ЭКЗАМЕН!!!!! biology2014. Нету 39, 191, 227, 237, 261265, 282. Активный транспорт веществ через плазматическую мембрану. Роль в создании мембранного потенциала и регуляция внутриклеточного кальция
 Скачать 0.65 Mb.
|
|
51.Мейоз. В ходе мейоза образуются гаплоидные гаметы. При этом происходят следующие события: генетическая рекомбинация путём кроссинговера между гомологич- ными хромосомами (отцовскими и материнскими), • уменьшение числа хромосом, • снижение содержания ДНК, • уменьшение плоидности клеточных потомков, • значительный синтез РНК. 52Первое деление мейоза Первое деление мейоза (профаза I, метафаза I, анафаза I и телофа- за I) — редукционное. Профаза I. Профаза I последовательно проходит несколько стадий: лептотена, зиготена, пахитена, диплотена, диакинез. • Лептотена. Хроматин конденсируется, каждая хромосома состоит из двух хроматид, соединённых центромерой. • Зиготена. Гомологичные парные хромосомы сближаются и вступа- ют в физический контакт (синапсис) в виде синаптонемального ком- плекса, обеспечивающего конъюгацию хромосом. Контакт позволя- ет хромосомам обмениваться генетическим материалом (кроссин- говер). На этой стадии две лежащие рядом пары хромосом образуют бивалент. • Пахитена. Хромосомы утолщаются вследствие спирализации. От- дельные участки конъюгировавших хромосом перекрещиваются друг с другом и образуют хиазмы. Здесь происходит кроссинговер — об- мен участками между отцовскими и материнскими гомологичными хромосомами, что определяет генетические различия между инди- видуумами. • Диплотена. Происходит разделение конъюгировавших хромосом в каждой паре в результате продольного расщепления синаптонемаль- ного комплекса. Хромосомы расщепляются по всей длине комплек- са, за исключением хиазм. В составе бивалента чётко различимы 4 хроматиды. Такой бивалент называют тетрадой. В хроматидах по- являются участки раскручивания, где синтезируется РНК. • Диакинез. Продолжаются процессы укорочения хромосом и расщеп- ления хромосомных пар. Хиазмы перемещаются к концам хромо- сом (терминализация). Разрушается ядерная мембрана, исчезает яд- рышко. Появляется митотическое веретено. Метафаза I. В метафазе I тетрады образуют метафазную пластинку. В целом отцовские и материнские хромосомы распределяются случай- ным образом по ту или другую сторону экватора митотического верете- на. Подобный характер распределения хромосом лежит в основе второ- го закона Менделя, что (наряду с кроссинговером) обеспечивает гене- тические различия между индивидуумами. Анафаза I. Анафаза I отличается от анафазы митоза тем, что при митозе к полюсам расходятся сестринские хроматиды. В эту фазу мей- оза к полюсам отходят целостные хромосомы. Телофаза I. Телофаза I не отличается от телофазы митоза. Форми- руются ядра, имеющие 23 конъюгированных (удвоенных) хромосомы, происходит цитокинез, образуются дочерние клетки. 53Второе деление мейоза Второе деление мейоза — эквационное — протекает так же, как митоз (профаза II, метафаза II, анафаза II и телофаза II), но значительно быстрее. Дочерние клетки получают гаплоидный набор хромосом (22 аутосомы и одну половую хромосому). 54.Онтогенез. Стадии, критические периоды развития. Онтогенез — это процесс индивидуального развития особи от момента образования зиготы при половом размножении до конца жизни. I. Эмбриональный период - от образования зиготы до рождения или выхода из яйцевых оболочек. 1. Дробление. При этом из зиготы путем митотического деления образуются сначала 2 клетки, затем 4, 8 и т. д. Образующиеся клетки называются бластомерами, а зародыш на этой стадии развития — бластулой. При этом общая масса и объем почти не увеличиваются, а новые клетки приобретают все меньшие размеры. Митотические деления происходят быстро одно за другим. 2. Гаструляция - появление у клеток способности к росту и перемещению. За счет активной пролиферации и дифференцировки клеток бластодермы из бластулы образуется трехслойный зародыш – гаструла, с первичными зародышевыми листками: экто-, мезо- и энтодермой. Сначала образуется эктодерма и энтодерма, полость между которыми (гастроцель) сообщается с внешней средой через первичный рот. Позже образуется мезодерма, из которой формируются дорсальная мезодерма (из нее возникают сомиты), промежуточная (нефротом) и латеральная (спланхнотом). 3. Нейруляция – процесс закладки нервной системы. Стадии нейруляции: формирование нервной пластинки – приподнимание краев нервной пластинки и образование нервного желобка – появление нервных валиков – формирование нервного гребня и начало выселения из него клеток – смыкание нервных ваоиков с образованием нервной трубки – срастание эктодермы над нервной трубкой. 