Уровни организации наследственного материала

Хромосомный уровень организации наследственного материала характеризуется особенностями морфологии и функций хромосом.
Геном - совокупность всех генов гаплоидного набора хромосом данного вида организма. Геномный уровень организации наследственного материала имеет особенности у прокариот и эукариот.
Генный уровень представлен совокупностью генов - элементарных единиц нУровни организации наследственного материала
Все наблюдаемое разнообразие рассмотренных типов наследования признаков объясняется тем, что в клетках организмов имеются отдельные гены, которые объединены в группы сцепления, или хромосомы. В совокупности хромосом заключено все многообразие генов организма (клетки) , которые вступают в разные виды взаимодействия друг с другом. Соответственно этому наследственной структуре организмов (клеток) можно выделить как бы три уровня организации: генный, хромосомный и геномный.
Наследственный материал любой клетки (организма) дискретен, т. е. представлен отдельными функциональными единицами — г е н а м и. Каждый ген отвечает за развитие отдельного признака. Число генов, заключенных в наследственном материале, велико. Закономерность передачи всего генетического материала из поколения в поколение достигается благодаря тому, что отдельные гены существуют не разрозненно, а собраны в хромосомы, с которыми происходят строго определенные превращения в процессе размножения клеток и организмов. Поддержание постоянной структуры хромосом в ряду поколений свидетельствует о большом значении этого уровня организации материала наследственности. Хромосомный уровень организации наследственного материала присущ всем эукариотическим организмам. У прокариот основная масса генов сосредоточена в единственной кольцевидной хромосоме, которая по своему внутреннему строению отличается от хромосом эукариот.
Все хромосомы клетки (организма) объединены в набор — кариотип, поддержание постоянства которого обеспечивается митозом для клеток и мейозом с последующим оплодотворением для организмов, размножающихся половым путем. При половом размножении каждый родитель передает новому поколению в своих гаметах полный одинарный набор всех генов — геном. Объединение геномов родительских гамет при оплодотворении создает геномный уровень организации наследственного материала, который соответствует геотипу организма

23. Комбинативна изменчивость – основана на взаимодействии новых комбинаций генов родителей. При комбинативной изменчивости в результате слияния родительских гамет возникают новые комбиации генов, однако сами гены и хромосомы остаются неизменными. Механизмы: 1) независимое расхождение хромосом в анафазу 1 мейоза.2) кроссинговер 3) случайное слияние гамет. 4) Случайный подбор родительских пар Комбинативная изменчивость возникает при половом процессе в результате новых сочетаний генов, возникающие при оплодотворении, кроссинговере. В результате, комб. Изменчивости возникают организмы, отличающиеся от своих родителей по генотипам и фенотипам.разнообразию . Это способствует выживанию видов и их эволюционному прогрессу.

24Канцерогенез и прогрессию опухолей в целом можно охарактеризовать как наследуемые изменения клеток, в результате которых все в большей и большей степени нарушается способность этих клеток реагировать на воздей-ствия внешней среды, прежде всего, нормально взаимодействовать с другими клетками. Изменения клеток, возникающие в ходе канцерогенеза и прогрессии, наследственны. Благодаря такому наследованию измененных свойств большинство опухолей растет исключительно «из себя», т. е. путем размножения предсуществующих опухолевых клеток. Весь опухолевый узел возникает в результате размножения одной опухолевой клетки. По-видимому, на каждом этапе опухолевой эволюции появляются новые клеточные клоны, вытесняющие предшествующие клоны.Канцерогенные факторы. Химические факторыВещества ароматической природы (полициклические и гетероциклические ароматические углеводороды, ароматические амины), некоторые металлы и пластмассы обладают выраженным канцерогенным свойством благодаря их способности реагировать с ДНК клеток, нарушая ее структуру (мутагенная активность). Канцерогенные вещества в больших количествах содержатся в продуктах горения автомобильного и авиационного топлива, в табачных смолах. При длительном контакте организма человека с этими веществами могут возникнуть такие заболевания, как рак легкого, рак толстого кишечника и др. Известны также эндогенные химические канцерогены (ароматические производные аминокислоты триптофана), вызывающие гормонально зависящие опухоли половых органов. Физические факторы.Солнечная радиация (в первую очередь ультрафиолетовое излучение) и ионизирующее излучение также обладает высокой мутагенной активностью. Так, после аварии Чернобыльской АЭС отмечено резкое увеличение заболеваемости раком щитовидной железы у людей, проживающих в зараженной зоне. Длительное механическое или термическое раздражение тканей также является фактором повышенного риска возникновения опухолей слизистых оболочек и кожи (рак слизистой рта, рак кожи, рак пищевода). Биологические факторыДоказана канцерогенная активность вируса папиломы человека в развитии рака шейки матки, вируса гепатита В в развитии рака печени, ВИЧ — в развитии саркомы Капоши. Попадая в организм человека, вирусы активно взаимодействуют с его ДНК, что в некоторых случаях вызывает трансформацию собственных протоонкогенов человека в онкогены. Геном некоторых вирусов (ретровирусы) содержит высоко активные онкогены, активирующиеся после включения ДНК вируса в ДНК клеток человека. Тератогенез — это формирование анатомических дефектов у плода в результате воздействия на материнский организм специфических факторов окружающей среды. Потенциально тератогенными могут быть различные факторы, от бактерий и вирусов до тяжелых металлов и органических соединений. Тератогенность некоторых веществ не вызывает сомнений; эмбриотоксическое действие других проявляется не у всех.

