Celična in molekularna genetska raven organizacije. Opredelitev življenja. Elementna sestava organizmov

Ravni organiziranosti organskega sveta so diskretna stanja bioloških sistemov, za katera so značilni podrejenost, medsebojna povezanost in specifični vzorci.

Strukturne ravni organizacije življenja so zelo raznolike, glavne pa so molekularna, celična, ontogenetska, populacijsko-vrstna, biocenotska in biosferska.

1. Molekularno genetski nivo življenje. Najpomembnejša naloga biologije na tej stopnji je preučevanje mehanizmov prenosa genskih informacij, dednosti in variabilnosti.

Obstaja več mehanizmov variabilnosti na molekularni ravni. Najpomembnejši med njimi je mehanizem genske mutacije - neposredna transformacija samih genov pod vplivom zunanjih dejavnikov. Dejavniki, ki povzročajo mutacijo so: sevanje, toksični kemične spojine, virusi.

Drug mehanizem variabilnosti je rekombinacija genov. Tak proces poteka med spolnim razmnoževanjem v višjih organizmih. V tem primeru se skupna količina genetske informacije ne spremeni.

Drug mehanizem variabilnosti so odkrili šele v petdesetih letih prejšnjega stoletja. Gre za neklasično rekombinacijo genov, pri kateri pride do splošnega povečanja količine genetske informacije zaradi vključevanja novih genetskih elementov v celični genom. Najpogosteje te elemente vnesejo v celico virusi.

2. Celična raven. Danes je znanost zanesljivo ugotovila, da je najmanjša samostojna enota zgradbe, delovanja in razvoja živega organizma celica, ki je elementarni biološki sistem, sposoben samoobnavljanja, samorazmnoževanja in razvoja. Citologija je veda, ki preučuje živa celica, njeno zgradbo, ki deluje kot elementarni živi sistem, raziskuje delovanje posameznih celičnih komponent, proces razmnoževanja celic, prilagajanje na okoljske razmere itd. Citologija proučuje tudi značilnosti specializiranih celic, nastanek njihovih posebnih funkcij in razvoj. specifičnih celičnih struktur. Tako se sodobna citologija imenuje celična fiziologija.

Bistven napredek v proučevanju celic se je zgodil v začetku 19. stoletja, ko je bilo odkrito in opisano celično jedro. Na podlagi teh študij je nastala celična teorija, ki je postala največji dogodek v biologiji 19. stoletja. Prav ta teorija je služila kot temelj za razvoj embriologije, fiziologije in teorije evolucije.

Najpomembnejši del vseh celic je jedro, ki shranjuje in razmnožuje genetske informacije, uravnava presnovne procese v celici.

Vse celice so razdeljene v dve skupini:

Prokarioti - celice brez jedra

evkarionti so celice, ki vsebujejo jedra

Znanstveniki so pri preučevanju žive celice opozorili na obstoj dveh glavnih vrst njene prehrane, kar je omogočilo razdelitev vseh organizmov na dve vrsti:

Avtotrofni - proizvajajo lastna hranila

· Heterotrofni – ne morejo brez organske hrane.

Kasneje so bili razjasnjeni tako pomembni dejavniki, kot so sposobnost organizmov, da sintetizirajo potrebne snovi (vitamine, hormone), si zagotovijo energijo, odvisnost od okolja itd.. Tako kompleksna in diferencirana narava odnosov kaže na potrebo po za sistematičen pristop k proučevanju življenja na ontogenetski ravni.

3. ontogenetski ravni. večcelični organizmi. Ta raven je nastala kot posledica nastanka živih organizmov. Osnovna enota življenja je posameznik, elementarni pojav pa ontogeneza. Fiziologija se ukvarja s proučevanjem delovanja in razvoja večceličnih živih organizmov. Ta znanost obravnava mehanizme delovanja različnih funkcij živega organizma, njihov odnos med seboj, regulacijo in prilagajanje zunanjemu okolju, izvor in nastanek v procesu evolucije in individualnega razvoja posameznika. Pravzaprav je to proces ontogeneze - razvoj organizma od rojstva do smrti. V tem primeru pride do rasti, premikanja posameznih struktur, diferenciacije in zapletanja organizma.

Vsi večcelični organizmi so sestavljeni iz organov in tkiv. Tkiva so skupina fizično povezanih celic in medceličnih snovi za opravljanje določenih funkcij. Njihova študija je predmet histologije.

