1. Биология наука о жизни, об общих закономерностях существования и развития живых существ. Место и задачи предмета в системе медицинского образования. Биология
 Скачать 0.58 Mb.
|
|
1.Биология – наука о жизни, об общих закономерностях существования и развития живых су-ществ. Место и задачи предмета в системе медицинского образования. Биология – наука о жизни. Она изучает законы ее существования и развития. Предмет изучения биологии – живые организмы, их строение, функции, и природные сообщества. Термин предложен в 1802г Ламарком. Представляет собой систему наук о живой природе. Изучение закономерностей, процессов и механизмов индивидуального развития организмов, наследственности и изменчивости, хранения, передачи и использования биологической информации, обеспечения жизненных процессов энергией является основой для выделения эмбриологии, биологии развития, генетики, молекулярной биологии и биоэнергетики. Исследования строения, функциональных отправлений, поведения, взаимоотношений организмов со средой обитания, исторического развития живой природы привели к обособлению таких дисциплин, как морфология, физиология, этология, экология, эволюционное учение. Интерес к проблемам старения, вызванный увеличением средней продолжительности жизни людей, стимулировал развитие возрастной биологии (геронтологии). Биологическим прогрессом называют состояние, когда численность особей в группе от поколения к поколению растет, расширяется территория (ареал) их расселения, нарастает количество подчиненных групп более низкого ранга — таксонов. Биологический прогресс соответствует понятию процветания. Из ныне существующих групп к процветающим относят насекомых, млекопитающих. Период процветания, к примеру, пресмыкающихся завершился около 60—70 млн. лет назад. Морфофизиологический прогресс означает состояние, приобретаемое группой в процессе эволюции, которое дает возможность части ее представителей выжить и расселиться в среде обитания с более разнообразными и сложными условиями. Такое становится возможным благодаря появлению существенных изменений в строении, физиологии и поведении организмов, расширяющих их приспособительные возможности за рамки обычных для предковой группы. Из трех главных сред обитания наземная представляется наиболее сложной. Соответственно выход животных на сушу, например в группе позвоночных, был связан с рядом радикальных преобразований конечностей, дыхательной и сердечно-сосудистой систем, процесса размножения. Методы биологических наук: описательный, сравнительный (сопоставление организмов, с целью выявления отличий и сходств, на его принципах основана систематика), исторический (выявляет закономерности появления и развития организмов, становления их структуры и функции) и экспериментальный (создание специальных условий для организма, контроль над процессами и т.д). Место и задачи биологии в медицине: биология – основа медицины. Успехи медицины связаны с биологическими исследованиями. Иследования Пастера – открытие микробного происхождения процессов гниения и брожения обеспечило развитие хирургии. В практику были введены снчаала антисептика (предохранение заражение раны посредством хим.веществ), а затем асептика – предупреждение загрязнения путем стерилизации предметов, соприкасающихся с раной). Это же открытие послужило стимулом к поискам возбудителей заразных болезней. Изучение микроскопического строения органимов – понять причину возникновения болезненного процесса. 2. Сущность жизни. Основные свойства и уровни организации живой материи. Свойства живого: 1. Раздражимость!!! 2. Обмен веществом и энергией 3. Размножение (репродукция) 4. Наследственность 5. Изменчивость (противопол. насл. – посвление признаков, отл. от типичных, связана с ошибками при размножении) 6. Индивидуальное развитие (реализация наследственной информации, усложнение организма) 7. Филогенетическое развитие (борьба за существование, отбор, привели к разл. средам обитания, прогрессивная эволюция – социализация человека) 8. Дискретность и целостность (орг.мир целостен, т.к. представлен системой взаимосвязанных частей, и дискретен, т.к. состоит из единиц – организмов) 9. Дыхание 10. Питание Уровни организации живого: 1. Молекулярно-генетический (аминокислоты, основания, липиды, углеводы, энергия в виде АТФ,АДФ, наследственная информ. в виде ДНК, у вирусов – РНК, реализация насл.инф. осущ. при пом. РНК, синтез-ых на матричны молекул. ДНК) 2. Клеточный (клетка – самостоятельная функцион-я элементарная единица живых организмов, только на кл.ур-не возможны биосинтез и реализация насл.инф-и, кл.ур-нь у одноклеточных является организменным) 3. Тканевый (совокупность клеток с одинаковым типом организации, у многокл. он развивается в период онтогенеза) 4. Организменный (особь – элементарная единица жизни, тут протекают процессы онтогенеза, нервная и гуморальная системы осуществл. саморегудяцию и обусл. гомеостаз) 5. Популяционно – видовой (сов-ть особей одного вида, насел.опред. территорию, своб. между собой скрещи-ихся, составляют популяцию – единицу эволюции, в ней начинаются процессы видообразования, она входит в состав биогеоценозов) 6. Биоценотический (биогеоценозы - исторически сложившиеся устойчивые сообщетсва популяций разных видов связ.между собой и окр.средой с помощью обмена веществ и энергией, это элементарные системы в кот. осущ. энергентич. круговорот., составляют биосферу и обусл. все процессы, протек. в ней) Раздел 1 1. Химическая организация генетического материала. Строение нуклеиновых кислот. Генетиче-ский код и его свойства. Материальным субстратом наследственности и изменчивости являются нуклеиновые кислоты, они являются макромолекулами, т.