30. Взаимодействие неаллельных генов. 1) Полимерия – это такой вид взаимодействия неал.генов, при котором несколько разных доминантных генов отвечают за прявление одного и того же признака. Пр.: наследование цвета кожи у людей. 2) Эпистаз – такой аид взаимодействия … при котором 1 ген, подавляет действие другого. Ген подавитель называется эпистатическим, а подавляемый гипостатическим. Эпистаз бывает 2 видов : 1. Доминантным – если ген подавитель проявляет себя в гомо- и гетерозиготном состянии. Расщепление 12:3:1 Пр.:Блокада синтеза. 2. Рецессивным - проявляет себя только в гомозиготном состоянии. Расщ.: 9:3:4. Пр.:Бомбейский феномен.

3) Комплементарность - -=- при котором признак развивается, при наличии 2 разных доминантных аллельных генов. Расщ.: 9:3:3:1. Пр.: Формирование муж. Пола.

4) Модификационное действие – усиляет или ослабляет действие главных генов неалл. Или генами модфикаторами. Один и тот же ген может быть главный в отношении контролирования признака и модифик. В отношении контролирования др. признака.

5) эффект положения – это .. при котором активность гена определяется характером соседнего гена в хромосоме. Пр. эффекта положения гена у человека явл. Образование антигена резус- фактора системы на мембранах эритроцитов.

31 Плейотропное действие генов - это зависимость нескольких признаков от одного гена, то есть множественное действие одного гена. В дрозофилы ген белого цвета глаз одновременно влияет на цвет тела, длины, крыльев, строение полового аппарата, снижает плодовитость, уменьшает продолжительность жизни. У человека известна наследственная болезнь - арахнодактилия ("паучьи пальцы"-очень тонкие и длинные пальцы), или болезнь Марфана. Ген, отвечающий за эту болезнь, вызывает нарушение развития соединительной ткани и одновременно влияет на развитие нескольких признаков: нарушение строения хрусталика глаза, аномалии в сердечно-сосудистой системе.
Плейотропное действие гена может быть первичным и вторичным. При первичной плейотропииген проявляет свой множественный эффект. Например, при болезни Хартнупа мутация гена приводит к нарушению всасывания аминокислоты триптофана в кишечнике и его реабсорбции в почечных канальцах. При этом поражаются одновременно мембраны эпителиальных клеток кишечника и почечных канальцев с расстройствами пищеварительной и выделительной систем.
При вторичной плейотропии есть один первичный фенотипний проявление гена, вслед за которым развивается ступенчатый процесс вторичных изменений, приводящих к множественным эффектам. Так, при серповидно клеточной анемии у гомозигот наблюдается несколько патологических признаков: анемия, увеличенная селезенка, поражение кожи, сердца, почек и мозга. Поэтому гомозиготы с геном серповидно клеточной анемии гибнут, как правило, в детском

32. Пенентрантность – отражает частоту фенотипического проявления имеющейся в генотипе инфекции. Она соответствует проценту особей которых доминантный аллель гена проявился в признаке, по отношению ко всем носителям этого гена. ПР. зависимость окраски шерсти от температуры у гималайских кроликов. Экспрессивность – характеризует фенотипическое проявление наследственной информации, степень выраженности признака, и с одной стороны зависит от дозы соответствующего аллеля гена при моногенном наследовании или от суммарной дозы доминантного аллеля генов при полигенном наследовании, а с др. стороны от фактороф среды. Пр. Интенсивность красной окраски цветков кочк. Красавицы.