Organi so relativno velike funkcionalne enote, ki združujejo različna tkiva v določene fiziološke komplekse. Organi pa so del večjih enot - telesnih sistemov. Med njimi so živčni, prebavni, srčno-žilni, dihalni in drugi sistemi. Samo živali imajo notranje organe.

4. Populacijsko-biocenotski nivo. To je nadorganizmska raven življenja, katere osnovna enota je populacija. Za razliko od populacije je vrsta skupek osebkov, ki so si podobni po strukturi in fizioloških lastnostih, imajo skupen izvor, se lahko prosto križajo in dajejo plodne potomce. Vrsta obstaja le skozi populacije, ki predstavljajo genetsko odprte sisteme. Populacijska biologija preučuje populacije.

Izraz "populacija" je uvedel eden od utemeljiteljev genetike V. Johansen, ki jo je imenoval genetsko heterogena množica organizmov. Kasneje se je prebivalstvo začelo obravnavati kot celovit sistem, ki je v nenehni interakciji z okoljem. To so populacije pravi sistemi skozi katere vrste živih organizmov obstajajo.

Populacije so genetsko odprti sistemi, saj izolacija populacij ni absolutna in izmenjava genetskih informacij občasno ni mogoča. Populacije so tiste, ki delujejo kot osnovne enote evolucije, spremembe v njihovem genskem skladu vodijo do nastanka novih vrst.

Populacije, ki so sposobne samostojnega obstoja in preoblikovanja, so združene v agregat naslednje nadorganizmske ravni - biocenoze. Biocenoza - niz populacij, ki živijo na določenem območju.

Biocenoza je za tuje populacije zaprt sistem, za njene sestavne populacije pa odprt sistem.

5. Biogeocetonski nivo. Biogeocenoza je stabilen sistem, ki lahko obstaja dolgo časa. Ravnovesje v živem sistemu je dinamično, tj. predstavlja stalno gibanje okoli določene točke stabilnosti. Za njegovo stabilno delovanje je potrebna povratna povezava med njegovim krmilnim in izvršilnim podsistemom. Ta metoda vzdrževanja dinamičnega ravnovesja med različnimi elementi biogeocenoze je posledica množičnega razmnoževanja nekaterih vrst in zmanjšanja ali izginotja drugih, kar vodi do spremembe kakovosti. okolju imenuje okoljska katastrofa.

Biogeocenoza je celostna samoregulacijski sistem, v katerem ločimo več vrst podsistemov. Primarni sistemi so proizvajalci, ki neposredno obdelujejo neživo snov; potrošniki - sekundarna raven, na kateri se snov in energija pridobivata z uporabo proizvajalcev; potem pridejo potrošniki drugega reda. Obstajajo tudi čistilci in razkrojevalci.

Skozi te ravni v biogeocenozi poteka kroženje snovi: življenje je vključeno v uporabo, predelavo in obnovo različnih struktur. V biogeocenozi - enosmerni tok energije. Zaradi tega je odprt sistem, stalno povezan s sosednjimi biogeocenozami.

Samoregulacija biogeocen poteka bolj uspešno, bolj raznoliko je število njegovih sestavnih elementov. Stabilnost biogeocenoz je odvisna tudi od raznolikosti njenih sestavin. Izguba ene ali več komponent lahko povzroči nepopravljivo neravnovesje in njegovo smrt kot celostnega sistema.

6. biosferski ravni. To je najvišja raven organizacije življenja, ki zajema vse pojave življenja na našem planetu. Biosfera je živa snov planeta in okolja, ki ga spreminja. Biološki metabolizem je dejavnik, ki združuje vse ostale ravni organizacije življenja v eno biosfero. Na tej ravni poteka kroženje snovi in preoblikovanje energije, povezano z vitalno aktivnostjo vseh živih organizmov, ki živijo na Zemlji. Tako je biosfera en sam ekološki sistem. Preučevanje delovanja tega sistema, njegove strukture in funkcij je najpomembnejša naloga biologije na tej ravni življenja. S preučevanjem teh problemov se ukvarjajo ekologija, biocenologija in biogeokemija.

Razvoj doktrine biosfere je neločljivo povezan z imenom izjemnega ruskega znanstvenika V.I. Vernadskega. Prav on je uspel dokazati povezavo organskega sveta našega planeta, ki deluje kot ena neločljiva celota, z geološkimi procesi na Zemlji. Vernadsky je odkril in proučeval biogeokemične funkcije žive snovi.

Ravni organiziranosti organskega sveta so diskretna stanja bioloških sistemov, za katera so značilni podrejenost, medsebojna povezanost in specifični vzorci.

