Genetika- az élő szervezetek öröklődését és változékonyságát vizsgáló tudomány.
Átöröklés Ez abból áll, hogy az organizmusok képesek szerkezeti jellemzőket, funkciókat, fejlődést átadni utódaiknak. Az öröklődés biztosítja a generációk közötti folytonosságot, és meghatározza a fajok létezését. Ezen túlmenően megkülönböztetik az öröklődés fogalmát, amely magában foglalja az örökletes információ több generáción keresztüli továbbításának sajátos módszerét, amely eltérő lehet a szaporodás formáitól, a gének kromoszómákban való elhelyezkedésétől stb. függően. Az öröklődés alapja a szerkezeti és a sejtek genetikai információinak funkcionális képességei.
A DNS polinukleotid szekvenciája szinte minden szervezetben (az RNS-tartalmú vírusok kivételével) a genetikai információ elsődleges hordozója. A prokarióták és sok vírus egyetlen DNS-molekulát tartalmaz, amelynek minden régiója makromolekulákat kódol. Az eukarióta sejtekben a genetikai anyag több kromoszómán oszlik el. A kromoszóma egy DNS-molekulát tartalmaz, amelynek polinukleotid-szekvenciája makromolekulákat kódoló és nem kódoló régiókból áll. A DNS nem kódoló régiói strukturális szerepet játszanak, lehetővé téve a genetikai anyag szakaszainak sajátos csomagolását. A nem kódoló DNS másik része szabályozó, és részt vesz a fehérjeszintézist irányító gének beépítésében.
Az örökletes információ egysége, amely funkcionálisan nem osztható, a gén, valamilyen elemi jellemző kialakulásáért felelős. Egy gént egy DNS-szegmens (ritkábban RNS) képvisel, amely egy makromolekula szintézisét kódolja: polipeptid, rRNS vagy tRNS. A gének a kromoszómák bizonyos régióiban találhatók - loci. A homológ kromoszómák ugyanazon lokuszában lévő géneket, amelyek egy tulajdonság variánsainak kialakulásáért felelősek, ún. allélikus . Általában a latin ábécé betűivel jelölik. Az allél gének lehetnek uralkodó vagy uralkodó ( A, B) vagy recesszív vagy elnyomva ( a, b).
Dominánsnak nevezzük azt az allélt, amely homo- és heterozigóta állapotban is biztosítja egy tulajdonság kialakulását. Recesszív - egy allél, amely csak homozigóta állapotban jelenik meg. A gének különböző allélformái abból fakadnak mutációk– a homológ kromoszómák megfelelő lokuszai DNS-polinukleotid szekvenciájának szerkezetében bekövetkező változások. Egy gén többször is mutálhat, sok allélt termelve. Ha egy populáció génállományában egy gén mutációinak sorozata van, amely meghatározza a tulajdonságopciók sokféleségét, akkor a jelenség többszörös allelizmus. A következő generáció kialakulása során azonban minden egyedben az allélok párban kombinálódnak.
A haploid kromoszómakészlet génkészletét ún genom , és az extranukleáris DNS információi (mitokondriumok, plasztidok) - plazmon .
Fenotípus- egy szervezet összes jelének és tulajdonságának összessége.
Genotípus– egy szervezet összes génjének összessége.
génállományegy populációban lévő gének összessége.
Kariotípus- egy faj kromoszómáinak morfológiai jellemzőinek összessége (méret, forma, szerkezeti részletek, szám stb.).
A fenotípus a genotípus örökletes információinak realizálása során alakul ki környezeti tényezők hatására.
Az élő természetben nemcsak a különböző fajok egyedei között van különbség, hanem az azonos fajhoz, fajtához, fajtához stb. Ugyanazon fajon belül gyakorlatilag nem találhatók teljesen azonos egyedek. Ez a változatosság jól látható a Homo sapiens - Homo sapiens fajokon belül, amelyek mindegyikének megvannak a maga egyéni jellemzői.
Változékonyság- élő szervezetek tulajdonsága, ellentétes az öröklődéssel. Ez az örökletes tényezők megváltoztatásából és azok megnyilvánulásából áll az organizmusok fejlődési folyamatában. A változékonyság elválaszthatatlanul összefügg az öröklődéssel.
Munka vége -
Ez a téma a következőkhöz tartozik:
A modern természettudomány fogalmai
Állami oktatási intézmény.. Szakmai felsőoktatás.. Togliatti Állami Szolgáltatási Egyetem TGUS..
Ha további anyagra van szüksége ebben a témában, vagy nem találta meg, amit keresett, javasoljuk, hogy használja a munkaadatbázisunkban található keresést:
Mit csinálunk a kapott anyaggal:
Ha ez az anyag hasznosnak bizonyult az Ön számára, elmentheti az oldalára a közösségi hálózatokon:
| csipog |
Az összes téma ebben a részben:
Természettudomány és humanitárius kultúra. tudományos módszer
A tágabb értelemben vett kultúra alatt szokás érteni mindazt, amit az emberiség a történelmi fejlődése során teremtett, vagyis a kultúra a teremtett dolgok összessége.
tudományos módszer
A tudománytörténeti jelenség tanulmányozása minden bizonnyal konkrét személyiségekhez vezet – olyan tudósokhoz, akik felfedezéseket, találmányokat tettek, akik „közvetítők” az innovatív környezetben a fejlődéshez.
Az anyag szerkezetének és az anyagi világ fejlődésének fogalmai
Mint ismeretes, a természettudomány első kialakulásának korszaka a 7-4. IDŐSZÁMÍTÁSUNK ELŐTT. és a görög természetfilozófiához kapcsolódik. Ebben az időszakban közös álláspontok alakulnak ki
Hullám-részecske kettősség
A fény természetére és az optikai jelenségekre vonatkozó elképzelések fejlődésének története eltérően haladt. Emlékezzünk vissza, Arisztotelész úgy gondolta, hogy a fény egy térben terjedő hullámok mozgása.
Rend és rendezetlenség a természetben, determinisztikus káosz
Figyelembe véve a természetben fennálló rendet, gyakran példaként olyan kristályokat mutatunk be, amelyek kristályrácsában az anyag ionjai szigorúan váltakoznak (pl.
Az anyag szerveződésének strukturális szintjei
Jelenleg az egységes Természetet a kényelem kedvéért három szerkezeti szintre – mikro-, makro- és megavilágra – szokás felosztani. Az én megosztottságának természetes, bár részben szubjektív jelei
Mikrovilág
Atomfizika.Még az ókori görögök, Leukipposz és Démokritosz is briliáns sejtést terjesztett elő, hogy az anyag a legkisebb részecskékből – atomokból – áll. Az atom-molekuláris elmélet tudományos alapjai
Macroworld
A mikrokozmosztól a makrokozmoszig Az atom szerkezetének elmélete a kémiának adta a kulcsot a kémiai reakciók lényegének és a kémiai vegyületek képződési mechanizmusának megértéséhez - bonyolultabb
Megvilág
A megavilág tárgyai kozmikus léptékű testek - üstökösök, meteoritok, aszteroidák (kisbolygók), bolygók, bolygópsztemek, Naprendszer, csillagok (neutron, fehér és sárga
Tér és idő
A tér és az idő olyan kategóriák, amelyek az anyag létezésének fő alapvető formáit jelölik. A tér az egyes tárgyak létrendjét fejezi ki, az idő - a rendet, lásd
A tér és az idő tulajdonságainak egysége és sokfélesége
Mivel a tér és az idő elválaszthatatlan az anyagtól, helyesebb lenne az anyagi rendszerek tér-idő tulajdonságairól, kapcsolatairól beszélni. Hanem a tér és idő ismeretében
Az okság elve
A klasszikus fizika az ok-okozati összefüggés következő felfogásán alapul: a mechanikai rendszer állapota az idő kezdeti pillanatában, a részecskekölcsönhatás ismert törvényével az oka, és az állapota
az idő nyila
A 19. század végén természettudományi és filozófiai szempontból szinte egyszerre figyeltek az idő paradoxonának létezésére. Henri Bergson filozófus műveiben
Tér és idő a görög természetfilozófiában
Az ókori természettudomány legkiemelkedőbb képviselői - Démokritosz és Arisztotelész - a következő ítéleteket fogalmazták meg térről és időről. Démokritosz úgy gondolta, hogy minden természeti sokféleségből áll
Tér és idő a speciális relativitáselméletben (SRT)
A. Einstein speciális relativitáselméletében az objektumok térbeli és időbeli jellemzőinek egymásrautaltsága, valamint viszonylag bizonyos objektumok mozgási sebességétől való függése tárult fel.
Tér és idő az általános relativitáselméletben (GR)
Az SRT-hez képest még összetettebb kapcsolatot egyrészt a tér és az idő, másrészt a mozgás és az anyag (anyagtömeg) között A. Einstein teremtett keretein belül.