33 Экология - это наука, изучающая закономерности взаимодействия организмов и среды их обитания, законы развития и существования биогеоценозов как комплексов взаимодействующих живых и неживых компонентов в различных участках биосферы. Основные задачи экологии: Постижение законов функционирования и развития биосферы как целостной системы; Изучение реакций компонентов окружающей среды на возмущение воздействия естественного и антропогенного происхождения; Определение допустимых пределов воздействия человеческой цивилизации на окружающую среду; Разработка концептуальных представлений и рекомендаций относительно путей развития общества, которые гарантировали бы соблюдение пределов воздействия на окружающую среду, существование и развитие последней.Экология человека — наука, которая изучает взаимодействия человека как биосоциального существа со сложным многокомпонентным окружающим миром, динамическими, постоянно меняющимися условиями существования. Экологи́ческие фа́кторы — свойства среды обитания, оказывающие какое-либо воздействие на организм. Индифферентные элементы среды, например, инертные газы, экологическими факторами не являются. Экологические факторы могут выступать как раздражители, вызывающие приспособительные изменения физиологических функций; как ограничители, обусловливающие невозможность существования тех или иных организмов в данных условиях; как модификаторы, определяющие морфо-анатомические и физиологические изменения организмов.

34 Антропоэкологические системы представляют собой сообщества людей, находящихся в динамической взаимосвязи со средой и использующие эти связи для удовлетворения своих потребностей. Антропоэкологические системы различаются в зависимости от численности и характера организации человеческих популяций. Большое значение в определении размера антро-поэкологической системы имеют природные условия. Наиболее многочисленные современные человеческие популяции, около 80%, обитают на 44% суши в области тропических лесов, саванн, а также в зоне умеренного пояса с кустарниковой растительностью и смешанными лесами. На засушливых землях, в пустынях на 18% суши размещено 4% населения

Главным отличием антропоэкологических систем от природных экосистем является наличие в их структуре человеческих сообществ, которым принадлежит доминирующая роль в развитии всей системы. Степень воздействия сообщества людей на природу зависит от способа производства материальных ценностей, структуры социально-экономических отношений, способа организации труда и распределения производимой продукции, активности сообществ людей на занимаемой территории. Развивающиеся сообщества характеризуются ростом численности населения, увеличением потребности в продуктах питания, сырье, водных ресурсах, размещении отходов. Это повышает нагрузку на природную среду, интенсифицирует использование биотических и абиотических факторов.

35 Процесс адаптации организма находится в прямой зависимости от условий существования. В зависимости от преобладания того или иного фактора (холод, жара, гипоксия, нехватка воды и др.). возникают определенные соответствующие реакции. В целом они объединяются в явления, которые называются процессами приспособления - адаптации. Определить адаптацию и выделить этот феномен трудно. Несомненно только, что это – фундаментальная и универсальное свойство любого живого системы, возникшей исторически.

Адаптации рассматривают в двух аспектах: статическом и динамическом. Статическое понятие адаптации отражает устойчивость биосистемы к условиям среды (Уровень адаптированности, сложившийся). Динамическое понятие адаптации - это процесс приспособления биосистемы к меняющимся факторам существования (формирование адаптированности). Следовательно, в процесс адаптации включаются: биосистема. факторы среды; механизмы взаимодействия.

Относительно человека адаптацию рассматривают как совокупность социально-биологических свойств и особенностей, возникающих в результате действия необычных факторов среды и необходимые для устойчивого существования в новых экологических условиях.

Важно отметить, что по биологическим появляются социальные механизмы приспособления. Социальные механизмы, возникшие на определенном этапе эволюции, отличаются высокой пластичностью и постоянно совершенствуются. Они включают элементы модернизации взаимоотношения людей, защиту от неблагоприятных факторов среды и активную перестройку среды с созданием антропоекосистем различного ранга.

Благодаря адаптациям поддерживается гомеостаз - постоянство внутренней среды организма. В процессе исторического развития человек осваивала новые места обитания, которые отличались доминирующими условиями географической среды. Это стало причиной экологической адаптации и дифференциации человечества, возникновением различных адаптивных человеческих экотипов.

Арктический адаптивный тип. Условия проживания людей характеризуются холодным климатом, в пищевом рационе преобладает животная еда. Представители адаптивного типа имеют сильно развитую костно-мышечную систему, большие размеры грудной клетки, в крови высокий уровень гемоглобина.

Тропический адаптивный тип.Климато-географические условия проживания людей характеризуются высокой температурой и повышенным влажностью. Исторически сложившиеся условия существования данного адаптивного типа привели к низкому содержания животного белка в пищевом рационе, фенотипно наблюдается достаточно широкая вариабельность в росте (высокие и низкие ростом). Адаптивный тип зоны умеренного климату. Тип является промежуточным между представителями арктического и тропического адаптивного типов.

Горный адаптивный тип. Характерными особенностями этого типа является результатом действия основного этиологического фактора-хронической гипоксии. Соответственно, и фенотипные проявления характеризуются высоким уровнем основного обмена, удлинением трубчатых костей, расширением грудной клетки, ростом кислородной емкости крови за счет увеличения количества эритроцитов (эритроцитоз), высоким содержанием гемоглобина.

Наличие различных адаптивных типов является свидетельством значительный экологический изменчивости человека, что, наверное, способствовало расселению людей по всему миру.