1 Кариотип и его особенности у крс, овец и коз.

Кариотип – это набор хромосом соматической клетки, свойственный тому или иному виду

животных или растений. Он включает все особенности хромосомного комплекса: число

хромосом, их форму, наличие видимых под световым микроскопом деталей строения

отдельных хромосом. Число хромосом в кариотипе всегда четное. Это объясняется тем, что в

соматических клетках находятся две одинаковые по форме и размеру хромосомы – одна из

отцовского организма, вторая – от материнского.

Крупный рогатый скот 60

Лошадь 64

Собака 78

Свинья 38

Овца 54

Каждая хромосома в клетке отличается от других хромосом по внешнему строению и

функциональным особенностям, сохраняемой одной генерацией клеток к другой (родители

— дети). В соматических клетках хромосомы парные, а набор в хромосом в них диплоидный

(2n). Пары одинаковых по форме и величине называют гомологичными. Парность хромосом

возникает при слиянии муж и жен половых клеток, содержащих гаплоидный набор

хромосом. Закономерности строения хромосомных наборов можно отнести постоянство

числа хромосом, парность, индивидуальность и непрерывность хромосом. Половые

хромосомы различают только по одной хромосоме из двух Y и X. Хромосомы,

представленные по разному у двух полов и противоположно участвующие в генетическом

контроле половой дифференциации и половых функций, называют половыми хромосомами

или гоносомами. Хромосомы, одинаковые у 2 полов, называют аутосомами. Совокупность

количественных и структурных особенностей диплоидного набора хромосом вида получила

название — кариотипа. В нем заложена генетическая информация особи, изменения которой

влекут за собой изменения признаков и функций данной особи или ее потомства.

2 Генетический груз популяций и методы его оценки.

Генетический груз - совокупность вредных генных и хромосомных мутаций.

Различают мутационный (формируется вследствие новых мутаций) и сегрегационный (в

результате расщепления и перекомбинирования аллелей при скрещивания гетерозиготных

носителей «старых» мутаций). Частота летальных, полулетальных и субвитальных

мутантных генов, передающихся из поколения в поколение в форме мутационного

генетического груза, из-за трудности идентификации носителей не поддается точному учету.

Величина генетического груза по формуле Мортона log еS = А + ВF, где S- часть потомства,

оставшаяся в живых; А - смертность, В - ожидаемое увеличение смертности, F -

коэффициент инбридинга. Уровень генетического груза можно определять на основании

фенотипического проявления мутаций (уродства), анализа типа их наследования, частоты в

популяции. Определяют генетический груз популяции путем сравнения частот

мертворожденных в родственных и неродственных подборах родительских пар.

Хромосомные мутации являются составной частью генетического груза. Учет их ведется

прямым цитологическим методом.

3 Строение и синтез нуклеиновых кислот, генетический контроль биосинтеза белка в

клетка, генетический код и его характеристика.

Наследственная информация о строении каждого белка зашифрована в молекулах ДНК. ДНК

является материальным субстратом наследственности. Участок днк, кодирующий белковую

молекулу, называется геном. ДНК содержит пуриновые (аденин и гуанин) и пиримидиновые основания(тимин и цитозин)

основания и углеводные компоненты. А=Т/У, Г=Ц. Молекула имеет вид двойной спирали,

состоящей из 2 антипараллельных нуклеотидных цепей с общей осью. Диаметр равен 2 нм, а

расстояние между витками 3,4 нм. На каждый виток приходится 10 пар нуклеотидов.

Расстояние между азотистыми основаниями 0,34 нм. Каждая из цепей является

полинуклеотидом и содержит нуклеотиды 4 типов. В состав нуклеотида входит

дезоксирибоза, фосфатный остаток и одно из оснований — пуриновое и пиримидиновое.

Синтез днк. Спиралевидная двухцепочечная днк сначала раскручивается вдоль оси. При этом

водородные связи рвутся и цепи расходятся. Пристраиваются комплементарные нуклеотиды,

которые с помощью ферментов днк-полимераз связываются в новые полинуклеотидные цепи.

РНК отличие от днк вместо тимина урацил, компоненты рибоза и остатки фосфорной

кислоты. Все типы рнк синтезируются на днк при участии ферментов — рнк-полимераз.

Информационная РНК — переписывает наследственную информацию с участка днк и

переносят ее в рибосомы, где происходит синтез определенного белка.

Транспортная РНК — переносит аминокислоты к рибосомам и участвуют в процессе синтеза

белка.

Рибосомальная РНК — комплектуясь с особыми белками , она образует рибосомы, в которых

образуется синтез белков в клетке.

Работа генов в любом организме – прокариотическом, эукариотическом, одноклеточном или

многоклеточном – контролируется и координируется.

Различные гены обладают неодинаковой временной активностью. Одни из них

характеризуются постоянной активностью. Такие гены отвечают за синтез белков,

необходимых клетке или организму на протяжении всей жизни, например, гены, продукты

которых участвуют в синтезе АТФ. Большинство же генов обладает непостоянной

активностью, они работают только в определенные моменты, когда появляется

необходимость в их продуктах – белках. Гены различаются и по уровням своей активности

(низкий или высокий).