Tér és idő a mikrokozmosz fizikájában
A térről és időről alkotott elképzelések még inkább elmélyültek a mikrovilág kvantummechanika és kvantumtérelmélet általi vizsgálata kapcsán, amely a téridő szerkezete és a matematika közötti szoros összefüggést tárta fel.
Modern nézetek térre és időre
Korábban rájöttünk, hogy a tér és az idő tulajdonságai közül melyek az univerzális (univerzális), és melyek a specifikusak (univerzalitásuk nem bizonyított). Konkrét karakterekhez való hozzárendelés
Speciális relativitáselmélet
Az elektrodinamika megalkotása után, amely bebizonyította egy másik típusú anyag – az elektromágneses tér – létezését, amelyet matematikailag a Maxwell-egyenletrendszer ír le,
Általános relativitáselmélet
Az SRT-ben törvények vannak megfogalmazva az állandó sebességgel mozgó inerciarendszerekre. A GR minden vonatkoztatási rendszert figyelembe vesz, beleértve a gyorsulással mozgóakat is. Ily módon
2.6.1. Szimmetria: fogalom, formák és tulajdonságok A szimmetria fogalma. Mint ismeretes, a fizikában számos megmaradási törvény létezik, például a megmaradási törvény
Szimmetriai alapelvek és természetvédelmi törvények
Mi a szimmetria? A szó görög eredetű, és így fordítják: "arányosság, arányosság, egységesség az alkatrészek elrendezésében". Gyakran párhuzamot vonnak: szimmetria és egyensúly
A szimmetria és az aszimmetria dialektikája
Ősidők óta a természetben megfigyelhető formák szimmetriája erős benyomást tett az emberre. A szimmetriában látta a rendet, harmóniát, tökéletességet, amit a mindenható teremtő hozott
Rövid és hosszú távú koncepciók
Hosszú távú akció. Miután I. Newton felfedezte az egyetemes gravitáció törvényét, majd Coulomb törvényét, amely az elektromos töltésű testek kölcsönhatását írja le, felmerült a kérdés, hogy miért
Az interakciók alapvető típusai
A rövid hatótávolságú cselekvés koncepciója szerint az örvények közötti összes kölcsönhatás (a köztük lévő közvetlen érintkezés mellett) bizonyos mezők segítségével valósul meg (például az elméletben az interakció
Kiegészítők
Gyakran beszélünk erről vagy arról az állapotról. Például az anyag több halmazállapotát különítjük el: szilárd, folyékony, gáznemű, plazma. Az elektromágneses mező állapotairól beszélünk,
A bizonytalanság elve
A kvantummechanikában a mikrorészecskék leírására használt hullámfüggvények lehetővé teszik a mikrorészecskék megtalálásának valószínűségét a tér egyik vagy másik helyén a
A komplementaritás elve
A mikroobjektumok leírására N. Bohr megfogalmazta a kvantummechanika alapvető álláspontját - a komplementaritás elvét, amelyet legvilágosabban a következő formában fogalmazott meg:
Szuperpozíció elve
A fizikában a lineáris rendszerek tanulmányozása során széles körben alkalmazzák a szuperpozíció elvét. A szuperpozíció elve: a sok tényező rendszerére gyakorolt hatás összeredménye egyenlő a res összegével.
Dinamikus és statisztikai minták a természetben
Tekintsünk kétféle fizikai jelenséget: a testek mechanikai mozgását és a termikus folyamatokat. Az első esetben a testek mozgása Newton törvényeinek, a klasszikus mechanika törvényeinek engedelmeskedik. Zako
Az energia formái
Az energia (görögül – cselekvés, tevékenység) minden típusú anyag mozgásának és kölcsönhatásának általános mennyiségi mérőszáma.Az „energia” fogalma minden természeti jelenséget összekapcsol.
A mechanikai folyamatok energiamaradásának törvénye
A természet egyik legalapvetőbb törvénye az energiamegmaradás törvénye, amely szerint a legfontosabb fizikai mennyiség - az energia - egy elszigetelt rendszerben megmarad.
Az energia megmaradásának és átalakulásának egyetemes törvénye
A hő munkává és fordítva történő átalakulásának folyamatának tanulmányozása, valamint a hő mechanikai megfelelőjének megállapítása nagy szerepet játszott a megmaradás és átalakulás egyetemes törvényének felfedezésében.
Az energia megmaradásának törvénye a termodinamikában
Az energiamegmaradás törvénye döntő szerepet játszott egy új tudományos elmélet - a termodinamika - megalkotásában. E törvény alapján számos felfedezés született az elektrodinamika területén.
Az entrópia fogalma
Az entrópia fogalma történetileg a termikus folyamatok figyelembevétele és tanulmányozása, valamint a termodinamika megalkotása során merült fel. A termodinamika megszületésének idejére a természettudomány uralta
A világegyetem fejlődésének alapvető kozmológiai elméletei
A megavilágról mint egységes egészről és az Univerzum csillagászati megfigyelésekkel lefedett teljes régiójáról (Metagalaxis) szóló tant kozmológiának nevezzük. Következtetés
A természetet leíró kémiai fogalmak
A kémia az anyagok és átalakulásuk folyamatainak tudománya, amelyet az összetétel és a szerkezet változása kísér. A kémia alapja a probléma
Az anyag összetételéről szóló tan fejlődése
Démokritosz és Epikurosz úgy gondolta, hogy minden test különböző méretű és alakú atomokból áll, ami megmagyarázza a testek közötti különbséget. Arisztotelész Empedoclesvisible változata azoknak
A molekulák szerkezetére vonatkozó tan kidolgozása
Amikor az atomok kölcsönhatásba lépnek közöttük, kémiai kötés alakulhat ki, ami többatomos rendszer - molekula, molekulaion vagy kristály - kialakulásához vezethet. kémiai kötés
Kémiai folyamatok és rendszerek energiája
Kémiai reakciók - az atomok és molekulák közötti kölcsönhatás, amely új anyagok kialakulásához vezet, amelyek kémiai összetételükben vagy szerkezetükben különböznek az eredeti anyagoktól. Kémiai
Anyagok reakciókészsége
A kémiai kinetika a kémia egyik ága, amely a fizikai és kémiai folyamatok időbeni lefutásának mintázatait, valamint az atom-molekuláris kölcsönhatási mechanizmusokat vizsgálja.
kémiai egyensúly. Le Chatelier elve
Sok kémiai reakció úgy megy végbe, hogy a kiindulási anyagok teljesen átalakulnak reakciótermékekké, vagy ahogy mondják, a reakció a végére megy. Így például a berthollet sót melegítve
Az evolúciós kémiával kapcsolatos elképzelések fejlesztése
Az evolúciós kémia az anyag kémiai formájának evolúciós fejlődésének és javításának kérdéseivel foglalkozik, beleértve az önszerveződési folyamatokat a biológiaira való áttérés előtt.
A Föld belső szerkezete és kialakulásának története
A Föld más bolygókhoz hasonlóan a Nap anyagából keletkezett. A kapcsolatok
A Föld belső szerkezete
Bolygónk belső részeinek tanulmányozásának fő módszerei mindenekelőtt a robbanások vagy földrengések során keletkező szeizmikus hullámok terjedési sebességének geofizikai megfigyelései.
A Föld geológiai felépítésének története
A Föld geológiai felépítésének történetét egymás után megjelenő szakaszok vagy fázisok formájában szokás ábrázolni. A geológiai időt a folyamat kezdetétől számítják
A geoszférikus héjak fejlesztésének modern koncepciói
4.2.1. A Föld globális geológiai evolúciójának koncepciója A Föld globális evolúciójának koncepciójának kidolgozása lehetővé tette a Föld globális evolúciójának koncepcióját.