Strukturne ravni organizacije življenja so zelo raznolike, glavne pa so molekularna, celična, ontogenetska, populacijsko-vrstna, biocenotska in biosferska.

1. Molekularno genetski življenjski standard. Najpomembnejša naloga biologije na tej stopnji je preučevanje mehanizmov prenosa genskih informacij, dednosti in variabilnosti.

Drug mehanizem variabilnosti je rekombinacija genov. Tak proces poteka med spolnim razmnoževanjem v višjih organizmih. V tem primeru se skupna količina genetske informacije ne spremeni.

2. Celična raven. Danes je znanost zanesljivo ugotovila, da je najmanjša samostojna enota zgradbe, delovanja in razvoja živega organizma celica, ki je elementarni biološki sistem, sposoben samoobnavljanja, samorazmnoževanja in razvoja. Citologija je veda, ki preučuje živo celico, njeno zgradbo, delovanje kot elementarnega živega sistema, raziskuje delovanje posameznih celičnih sestavin, proces razmnoževanja celic, prilagajanje na okoljske razmere itd. Citologija preučuje tudi značilnosti specializiranih celic, nastanek njihovih posebnih funkcij in razvoj specifičnih celičnih struktur . Tako se sodobna citologija imenuje celična fiziologija.

Najpomembnejši del vseh celic je jedro, ki shranjuje in razmnožuje genetske informacije, uravnava presnovne procese v celici.

Vse celice so razdeljene v dve skupini:

Prokarioti - celice brez jedra

evkarionti so celice, ki vsebujejo jedra

Znanstveniki so pri preučevanju žive celice opozorili na obstoj dveh glavnih vrst njene prehrane, kar je omogočilo razdelitev vseh organizmov na dve vrsti:

Avtotrofni - proizvajajo lastna hranila

· Heterotrofni – ne morejo brez organske hrane.

3. Ontogenetska raven. večcelični organizmi. Ta raven je nastala kot posledica nastanka živih organizmov. Osnovna enota življenja je posameznik, elementarni pojav pa ontogeneza. Fiziologija se ukvarja s proučevanjem delovanja in razvoja večceličnih živih organizmov. Ta znanost obravnava mehanizme delovanja različnih funkcij živega organizma, njihov odnos med seboj, regulacijo in prilagajanje zunanjemu okolju, izvor in nastanek v procesu evolucije in individualnega razvoja posameznika. Pravzaprav je to proces ontogeneze - razvoj organizma od rojstva do smrti. V tem primeru pride do rasti, premikanja posameznih struktur, diferenciacije in zapletanja organizma.

4. Populacijsko-biocenotski nivo. To je nadorganizmska raven življenja, katere osnovna enota je populacija. Za razliko od populacije je vrsta skupek osebkov, ki so si podobni po strukturi in fizioloških lastnostih, imajo skupen izvor, se lahko prosto križajo in dajejo plodne potomce. Vrsta obstaja le skozi populacije, ki predstavljajo genetsko odprte sisteme. Populacijska biologija preučuje populacije.

Izraz "populacija" je uvedel eden od utemeljiteljev genetike V. Johansen, ki jo je imenoval genetsko heterogena množica organizmov. Kasneje se je prebivalstvo začelo obravnavati kot celovit sistem, ki je v nenehni interakciji z okoljem. Prav populacije so pravi sistemi, skozi katere obstajajo vrste živih organizmov.

Populacije, ki so sposobne samostojnega obstoja in preoblikovanja, so združene v agregat naslednje nadorganizmske ravni - biocenoze. Biocenoza - niz populacij, ki živijo na določenem območju.

Biocenoza je za tuje populacije zaprt sistem, za njene sestavne populacije pa odprt sistem.

5. Biogeocetonski nivo. Biogeocenoza je stabilen sistem, ki lahko obstaja dolgo časa. Ravnovesje v živem sistemu je dinamično, tj. predstavlja stalno gibanje okoli določene točke stabilnosti. Za njegovo stabilno delovanje je potrebna povratna povezava med njegovim krmilnim in izvršilnim podsistemom. Takšen način ohranjanja dinamičnega ravnovesja med različnimi elementi biogeocenoze, ki nastane zaradi množičnega razmnoževanja nekaterih vrst in zmanjšanja ali izginotja drugih, kar vodi do spremembe kakovosti okolja, imenujemo ekološka katastrofa.