е. отличаются большой молекулярной массой. Это полимеры, состоящие из мономеров — нуклеотидов, включающих три компонента: сахар (пентозу), фосфат и азотистое основание (пурин или пиримидин). Среди нуклеиновых кислот различают два вида соединений: дезоксирибонуклеиновую (ДНК) и рибонуклеиновую (РНК) кислоты. Наиболее химически устойчивым компонентом является ДНК, которая представляет собой субстрат наследственности и изменчивости. Структура 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). Молекулы ДНК включают две полинуклеотидные цепи, связанные между собой определенным образом. Эти цепи соединяются друг с другом 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. Антипараллельность цепей. Молекула ДНК, состоящая из двух цепей, образует спираль, закрученную вокруг собственной оси. В каждый виток входит 10 пар нуклеотидов. Чаще всего двойные спирали являются правозакрученными. Первичная структура ДНК — полинуклеотидная цепь, вторичная структура — две комплементарные друг другу и антипараллельные полинуклеотидные цепи, соединенные водородными связями, и третичная структура — трехмерная спираль. Структура РНК: представлены одной полинуклеотидной цепью, которая состоит из четырех разновидностей нуклеотидов, содержащих сахар, рибозу, фосфат и одно из четырех азотистых оснований — аденин, гуанин, урацил или цитозин. РНК синтезируется на молекулах ДНК при помощи ферментов РНК-полимераз с соблюдением принципа комплементарности и антипараллельности, причем аденину ДНК в РНК комплементарен урацил. Генетический код Последовательность аминокислот в пептидах зашифрована в молекулах ДНК с помощью биологического (генетического) кода. Из 64 возможных триплетов ДНК 61 кодирует различные аминокислоты; оставшиеся 3 получили название бессмысленных, или «нонсенс-триплетов». Они не шифруют аминокислот и выполняют функцию знаков препинания при считывании наследственной информации. К ним относятся АТТ, АЦТ, АТЦ. Обращает на себя внимание явная избыточность кода, проявляющаяся в том, что многие аминокислоты шифруются несколькими триплетами (вырожденность) специфичность. Каждый триплет способен кодировать только одну определенную аминокислоту. Интересным фактом является полное соответствие кода у различных видов живых организмов. Такая универсальность генетического кода свидетельствует о единстве происхождения всего многообразия живых форм на Земле в процессе биологической эволюции. Наряду с триплетностью, вырожденностью, специфичностью и универсальностью важнейшими характеристиками генетического кода являются его непрерывность и неперекрываемость кодонов при считывании. Это означает, что последовательность нуклеотидов считывается триплет за триплетом без пропусков, при этом соседние триплеты не перекрывают друг друга, т.е. каждый отдельный нуклеотид входит в состав только одного триплета при заданной рамке считывания. 2. Ген – функциональная единица наследственности. Особенности структурной организации гена. Функциональные группы генов. Свойства генов. Элементарной единицей на молекулярно-генетическом уровне служит ген — фрагмент молекулы нуклеиновой кислоты, в котором записан определенный объем генетической информации. Элементарное явление заключается прежде всего в самовоспроизведении, с возможностью некоторых изменений в содержании закодированной в гене информации. Путем редупликации ДНК происходит копирование заключенной в генах биологической информации, что обеспечивает преемственность и сохранность свойств организмов в ряду поколений. Редупликация, таким образом, является основой наследственности. из-за ошибок синтеза в ДНК случаются нарушения, которые изменяют информацию генов. В последующей редупликации ДНК эти изменения воспроизводятся в молекулах-копиях и наследуются организмами дочернего поколения. Такие изменения в генетике получили название генныхмутаций. В гене различают:
Свойства гена: - ген дискретен в своём действии, то есть, обособлен в своём действии от других генов; - ген специфичен в своём проявлении, то есть, отвечает за отдельный признак; - один ген может влиять на проявление многих признаков, в этом состоит плейотропное или множественное действие гена; - разные гены могут влиять на проявление одного и того же признака – такие гены являютсямножественными генами или полигенами; - ген может взаимодействовать с другими генами, что приводит к появлению новых признаков - действие гена может изменяться при изменении его местоположения (эффект положения); - ген может усиливать степень проявления признак при увеличении числа доминантных аллелей. - ген выступает как кодирующая система, обладает способностью к ауторепродукции, способен кмутациям, способен к рекомбинации. Классификация генов По месту локализации генов: - хромосомные - ядерные - цитоплазматические По функциональному значению различают: - структурные гены - кодируют белки, структуры - регуляторные гены –регулируют (следят) действия структурных генов – ингибиторы, супрессоры и т.д По влиянию на физиологические процессы в клетке различают: летальные – при синтезе своего белка убивают организм, следят за апоптозом условно летальные – снижают жизнедеятельность организма, но не убивают супервитальные гены – усиливают жизнедеятельность оргнизма (метисы – более сильное, красивое поколение, например мулаты – негры с белыми) гены-мутаторы – вызывают мутации гены-антимутаторы– уменьшают действие мутагенных факторов Следует отметить, что любые биохимические и биологические процессы в организме находятся под генным контролем. 3. Понятие об опероне. Регуляция активности структурных генов.
Оперон — функциональная единица генома у прокариот , в состав которой входят цистроны (гены, единицы транскрипции), кодирующие совместно или последовательно работающие белки и объединенные под одним (или несколькими) промоторами. Такая функциональная организация позволяет эффективнее регулировать экспрессию (транскрипцию) этих генов. Опероны по количеству цистронов делят на моно-, олиго- и полицистронные, содержащие, соответственно, только один, несколько или много цистронов (генов).Характерным примером оперонной организации генома прокариот является лактозный оперон. Начинается и заканчивается оперон регуляторными областями — промоторомв начале и терминатором в конце, кроме этого, каждый отдельный цистрон может иметь в своей структуре собственный промотор и/или терминатор. |