A geoszférikus héjak kialakulásának története
Tekintsük a Föld globális evolúciójának koncepciójának fényében a fő geoszférikus héjak kialakulásának történetét. A Föld fejlődésének szakaszai a globális geoevo koncepciója szempontjából
A litoszféra fogalma
A litoszféra a Föld külső szilárd héja, amely magában foglalja a teljes földkérget és a felső köpeny egy részét. Ez egy speciális réteg, körülbelül 100 km vastag. alsó gr
A litoszféra ökológiai funkciói
Általában a litoszféra négy ökológiai funkcióját különböztetjük meg: erőforrás, geodinamikai, geofizikai és geokémiai. Meghatározzuk a litoszféra erőforrás-funkcióját
A litoszféra mint abiotikus környezet
A litoszférában számos olyan folyamat játszódik le (eltolódások, iszapfolyások, földcsuszamlások, erózió stb.), amelyek a bolygó bizonyos régióiban számos káros környezeti következménnyel járnak, és olykor
Az anyag biológiai szerveződési szintjének jellemzői
A biológia (a görög „biosz” szóból – élet, „logosz” – tanítás) az élő természet tudománya. A biológia az élő szervezeteket - vírusokat, baktériumokat, gombákat, állatokat és növényeket - tanulmányozza. NÁL NÉL
Az élő anyag szerveződési szintjei
Az élő anyag szerveződési szintje egy bizonyos fokú összetettségű biológiai szerkezet funkcionális helye az élők általános hierarchiájában. A következő szinteket különböztetjük meg
Az élő rendszerek tulajdonságai
M. V. Volkenstein az élet következő meghatározását javasolta: „A Földön létező élő testek nyitott, önszabályozó és önreprodukáló rendszerek,
A sejtek kémiai összetétele, szerkezete és szaporodása
A periódusos rendszer 112 kémiai eleme közül D.I. Mengyelejev szerint az organizmusok összetétele több mint felét tartalmazza. A kémiai elemek a sejtek részei ionok vagy szervetlen molekulák komponensei formájában.
A bioszféra és szerkezete
A „bioszféra” kifejezést 1875-ben E. Suess osztrák geológus használta a Föld élő szervezetek által lakott héjának megjelölésére. A 20-as években. a múlt század műveiben V.I. Ver
A bioszféra élőanyagának funkciói
Az élőanyag biztosítja az anyagok biogeokémiai keringését és az energia átalakulását a bioszférában. Az élő anyag következő főbb geokémiai funkcióit különböztetjük meg: 1. Energetikai
Az anyagok körforgása a bioszférában
A földi élet önfenntartásának alapja a biogeokémiai ciklusok. Az élőlények életfolyamataiban használt összes kémiai elem állandó mozgást végez.
Evolúciós alaptanítások
Évszázadokon át a természet isteni eredetére vonatkozó elképzelések domináltak, miszerint az élőlénytípusok jelenlegi formájukban jöttek létre, ami után nem változnak.
Mikro- és makroevolúció. Az evolúció tényezői
Az evolúciós folyamat két szakaszra oszlik: - mikroevolúció - új fajok megjelenése; - makroevolúció - evolúció
Az evolúciós folyamat irányai
Az élő természet fejlődése az élet keletkezése óta az egyszerűtől a bonyolultig, az alacsonyan szervezett formáktól a jobban szervezett formák felé haladt, és progresszív jellegű. DE.
Az evolúció alapvető szabályai
Az evolúció visszafordíthatatlanságának szabálya (L. Dollo szabálya): az evolúciós folyamat visszafordíthatatlan, a korábbi evolúciós állapotba való visszatérés, amely korábban számos ősgenerációban végbement.
A földi élet eredete
Számos hipotézis létezik a földi élet eredetéről. A kreacionizmus – a földi életet a Teremtő teremtette. Ötletek a világ isteni teremtéséről
Az élet keletkezésének mechanizmusa
A Föld életkora körülbelül 4,6-4,7 milliárd év. Az életnek megvan a maga története, amely őslénytani adatok szerint 3-3,5 milliárd évvel ezelőtt kezdődött. 1924-ben az orosz akadémikus A.I. Oparin
A földi élet kialakulásának kezdeti szakaszai
Úgy tartják, hogy 3,8 milliárd éve jelentek meg a Föld vízi környezetében az első primitív sejtek - anaerob, heterotróf prokarióták, amelyek abiogén úton szintetizált ill.
A bioszféra fejlődésének főbb szakaszai
Eon Korszak Korszak (eleje), millió év Szerves világ
A Föld szerves világának rendszere
Modern biológiai sokféleség: 5-30 millió faj a Földön. A biológiai sokféleség - két folyamat - a speciáció és a kihalás - kölcsönhatása eredményeként. biológiai
Az eukarióták szuperkirálysága
Az eukarióták egysejtű vagy többsejtű szervezetek, amelyek jól kialakult sejtmaggal és különféle organellumokkal rendelkeznek. KINGDOM OF GOMBRA - A Slime Gombák alkirálysága
Ökológiai rendszerek felépítése és működése
A környezeti tényezők a környezet egyedi elemei, amelyek hatással vannak az élőlényekre. Az élőhelyek mindegyike eltér a hatás jellemzőiben
A fenntartható fejlődés fogalmai
A Földön való megjelenése mintegy 40 ezer évvel ezelőtt Vernadsky a Homo sapiens-t a bioszféra természetes részének tekintette, tevékenységét pedig a legfontosabb geológiai tényezőnek. A padlóról
Alapvető genetikai folyamatok. Fehérje bioszintézis
A genetikai anyag funkcionalitása (a sejtgenerációk változása során megőrző és reprodukálható, az ontogenezisben megvalósuló, adott esetben a változás képessége
A genetika alaptörvényei
Mendel első törvénye (az egységesség törvénye): homozigóta egyedek keresztezésekor az első generáció összes hibridje egységes. Például átkeléskor
Örökletes és nem örökletes változékonyság
A fajok közötti és a fajon belüli egyedek közötti különbségek az élők egyetemes tulajdonsága - a változékonyság - miatt figyelhetők meg. Megkülönböztetni a nem örökletes és
A további evolúció tényezőiként
A génsebészet a genetikai struktúrák és az öröklődés laboratóriumi (in vitro) felépítésére szolgáló módszerek összessége.
Antropogenezis
Az ember a biológiai (organizmus), a mentális és a társadalmi szintek szerves egysége, amelyek a természeti és a társadalmi, az öröklődési és az élet során keletkeznek.
Egy személy fiziológiai jellemzői
Az élettan az élő szervezet, az egyes szervek, szervrendszerek működését, valamint e funkciók szabályozási mechanizmusát vizsgálja. Az ember összetett önszabályozó
Az emberi növekedés alapvető mintái
Emberi növekedési görbe, születés előtti és posztnatális növekedés, abszolút magasság, növekedési ütem. Prenatális növekedés, a születés előtti növekedés általános jellemzői, a magzat növekedési ütemének változása
Emberi egészség
Az Egészségügyi Világszervezet (WHO) szerint az emberi egészség a teljes testi, lelki és szociális jólét állapota. nagy
A kockázati tényezők csoportosítása és egészségre gyakorolt jelentősége
Kockázati tényezők csoportjai Kockázati tényezők Egészségügyi érték, % (Oroszország esetében) Biológiai tényezők
Érzelmek. Teremtés
Az érzelmek az állatok és az emberek külső és belső ingerekre adott reakciói, amelyek kifejezett szubjektív színezetűek, és mindenféle csodát lefednek.
teljesítmény
A hatékonyság a munkavégzés képessége. Élettani szempontból a teljesítmény meghatározza a szervezet munkavégző képességét, szerkezet- és energiatárolási képességét.
A bölcs élethez való hozzáállás elvei
A fizikai aktivitás megnyugtat és segít a lelki traumák elviselésében. A lelki túlterhelés, a kudarcok, a bizonytalanság, a céltalan létezés a legkárosabb stressztényezők. Az összes alkotás között
A modern civilizáció ellentmondásai
Százötven évvel ezelőtt kialakult egy bizonyos egyensúly a bioszférában. Az ember a természet erőforrásainak viszonylag csekély részét használta fel, dolgozta fel saját ellátására
A bioetika fogalma és alapelvei
A bioszféra evolúciójára vonatkozó ilyen pesszimista forgatókönyv kialakulásának megelőzése érdekében az elmúlt években egy új tudomány erősödött meg - a bioetika, amely a biológia metszéspontjában áll.
Orvosi bioetika
A bioetika egyik nagyon fontos problémája egyben az „ember-medicina” problémája is. Tartalmaz például olyan kérdéseket, mint a gyógyíthatatlan beteg életének fenntartása
Az állatok viselkedésének alapelvei
A bioetikát az emberi erkölcs természetes igazolásának kell tekinteni. Amikor mi, emberek azt mondjuk, hogy „mindannyian emberek vagyunk, és semmi emberi nem idegen tőlünk”, valójában a viselkedésünk is hasonló
Bioszféra és térciklusok
A bioszféra egy élő nyitott rendszer. Energiát és anyagot cserél a külvilággal. Ebben az esetben a külvilág egy határtalan külső tér. Kint a Ze-n
Bioszféra és nooszféra
A bioszféra evolúciós tényezői és fejlődési szakaszai A bioszféra evolúciója történetének nagy részében két fő tényező hatására ment végbe: 1) természetes
Modern természettudomány és ökológia
Az ökológia jelenleg különösen érdekes mind a különböző természettudományi tudományágakban, mind a humán tudományokban. Az integráló irány ebben a tudományban a kutatáshoz kapcsolódik
Környezeti filozófia
A modern környezettudomány feladata, hogy olyan környezet-befolyásolási módokat keressen, amelyek segítik a katasztrofális következmények megelőzését és a gyakorlati hasznosítást.
planetáris gondolkodás
Amikor eljön az ideje egy bizonyos eszmének, egy hiedelemrendszernek, ezek a legkülönfélébb módokon kezdenek megnyilvánulni, sokféle formában és típusban. Ez a jelenség gyakran
Nooszféra
A nooszféra alatt az elme szféráját értjük, de ez a fogalom még nem alakult ki eléggé. Az a nézőpont azonban, amely szerint a nooszféra a természetesek közé tartozik
Az elmúlt években számos szerző, és mindenekelőtt I. Prigogine és P. Glensdorf munkái fejlesztették ki az erősen nem egyensúlyi rendszerek termodinamikáját, amelyben a termodinamikai kapcsolat
Térbeli disszipatív struktúrák
A térszerkezetek legegyszerűbb példái az általa 1900-ban felfedezett Benard-sejtek. Ha egy vízszintes folyadékréteget alulról erősen melegítünk, akkor az alsó és a felső réteg között.