4. Гистогенез и органогенез. II. Постэмбриональное развитие: 1.Прямое развитие — развитие, при котором появившийся организм идентичен по строению взрослому организму, но имеет меньшие размеры и не обладает половой зрелостью. Дальнейшее развитие связано с увеличением размеров и приобретением половой зрелости. 2.Непрямое развитие (личиночное развитие, развитие с метаморфозом) — появившийся организм отличается по строению от взрослого организма, обычно устроен проще, может иметь специфические органы, такой зародыш называется личинкой. Личинка питается, растет и со временем личиночные органы заменяются органами, свойственными взрослому организму. Критические периоды онтогенеза В процессе индивидуального развития имеются критические периоды, когда повышена чувствительность развивающегося организма к воздействию повреждающих факторов внешней и внутренней среды. 1) время развития половых клеток - овогенез и сперматогенез; 2) момент слияния половых клеток - оплодотворение; 3) имплантация зародыша (4-8-е сутки эмбриогенеза); 4) формирование зачатков осевых органов (головного и спинного мозга, позвоночного столба, первичной кишки) и формирование плаценты (3-8-я неделя развития); 5) стадия усиленного роста головного мозга (15-20-я неделя); 6) формирование функциональных систем организма и дифференцирование мочеполового аппарата (20-24-я неделя пренатального периода); 7) момент рождения ребенка и период новорожденности - переход к внеутробной жизни; метаболическая и функциональная адаптация; 8) период раннего и первого детства (2 года - 7 лет), когда заканчивается формирование взаимосвязей между органами, системами и аппаратами органов; 9) подростковый возраст (период полового созревания). 55.Зародышевые листки: образование, производные. Эмбриобласт расслаивается на эпибласт и гипобласт. Эпибласт и гипобласт вместе образуют двухслойный зародышевый диск. В дальнейшем на месте двухслойного зародышего диска путем миграции и пролиферации клеток развиваются первичные зародышевые листки: эктодерма, мезодерма, энтодерма. Из эктодермы развиваются: эпидермис кожи и его производные, компоненты органов зрения, слуха, обоняния, эпителий ротовой полости, эмаль зубов, нервная трубка, нервный гребень и образующиеся из них все нервные клетки. Производными энтодермы являются: эпителий желудка, легких и кишки, клетки печени, секреторные клетки желез. Из мезодермы формируются: скелет, скелетная мускулатура, соединительнотканная основа кожи, органы выделительной и половой систем, сердечно-сосудистая система, лимфатическая система, плевра, брюшина и перикард. 56.Гаструляция, способы гаструляции. Гаструляция – следующая за дроблением стадия эмбриогенеза, характеризующаяся появлением у клеток способности к росту и перемещению. За счет активной пролиферации, роста, направленной миграции и дифференцировки клеток бластодермы из бластулы образуются трехслойный зародыш (гаструла) с первичными зародышевыми листками: эктодермой, мезодермой, энтодермой. Обычно сначала образуется двухслойная гаструла (экто- и энтодерма). Новая формирующаяся полость (гастроцель) сообщается с внешней средой через отверстие – бластопор (первичный рот). Несколько позже образуется третий зародышевый листок - мезодерма. Клетки зародышевой мезодермы формируют дорсальную мезодерму (из которой возникают сомиты), промежуточную мезодерму (нефротом) и латеральную мезодерму (спланхнотом). Способы гаструляции: 1.Инвагинация происходит путем впячивания вегетативного полушария бластулы в бластоцель под ее анимальный полюс. 2.Эпиболия происходит путем обрастания вегетативного полюса бластулы быстро делящимися клетками анимального полюса, клетки которого в результате формируют эктодерму, а клетки вегетативного полюса – энтодерму. 3.Имиграция – выселение клеток бластодермы в бластоцель с образованием энтодермы, причем клетки, оставшиеся на месте формируют эктодерму. 4.Деламинация характеризуется расслоением бластодермы на 2 слоя клеток – будущие экто- и энтодерма. 57.Виды бластул в соотношении их с типом дробления и содержанием желтка в яйцеклетке. В результате полного равномерного дробления формируется целобластула, представляющая собой полый шар, стенка которого образована одним слоем клеток (бластодерма). Полость (бластоцель), заполненная жидкостью, занимает весь внутренний объем бластулы.
