Единство материального субстрата жизни к жизненных явлений на молекулярном уровне.

Единство материального субстрата жизни к жизненных явлений на молекулярном уровне.

Взаимопроникновение идей и методов различных областей естествознания (физики, химии, биологии), возникновение наук на стыке этих областей (биофизика, биохимия, молекулярная биология) повлекли за собой расширение классификации, вплоть до выделения молекулярного и электронно-атомного уровней. Медико-биологические исследования, проводимые на этих уровнях, уже сейчас дают практический выход в здравоохранение. Так, приборы, основанные на явлениях электронного парамагнитного и ядерного магнитного резонанса, с успехом применяют для диагностики заболеваний и состояний организма. В силу ограниченной стабильности молекул или ошибок синтеза в ДНК (время от времени, но неизбежно) случаются нарушения, которые изменяют информацию генов. В последующей редупликации ДНК эти изменения воспроизводятся в молекулах-копиях и наследуются организмами дочернего поколения. Указанные изменения возникают и тиражируются закономерно, что и делает редупликацию ДНК конвариантной, т.е. происходящей иногда с некоторыми изменениями. Такие изменения в генетике получили название генных (или истинных) мутаций. Конвариантностъ редупликации, таким образом, служит основой мутационной изменчивости.

4. Вода, как первичная среда жизни и ее физико-химические свойства.Вода входит в состав клеток, межклеточного вещества, тканевой жидкости и лимфы. Она составляет 65—70 % массы тела человека, а кровь и лимфа содержат свыше 90 % воды. Значение воды состоит в том, что все химические превращения происходят только в водных растворах. Вода — растворитель органических и неорганических соединений. Дипольный характер молекулы воды позволяет ей формировать вокруг белков водную (сольватную) оболочку, препятствующую склеиванию их друг с другом. Это связанная вода, составляющая 4—5 % от всего ее, содержания. Остальную воду (около 95 %) называют свободной. Свободная вода является универсальным растворителем для многих органических и неорганических соединений. Большинство химических реакций идет только в растворах. Проникновение веществ в клетку и выведение из нее продуктов диссимиляции в большинстве случаев возможно только в растворенном виде. Вода принимает и непосредственное участие в биохимических реакциях (реакции гидролиза). Вода участвует в регуляции осмотического давления в клетках.

Значение генетического экологического и хронобиологического подходов к изучению развития и жизнедеятельности человека в формировании науки о здоровье и развитии профилактической медицины.

Биологизаторские тенденции в оценке природы человека очень оживились в настоящее время. Это связано с развитием молекулярной биологии и генетики, которые открыли перед медициной перспективу генной инженерии. Экологические исследования имеют важную практическую направленность для решения вопросов медицинской паразитологии и эпидемиологии. По результатам исследования биологии паразитов человека и их жизненных циклов Скрябин поставил главную задачу девастации (полного уничтожения гельминтов). Одна из современных областей биологии – хронобиология, изучает механизм регуляции суточных ритмов митотической активности. Имеет важное значение для медицины: Суточная периодичность количества митозов указывает на регулируемость организмов (репарация тканей). Методы молекулярной генетики генной инженерии позволяют не только диагностировать целый ряд генных мутаций и устанавливать нуклеидную последовательность отдельных генов человека, но и клонировать их. С помощью методов генной инженерии стало возможно получать первичные генные продукты (инсулин). Это определяет перспективы – терапии наследственных болезней, обусловленных генными мутациями. Применение метода пальмоскопии можно установит отцовство ребенка. Этот метод применяется при диагностике хромосомных болезней (Дауна, Шерешевского, и др.) Близнецовый метод: помогает выявить ошибки при определении монозиготности близнецов. Генеалогический метод широко используют в медико - генетических консультациях для прогнозирования потомства.

Поток информации в клетке биосинтез белка и его регуляция. Пластический и энергетический обмен.

Жизнедеятельность клетки как единицы биологической активности обеспечивается совокупностью взаимосвязанных, приуроченных к определенным внутриклеточным структурам, упорядоченных во времени и пространстве обменных (метаболических) процессов. Эти процессы образуют три потока: информации, энергии и веществ. Благодаря наличию потока информации клетка на основе многовекового эволюционного опыта предков приобретает структуру, отвечающую критериям живого, поддерживает ее во времени, а также передает в ряду поколений. В потоке информации участвуют ядро (конкретно ДНК хромосом), макромолекулы, переносящие информацию в цитоплазму (мРНК), цитоплазматический аппарат трансляции (рибосомы и полисомы, тРНК, ферменты активации аминокислот). На завершающем этапе этого потока полипептиды, синтезированные на полисомах, приобретают третичную и четвертичную структуры и используются в качестве катализаторов или структурных белков (рис. 2.7). Кроме основного по объему заключенной информации ядерного генома в эукариотических клетках функционируют также геномы митохондрий, а в зеленых растениях — и хлоропластов.

