Молекулярный механизм репликации

Ферменты (хеликаза, топоизомераза) и ДНК-связывающие белки расплетают ДНК, удерживают матрицу в разведённом состоянии и вращают молекулу ДНК. Правильность репликации обеспечивается точным соответствием комплементарных пар оснований и активностью ДНК-полимеразы, способной распознать и исправить ошибку. Репликация у эукариот осуществляется несколькими разными ДНК-полимеразами. Далее происходит закручивание синтезированных молекул по принципу суперспирализации и дальнейшей компактизации ДНК. Синтез энергозатратный.

Цепи молекулы ДНК расходятся, образуют репликационную вилку, и каждая из них становится матрицей, на которой синтезируется новая комплементарная цепь. В результате образуются две новые двуспиральные молекулы ДНК, идентичные родительской молекуле.

Репликации ДНК представляет собой процесс дублирования полного генома, которую перед каждым делением клетки. Основные принципы репликации ДНК сохраняются во всех организмах, а также исследования с несколькими эукариотических организмов показали, что основные биохимические деятельности сохраняется, по крайней мере, в этом королевстве.

Репликации ДНК, как правило, делится на три фазы. Во время начальной фазы, сборка prereplication комплекса приводит к местной раскручивание двойной спирали ДНК и формирование репликации вилка. В удлинение фазы репликации вилка переходит к синтезу основную ДНК. И, наконец, завершающий этап, который не был подробно изучен еще соответствует слияние двух репликации вилки

12. Биологические факторы антропогенеза ( движущие силы эволюции) являются общими для всей живой природы, в том числе и для человека. К ним относят наследственную изменчивость и естественный отбор. Эти факторы сыграли большую роль в эволюции человека, особенно на ранних этапах его становления.

У человека возникают наследственные изменения, которые определяют, например, цвет волос и глаз, рост, устойчивость к влиянию факторов внешней среды. На ранних этапах эволюции, когда человек сильно зависел от природы, преимущественно выживали и оставляли потомство особи с полезными в данных условиях среды

наследственными изменениями (например, особи, отличающиеся выносливостью, физической силой, ловкостью, сообразительностью).

В качестве биологических факторов антропогенеза рассматриваются основные факторы эволюции.

1. Наследственная изменчивость в понимании любых наследуемых изменений наследственного материала. При этом первостепенное значение имеют генные мутации (вставка, выпадение, изменение или замена пары нуклеотидов в ДНК), которые менее сказываются на снижении жизнеспособности организма в сравнении с другими изменениями генетического материала.

2. Изоляция как любое ограничение или полное исключение свободного скрещивания (панмиксии) между особями вида. В эволюции предков человека имела место географическая изоляция и едва ли могла проявляться биологическая (экологическая) изоляция.

3. Популяционные волны, или волны жизни, - колебания численности особей популяции, происходящие главным образом апериодически под влиянием изменений окружающей среды.

4. Естественный отбор как преимущественное выживание и участие в размножении наиболее приспособленных особей вида. В эволюции гоминид имели место все три формы отбора (движущая, дизруптивная и стабилизирующая), однако в настоящее время более отчетливо проявляется стабилизирующая форма.

Все известные биологические факторы антропогенеза продолжают оказывать воздействие на популяции людей и в настоящее время. Однако характер их влияния изменился, обрёл следующую специфику. Ослабело давление на популяции людей естественного отбора. Это обусловлено все более ощутимым уходом человека из естественной среды обитания в создаваемую им искусственную среду. В связи с ослаблением давления естественного отбора возросли масштабы (пределы) наследственной изменчивости людей, которые стали далеко не сопоставимыми с масштабами наследственной изменчивости любого вида живых организмов. Благодаря большей социальной защищенности людей ослабел дрейф генов (массовая гибель людей в результате природных стихийных бедствий существенно уменьшилась). Уменьшились значительные (резкие) колебания численности человечества, т.е. практически «сгладились» популяционные волны. Заметно снизилось действие изолирующего фактора. Развитие транспорта (особенно водного и воздушного) на планете резко уменьшило влияние на популяции людей географической изоляции. Уменьшаются проявления биологической изоляции: различия, связанные с религиозной или расовой принадлежностью, все менее принимаются во внимание при вступлении в брак.

