из убеждения в первичности молекулярной системы со свойствами первичного генетического кода. Эту группу гипотез и концепций можно также назвать информационной. Примером этой точки зрения может служить концепция Дж. Холдейна, согласно которой первичной была не структура, способная к обмену веществ с окружающей средой, а макромолекулярная система, подобная гену и способная к саморепродукции, а потому названная им «голым геном».

61. Биологический уровень организации материи. Специфика живого

Предполагается что всего существует четыре уровня организации, которые если их расположить в порядке их иерархической соподчиненности выглядит так:

физический→химический→биологический→психологический

В основе такого деления лежит представление об организации как об определенных отношениях последовательно возникающих в результате эволюции материи.Модельными отношениями являются отношения биологической организации которые задаются следующим образом:

Основными процессами организующими биологические процессы являются процессы синтеза полипептидов и репликации молекулы ДНК. В их основе лежат комплементарные отношения четырех видов нуклеотидов и механизм реализации генетического кода в пространственно-хиральной среде. Эти отношения и являются биологической организацией и присуще любому живому существу являясь инвариантом живого.

Свойства живого: клеточное строение, единство химического состава,

обмен веществ и энергии, воспроизведение, рост, развитие, наследственность,

изменчивость, раздражимость, ритмичность, гомеостаз, самоорганизация,

целостность и дискретность

62. Молекулярные основы жизни

Как известно, важнейшие группы органических веществ, которые определяют основные свойства клетки, организма – это белки, углеводы, жиры, нуклеиновые кислоты, отдельные нуклеотиды (в частности АТФ).

БЕЛКИ. Белки – это нерегулярные полимеры^[1], мономерами которых являются аминокислоты. В состав большинства белков входят 20 аминокислот. В каждой из них содержатся одинаковые группировки атомов: аминогруппа – NH₂ и карбоксильная группа – СООН. Участки молекул, лежащие вне амино- и карбоксильной группы, называются радикалами (R). В клетке находятся свободные аминокислоты, составляющие аминокислотный фонд, за счет которого происходит синтез новых белков. Этот фонд постоянно пополняется за счет расщепления белков пищи пищеварительными ферментами или собственных запасных белков.

Уровни организации белковой молекулы. Первичной, самой простой структурой является полипептидная цепь, т.е. нить аминокислот, связанных между собой пептидными связями. В первичной структуре все связи между аминокислотами являются ковалентными, а, следовательно, прочными.

Вторичная структура соответсвует закрутке белковой нити в виде спирали. Между группами –С=О, находящимися на одном витке спирали, и группами –N–H на другом витке образуются водородные связи, которые слабее ковалентных, но обеспечивают достаточную прочность вторичной структуры.

Третичная структура. Полипептид далее свертывается, образуя клубок, для каждого белка свой специфичный, образуя третичную структуру.

Четвертичная структура. Благодаря соединению нескольких молекул белков между собой образуется четвертичная структура. Если пептидные нити уложены в виде клубка, такие белки называются глобулярными, если в виде пучков нитей – фибриллярными.

ЛИПИДЫ. Под этим термином объединяются жиры и жироподобные вещества. Это органические соединения с различной структурой, но общими свойствами. Они нерастворимы в воде, но хорошо растворяются в органических растворителях.

Основные функции липидов:

         структурная (липиды принимают участие в постороении мембран клеток всех органов и тканей),

         энергетическая функция (обеспечение 25-50% энергии организма),

         запаса питательных веществ («энергетические консервы»),

         терморегуляции.

УГЛЕВОДЫ (моносахариды, полисахариды) – органические вещества, в состав молекул которых входят водород и кислород. При этом соотношение этих элементов аналогично соотношению их в молекуле воды, т.е. на 2 атома водорода приходится один атом кислорода.

К моносахаридам относятся рибоза, дезоксирибоза, глюкоза, фруктоза, галактоза.

К полисахаридам первого порядка относятся сахароза, лактоза и мальтоза.

Полисахариды второго порядка: крахмал, гликоген, клетчатка.

Углеводы выполняют в организме следующие функции:

    энергетическую,

    структурную (т.к. входят в состав оболочек клеток и субклеточных образований),

    запаса питательных веществ,

    защитную (вязкие секреты, предохраняющие стенки полых органов от механических, химических повреждений, проникновения вредных бактерий и вирусов богаты углеводами).

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ. Нуклеиновые кислоты – природные высокомолекулярные соединения, обеспечивающие хранение и передачу наследственной информации. Описаны впервые в 1869 г. швейцарским биохимиком Ф.Мишером.

В природе существуют два типа нуклеиновых кислот, различающихся по составу, строению и функциям. Одня содержит улеводные компонент рибозу (РНК), другая – дезоксирибозу (ДНК).

Нуклеиновые кислоты – важнейшие биополимеры, определяющие основные свойства живого. Так ДНК – полимерная молекула, состоящая из сотен тысяч мономеров – дезоксирибонуклеотидов.

ДНК. Нуклеотидный состав ДНК: в составе ДНК имеются 4 основания:

аденин (А)

тимин (Т)

гуанин (Г)

цитозин (Ц).