Ideiglenes disszipatív struktúrák
Ideiglenes disszipatív szerkezetre példa egy kémiai rendszer, amelyben az úgynevezett Belousov–Zhabotinsky reakció megy végbe. Ha a rendszer eltér attól
A morfogenezis kémiai alapjai
1952-ben jelent meg A. Turing "A morfogenezis kémiai alapjairól" című munkája. A morfogenezis az élet összetett szerkezetének kialakulása és kialakulása
Önszerveződés a vadon élő állatokban
Tekintsük az élőközösségek önszabályozási folyamatát egy meglehetősen egyszerű példán keresztül. Tegyük fel, hogy a nyulak és a rókák együtt élnek valamilyen ökológiai résben. Ha egyesekben
Önszerveződés nem egyensúlyi rendszerekben
Tekintsünk egy egyszerű szimmetrikus bifurkációt, amely az ábrán látható. 5. Nézzük meg, hogyan jön létre az önszerveződés, és milyen folyamatok mennek végbe annak küszöbének átlépésekor.
Az önszerveződési folyamatok típusai
Az önszerveződési folyamatoknak három típusa van: 1) a szervezet spontán generálásának folyamatai, i.e. bizonyos szintű integrál objektumok bizonyos halmazából való kiemelkedés, de
Az egyetemes evolucionizmus elvei
Az egyetemes evolucionizmus elve a tudomány egyik uralkodó modern fogalma. Kezdetben a természettudományos ismeretek általánosítása eredményeként alakult ki, fokozatosan vált
Önszerveződés a mikrokozmoszban. Az anyag elemi összetételének kialakulása
A magfizika múlt század első felében elért eredményei alapján sikerült megérteni a természetben a kémiai elemek keletkezési mechanizmusát. 1946–1948-ban D. Gamow amerikai fizikus
Kémiai evolúció molekuláris szinten
Az élet megjelenése előtt a Földön hosszú ideig, mintegy kétmilliárd évig zajlott az élettelen (inert) anyag kémiai evolúciója. A létezés miatt
Önszerveződés az élő és élettelen természetben
Charles Darwin a régészeti, őslénytani és antropológiai adatok alapján bebizonyította, hogy az élőlények sokfélesége hosszú evolúciós folyamatban alakult ki a
Az Univerzum önszerveződése
A tudományt még kevesebb mint száz évvel ezelőtt is a homogén, helyhez kötött, időben és térben végtelen univerzum nézőpontja uralta. Miután azonban A. Einstein megalkotta az általános elméletet,
Az evolúciós természettudomány fogalmai
A mikro-, makro- és megavilágban lezajló folyamatok rövid elemzése alapján elmondható, hogy az evolúciós folyamatok dominánsak az anyagszervezés minden szintjén. Ez
Szerkezet és integritás a természetben. Az integritás fogalmának alapvető természete
A természet legfontosabb tulajdonságai a szerkezet és az integritás. Kifejezik létezésének rendezettségét és sajátos formáit, amelyekben megnyilvánul. Szerkezet p
A modern természettudomány integritásának elvei
Megjegyzendő, hogy jelenleg rohamosan fejlődik a tudományfilozófia, amely mind céljaiban, mind kutatási módszereiben jelentősen eltér a természettudománytól. Filozófia tovább
Önszerveződés a természetben a rendelési paraméterek szempontjából
Egy rendszer kölcsönható elemek komplexumaként definiálható (Bertalanffy definíciója). Egy rendszer definiálható bármely változóhalmazként, amely
A nyitott nemlineáris világ megértésének módszertana
A 21. századot a tudományos ismeretek gyors exponenciális növekedése jellemzi. Az emberiség sokkal többet tud és tud tenni, mint amennyit ésszerűen felhasználni tud. Ez komoly problémát okozott
A modern természettudomány főbb jellemzői
Emeljük meg a modern természettudomány néhány jellemző vonását. 1. A természettudomány fejlődése a XVII-XVIII. században. és egészen a 19. század végéig. elsöprő fölényben zajlott
És egy szinergikus környezet a természet megértésében
A megismerés, pontosabban a természet megértésének szinergikus megközelítése pontozza az és abban az értelemben, hogy világosabbá válik, hogy a tudást nem az elsajátítással lehet dologként megszerezni.
A világ nemlineáris képének elvei
Az első tudományos világképet I. Newton építette fel, a belső paradoxon ellenére meglepően gyümölcsözőnek bizonyult, sok éven át, előre meghatározó önmozgást.
Az önoszcillációtól az önszerveződésig
A nyílt rendszerek viselkedésének és megértésének magyarázatára célszerű a rádióelektronikában és a kommunikációban kifejlesztett nemlineáris oszcillációs rendszerek berendezését fázison használni.
Innovációs kultúra kialakítása
Az innovatív kultúra az innovációk célirányos képzésének, integrált megvalósításának és átfogó fejlesztésének ismerete, készsége és tapasztalata az emberi élet különböző területein.
Szójegyzék
Abiogén - abiogén evolúció, abiogén anyag - nem élő, nem biológiai eredetű. Az abiogenezis az élet spontán generációja
örökletes információk ÁLLATEMBRIOLÓGIA
ÖRÖKLETES INFORMÁCIÓK, GENETIKAI INFORMÁCIÓK - információ a szervezet jeleiről és tulajdonságairól, öröklődés útján. A többsejtű szervezetekben csírasejtek - ivarsejtek - segítségével továbbítják. Egy DNS-molekulában lévő nukleotidszekvenciaként van írva, amely meghatározza a specifikus sejtfehérjék szintézisét és a szervezet összes jelének és tulajdonságának megfelelő fejlődését.
Általános embriológia: Terminológiai szótár - Sztavropol. O.V. Dilekova, T.I. Lapin. 2010 .
Nézze meg, mi az "örökletes információ" más szótárakban:
örökletes információk- * recessziós információ * DNS-molekulában lévő nukleotidok öröklődő információs szekvenciája, amely meghatározza a specifikus sejtfehérjék, az RNS, a tRNS szintézisét és fejlődését a szervezet megfelelő jelei alapján (). Az örökölt ingatlan... Genetika. enciklopédikus szótár
ÖRÖKLETES INFORMÁCIÓK- az ősöktől kapott genetikai információ a test örökletes struktúráiról génkészlet formájában. Ökológiai enciklopédikus szótár. Chisinau: A Moldvai Szovjet Enciklopédia főkiadása. I.I. Nagypapa. 1989... Ökológiai szótár
örökletes információk- lásd: Genetikai információ... Nagy orvosi szótár
örökletes információk- A nukleinsavak (a latin nucleus nucleus szóból) nagy molekulatömegű szerves vegyületek, biopolimerek (polinukleotidok), amelyeket nukleotidmaradékok képeznek. A nukleinsavak DNS és RNS jelen vannak minden élő szervezet sejtjében, és ... ... Wikipédia
ÖRÖKLETES INFORMÁCIÓK- a DNS-molekulában lévő nukleotidszekvencia, amely meghatározza a specifikus sejtfehérjék szintézisét és fejlődését a szervezet megfelelő jelei alapján ...
Genetikai (örökletes) információ- kifejezetten az organizmusokba kódolt programok, amelyeket őseiktől kaptak, és örökletes struktúráikba ágyazva génkészlet formájában a testet alkotó anyagok összetételéről, szerkezetéről és anyagcseréjének természetéről ...