58.Первичная эмбриональная индукция. Нейруляция и образование сомитов. Нейруляция – процесс закладки нервной системы. В результате индуцирующего влияния друг на друга зародышевых листков начинается образование новых структур. Первичная эмбриональная индукция (влияние хордомезодермы на дорсальную эктодерму) инициирует процесс первичного органогенеза с формирования нервной трубки, дающей начало нервной системе. Клетки зародышевой мезодермы выселяются из эпибласта и формируют пресомитную мезодерму, из которой возникают сомиты - симметричные парные структуры по бокам от хорды и нервной трубки. Образование сомитов происходит от головного к хвостовому концу зародыша. В каждом сомите различают склеротом, дерматом и миотом; их клетки имеют свои пути миграции и служат источником для различных структур. Стадии нейруляции: формирование нервной пластинки – приподнимание краев нервной пластинки и образование нервного желобка – появление нервных валиков – формирование нервного гребня и начало выселения из него клеток – смыкание нервных ваоиков с образованием нервной трубки – срастание эктодермы над нервной трубкой. 59.Морфогенез, морфогенетическое поле и морфогены. Морфогенез - формирование пространственной организации частей организма. Морфогенез осуществляется при реализации различных морфогенетических процессов. Под контролем сигнальных молекул морфогенов создается морфогенетическое поле. Клетки, занявшие определенной положение в системе развирающегося зародыша, получают позиционную информацию и приступают к выполнению программы детерминации и дифференцировки (морфогенетическая реакция, в результате которой происходит качественная спецификация сегментов: формообразование органов, систем, частей тела). 60.Роль гомейозистых генов в морфогенезе. Гомейозисные гены контролируют качественную спецификацию сегментов клетки. Это семейство родственных генов, содержащих гомеобокс и определяющих форму тела. Гомейозис - превращение одной части тела в другую. Гомеобокс - последовательность, состоящая из примерно 180 пар нуклеотидов. Гены, содержащие гомеобокс, кодируют ядерные клетки, регулирующие экспрессию генов, а гомеобокс кодирует ДНК-связывающего часть белка. 61.Опишите последовательность процессов, происходящих при репликации ДНК у эукариот. Какие ферменты принимают участие в репликации? Репликация ДНК – процесс синтеза дочерней молекулы РНК на матрице ДНК. 1. Специальные ферменты (ДНК-топоизомераза и ДНК-геликаза) распознают точку начала репликации и расплетают спираль ДНК, образуя репликационные V-образные вилки. 2. ДНК-полимераза движется вдоль смысловой цепочки ДНК от 5’ конца к 3’ концу (т.е. она как бы движется за штукой, которая расплетает цепочку) и прикрепляет соответствующие нуклеотиды – синтезируется новая спираль ДНК (лидирующая). 3. Вторая цепочка расположена антипараллельно первой, но ДНК-полимераза может двигаться только от 5’ к 3’ концу. Поэтому вторая цепь (отстающая) синтезируется кусочками по мере расплетения двойной цепочки ДНК (эти кусочки и есть фрагменты Оказаки!). Синтез отстающей спирали начинается с присоединения к антисмысловой цепи праймера. ДНК-полимераза же начинает синтез фрагментов, Оказаки, только после присоединения праймера. После праймеры удаляются, а на их месте достраивается цепочка ДНК с помощью ДНК-полимеразы. ДНК-лигаза завершает сшивку фрагментов, Оказаки. 62.