Реферати українською » Биология » Як ген, хромосома і клітина протидіють середовищі і уникають загибелі


Реферат Як ген, хромосома і клітина протидіють середовищі і уникають загибелі

Страница 1 из 2 | Следующая страница

>Реферат

"Як ген, хромосома та клітинка протидіють середовищі і уникають загибелі"


Відкриття ферментативних функцій РНК

Ще 1965 р. Річ висловив думку, щодо виникнення генетичного коду у його сучасної форми роль примітивною рибосоми грала велика молекула РНК. Її поверхню могла використовуватися для конденсації ланцюгамРНК з дрібнішими молекулами РНК, до яких було приєднано амінокислоти й інші молекули. Відповідно доРичу, цей примітивний механізм міг функціонувати як первинний конвеєр для складанняполиаминокислот. Відкриття, що саме РНК маєферментативними властивостями, робить це припущення дуже ймовірним. Як стверджує Гілберт, в початковий період еволюції клітини білкові ферменти були їй непотрібні. Синтез нової молекули РНК з попередників іРНК-матрици могли каталізуватиРНК-ферменти, званірибозимами. З початку еволюції клітини молекули РНК виконували каталітичні функції, що необхідно для самоскладання цих молекул з нуклеотидного "бульйону". Просто робив це повільніше, ніж білкові ферменти, що з'явилися згодом і лише значноповисившие швидкість перебігу у клітині реакцій.

>Полисахариди виконують у клітині функції, ранішеприписивавшиеся генам.

Не слід забувати, що у молекулах ДНК і РНК єсахарофосфатний остов. Отже, де вони могли з'явитися у клітині доти, як утворилися полісахариди. А від цього випливає, що ДНК і РНК вже залежить від тієї упорядкованості, яка властива організації цукрів та його функцій.

З іншого боку, тепер з'ясовується, щомоносахариди здатні, подібнонуклеотидам іаминокислотам, служити кодовими словами молекулярного мови клітини.Специфичность багатьох природних сполук записана вмоносахаридах, у яких слова утворюються шляхом варіації типів використовуваних цукрів, характеру їх зв'язків і точок розгалуження.

1. Чисті полісахариди можуть в ролі антигенів і терпіти специфічну імунологічну інформацію.Галактоза служить маркером,детерминирующим тривалість життя багатьох сироватковихгликопротеинов у крові ссавців.

2. Упізнавання клітин забезпечується які перебувають на клітинної поверхні цукрами, які є рецепторами.

З допомогою багатьох полісахаридів суто хімічним шляхом здійснюється ряд клітинних процесів, що колись пов'язували з продуктами генів.

Як ДНК протидіє середовищі

Фізико-хімічні процеси, у яких беруть участь макромолекули, була настільки жорстко визначено й так міцно поєднані в циклах взаємодії коїться з іншимимакромолекулами, що ними внутрішнього середовища клітини, а тим паче середовища, оточуючої клітину чи організм у цілому, утруднено.

Що ж до ДНК, то найкращим прикладом служить процес її репарації. Якщо молекулу ДНК включаються підстави в такий спосіб, що заодно руйнується її початкова організація, то негайно проявляється чітко виражена каналізація. Молекула здатна до репарації завданого їй ушкодження, причому її початкова структура повністю відновлюється. Він підтримує жорстка хімічна каналізація.

Проте найсуттєвіше у тому, що ДНК неспроможна випускати репарацію як така: цей процес відповідальна певна група білків. На цьому видно, як із зародження клітинної організації виникли взаємозалежність і тісний зв'язок головних макромолекул друг з одним.

Ген є настільки високорозвинену структуру, що він може уникати впливів середовища багатьма способами. Завдяки своєї високоспеціалізованої організації він еволюціонує за власними каналами.

1. Зміни генетичного коду який завжди ведуть до змін амінокислотною послідовності того продукту, синтез якого даний ген кодує. У результатівирожденности коду не всяка мутація супроводжується заміною амінокислоти, обумовленою данимтриплетом; буває у тому випадку, коли вихідний і мутантнийтриплети кодують те ж амінокислоту. Отже, передача закріплення мутації цього в якомусь білці визначаються фізико-хімічної організацією ДНК, яка "заморозила" код ввирожденном стані.