örökletes átvitel- az öröklési jog átszállását jelenti, vagyis ha a végrendeletből vagy törvény által öröklésre felhívott örökös az örökség megnyílását követően halt meg anélkül, hogy az előírt határidőn belül lett volna ideje elfogadni, az öröklés jogát mi volt esedékes ... ... Wikipédia
Genetikai információ (örökletes)- (lásd Információ, Genetika) egy élőlény tulajdonságainak programja, öröklött struktúrákba (DNS, részben RNS-be) ágyazva, és az ősöktől kapott genetikai kód formájában. Az öröklött információ meghatározza a morfológiai szerkezetet, növekedést, fejlődést, cserét ... ... A modern természettudomány kezdetei
genetikai információ- (szinkron örökletes információ) a szervezet felépítéséről és működéséről szóló információ, a gének összességébe ágyazva ... Nagy orvosi szótár
GENETIKAI INFORMÁCIÓK- lásd az örökletes információkat... Botanikai szakkifejezések szójegyzéke
Könyvek
- , Spektor Anna Arturovna , Ez az illusztrált atlasz egyedülálló abban, hogy nem országokon és kontinenseken vezeti át a fiatal olvasót, hanem egyértelműen bemutatja az emberi anatómiát. Mint a DNS-molekulában, az egész örökletes... Kategória: Férfi. Föld. Világegyetem Sorozat: Gyermekek illusztrált atlasza Kiadó: Avanta, Vásárlás 696 rubelért
- Az emberi anatómia gyermekeknek készült illusztrált atlasza, Spektor A., Ez az illusztrált atlasz egyedülálló abban, hogy nem országokon és kontinenseken vezeti végig a fiatal olvasót, hanem egyértelműen bemutatja az emberi anatómiát. Mint a DNS-molekulában, minden örökletes ... Kategória:
Bevezetés
1. Az öröklődés fogalma
3. Az öröklődés mechanizmusa
Következtetés
Bibliográfia
Bevezetés
A szerves világban elképesztő hasonlóság van a szülők és a gyerekek, a testvérek és más rokonok között. Ez a hasonlóság az öröklődésnek köszönhető, vagyis az élőlények azon képességének, hogy egy fajra vagy populációra jellemző szerkezeti, működési és fejlődési jellemzőket több generáción keresztül megőrizzék és továbbadják. Az öröklődés biztosítja az életformák állandóságát és változatosságát, és a szervezet jellemzőinek és tulajdonságainak kialakulásáért felelős örökletes hajlamok átvitelének hátterében. Az öröklődés miatt egyes fajok (például a devon korban élt coelacanth coelacanth hal) több száz millió évig szinte változatlanok maradtak, és ez idő alatt hatalmas számú nemzedéket szaporítottak.
1. Az öröklődés fogalma
Az öröklődés minden szervezetben rejlő tulajdonság, hogy a fejlődés ugyanazon jeleit és jellemzőit több generáción keresztül megismétli; a szaporodási folyamat során a sejt anyagi struktúráinak egyik nemzedékről a másikra történő átadása miatt, amely programokat tartalmaz az új egyedek kifejlesztésére. Az öröklődés tehát biztosítja az élőlények morfológiai, fiziológiai és biokémiai szerveződésének, egyedfejlődési jellegének, vagy ontogenezisének folytonosságát. Általános biológiai jelenségként az öröklődés a legfontosabb feltétele a differenciált életformák, élőlények jelei létezésének, bár zavarja a változékonyság - az élőlények közötti különbségek kialakulása. Az élőlények ontogenezisének minden szakaszában a tulajdonságok széles skáláját érintve az öröklődés a tulajdonságok öröklődési mintáiban, vagyis a szülőkről leszármazottakra való átvitelében nyilvánul meg.
Az öröklődés kifejezés olykor a fertőző alapelvek (ún. fertőző öröklődés) vagy a képzési, nevelési készségek, hagyományok (ún. szociális vagy jel öröklődés) generációról a másikra való átadását jelenti. az öröklődés biológiai és evolúciós lényegén túl vitatható.
Így az öröklődés az élő szervezetek legfontosabb jellemzője, amely abban áll, hogy képesek tulajdonságaikat és funkcióit a szülőkről az utódokra átadni.
2. A gén meghatározása. A gén fő funkciója
A gén az öröklött információ tárolásának, átvitelének és megvalósításának egysége. A gén egy DNS-molekula egy meghatározott szakasza, amelynek szerkezetében egy bizonyos polipeptid (fehérje) szerkezete van kódolva. Ezt az egyszerűnek tűnő álláspontot sokan ismerik az iskolából. Ma már világos, hogy a DNS számos régiója nem kódol fehérjéket, de valószínűleg szabályozó funkciókat lát el. Mindenesetre az emberi genom szerkezetében a DNS-nek csak körülbelül 2%-a képviseli azokat a szekvenciákat, amelyek alapján szintetizálódik a hírvivő RNS (transzkripciós folyamat), amely aztán a fehérjeszintézis során (transzlációs folyamat) meghatározza az aminosavszekvenciát. Jelenleg úgy gondolják, hogy az emberi genomban körülbelül 30 000 gén található.
A gén fő funkciója egy specifikus fehérje szintéziséhez szükséges információ kódolása.
Gén tulajdonságai
1. diszkrétség – a gének összekeverhetetlensége;
2. stabilitás - a szerkezet fenntartásának képessége;
3. labilitás – a sokszoros mutáció képessége;
4. többszörös allélizmus – sok gén létezik egy populációban, különféle molekuláris formában;
5. allelizmus - a diploid szervezetek genotípusában a génnek csak két formája van;
6. specificitás – minden gén a saját termékét kódolja;
7. pleiotrópia - többszörös génhatás;
8. expresszivitás - a gén kifejeződésének mértéke egy tulajdonságban;
9. penetrancia - egy gén megnyilvánulásának gyakorisága a fenotípusban;
10. amplifikáció - egy gén másolatainak számának növekedése.
Gén osztályozás
1. Strukturális gének - a genom egyedi komponensei, amelyek egyetlen szekvenciát képviselnek, amely egy specifikus fehérjét vagy bizonyos típusú RNS-t kódol.
2. Funkcionális gének - a szerkezeti gének munkáját szabályozzák.
3. Az öröklődés mechanizmusa
Azok a sejtek, amelyeken keresztül a nemzedékek folytonossága megvalósul - az ivaros szaporodás során a speciális szexuális, az ivartalan szaporodás során pedig a test nem specializált (szomatikus) sejtjei nem maguk hordozzák a jövő élőlényeinek jeleit és tulajdonságait, hanem csak fejlődésük előfeltételeit. . Ezek a hajlamok gének. A gén egy DNS-molekula szakasza (vagy egy kromoszóma szakasza), amely meghatározza egy külön elemi tulajdonság kialakulásának lehetőségét. A DNS-molekula két polinukleotid láncból áll, amelyek egymás köré csavarodnak egy hélixbe. A láncok 4 típusú nagyszámú monomerből épülnek fel - nukleotidok, amelyek specifitását a 4 nitrogénbázis egyike határozza meg. Egy DNS-láncban három szomszédos nukleotid kombinációja alkotja a genetikai kódot. A DNS pontosan reprodukálódik a sejtosztódás során, ami biztosítja az örökletes tulajdonságok és az anyagcsere specifikus formáinak átvitelét számos sejt- és szervezetgenerációban.
A gén szomszédos nukleotidok csoportja, amelyek egy fehérjét kódolnak, amely meghatároz egy tulajdonságot. A gének száma nagyon nagy: egy emberben több tízezer van belőlük. Ugyanaz a gén számos tulajdonság kialakulását befolyásolhatja, ahogy több gén is befolyásolhatja egy tulajdonság kialakulását.
Minden növény- és állatfajnak megvan a maga mennyiségi kromoszómakészlete. Az azonos fajhoz tartozó összes szervezetben minden gén ugyanazon a helyen található egy szigorúan meghatározott kromoszómán. Az emberi test minden sejtje 46 kromoszómát tartalmaz. A készletben található szinte minden kromoszóma párban van bemutatva, a 22 pár mindegyike azonos méretű kromoszómákat tartalmaz, a 23. pár pedig a nemi kromoszómák: nőknél azonos XX kromoszómákból, férfiaknál XY kromoszómákból áll. A kromoszómák halogenidkészletében csak egy gén felelős ennek a tulajdonságnak a kialakulásáért. A diploid kromoszómakészlet (a szomatikus sejtekben) két homológ kromoszómát és ennek megfelelően két gént tartalmaz, amelyek meghatározzák egy adott tulajdonság kialakulását.