Белки клетки классифицируются как регуляторные и структурные. Регуляторные белки

синтезируются на регуляторных генах и контролируют работу структурных генов.

Структурные гены кодируют структурные белки, выполняющие структурную,

ферментативную, транспортную и другие функции (кроме регуляторной!).

Регуляция синтеза белка осуществляется на всех этапах этого процесса: транскрипции,

трансляции и посттрансляционной модификации либо путем индукции, либо путем

репрессии.

Регуляция активности генов эукариотических организмов намного сложнее регуляции

экспрессии генов прокариот, что определяется сложностью организации эукариотического

организма и особенно многоклеточного. Модель генетического контроля синтеза белков,

катализирующих усвоение клеткой лактозы – концепцию оперона.

Опероном называют группу генов, работа которых контролируется одним геном-

регулятором.

Ген-регулятор – это ген, обладающий постоянной низкой активностью, на нем

синтезируется белок-репрессор – регуляторный белок, который может соединяться с

оператором, инактивируя его.

Оператор – точка начала считывания генетической информации, он управляет работой

структурных генов.

В структурных генах лактозного оперона содержится информация о ферментах,

участвующих в метаболизме лактозы. Поэтому лактоза будет служить индуктором – агентом,

инициирующим работу oпepoна. Промотор – место прикрепления РНК-полимеразы.

Терминатор – место окончания синтеза иРНК.

При отсутствии индуктора система не функционирует, поскольку "свободный" от индуктора

– лактозы – репрессор соединен с оператором. В этом случае фермент РНК-полимераза не

может катализировать процесс синтеза иРНК. Если в клетке оказывается лактоза (индуктор),

она, взаимодействуя с репрессором, изменяет его структуру, в результате чего репрессор

освобождает оператор. РНК-полимераза соединяется с промотором, начинается синтез иРНК

(транскрипция структурных генов). Затем на рибосомах формируются белки по программе

иРНК-лактозного оперона. У прокариотических организмов на одну молекулу иРНК

переписывается информация со всех структурных генов оперона, т.е. оперон – это единица

транскрипции. Транскрипция продолжается до тех пор, пока в цитоплазме клетки

сохраняются молекулы лактозы. Как только все молекулы будут клеткой переработаны,

репрессор закрывает оператор, синтез иРНК прекращается.

1 этап. Транскрипция ДНК. На транскрибируемой цепи ДНК с помощью ДНК-зависимой

РНК-полимеразы достраивается комплементарная цепь мРНК. Молекула мРНК является

точной копией нетранскрибируемой цепи ДНК с той разницей, что вместо

дезоксирибонуклеотидов в ее состав входят рибонуклеотиды, в состав которых вместо

тимина входит урацил.

2 этап. Процессинг (созревание) мРНК. Синтезированная молекула мРНК (первичный

транскрипт) подвергается дополнительным превращениям. В большинстве случаев исходная

молекула мРНК разрезается на отдельные фрагменты. Одни фрагменты – интроны –

расщепляются до нуклеотидов, а другие – экзоны – сшиваются в зрелую мРНК.

3 этап. Трансляция мРНК. Трансляция (как и все матричные процессы) включает три

стадии: инициацию (начало), элонгацию (продолжение) и терминацию (окончание).

Инициация. Сущность инициации заключается в образовании пептидной связи между двумя

первыми аминокислотами полипептида.

Элонгация. Сущность элонгации заключается в присоединении последующих аминокислот,

то есть в наращивании полипептидной цепи. Рабочий цикл рибосомы в процессе элонгации

состоит из трех шагов: кодонзависимого связывания мРНК и аминоацил-тРНК на А–участке,

образования пептидной связи между аминокислотой и растущей полипептидной цепью и

транслокации с освобождением А–участка.

Терминация. Заключается в окончании синтеза полипептидной цепи.

Генетический код ́ — свойственный всем живым организмам способ кодирования

аминокислотной последовательности белков при помощи последовательности нуклеотидов.

Генетический код Белки практически всех живых организмов построены из аминокислот

всего 20 видов. Эти аминокислоты называют каноническими. Каждый белок представляет

собой цепочку или несколько цепочек аминокислот, соединённых в строго определённой

последовательности. Эта последовательность определяет строение белка, а следовательно все

его биологические свойства.

Реализация генетической информации в живых клетках (то есть синтез белка, кодируемого

геном) осуществляется при помощи двух матричных процессов: транскрипции (то есть

синтеза мРНК на матрице ДНК) и трансляции генетического кода в аминокислотную

последовательность (синтез полипептидной цепи на мРНК). Для кодирования 20

аминокислот, а также сигнала «стоп», означающего конец белковой последовательности,

достаточно трёх последовательных нуклеотидов. Набор из трёх нуклеотидов называется

триплетом. Генетический код является вырожденным, неперекрывающимся и

универсальным. Одной аминокислоте, как правило, соответствует более одного кодона.