|
|
работа. Билет 1 Уровни организации жизни. Проявление главных свойств жизни на разных уровнях ее организации
|
БИЛЕТ № 36
Механизмы поддержания генетического постоянства на организменном уровне.
Свойства живых форм поддерживать постоянство своей внутренней среды – гомеостаз.
Основа гомеостаза – механизмы в процессе эволюции. Важную роль в поддержании гомеостаза принадлежит механизмам, которые ограждают организм от проникновения чужеродной генетической информации. Носители: внешние агенты (бактерии, токсины, вирусы клеток и тканей других организмов); собственные мутировавшие соматические клетки. Поддержание генетического постоянства внутри среды – генетический гомеостаз – осуществляется при помощи двух категорий механизмов: Неспецифические защитные механизмы – барьерные свойства кожных и слизистых оболочек; антимикробные свойства лизоцина слюны; фагоцитоз. Специфические защитные механизмы – против чужеродного конкретного агента (клет. и гуморальный иммунитет).
Важное значение в обеспечении гомеостаза принадлежит механизмам, которые поддерживают постоянство и целостность морфологической организации – структурный гомеостаз, действующий на различных уровнях. Не менее важное значение в гомеостазе имеет способность организма поддерживать постоянство химического состава и свойства жидкой среды организма (нервная система и эндокринная). Ответ организма на необычное по силе или продолжительности воздействие со стороны окружающей среды – стресс. Развивается при неблагоприятных условиях, когда возникает угроза нарушения гомеостаза. При стрессе наблюдается изменение состояния большинства систем организма, нарушение деятельности органов чувств, изменение уровня АД, изменение клеточного состава крови. Гомеостатические механизмы, Которые активируются в составе стресса, способны противостоять действию внешних факторов до определенного предела. 3 фазы стресса: Мобилизация защитных механизмов Повышение сопротивляемости организма Истощение защитных механизмов Состояние гомеостаза поддерживается на любой стадии развития. Эмбриологическое развитие многоклеточных протекает при выраженной изоляции от непосредственного действия внешней среды. Способы изоляции: У яйцекладущих связана с образованием третичных яйцевых оболочек, млекопитающих – внутриутробное развитие. В ходе эволюции образовались провизорные органы – собственная среда зародыша, которая смягчает внешнее воздействие. Особенность – закономерное чередование периодов большей и меньшей устойчивости к внешней среде. Периоды – критические – неустойчивости, даже слабые стимулы вызывают существенные изменения хода формообразующих процессов. В процессе эволюции у организмов вырабатывается способность ориентироваться во времени. Она позволяет согласовывать скорость и направление главных физиологических процессов. Механизмы – биологические часы. Внешнее проявление работы – ритмические колебания функций организма (биологические ритмы). Циклические изменения характеризуют различные процессы на всех уровнях. Биологические ритмы различаются продолжительностью цикла. -Околочасовые ритмы – характеризуют временную организацию некоторых внутриклеточных метаболических процессов. -ритмы годовые (времена года) -суточные (циркадные) ритмы: закономерность изменения физиологических показателей организма от времени суток. Являются эндогенными (определяются механизмами, которые действуют в самом организме). Ограниченное осуществление тех или иных функций определяются временем суток, но сохраняют ориентир во времени суток.
Множественный аллелизм (на примере групп крови у человека по системе АВО).
Система групп крови АВО наследуется по типу множественных аллелей. В пределах этой системы встречается четыре фенотипа: группа I (О), группа II (А), группа III (В), группа IV (АВ). Каждый из этих фенотипов отличается специфическими белками - антителами (находятся в эритроцитах), и антителами, которые содержатся в сыворотке крови.
Установлено, что четыре группы крови человека обусловлены наследованием трех аллелей одного гена (IA, IB, i), следует отметить, что 1А, 1В-доминантные аллели , i - рецессивный аллель.
Координация эндогенных биоритмов и их согласованность с экологическими ритмами – основа биоадаптации.
Эндогеннык ритнмы - обусловлены ритмическими процессами внутри организма. Эндогенный ритм непосредственно определяется генетической программой организма, которая реализуется через нервный и гуморальный механизмы.
Для объяснения эндогенных механизмов биологических часов предложено несколько гипотез.
«Хронон-гипотеза» была сформулирована К.Д. Ере и Е. Тракко Согласно этой гипотезе, механизм околосуточных ритмов связан с наследственным аппаратом клетки, в частности с определенными участками дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).
"Мембранная теория". Согласно данной теории, цикличность наблюдаемых процессов регулируется состоянием липидно-белковых мембран и их проницаемостью для ионов калия, которая периодически изменяется. Мембранные структуры клетки, обладая рецепторными свойствами, контролируют биоритмы, связанные с фотопериодизмом и действием температурных факторов.
"Мультиосцилляторная модель". Считается, что в организме существуют собственные биологические осцилляторы (пейсмекеры) и наблюдаемые периоды ритмов отражают работу биологических «часов». Источником такой активности является энергия метаболизма. Биологических часов в организме много (к настоящему времени у человека обнаружено более 300 ритмически меняющихся с периодом около 24 ч физиологических функций).