2.Псевдогени – гени, мають таку жнуклеотидние послідовності, як і нормальні гени, але решта через незначною молекулярної модифікаціїмолчащими, тобто.нефункционирующими. Прикладом служать гени5S-PHK.Псевдогени зустрічаються також в людини, наприклад генипсевдо-дзета-глобина іпсевдо-бета-глобина.Псевдогени є "замасковані" гени, які за певних умов можуть захищати нормальні гени.

3.Сходную категорію становлять гени, наявні у генотипі як повноцінних функціональних одиниць, але з функціонуючі внаслідок репресії. До цій групі належатьрибосомние гени, які можна виявлено шляхом гібридизаціїДНК–ДНК.Репрессия складає молекулярному рівні.

4. Існують гени, які у нормі мають лише одне специфічним властивістю, але за вступі сигналу із боку будь-якого компонента хромосоми можуть невпізнанно змінити своє завдання. Отже, вони заміщають інші ділянки хромосоми, виконувати їх функції. Прикладом служать теломери, котрі можуть сприйняти він функціюцентромер у разі внесення змін до хромосомний набіргетерохромного ділянки.

5. Усі гени "обманюють відбір" завдяки їхній жорсткої внутрішньої організації та постійним взаємодіям коїться з іншими ділянками ДНК, регулюючими їх функцію, однак певні гени роблять це як явно. Кроу вивчав одне із генів дрозофіли, якому він приписав це, оскільки це ген викликає умейозе відхилення, що призводять спричиняє порушення ставлення за розщепленні. Виживання хромосом післямейоза регулюється генетично. Порушення розщеплення викликає якийсь ген P.S, змінює ставлення 50:50 на ставлення 99:1. Ген P.S перебуває у хромосомі II, але створює цей ефект лише за спільному дії коїться з іншими генами. Кроу дійшов висновку, що це ген "обманює відбір", оскільки, змінюючи ставлення при розщепленні, вона виявляється поданих у більшій кількості, ніж йогоаллель, локалізований вгомологичной хромосомі. З іншого боку, Кроу вважає, що взаємодія між трьома генами здійснюється за посередництві хімічної інформації. Отже, диференціальний розщеплення відбувається внаслідок якогось абстрактного відбору організмовому рівні, але визначається організацією і взаємодією генів, під жорстким диктатом фізико-хімічних правил, суворо контролюючих формування генів.

6. Бріттен і Кон серед перших усвідомили нездатність відбору діяти на хромосомному рівні на множинні копії генів. Вони засвідчили, що послідовності ДНК в сотнях тисяч копій включалися в геноми вищих організмів і ставали складовими частинами їх хромосом. Вони змушені визнати, що: "Динаміка добору у відношенні цього набору генів повинна від початку змінитися. У результаті величезної кількості копій їх елімінація може бути нездійсненною".

7. Уполиплоидов мутації залишаються недоторканними.Полиплоиди творяться у результаті множення всього геному з його повний набір хромосом, що у чи кілька етапів. Отже,полиплоид може накопичувати мутації, "неушкоджені" відбором, потім вже зазначав Воно. Подальші дослідження - ще більше прояснили цю ситуацію. При освітіполиплоидов новідуплицированние гени виявляютьсямолчащими, що вона практично зводить нанівець вплив середовища для цієї хромосоми.

8. Може скластися враження, у разі унікальних копій ситуація інша. Проте це негаразд. Бріттен і Девідсон порівнювали швидкості заміни підстав в генах,детерминирующих білки, й у унікальної ДНК, не що у цьому процесі. Виявилося, що швидкість заміни однакова. Вони дійшли висновку, що "ці швидкості, можливо, представляють швидкість заміни за відсутності тиску відбору".

9. Незалежність гена від внутрішньоклітинної і до зовнішньої середовища набагато більше, чим можна собі уявити. Ген може оцінювати свою чисельність і регулювати його основним чином за власними правилами. Це виявляється вмагнификации генів й уамплификации. Під час вивченнямагнификации генів у дрозофіли виявили локус дикого типу, що з 130–300 копій генів, які кодуютьрРНК. Якщо результаті мутацій в геномі виявилося значно менш 130 копій, те в нащадків відновлюється нормальне число генів, як і називаютьмагнификацией. Вивченняамплификации уXenopus також показує, що уооцитах є механізм, здатний оцінювати і регулювати число геніврРНК. У гетерозиготних мутантів замість очікуваного половинного числа геніврРНК було знайдено нормальне їх кількість,достигаемое завдяки регуляторної діяльності геному.