Билет № 22.

4. Основной хозяин возбудителя альвеококкоза: лисицы, собаки и кошки.

5. Кариотип – диплоидный набор клетки, характеризующийся их числом, величиной и формой. Нормальный кариотип человека включает 46 хромосом, или 23 пары; из них 22 пары аутосом и одна пара половых хромосом.

6. Обратная транскрипция — это процесс образования двуцепочечной ДНК на матрице одноцепочечной РНК. Данный процесс называется обратной транскрипцией, так как передача генетической информации при этом происходит в «обратном», относительно транскрипции, направлении.

7. Частично сцепленными с полом называют признаки, которые обусловлены генами гомологичных участков. Х-Y-сцепленный (частично сцепленный с полом).

8. Особенность дробления: ведущая роль цитоплазмы яйца в его регуляции. Это означает, что в начальный период развитие зародыша идёт по материнскому типу – под контролем генотипа матери (сперматозоид практически лишён цитоплазмы). В результате дробления в основном определяется общий план строения и дифференцировки зародыша, происходит его подготовка к следующему этапу – гаструляции.

9. Заражение аскаридозом: при употреблении немытых овощей и ягод.

10. Паразиты - организмы, которые используют другие живые организмы в качестве среды обитания и источника пищи, возлагая при этом на своих хозяев задачу регуляции своих взаимоотношений с окружающей средой. (Паразитизм - это форма антагонистического сожительства организмов относящихся к разным видам, при котором один организм (паразит) использует другой организм (хозяина) в качестве среды обитания и источника питания, существуя за его счёт, чем обычно наносит хозяину ущерб, но, как правило, не настолько значительный чтобы вызвать гибель хозяина).

11. Репарация у эукариот. Субстратом для этой репарации являются двунитевые разрывы (ДНР) в ДНК и, возможно, однонитевые (ОН) бреши напротив некодирующих повреждений ДНК. Вызванные псораленом сшивки цепей ДНК также репарируются с помощью рекомбинационной репарации. Поврежденная ДНК может вступать в рекомбинацию как с гомологичной хромосомой, так и с сестринской хроматидой (в фазе G2); последний процесс более эффективен. Рекомбинация между сестринскими хроматидами может происходить и непосредственно в фазе S как альтернативный механизм обхода некодирующих повреждений ДНК.

Все мутанты по генам этой группы чувствительны к ионизирующей радиации и ММС. Ряд из них (rad50, rad51, rad52, rad59 и xrs2) также чувствителен к УФ-облучению, и у всех мутантов группы RAD52 нарушена митотическая и/или мейотическая рекомбинация так, что ни один из них не является специфически репарационным. Это не удивительно, так как ДНР являются нормальными интермедиатами процессов рекомбинации. Функции большинства генов этой группы в митотической и мейотической рекомбинации известны. В связи с этим мы сконцентрировали внимание на генах, контролирующих минорные ветви рекомбинационной репарации.

В частности, нас интересовал генетический контроль межсестринской и межхромосомной рекомбинации. С использованием оригинальной методики отбора мутантов, нами была получена коллекция мутантов дрожжей с нарушенной межхромосомной рекомбинацией. Мутанты по генам REC41, REC42, MMS1 были подробно изучены. Показано, что они чувствительны к ионизирующему излучению только в диплоидном состоянии, у них понижена частота индуцированного кроссинговера. Ген REC41 был клонирован и физически картирован. Показано, что он контролирует гликозилтрансферазу, которая, по-видимому, участвует в модификации транскрипционного фактора, регулирующего экспрессию рекомбинационных генов. Функции двух последних генов пока не выяснены и являются предметом настоящих исследований. Проводится работа по расширению коллекции мутантов по генам, контролирующим межхромосомную рекомбинацию.