7. Клеточная теория, ее положения и основные этапы развития (М. Шлейден. Т. Шванн. Р. Вихров). Современное состояние клеточной теории и значение для медицины.

Клеточная теория сформулирована немецким исследователем, зоологом Т. Шванном (1839). Поскольку при создании этой теории Швакн широко пользовался работами ботаника М. Шлейдена, последнего то праву считают соавтором клеточной теории. Исходя из предположена о схожести (гомологичности) растительных и животных клеток, доказываемой одинаковым механизмом их возникновения; Шванн обобщил многочисленные данные в виде теории, согласно которой клетки являются структурной и функциональной основой живых существ. В конце XIX столетия немецкий патолог Р. Вирхов на основе новых фактов пересмотрел клеточную теорию. Ему принадлежит вывод о том, что клетка может возникнуть лишь из предсуществующей клетки. Клеточная теория в современном виде включает три главных положения. Первое положение соотносит клетку с живой природой планеты в целом. Оно утверждает, что жизнь, какие бы сложные или простые (например, вирусы) формы она ни принимала, в ее структурном, функциональном и генетическом отношении обеспечивается в конечном итоге только клеткой.

Кариотип человека. Морфофункциональная характеристика и классификация хромосом человека. Роль изучения кариотипа для выявления патологии человека.

В результате этих исследований стало очевидным, что наследственность и изменчивость обусловлены функционированием одного и того же материального субстрата. В первые десятилетия XX в. были получены данные, свидетельствующие в пользу зависимости состояния признаков от характера взаимодействия генов, что выходило за рамки отношений доминантности и рецессивности, описанных еще Менделем. Отсюда появилось Представление о генетическом аппарате как о системе взаимодействующих генов — генотипе, который сосредоточен в хромосомном наборе — кариотипе. Кариотип — диплоидный набор хромосом, свойственный соматическим клеткам организмов данного вида, являющийся видоспецифическим признаком и характеризуется определенным числом, строением и генетическим составом хромосом. Каждый вид хромосом в кариотипе, содержащий определенный комплекс генов, унаследованными от родителей с их половыми клетками. Двойной набор генов, заключенный в кариотипе, генотип – это уникальное сочетание парных аллелей геномов. В генотипе содержится программа развития конкретной особи.

Генетика человека. Основные методы генетики человека: генеалогический, близнецовый, цитогенетический, популяционно-статистический, культивирование соматических клеток, исследование ДНК с помощью «зондов» и т.д.

Особенности человека как объекта генетических исследований состоит в том что: у человека не может быть произведено искусственного направленного скрещивания в интересах исследователя. Во-вторых, низкая плодовитость делает невозможным применение статистического подхода при оценке немногочисленного потомства одной пары родителей. В-третьих, редкая смена поколений, происходящая в среднем через 25 лет, при значительной продолжительности жизни. Особенности человека делают невозможным применение для изучения его наследственности и изменчивости классического гибридологического метода генетического анализа, с помощью которого были открыты все основные закономерности наследования признаков и установлены законы наследственности. К методам, широко используемым при изучении генетики человека, относятся генеалогический, популяционно-статистический, близнецовый, метод дерматоглифики, цитогенетический, биохимический, методы генетики соматических клеток: 1. Генеалогический метод – в основе лежит составление и анализа родословных. 2. Близнецовый метод – заключается в изучении закономерностей наследования признаков в парах 1 и 2 – яйцевых близнецов, предложен Гальтоном. 3. Популяционно-статистический метод – изучает наследственные признаки в больших группах населения, в одно или нескольких поколений. 4. Цитогенетический метод – основан на микроскопическом изучении хромосом в клетках человека. 5. Метод изучения ДНК генетических исследований (разработка метода обратной транскрипции ДНК на молекулах ДНК с последующим размножением этих ДНК привела к появлению ДНК – рондов, для различных мутаций нуклеотидов человек.).

50. Биологическая роль и формы бесполого размножения. Эволюция форы бесполого размножения. Мейоз, цитологическая и цитогенетическая характеристика. Биологическое значение. Сущность.

Деление надвое приводит к возникновению из одного родительского организма двух дочерних. Оно является преобладающей формой. У прокариот и простейших, но встречается и у многоклеточных: продольное у медуз, поперечное у кольчатых червей. Множественное деление (шизогония) встречается среди простейших, в том числе паразитов человека (малярийный плазмодий). При бесполом размножении получается генетически точная копия родителя, т.е. в отсутствии соматических мутаций клон организмов. Главный клеточный механизм – митоз. Эволюционное значение: способствует поддержанию наибольшей приспособленности в маломеняющихся условиях обитания, усиливает роль стабилизирующего естественного отбора. Мейоз: зачет генетического разнообразия создает предпосылки к освоению разнообразных условий обитания; дает эволюционные и экологические перспективы; способствует осуществлению творческой роли естественного отбора. Сущность мейоза состоит в том, что каждая половая клетка получает одинарный — гаплоидный набор хромосом. Вместе с тем, мейоз — это стадия, во время которой создаются новые комбинации генов путем сочетания разных материнских и отцовских хромосом. Перекомбинирование наследственных задатков возникает, кроме того, и в результате обмена участками между гомологичными хромосомами, происходящего в мейозе.