Як хромосома протидіє впливам середовища проживання і уникає загибелі

>Хромосома, основу поведінки якої лежить випадковість, неспроможна уникнути впливу середовища, але організована хромосома здатна до цього з тієї простої причини, що їй іншого нічого іншого. І вже хромосомі властива упорядкованість, їй внутрішньо притаманні певні правил поведінки. Маючи такими власними правилами, хромосома, очевидно, має лише дотримуватися їх, не піддаючись впливам зовнішніх чинників.

У основі упорядкованості цієї клітинної органели лежить кілька механізмів.

1.Хромосома будували відповідність до хімічним принципом самоскладання.Самосборка неминуча і ієрархічна; він створив власні канали молекулярної організації, щоб забезпечити високий рівень незалежності він середовища.

2.Хромосома – замкнута система. На погляд ця риса хромосоми у цьому контексті здається несуттєвою, але вона має вирішальне значення на її еволюції.Хромосома – це буде непросто "нитка генів" чи "шматочок ДНК"; обох кінцях її замикають чітко виражені особливі ділянки – теломери іцентромери. Зазвичай хромосома закінчується обох кінцяхуниполярнимителомерами, але втелоцентрических хромосом з одного боку цю функцію несецентромера. Безтеломер хромосома гине.Хромосома єкомпартмент, тож вона може сама створювати власну організацію. У хромосомі бактерій немає високорозвиненихтеломер, наявних у хромосомахеукариот. Вона дозволила проблему простіше – з допомогою кільцеподібної форми. Кільце – це теж замкнута система, що полегшує розвиток внутрішньої організації.

3.Хромосома має цілим арсеналом коштів, дозволяють їй слідувати власним правилами і уникати будь-яких зазіхань зважується на власну цілісність, але водночас вона може змінювати своєї слабкості і функцію упорядкованим чином. Цей процес відбувається іде виключно фізико-хімічними принципами, якими створювалася її початкова структура. До таких засобам ставляться: 1) перебудови, направляючі мутаційний процес отже допускається виникнення лише даного фенотипу; 2) ефекти становища, які змінюють молекулярні функції генів; 3) наявність нуклеотидних послідовностей, здатних змінювати функцію і заміщати інші ділянки ДНК, приймаючи їхніми функції; служатьцентромери, здатні брати він функціютеломер втелоцентрических хромосомах; 4) наявністьтранспозонов, що дає змогу хромосомі вводити ділянки у визначені сайти. Разом зеписомами бактерій вказують вносити упорядкованість в мутації і перебудови.

>Хромосомное полі виявляє сувору упорядкованість вцентромеро-теломерном ділянці

Нині досі переважає думка, що у мутаційному процесі голосування та у створенні хромосом головну роль грає випадковість. Випадковість – найпростіша та зручна концепція, оскільки дозволяє відразу пояснити все явища, які з суворих фізико-хімічних позицій досі далеко ще не зрозумілі.

Недавні молекулярнобіологічні дослідження привернули до упорядкованим процесам побудови генів і хромосомних перебудов уеукариот. З іншого боку, з'являються підстави вважати, що мутаційний процес можна направляти шляхом регуляції фізико-хімічних подій, які у ДНК.

Протееукариотическая хромосома з її гігантські розміри залишається далеко ще не вивченій на молекулярному рівні як цілісна структура, тобто. як цілком певна і, суворо обмежена одиниця. Тому більшість генетиків продовжують розглядати її як певну випадкову конструкцію.

Ще 50-х роках отримано дані, що вказують на жорсткість структуриеукариотической хромосоми. Ця структура сформувалася як градієнтівхромомеров, які в більш як 70 видів починаються уцентромери. Вони зберігають своєї організації незалежно від варіацій довжини хромосом. Це спричинило створенню концепції хромосомного поля, за якою між різними ділянками однієї хромосоми є певні взаємовідносини,детерминируемие переважно розташуваннямцентромер ітеломер. Тоді даних про локалізації генів майже немає; бо й молекулярно-біологічних методів, які можна було б послуговуватись для перевірки такий концепції. Проте структурні дані настільки переконливим свідчили на користь жорсткої та упорядкованим організації, хто був зроблено такі передбачення: 1) гени містяться уцентромеро-теломерном полі невипадковим чином; 2) кожен структурний ген й кожна послідовність ДНК прагнуть зайняти у тому полі оптимальне місце; 3) існує ієрархія хромосомних ділянок та взаємодія з-поміж них, мають вплив з їхньої функцію; 4) перебудови відбуваються випадково, але йдуть правилам, що зберігають загальну структуру поля. Останніми роками було зібрано дані, підтвердили справедливість цих пророцтв: 1) понад 700 видів, від водоростей до людини, було встановлено локалізація геніврРНК, найчастіше розташованих утеломерах, і розташування настільки регулярно, що може бути описати лінійним рівнянням; 2) більшість інших послідовностей ДНК, які можна розпізнані із значної числа видів, займає певне становище у межах поля, тобто. деякі розташовуються поблизутеломер, інші поблизуцентромер, а треті – в медіальних областях плечей; 3)цитогенетические дослідження на молекулярному рівні, проведені поруч авторів, показали, що місце розташування даної послідовності ДНК має вирішальне значення визначення її функції.