A genetikai információt a DNS-molekulában található nitrogénbázisok szekvenciája kódolja. A nitrogéntartalmú bázisok a genetikai ábécé "betűinek" tekinthetők. Az alapok sorozata "szavakat" alkot. A gének egyfajta „mondatok” a genetikai nyelven. Ennek megfelelően egy szervezet genetikai tartalma mintegy genetikai javaslatokból összeállított „könyv”. Ellentétben a nitrogénbázisok szigorúan meghatározott, két egymást kiegészítő részből álló elrendezésével, nincs korlátozás arra vonatkozóan, hogy a bázisoknak milyen sorrendben kell követniük egymást ugyanazon a láncon. Emiatt szinte korlátlan számú különböző DNS-molekula létezik. A kellően hosszú DNS-láncok által kódolt lehetséges genetikai üzenetek száma gyakorlatilag korlátlan. Három evolúciósan rögzített univerzális folyamat felelős az örökletes tulajdonságok szaporodásáért a növények, állatok és emberek generációiban.
Az előadás absztraktjai
Előadás témája: AZ ÖRÖLTSÉG MOLEKULÁRIS ALAPJAI. ÖRÖKLETES INFORMÁCIÓK MEGVALÓSÍTÁSA.
Mi az örökletes információ?
Az örökletes információ alatt a fehérjék szerkezetére és az emberi szervezet fehérjeszintézisének természetére vonatkozó információkat értjük. A szinonimája a genetikai információ.
A nukleinsavak vezető szerepet játszanak az örökletes információk tárolásában és megvalósításában. A nukleinsavak olyan polimerek, amelyek monomerjei nukleotidok. Első ízben F. Miescher fedezte fel a nukleinsavakat 1869-ben a gennyből származó leukociták magjában. A név a latin magból – a magból – származik. Kétféle nukleinsav létezik: DNS és RNS
A nukleinsavak funkciói
A DNS genetikai információkat tárol. A DNS géneket tartalmaz. Az RNS-ek részt vesznek a fehérje bioszintézisében (azaz az örökletes információ megvalósításában)
A DNS szerepének feltárása az öröklődő információk tárolásában. 1944-ben Oswald Avery, Macklin McCarty és Colin MacLeod bizonyítékot nyújtottak be arra vonatkozóan, hogy gének találhatók a DNS-ben. Pneumococcusokkal dolgoztak, amelyeknek két törzse van: patogén (S-törzs) és nem patogén (R-törzs). Az S-törzzsel való fertőzés az egerek halálához vezet
Ha R-törzset adunk be, az egerek túlélik. Az elölt S-törzs baktériumokból DNS-t, fehérjéket és poliszacharidokat izoláltunk, és hozzáadtuk az R-törzshez. A DNS hozzáadása egy nem patogén törzs kórokozóvá történő átalakulását okozza.
A DNS szerkezetének felfedezésének története.
A DNS szerkezetét 1953-ban fedezte fel J. Watson és F. Crick. Munkájuk során E. Chargaff biokémikus és R. Franklin, M. Wilkins biofizikusok adatait használták fel.
E. Chargaff munkája: 1950-ben Erwin Chargaff biokémikus azt találta, hogy egy DNS-molekulában:
1) A=T és G=C
2) A purinbázisok (A és G) összege megegyezik a pirimidinbázisok (T és C) összegével: A + G \u003d T + C
Vagy A+G/T+C=1
R. Franklin és M. Ulkins munkája: Az 50-es évek elején. R. Franklin és M. Wilkins biofizikusok röntgenfelvételeket készítettek a DNS-ről, amely kimutatta, hogy a DNS kettős hélix alakú. 1962-ben F. Crick, J. Watson és Maurice Wilkins fiziológiai és orvosi Nobel-díjat kapott a DNS szerkezetének megfejtéséért
DNS szerkezet
A DNS egy polimer, amely nukleotidoknak nevezett monomerekből áll. A DNS-nukleotid szerkezete: A DNS-nukleotid három vegyület maradékából áll:
1) Dezoxiribóz monoszacharid
2) Foszfát - a foszforsav maradéka
3) A négy nitrogéntartalmú bázis egyike - adenin (A), timin (T), guanin (G) és citozin (C).
Nitrogéntartalmú bázisok: A és G purinszármazékok (két gyűrű), T és C pirimidinszármazékok (egy gyűrű).
Az A kiegészíti a T-t
G komplementer C-vel
A és T2 között hidrogénkötések jönnek létre, G és C között -3
Egy nukleotidban a dezoxiribóz szénatomjai 1'-től 5'-ig vannak számozva.
Egy nitrogéntartalmú bázis kapcsolódik az 1'-szénhez, és egy foszfát kapcsolódik az 5'-szénhez. A nukleotidok foszfodiészter kötésekkel kapcsolódnak egymáshoz. Ennek eredményeként polinukleotid lánc képződik, melynek váza váltakozó foszfát és dezoxiribóz cukormolekulákból áll.
A nitrogéntartalmú bázisok a molekula oldalán helyezkednek el. A lánc egyik vége 5', a másik pedig 3' (a megfelelő szénatomok megjelölése szerint). Az 5' végén szabad foszfát található, ez a molekula kezdete. A 3' végén az OH csoport található. Ez a molekula farka. Új nukleotidok adhatók a 3' véghez.
DNS szerkezete:
A Crick-Watson modell szerint a DNS két tekercselt polinukleotid láncból áll. Spirális jobb (B-forma)
A DNS szálai antiparallelek. Az egyik polinukleotid lánc 5' vége kapcsolódik a másik 3' végéhez.
A DNS-molekulában kis és nagy barázdák láthatók.
Két láncban a nitrogéntartalmú bázisok a komplementaritás elve szerint helyezkednek el, és hidrogénkötésekkel kapcsolódnak egymáshoz
A és T - két hidrogénkötés
G és C - három
A genetikai kód főbb tulajdonságai:
Hármasság
Degeneráció (redundancia)
Specificitás
nem átfedő
Egyirányú
Start kodon (AUG) és nonszensz kodonok jelenléte
Kollinearitás
Sokoldalúság
A génexpresszió alatt a benne rögzített örökletes információ megvalósulását értjük. A fehérjeszintézis egy olyan folyamat, amely biztosítja az örökletes információk sejtben való megvalósítását. A molekuláris biológia központi dogmája szerint a következő irányba halad:
DNS → mRNS → fehérje → tulajdonság.
A fehérjeszintézis szakaszai
Transzkripció - mRNS szintézis
Aminosav aktiválás és kötődés a tRNS-hez
Fordítás - a fehérje elsődleges szerkezetének szintézise a riboszómában
Poszttranszlációs folyamatok térbeli fehérjeszerkezetek kialakulása (szekunder, tercier, kvaterner), aminosavak módosulása.
A transzkripció az mRNS szintézise. Az eukariótákban a transzkripciónak megvannak a maga sajátosságai.
Az eukarióta gén exonokból és intronokból áll. Az intronok nem kódolnak fehérjét. Az mRNS-ből kivágják őket. Így az eukariótákban a transzkripció két szakaszból áll:
A génnel teljesen komplementer pro-mRNS (éretlen mRNS) szintézise.
Az mRNS feldolgozása-érése. A feldolgozás magában foglalja:
toldás (intronok kivágása és exonok összevarrása),
sapka és poli-A farok kialakulása. Az mRNS kezdeti végéhez egy kupak (módosított guanin) kapcsolódik, egy poli-A farok – nagyszámú A-nukleotid kapcsolódik az mRNS végéhez. A sapka és a farok biztosítja az mRNS stabilitását a citoplazmában.
Az eukarióta sejtekben körülbelül 50 féle RNS található (a genetikai kód redundanciája miatt). Mindegyik tRNS-nek van egy antikodonja (az mRNS kodonnal való kölcsönhatásra) és egy akceptor helye (ahová az aminosav kapcsolódik). A tRNS és egy aminosav kombinációját az aminoacil-tRNS szintetáz enzim katalizálja. A folyamatot az aminosavak aktiválása előzi meg (kapcsolat a többi ATP-AMP-vel).
Aminosav + ATP \u003d Aminosav + AMP (AA + AMP)
AA + AMP + tRNS = AA + tRNS + AMP
Adás.
A transzláció egy fehérje elsődleges szerkezetének szintézise a riboszómában. A közvetítés lépései:
Beavatás – az adás kezdete. A riboszóma az mRNS-hez kapcsolódik, és befog két kodont (az első - kezdeti - a peptidilközpontban van). A kezdeti metionint tartalmazó tRNS megközelíti a kezdeti hármast. Kezdeti komplex képződik - riboszóma, kezdeti triplett, tRNS
Az elongáció egy polipeptid szintézise. Az aminosavat tartalmazó második tRNS megegyezik az mRNS második kodonjával. Ha a tRNS antikodon komplementer az mRNS kodonnal, akkor a két aminosav peptidkötéssel kapcsolódik össze. Ezután az első tRNS elhagyja a riboszómát, a riboszóma egy triplettet mozdul előre. Egy új tRNS aminosavval illik ehhez a tripletthez. Ha a tRNS antikodon komplementer az mRNS kodonnal, akkor az utolsó két aminosav között peptidkötés jön létre, és a folyamat megismétlődik. A folyamat addig folytatódik, amíg a riboszóma el nem éri a stopkodont.