Biogeocenoza je celovit samoregulacijski sistem, v katerem se razlikuje več vrst podsistemov. Primarni sistemi so proizvajalci, ki neposredno obdelujejo neživo snov; potrošniki - sekundarna raven, na kateri se snov in energija pridobivata z uporabo proizvajalcev; potem pridejo potrošniki drugega reda. Obstajajo tudi čistilci in razkrojevalci.

6. Raven biosfere. To je najvišja raven organizacije življenja, ki zajema vse pojave življenja na našem planetu. Biosfera je živa substanca planeta in okolja, ki ga ta preoblikuje. Biološki metabolizem je dejavnik, ki združuje vse ostale ravni organizacije življenja v eno biosfero. Na tej ravni poteka kroženje snovi in preoblikovanje energije, povezano z vitalno aktivnostjo vseh živih organizmov, ki živijo na Zemlji. Tako je biosfera en sam ekološki sistem. Preučevanje delovanja tega sistema, njegove strukture in funkcij je najpomembnejša naloga biologije na tej ravni življenja. S preučevanjem teh problemov se ukvarjajo ekologija, biocenologija in biogeokemija.

Zahvaljujoč biogeni migraciji atomov živa snov opravlja svoje geokemične funkcije. moderna znanost identificira pet geokemičnih funkcij, ki jih opravlja živa snov.

1. Koncentracijska funkcija se izraža v kopičenju določenih kemičnih elementov znotraj živih organizmov zaradi njihove dejavnosti. Rezultat tega je bil nastanek mineralnih zalog.

2. Transportna funkcija je tesno povezana s prvo funkcijo, saj živi organizmi prenašajo kemične elemente, ki jih potrebujejo, ki se nato kopičijo v njihovih habitatih.

3. Energijska funkcija zagotavlja pretok energije, ki prodira v biosfero, kar omogoča izvajanje vseh biogeokemičnih funkcij žive snovi.

4. Destruktivna funkcija - funkcija uničevanja in predelave organskih ostankov, med tem procesom se snovi, ki jih naberejo organizmi, vrnejo v naravne cikle, v naravi obstaja cikel snovi.

5. Srednjetvorna funkcija - preoblikovanje okolja pod vplivom žive snovi. Celoten sodobni videz Zemlje - sestava atmosfere, hidrosfere, zgornje plasti litosfere; večina mineralov; klima je posledica delovanja Življenja.

Razlikujemo naslednje ravni organizacije življenja: molekularno, celično, organsko tkivo (včasih so ločene), organizmsko, populacijsko-vrstno, biogeocenotično, biosfersko. Živa narava je sistem in različne ravni njene organiziranosti tvorijo njeno kompleksno hierarhično strukturo, pri čemer osnovne enostavnejše ravni določajo lastnosti nadležečih.

Torej kompleksne organske molekule so del celic in določajo njihovo strukturo in življenjsko aktivnost. Pri večceličnih organizmih so celice organizirane v tkiva, več tkiv pa tvori organ. Večcelični organizem je sestavljen iz organskih sistemov, po drugi strani pa je organizem sam elementarna enota populacije in biološke vrste. Skupnost je medsebojno delujoča populacija različni tipi. Skupnost in okolje tvorita biogeocenozo (ekosistem). Celota ekosistemov planeta Zemlja tvori njegovo biosfero.

Na vsaki ravni se pojavijo nove lastnosti živih bitij, ki jih na osnovni ravni ni, razlikujejo se njihovi lastni elementarni pojavi in elementarne enote. Hkrati ravni v veliki meri odražajo potek evolucijskega procesa.

Razporeditev ravni je primerna za preučevanje življenja kot kompleksnega naravnega pojava.

Oglejmo si podrobneje vsako raven organizacije življenja.

Molekularni nivo

Čeprav so molekule sestavljene iz atomov, se razlika med živo in neživo snovjo začne kazati šele na ravni molekul. Najdemo ga samo v živih organizmih veliko število kompleksne organske snovi - biopolimeri (beljakovine, maščobe, ogljikovi hidrati, nukleinske kisline). Vendar molekularna raven organiziranosti živih bitij vključuje tudi anorganske molekule, ki vstopajo v celice in igrajo pomembno vlogo v njihovem življenju.

Delovanje bioloških molekul je osnova živega sistema. Na molekularni ravni življenja se metabolizem in pretvorba energije kažeta kot kemične reakcije, prenos in spreminjanje dednih informacij (reduplikacija in mutacije) ter vrsta drugih celičnih procesov. Včasih se molekularna raven imenuje molekularna genetska raven.