Зміна становища впливає як урепликацию, і на транскрипцію ДНК.

У одному із досліджень було вивчені на молекулярному рівні послідовності ДНК, що у найбільш різко виражених хромосомних перебудовах серед усіх, відомих у вищих ссавців. Об'єктом при цьому дослідження обрані олені, оскільки вони різняться найсильнішою мінливістю за кількістю хромосом: у самкимунтжака2п = 6, а й у самця2п = 7; у північного оленя2я = 70.

Послідовність ДНК оленя, що складається з 990 пар підстав,гибридизовали поСаузерну із сумарною ядерної ДНКмунтжака. Потім з клітин шляхетного оленя (>Cervuselaphus,2я = 68) виділили послідовністю 770 пар підстав. Цю послідовність клонували ігибридизовали поСаузерну із сумарною ядерної ДНК інших напрямівCervidae, і навітьгибридизовали insitu зметафазними хромосомами М.muntjak і З.elaphus. Це й дозволило встановити, розподіляється ця послідовність ДНК за умов найсильнішої перебудови хромосом, що сталася у З.elaphus, випадково чи вона продовжує займати своє становище у відповідність дохромосомним полем.

Виявилося, що клонована послідовність ДНК займає колишній стан в ділянці біляцентромер як в З.elaphus, і у М.muntjak. З іншого боку, генирРНК іцентромери також залишалися як було, попри сильну хромосомну перебудову. Результати цих експериментів підтверджують передбачення теорії хромосомного поля, за якими кожна послідовність займає оптимальне становище уцентромеро-теломерном полі, і прагне зайняти це положення після хромосомної перебудови.

Концепція хромосомного поля перетворилася на теорію, що з часом вона дозволила зробити кілька пророцтв,подтвердившихся при експериментальної перевірці.

У цьому світлі представлених тут даних немає підстав вважати, будь-яка послідовність ДНК повинна завжди займати суворо визначений становище у межах поля при перенесення з однієї хромосоми до іншої. Відома свобода переміщення необхідна, інакше еволюція була б неможливою. Теорія передбачає лише випадкової перебудови послідовностей ДНК. Понад те, вона підкреслює, поведінка цих послідовностей слід законам, чинним на молекулярному рівні, що зобов'язують їх ніколи займатимунтжака вметафазе мітозу. ДНК хромосомного диска шляхетного оленя, яка містить 770 пар підстав, клонували вплазмидеpBR322, здійснювалиниктрансляцию у присутності тритію ігибридизовали insitu з хромосомамимунтжака. А. Клітина вметафазе;

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

  • Реферат на тему: Як клітини спілкуються між собою
    Як клітини спілкуються між собою Насамперед, звісно, доведеться розібратися: хто ж, власне, приймає
  • Реферат на тему: Камбала
    >Сем. >Камбаловие — >Pleuronectidae   >Многочисленное сімейство >камбалових риб об'єднує
  • Реферат на тему: Каротиноїди. Значення для рослин
    >Реферат Дисципліна: Фізіологія рослин з засадами біохімії Тема: «Каротиноїдів. Визначення.
  • Реферат на тему: Коропоподібних. Рибництво. Рибальство
    Зміст                                              ЗАПРОВАДЖЕННЯ >ГЛАВА1. >КАРПООБРАЗНЫЕ
  • Реферат на тему: Карстові процеси
    >КУРСОВАЯ РОБОТА з дисципліни «>Естествознание» на тему: «>Карстовие процеси» >СОДЕРЖАНИЕ

Навігація