Az átírás befejezése a vége. A riboszóma eléri a stopkodont. A polipeptid szintézis leáll.
Poszttranszlációs folyamatok - másodlagos, tercier, kvaterner fehérjeszerkezet kialakulása, aminosavak módosulása A folyamat lejátszódhat a citoplazmában, szemcsés ER, Golgi komplexben. Miután a fehérje harmadlagos vagy kvaterner szerkezetet alakított ki, képes ellátni funkcióit.
A prokarióták körkörös DNS-sel rendelkeznek, amely kis számú fehérjét kódol (az E. coliban több mint 4000 van). Számos génre jellemző az aktivitás operonos szabályozása.
Az operon olyan szerkezeti gének csoportja, amely egyetlen anyagcsere-folyamat enzimfehérjét kódol, és amelyek munkája közös szabályozó gének irányítása alatt áll. Az operonok lehetővé teszik, hogy a kisméretű DNS számos fehérjét kódoljon.
Az operont Jacob és Monod francia tudósok fedezték fel 1961-ben. Felfedezték a laktóz operont az Escherichia coliban. Ha az E. coli-t laktózt tartalmazó táptalajba helyezik, akkor három, a laktóz metabolizmusában részt vevő enzimet kezd termelni.
Az enzimek három szerkezeti gént kódolnak:
lacZ – galaktozidáz – a laktózt glükózra és galaktózra bontja
Lac Y -permeáz enzim (biztosítja a laktóz bejutását a sejtbe)
A lacA egy transzacetiláz, amely részt vesz a laktóz lebomlásából származó toxikus termékek sejtből történő eltávolításában.
Szabályozó gén - represszor fehérjét kódol
Promoter gén - az RNS polimeráz kapcsolódási helye a transzkripció elindításához
Operátor gén. Ha represszor fehérje kapcsolódik hozzá, akkor blokkolja a transzkripciót.
Terminátor – az átírás véget ér rajta.
Egy operon inaktiválódik, ha egy represszor fehérjét egy operátor génhez kapcsolnak. Az operon akkor aktív, amikor a laktóz belép a sejtbe. A represszor fehérjéhez kötődik és inaktiválja azt. Megkezdődik három enzim szintézise.
Különbségek a genom szerveződésében és a génexpresszióban
prokariótákban és eukariótákban
| prokarióták | eukarióták |
| A DNS gyűrű alakú, nem kapcsolódik fehérjékhez, a citoplazmában található | A DNS lineáris, hiszton és nem hiszton fehérjékkel egyesül, a sejtmagban található |
| A géneknek nincs intronja | Vannak intronok |
| Kevés gén (az E. coliban körülbelül 4000 van) | Sok gén (egy embernek akár 30 000 is lehet) |
| Vannak operonok | Nincsenek operonok Minden gént szabályozó gének egy csoportja vesz körül |
A génexpresszió szabályozása eukariótákban.
Minden eukarióta sejt az összes gén 7-10%-át fejezi ki. A fennmaradó gének elnyomott (inaktív) állapotban vannak. Az eukariótákban az úgynevezett pozitív genetikai kontroll dominál, amelyben a genom nagy része elnyomódik, és a szabályozás a szükséges gének aktiválásával megy végbe.
Transzkripciós szinten a szabályozás a következő módokon történhet:
Fordítási szint ellenőrzése
Ez az mRNS komplex - a kiinduló tRNS - riboszóma képződésének szabályozásával és az mRNS élettartamának megváltoztatásával jár különböző citoplazmatikus tényezők hatására.
Mikrocitoplazmatikus RNS segítségével - kis RNS, amely kötődik az mRNS-hez és blokkolja a transzlációt
A fehérjeképződés szabályozása a polipeptid lánc poszttranszlációs módosulási sebességének és aktivitásának változtatásával is lehetséges.
A DNS-javítás a DNS-hibák javítása. Ha a hibák továbbra is fennállnak, azok génmutációhoz és génbetegségekhez vezethetnek. A javítás fenntartja a szervezet genetikai integritását és túlélését
1) Fotoreparáció prokariótákban. A sejtek ultraibolya sugárzással történő besugárzása timin-dimerek képződését okozza a DNS-ben. Az UV-sugarak aktiválják a fotoreaktiváló enzimet, amely a timin dimerekhez kötődik és megbontja azokat.
2) Excíziós javítás prokariótákban és eukariótákban - a nukleáz enzimek kivágják a sérült DNS-lánc hibás bázisát vagy szakaszát, az 1-es típusú DNS polimer enzim beépíti a normál nukleotidokat, a ligáz enzimek keresztkötik a fragmentumokat.
3) Replikáció közbeni javítás – DNS önkorrekció
4) Replikáció utáni javítás - ha a hibás nukleotidokat nem távolítják el a replikáció során, akkor a sérült szál rekombinálódik a második leánymolekulában lévő DNS-száldal és a hiba megszűnik
5) SOS-javítás - a replikáció során a DNS-polimeráz átugrik a károsodás helyén, és megszakítás nélkül folytatja a replikációt, de a nukleotid szekvencia megváltozik
DNS-javító betegségek.
Ha a DNS-javítás sérül, a mutációk felhalmozódnak a sejtekben, ami végül: 1) daganatok kialakulásához, 2) idő előtti öregedéshez, 3) örökletes betegségekhez - helyreállító betegségekhez vezet.
A DNS-javító gének mutációi által okozott örökletes betegségeket DNS-javító betegségeknek nevezzük. Példa erre a pigment xeroderma, egy autoszomális recesszív öröklődési móddal rendelkező génbetegség. A betegeknél a DNS-kimetszés helyreállítása károsodott, amelyeket az UV-sugarak és más mutagének károsítanak. A napfény hatására szeplők, öregségi foltok jelennek meg a bőrön, idővel a betegek 100%-ában bőrrák alakul ki
A genetikai információ sejtben történő átvitelének sémája a molekuláris biológia központi dogmája
DNS-ből DNS-be – DNS replikáció.
DNS-ből RNS-be - transzkripció.
Lehetőség van információ átvitelére az RNS-ből a DNS-be - reverz transzkripció (a vírusok életciklusában és az eukariótákban)
RNS-ből fehérjé - transzláció
Az 1950-es években a biológia területén születtek a legfontosabb felfedezések: feltárták az élet fő molekulájának, a DNS-molekulának a szerkezetét. A genetikai konstruktor működési elvei zseniálisan egyszerűnek és logikusnak tűntek, és legalább fél évszázadra meghatározták a biológia fejlődését, gyakorlatilag biológiai dogmává vált. Azonban, amint azt a legújabb tanulmányok mutatják, a genetikai konstruktor részletei sokkal változatosabbak és összetettebbek, mint azt korábban gondolták. Alexander Markov, a biológiai tudományok doktora, az Orosz Tudományos Akadémia Őslénytani Intézetének munkatársa az örökletes információk tárolása és továbbítása terén elért legújabb kutatásokról beszél.
klasszikus genetika
A genetikai öröklődés mechanizmusaira vonatkozó klasszikus elképzelések az 1950-es és 1960-as években alakultak ki, a molekuláris biológusok nagy felfedezéseinek eredményeként. Először is ez a DNS szerkezetének dekódolása és a genetikai kód dekódolása. Vagyis világossá vált, hogy az örökletes információkat a DNS-molekulákban négy "betű" - nukleotid szekvencia formájában rögzítik. Ezt az információt a DNS-ből az RNS-be másolják, majd a gén másolatát a fehérjeszintézis utasításaként használják. A fehérjék elvégzik az összes alapvető munkát a szervezetünkben. Ezek határozzák meg teljes szerkezetét és minden funkcióját. És a genetikai kód minden harmadik betűje egy aminosavat kódol, és a fehérjék aminosavakból állnak. Ezek a felfedezések egyfajta eufóriát keltettek a biológusok körében, úgy tűnt, az élet rejtélye megoldódott. Ez pedig a nyitott mechanizmusok némi dogmatizálásához vezetett. És általánosan elfogadottá vált, hogy az örökletes információkat csak úgy rögzítik a DNS-molekulákban, hogy ez az információ a lánc mentén a DNS-ből, azaz a génekből az RNS-en keresztül a fehérjékig továbbítódjon. És az ellenkező irányba - a fehérjéktől a DNS-ig - az információ nem mehet. Az örökletes változások egyetlen módja a DNS-molekulák vagy mutációk másolásának véletlenszerű hibái.