Взаимодействие аллельных генов полное доминирование рецессивность, неполное доминирование, кодоминирование. Примеры.

Постоянно возникающие разнообразные изменения структуры генов обусловливают явление множественного аллелизма, поэтому взаимодействующие при оплодотворении гаметы часто несут в своих геномах разные аллели одного и того же гена. В связи с этим генотип нового организма является гетерозиготным по многим локусам, т.е. его аллельные гены, расположенные в соответствующих участках гомологичных хромосом и пришедшие от обоих родителей, представлены разными аллелями —-А и А', В и В' С и С' и т.д. Если аллельные гены представлены одинаковыми аллелями, т.е. находятся в гомозиготном состоянии (АА или А'А', ВВ или В'В', СС или СО), то развивается соответствующий данному аллелю вариант признака. В случае гетерозиготности (АА', ВВ', СС') развитие данного признака (А, В или С) будет зависеть от взаимодействия аллельных генов. Доминирование — это такое взаимодействие аллельных генов, при котором проявление одного из аллелей (А) не зависит от присутствия в генотипе другого аллеля (А') и гетерозиготы АА' фенотипически не отличаются от гомозигот по этому аллелю (АА). Такая ситуация наблюдается, например, когда один из аллелей гена А («дикий») способен обеспечить формирование определенного варианта признака (синтез пептида с определенными свойствами), а другой А'— не обладает такой способностью. Наличие в генотипе АА' единственного нормального аллеля А приводит к формированию нормального признака. Этот аллель выступает как доминантный в данном гетерозиготном генотипе. Присутствие другого аллеля (А') фенотипически непроявляется, поэтому его называют рецессивным. Примером доминирования одного из алледей в гетерозиготном генотипе может служить определение групповой принадлежности крови у человека по системе АВО. Генотипы, содержащие аллель 1А либо в гомозиготном состоянии, либо в сочетании с аллелем 1° (1Д1А или 1А1°), определяют развитие у человека второй группы крови (группа крови А). Такая же ситуация наблюдается и в отношении аллеля 1В, обусловливающего формирование третьей, или В-группы крови. Следовательно, аллели 1А и 1В выступают как доминантные по отношению к аллелю 1°, формирующему в гомозиготном состоянии 1°Г° первую, или 0-группу крови. Неполное доминирование наблюдается, когда фенотип гетерозигот ВВ' отличается от фенотипа гомозигот по обоим аллелям (ВВ или В'В') промежуточным проявлением признака.

Филогенез половой системы.

Половые железы у всех позвоночных развиваются в виде парных складок части нефрогонотома в области ножки сомита. Половые складки вдаются в полость тела и оказываются подвешенными на брыжейке. Первичные половые клетки обособляются у зародышей очень рано — уже на стадии гаструляции. Вначале они обнаруживаются в составе презумптивной эктодермы головного конца эмбриона, затем попадают в энтодерму, откуда активно перемещаются в половые складки. Здесь дифференцирующийся эпителий половой железы, включающий в себя первичные половые клетки, объединяется с соединительнотканной стромой в виде шнуров. Такая гонада индифферентна в половом отношении и может развиваться в дальнейшем, как в семенник, так и в яичник в зависимости от генетических и эпигенетических факторов дифференцировки пола. У всех остальных позвоночных яичник всегда имеет фолликулярное строение, т.е. содержит пузырьки — фолликулы, в каждом из которых находится одна будущая яйцеклетка. Индифферентность развивающейся половой железы позвоночных называют первичным гермафродитизмом. Он эволюционно связан, вероятно, с гермафродитизмом древних предков позвоночных. У всех позвоночных с непостоянной температурой тела половые железы находятся в брюшной полости. У человека семенники, закладываясь в брюшной полости, перемещаются через паховой канал и к 8-му месяцу внутриутробного развития оказываются в мошонке.

Класс инфузории.