Адаптивные физиологические ритмы выработались в процессе эволюции как форма приспособления организмов к циклически меняющимся условиям среды. Наиболее изучены околосуточные (циркадные) ритмы, которые отражают периодичность геофизических факторов, обусловленную вращением Земли вокруг своей оси. В течение суток закономерно изменяется, прежде всего, естественное освещение. Суточным колебаниям подвержены цикл день – ночь, температура и влажность воздуха, напряженность электрического и магнитного поля Земли, потоки разнообразных космических факторов, падающих на Землю в конкретный временной цикл. Под влиянием этих внешних факторов совершалась эволюция всех форм жизни на Земле, колебания их в настоящее время, как и миллионы лет назад, играют жизненно важную роль для всех без исключения обитателей Земли. Например, для дневных животных восход Солнца — сигнал для активной деятельности: добывания пищи, строительства жилья, выращивания потомства, а с наступлением темноты активизируются животные, ведущие ночной образ жизни. И все животные «подстраиваются» к этому суточному ритму. А кто не сможет «вписаться» в этот режим, заданный природой, погибают. Для выживания любой организм должен соизмерить свой ритм с внешними ритмами.
|
|
БИЛЕТ № 37
Зависимость старения от генотипа и социальной компоненты. Геронтология и гериатрия.
Зависимость старения от генотипа:
Во-первых, максимальная продолжительность жизни ведет себя как видовой признак. При этом она положительно связана с такими важными эволюционно закрепленными показателями биологии вида, как длительность эмбрионального периода и возраст достижения половой зрелости.
Во-вторых, величины продолжительности жизни у однояйцевых близнецов более близки (конкордантны), чем у разнояйцовых.
В-третьих, описаны наследственные болезни с ранним проявлением признаков старости и одновременно резким сокращением продолжительности жизни. Например, при синдроме Хатчинсона — Гилфорда (инфантильная прогерия, или постарение в детском возрасте) уже на первом году жизни отмечаются задержка роста, раннее облысение, морщины, атеросклероз.
В-четвертых, в лабораторных условиях путем близкородственных скрещиваний получены инбредные линии плодовой мухи и мыши, существенно различающиеся по средней и максимальной продолжительности жизни. Гибриды 1- го поколения от скрещивания родителей из разных короткоживущих линий живут дольше родителей, что расценивают как явление гетерозиса.
В-пятых, замечено, что среди плодовых мух особи, гомозиготные по аллелю зачаточных крыльев, имеют меньшую продолжительность жизни, чем мухи дикого типа (плейотропия). Потомки от скрещивания мутантов и мух дикого типа по рассматриваемому показателю проявляют единообразие и близки к последним. Генетические влияния на скорость старения могут быть связаны с генами предрасположенности к хроническим заболеваниям, таким, как ишемическая болезнь сердца, атеросклероз сосудов головного мозга, гипертония, наследуемым по полигенному типу.
Геронтоло́гия — наука, изучающая биологические, социальные и психологические аспекты старения человека, его причины и способы борьбы с ним (омоложение).
Гериатрия — частный раздел геронтологии, занимающийся изучением, профилактикой и лечением болезней старческого возраста.
Феномен чередования поколений и его биологическое значение.
Чередование поколении имеет большое биологическое значение, так как в нём сочетается 2 способа размножения: бесполое, дающее большое число особей, и половое, способствующее обогащению наследственности потомства. … Единый цикл развития растений осуществляется только в совокупности этих 2 поколений
Внутри- и межаллельные взаимодействия генов. Плейотропия.
Внутриаллельное взаимодействия генов - взаимое влияние аллельных генов друг на друга.
Полное доминирование – доминантный ген полностью подавляет действие рецессивного, поэтому гомозиготное и гетерозиготное состояние фенотипически идентичны: AA=Aa Неполное доминирование – доминантный ген не полностью подавляет действие рецессивного и в гетерозиготном состоянии фенотипически возникают новые варианты признака, занимающий промежуточное состояние между доминантным и рецессивным: AA>Aa.
Сверхдоминирование – в гетерозиготном состоянии доминантный ген проявляется сильнее, чем в гомозиготном: Aa>AA.
Кодиминирование – тип взаимодействия генов, при котором каждый из аллелей проявляет свое действие. В результате чего формируется некий промежуточный вариант признака, новы по сравнению с вариантами, определяемыми каждым аллелем самостоятельно. Межаллельное взаимодействие генов – взаимное влияние неаллельных генов (генов разных аллельных пар). Оно приводит к появлению в потомстве дигетерозиготы необычного расщепления по фенотипу:
9 : 7, 9 : 6 : 1, 9 : 3 : 3 : 1 – комплиментарность
13 : 3, 12 : 3 : 1 – доминантный эпистаз
9 : 3 : 4 – рецессивный эпистаз
15 : 1, 1 : 4 : 6 : 4 : 1 – полимерия
Комплиментарность – два доминантных неаллельных гена взаимодополняют действие друг друга и обуславливают развитие нового варианта признака.
Эпистаз – неаллельный ген (супрессор) подавляет действие другого неаллельного гена (гипостатического) и не дает ему проявлять фенотипически.
Полимерия – несколько доминантных неаллельных генов, обозначаемых одной буквой с разными цифровыми индексами, усиливают фенотипическое проявление одного количественного признака.
Плейотропия — явление множественного действия гена. Выражается в способности одного гена влиять на несколько фенотипическихпризнаков. Таким образом, новая мутация в гене может оказать влияние на некоторые или все связанные с этим геном признаки. Этот эффект может вызвать проблемы при селективном отборе, когда при отборе по одному из признаков лидирует один из аллелей гена, а при отборе по другим признакам — другой аллель этого же гена.
Механизм
Плейотропия — это действие одного гена на несколько фенотипических признаков. Продукт фактически каждого гена участвует как правило в нескольких, а иногда и в очень многих процессах, образующих метаболическую сеть организма. Особенно характерна плейотропия для генов, кодирующих сигнальные белки.
| |
|
|
Скачать 2.56 Mb.