És ezek az ötletek nagyon hasznosnak bizonyultak, nagyon produktívnak bizonyultak a tudomány fejlődése szempontjából, és a molekuláris biológia robbanásszerű fejlődéséhez vezettek. De a kutatás során fokozatosan világossá vált, hogy valójában az eredeti séma túlságosan leegyszerűsített, és valójában minden sokkal bonyolultabb és nem is olyan egyszerű. Kiderült, hogy egyrészt az örökletes változások nem csak véletlenszerű mutációk eredményeként jelentkeznek. Másodszor, az öröklődő információkat nemcsak ezen az egyirányú láncon továbbítják. És végül a harmadik az, hogy az örökletes információkat nemcsak a DNS-ben lehet rögzíteni. Ez a három fő pont, amelyről szeretnék beszélni.
"Tudatos" mutációk
Az örökletes változások nemcsak véletlenszerű mutációk miatt következnek be. Egyes esetekben a génekben bekövetkezett változások meglehetősen jelentőségteljesek, mondhatni céltudatosak. Élénk példa erre az úgynevezett génkonverzió, amely különösen a patogén baktériumokban fordul elő.
A gonococcusnak, a gonorrhoea kórokozójának van egy felszíni fehérje, amely alapján az immunrendszer sejtjei felismerik. Amikor a baktériumok bejutnak a szervezetbe, az immunrendszer sejtjei megtanulják felismerni ezt a gonokokkusz felszíni fehérjét. És amikor megtanulják, a limfociták a megfelelő receptorokkal megszaporodnak, amelyek elkezdik elpusztítani ezt a gonococcust. A gonococcus pedig úgy veszi és "tudatosan" megváltoztatja felszíni fehérje génjét, hogy többé ne ismerjék fel. Felületi fehérje génje van, ráadásul ennek a génnek több, egymástól kissé eltérő, törött másolata található a genomban. És időről időre megtörténik a következő: egy működő gén egy fragmentumát lecserélik valamelyik nem működő kópia töredékére, és így a gén egy kicsit más lesz, a fehérje kicsit más lesz, a limfociták nem ismerik fel. . Ennek eredményeként a gonorrhoea elleni immunitás nagy nehezen vagy egyáltalán nem alakul ki.
Egy másik példa a nem véletlenszerű változásokra a baktériumokban a stresszre adott válaszként: növelik a mutáció sebességét. Vagyis amikor például az E. coli stresszes környezetbe kerül, akkor specifikusan olyan fehérjéket kezd termelni, amelyek a DNS másolásakor a szokásosnál sokkal többet hibáznak. Vagyis ők maguk növelik a mutáció sebességét. Ez általában véve kockázatos lépés, kedvező körülmények között jobb, ha ezt nem tesszük meg, mert a kialakuló mutációk túlnyomó többsége káros vagy haszontalan. De ha mégis meghalsz, akkor a baktériumok bekapcsolják ezt a mechanizmust.
Az információátvitel másik módja: RNS-ből DNS-be
Az örökletes információ nem csak az eredetileg feltételezett DNS-RNS-fehérje lánc mentén történik. Először az úgynevezett reverz transzkripció jelenségét fedezték fel, vagyis az információ átírható például egyes vírusoknál RNS-ről DNS-re, vagyis ellenkező irányba. Kiderült, hogy ez egy meglehetősen gyakori folyamat. Az emberi genomban is található egy megfelelő enzim, és az RNS-molekuláról való reverz transzkripció eredményeként bizonyos információk átíródnak a genomba, DNS-be.
Hogyan történik ez? Az RNS olyan információt hordoz, amely nem található meg a DNS-ben. Abban a szakaszban, amikor az információ RNS formájában létezik, ezt az információt aktívan szerkesztik, és megjelenik egy szerkesztő. Néha fehérjék szerkesztik, néha pedig maga az RNS szerkeszti magát.
Általában minden magasabb rendű szervezetben a gének sok darabból állnak, vagyis nem egy folytonos DNS-szekvencia, ahol a fehérje szerkezetét írják, hanem darabokra vágják, és többé-kevésbé hosszú DNS-darabokat helyeznek be. közöttük, amelyek nem kódolják a fehérjét. Intronoknak hívják őket. Az RNS szerkesztése során különféle változások történhetnek. Például a kódoló régiók más sorrendben is összeragaszthatók. És ugyanakkor minden olyan bonyolult, hogy ezek a kivágott RNS-darabok aktív molekulák, amelyek aktívan részt vesznek minden folyamatban, szabályozzák néhány más gén aktivitását, szabályozzák az RNS szerkesztését, a saját, mások RNS-ét. Vagyis minden kölcsönhatások bonyolult szövevényébe bonyolódik.
Tegyük fel, hogy fogjuk a szöveget, és kivágunk néhány felesleges szót, és kidobjuk a kukába. Most képzeld el, hogy ezek a fölösleges szavak kimásztak a kosárból, visszamásznak a könyvbe, elkezdenek hemzsegni, változtatnak néhány szót, maguk is elférnek valahol. A klasszikus sémával ellentétben kiderült, hogy az RNS nagyon aktív szereplője mindezen információs folyamatoknak.
Az ilyen szerkesztett RNS visszaírható DNS-be, és így bizonyos mértékig a megszerzett tulajdonságok örökölhetők. Mivel az érett RNS formája, amelyet végül felvesz, bizonyos értelemben szerzett tulajdonság, visszaírható DNS-be, és ekkor megjelenik egy retro-pszeudogén a DNS-ben. És rengeteg ilyen retro-pszeudogén található az emberi genomban.
Az örökletes információ hordozója nem csak a DNS lehet
Az örökletes információ, mint kiderült, nemcsak a DNS-ben, hanem nyilvánvalóan az RNS-ben is rögzíthető. 2005-2006-ban számos cikk jelent meg a legelismertebb tudományos folyóiratokban, amelyek olyan kísérletek eredményeit mutatják be, amelyek során a klasszikus genetika törvényeit egyszerűen kirívóan megsértik. Egereket vettünk, az egereknek van egy ilyen Kit nevű génje, sokféle funkciót lát el, beleértve a színezést is. Kísérleti célokra elkészítették ennek a génnek a "Kit minus" mutáns változatát. Egerekben, emberekben minden génnek két másolata van, az egyik az apától, a másik az anyától. A „Kit mínusz-mínusz” genotípusú egerek egyszerűen elpusztulnak. A "Kit plusz-mínusz" genotípusú egereknek fehér mancsa és fehér farka van, míg a "Kit plus-plus" egerek normál szürke színűek. És a klasszikus genetika törvényei szerint, ha plusz-mínusz egereket veszünk, akkor a következő eloszlást kell kapnunk az utódokban: az egerek negyedének mínusz-mínusz genotípusa lesz, és egyszerűen azonnal elpusztul, az egerek negyede az egerek plusz plusz genotípusúak, ennek megfelelően normál színűek és fele, 50%-ának plusz vagy mínusz genotípusa lesz, és ennek megfelelően fehér mancsa és farka lesz. Ezt még mindig tanulmányozzák az iskolában Mendel törvényszerűségei.
De végül valamiért arra jutottak, hogy a túlélő egerek 95%-ának fehér mancsa és farka van. Hogyan történhetett ez meg? Elkezdték nézni a genotípust, mivel most már nagyon könnyű megtenni. És kiderült, hogy a genotípussal minden rendben van, az egerek negyedének plusz plusz genotípusa van, és normális színűnek kell lennie, de fehér mancsa és farka volt. Vagyis kiderült, hogy ezekben az egerekben nincs meg a fehérlábúság és fehérfarkúság génje, de van jele. Honnan származik egy tulajdonság, ha nincs gén? Vagyis világossá vált, hogy ebben az esetben nem a DNS-en keresztül továbbítódik az örökletes információ, mert egy dolog van beleírva a DNS-be, de mi mást látunk. Mi akkor, ha nem a DNS közvetíti ezt a tulajdonságot? A gyanú természetesen először az RNS-re esett. A plusz vagy mínusz genotípusú egerekből izoláltuk azt az RNS-t, amely a gén mutáns másolatából olvasható le. Ezeket a töredékeket egy vadegér tojásába juttatták be, amelynek a nemzetségében soha nem volt fehérfarkú egér. Az eredmény egy fehérfarkú és fehérlábú egér. Vagyis nyilvánvalóan ez az RNS, amely a szülőktől származik vagy speciálisan bejuttatott, ez a mutáns RNS valamilyen módon befolyásolja a normál RNS-t, amelyet a normál génből olvasnak ki. A mutáns RNS a normál RNS-t abnormális RNS-vé alakítja, és ez öröklődik.
Egy egerekkel végzett kísérlet során kimutatták, hogy bizonyos esetekben örökletes információ továbbítható RNS-en keresztül. Így világossá válik, hogy az élő sejtekben lévő információkkal való munka sokkal összetettebb, mint azt a genetika klasszikusai feltételezték.