Опишите последовательность процессов, происходящих при транскрипции у эукариот. Как называется цепь ДНК, которая участвует в транскрипции. (ДНК-матрица). Транскрипция – синтез РНК на матрице ДНК в направлении от 5’ к 3’, который осуществляет ДНК-зависимая РНК-полимераза. Инициация: это сложный этап транскрипции, который включает в себя несколько стадий. Смысл инициации – РНК-полимераза должна найти точку на молекуле ДНК, с которой начнется транскрипция. РНК-полимераза прикрепляется к определенному сайту, который называется промотором. Промотор имеет в начале определенную последовательность нуклеотидов – точка узнавания (ТАТА-бокс – зона узнавания промотора). Для нахождения РНК-полимеразной зоны необходимы факторы инициации (белки). Каждый ген имеет такую начальную зону. Элонгация: процесс собственно синтеза РНК, для чего необходимо, чтобы фермент двигался вдоль одной оси и по мере движения происходило образование молекулы РНК. Для того, чтобы РНК-полимераза могла двигаться, необходимо расплетать нити и молекулы ДНК, т.е. впереди движется фермент, который расплетает эти нити. Синтез идет только на одной нити – смысловой. Сам процесс катализируется ферментами, которые проталкивают нить РНК-полимеразы; процесс идет непрерывно, но с разной скоростью, которую можно регулировать. Терминация: это окончание синтеза РНК. Существуют специальные белки терминации. Смысл процесса: нужно отсоединить РНК-полимеразу от молекулы ДНК и тем самым блокировать синтез РНК. «Шпилька» терминации тормозит движение РНК-полимеразы, которая и застревает на этой «шпильке». Это дает время для того, чтобы присоединились факторы терминации и молекула ДНК отсоединилась. 63.Что такое Процессинг? Назовите основные посттранскрипционные модификации РНК. Процессирование про-мРНК (созревание мРНК) включает процессы сплайсинга, кэпирования 5-го конца РНК, удаление нуклеотидов на 3-м конце, образование полиаденинового хвоста. Для начала процесса трансляции, полученный транскрипт должен созреть. Экзон - смысловой, интрон - несмысловой, его нужно вырезать. Процессинг есть процесс разрезания про-мРНК с помощью ферментов для дальнейшего удаления интронов. В зонах соединения экзонов и интронов есть определенная последовательность, которая узнается своим ферментом, который отделяет экзон от интрона. Затем смысловые куски сшиваются и получается более короткая РНК, где есть только экзоны. Процесс сшивания называется сплайсингом. Существуют специальные гены, которые ускоряют (энхансеры) или замедляют (сайленсеры) эти процессы. Следующий этап - КЭПирование переднего отдела мРНК – это присоединение к 5’-концу 7-метил-гуанозина. Он не дает возможности ферментам, способным разрезать РНК, это сделать, способствует экспорту мРНК из ядра в цитоплазму и обеспечивает связывание мРНК с рибосомой. Следующий этап – полиаденилирование (проходит в 2 этапа): 1 этап - удаляются 20 нуклеотидов на 3’-конце про-мРНК до сайта инициации полиаденилирования. 2 этап – к 3’-концу присоединяются адениновые основания, образуется полиадениновый хвост, защищающий мРНК. 64.что такое альтернативный сплайсинг? Как происходит этот процесс? Привидите пример. Альтернативный сплайсинг — процесс, позволяющий одному гену производить несколько мРНК и, соответственно, белков. В процессе созревания про мРНК (описан в предыдущем вопросе), после удаления интронов, экзоны могут быть сшиты в любой последовательности, что позволяет в дальнейшем увеличить разнообразие белковых продуктов. В процессе развития организма на определенном этапе осуществляется один вариант альтернативного сплайсинга, а на другом этапе – другой вариант. Пример: ген кальцитонина может кодировать гормон кальцитонин и относящийся к кальцитониновому гену пептид альфа. В С-клетках щитовидной железы в результате сплайсинга объединяться экзоны 1-4, которые кодируют кальцитонин. В чувствительных же нейронах процессируется мРНК, где экзон 4 отсутствует, но добавятся 5 и 6 экзоны. В результате клетки будут синтезировать уже не кальцитонин, а относящийся к кальцитониновому гену пептид альфа. |