Морфофизиологическая характеристик а. Наиболее сложноорганизованные простейшие. Форма тела разнообразна, чаще продольно-овальная. Ядерный аппарат представлен по меньшей мере двумя качественной различными ядрами. Крупное вегетативное ядро называется макро-! нуклеусом, мелкое генеративное — микронуклеусом. Форма ядер обычно овальная. Функции макронуклеуса вегетативные — регуляция обмена веществ, синтез и РНК. Микронуклеус лежит рядом с макронуклеусом. В нем перед каждым делением происходит удвоение числа хромосом, поэтому микронуклеус рассматривают как структуру, осуществляющую передачу наследственной информации. Размножение. Размножаются бесполым (поперечное деление) и половым путем. Единственной паразитической инфузорией человека является балантидий. Балантидий Локализация. Толстый кишечник Жизненный цикл. Паразитирует в толстом отделе кишечника и особенно часто в слепой кишке. Заражение происходит путем заглатывания цист. В пищеварительном тракте из цист образуются вегетативные формы. Размножаясь, балантидии иногда долго живут в кишечнике. Основным резервуаром балантидиаза считаются домашние и дикие свиньи.

Филогенез нервной системы.

Нервная система хордовых животных, как и у всех многоклеточных, развивается из эктодермы. Она возникла за счет погружения чувствительных клеток, первоначально лежавших на поверхности тела, под его покровы. Центральная нервная система, состоящая из нервной трубки, сохранила функции органа чувств: среди клеток, лежащих внутри нее, имеются отдельные светочувствительные образования -глазки Гессе. Кроме того, основные дистантные органы чувств — зрения, обоняния и слуха — образуются у всех позвоночных первоначально как выпячивания передней части нервной трубки. В эмбриогенезе нервная система формируется вначале всегда в виде полосы утолщенной эктодермы на спинной стороне зародыша, которая впячивается под покровы и замыкается в трубку с полостью внутри – невроцелем. Головной мозг современных взрослых позвоночных всегда состоит из пяти отделов: переднего, промежуточного, среднего, заднего и продолговатого. Внутри головного и спинного мозга расположена общая полость, соответствующая невроцелю. В спинном мозге это спинномозговой канал, & в головном — желудочки мозга. Ткань мозга состоит из серого вещества (скопления нервных клеток) и белого (отростков нервных клеток).Головной мозг такого типа, в котором высшим центром интеграции функций является средний мозг, называют ихтиопсидным.

109. Класс Сосальщики. Общая характеристика класса циклы развития, пути заражения; патогенное воздействие, обоснование методов лабораторной диагностики и профилактики.

В зависимости от особенностей цикла развития сосальщиков, паразитирующих у человека, можно разделить на следующие группы: 1) развивающиеся с одним промежуточным хозяином и обитающие в пищеварительной системе; 2) развивающиеся с одним промежуточным хозяином и обитающие в кровеносных сосудах; 3) развивающиеся с двумя промежуточными хозяевами.Они характеризуются большими размерами, [-ротовая и брюшная присоски их расположены на переднем конце тела близко друг от друга. Лабораторная диагностика — обнаружение яиц этих сосальщиков в фекалиях. Печеночный сосальщик РазсМа НераПса (рис. 20.3) — возбудитель фасциолеза. Тело паразита листовидное, передний конец клювообразнс оттянут. Сосальщики резко обособлены от других плоских червей своеобразием жизненного цикла, в котором имеет, место закономерное чередование поколений, способов размножения и хозяев Половозрелая стадия всегда паразитирует в организме позвоночных животных. Выделяемое яйцо для успешного развития обычно должно попасть в воду. Из него выходит дичинка — мирацидий, — снабженная светочувствительными глазками и ресничками, с помощью которых она свободно перемещается. Личинка обычно способна активно отыскивать промежуточных хозяев, используя фото-, гео- и хемотаксис

111. Вклад русских ученых в развитие учения о биосфере. Проблемы охраны окружающей среды и выживания человечества.

С именем В.И. Вернадского связано также формирование социально-экономической концепции биосферы, отражающей ее превращение на определенном этапе эволюции в ноосферу вследствие деятельности человека, которая приобретает роль самостоятельной геологической силы. Учитывая системный принцип организации биосферы, а также то, что в основе ее функционирования лежат круговороты веществ и потоки энергии, современной наукой сформулированы биохимическая, термодинамическая, биогеоценотическая, кибернетическая концепции биосферы. Особая роль в развитии представлений принадлежит В.И. Вернадскому, который создал современное учение о биосфере. В.И. Сукачев, сформулировавший понятие о биогеоценозах как элементарных единицах биологического круговорота. В.И. Вернадский считал, что влияние научной мысли и человеческого труда обусловили переход биосферы в новое состояние ноосферу. Человечество использует для своих нужд всё большую часть территории планеты. И большое количество минеральных ресурсов. Мероприятия по охране природы должны носить обязательный характер. Эти мероприятия могут быть эффективными только в том случае, если они основываются на глубоких биологических знаниях.

Единство материального субстрата жизни к жизненных явлений на молекулярном уровне.

12 3 4 5 Следующая ⇒