Celična raven življenja

Celica je strukturna in funkcionalna enota živega. Zunaj celice ni življenja. Tudi virusi lahko pokažejo lastnosti živega bitja šele, ko so v gostiteljski celici. Biopolimeri v celoti pokažejo svojo reaktivnost, ko so organizirani v celico, ki jo lahko obravnavamo kot kompleksen sistem med seboj povezanih, predvsem različnih kemične reakcije molekule.

Na tej celični ravni se manifestira pojav življenja, konjugirani so mehanizmi prenosa genetskih informacij in pretvorbe snovi in energije.

Organsko tkivo

Samo večcelični organizmi imajo tkiva. Tkivo je skupek celic, podobnih po zgradbi in delovanju.

Tkiva nastanejo v procesu ontogeneze z diferenciacijo celic, ki imajo enako genetsko informacijo. Na tej ravni pride do specializacije celic.

Rastline in živali proizvajajo različni tipi tkanine. Pri rastlinah je torej meristem, zaščitno, bazično in prevodno tkivo. Pri živalih - epitelni, vezivni, mišični in živčni. Tkanine lahko vključujejo seznam podtkanin.

Organ je običajno sestavljen iz več tkiv, ki so med seboj združena v strukturno in funkcionalno enoto.

Organi tvorijo organske sisteme, od katerih je vsak odgovoren za pomembno funkcijo za telo.

Organsko raven v enoceličnih organizmih predstavljajo različni celični organeli, ki opravljajo funkcije prebave, izločanja, dihanja itd.

Organizemska raven organizacije bivanja

Poleg celične na ravni organizma (ali ontogenetske) se razlikujejo ločene strukturne enote. Tkiva in organi ne morejo živeti samostojno, organizmi in celice (če gre za enocelični organizem) pa lahko.

Večcelični organizmi so sestavljeni iz organskih sistemov.

Na ravni organizma se manifestirajo takšni življenjski pojavi, kot so razmnoževanje, ontogeneza, metabolizem, razdražljivost, nevrohumoralna regulacija, homeostaza. Z drugimi besedami, njeni osnovni pojavi predstavljajo redne spremembe v organizmu v individualnem razvoju. Osnovna enota je posameznik.

populacija-vrsta

Organizmi iste vrste, združeni v skupnem habitatu, tvorijo populacijo. Vrsta je običajno sestavljena iz številnih populacij.

Populacije imajo skupen genski sklad. Znotraj vrste lahko izmenjujejo gene, torej so genetsko odprti sistemi.

V populacijah se pojavljajo osnovni evolucijski pojavi, ki na koncu vodijo do speciacije. Živa narava se lahko razvija samo na nadorganizmskih ravneh.

Na tej ravni se pojavi potencialna nesmrtnost živih.

Biogeocenotska raven

Biogeocenoza je medsebojno delujoč niz organizmov različnih vrst z različnimi okoljskimi dejavniki. Elementarne pojave predstavljajo snovno-energijski cikli, ki jih zagotavljajo predvsem živi organizmi.

Vloga biogeocenotske ravni je oblikovanje stabilnih skupnosti organizmov različnih vrst, prilagojenih skupnemu življenju v določenem habitatu.

Biosfera

Biosferska raven organizacije življenja je sistem višjega reda življenja na Zemlji. Biosfera zajema vse manifestacije življenja na planetu. Na tej ravni poteka globalno kroženje snovi in pretok energije (ki zajema vse biogeocenoze).

Vse Živa narava je skupek bioloških sistemov različnih stopenj organiziranosti in različne podrejenosti.
Raven organizacije žive snovi se razume kot funkcionalno mesto, ki ga dana biološka struktura zaseda v splošnem sistemu organizacije narave.

Stopnja organiziranosti žive snovi je skupek kvantitativnih in kvalitativnih parametrov določenega biološkega sistema (celice, organizma, populacije itd.), ki določajo pogoje in meje njegovega obstoja.

Obstaja več ravni organizacije živih sistemov, ki odražajo podrejenost, hierarhijo strukturne organizacije življenja.

Molekularni (molekularno-genetski) nivo ki ga predstavljajo posamezni biopolimeri (DNA, RNA, proteini, lipidi, ogljikovi hidrati in druge spojine); na tej stopnji življenja se preučujejo pojavi, povezani s spremembami (mutacije) in razmnoževanjem genskega materiala, presnovo. To je znanost molekularne biologije.
Cellularraven- raven, na kateri obstaja življenje v obliki celice - strukturne in funkcionalne enote življenja, preučuje citologija. Na tej ravni se preučujejo procesi, kot so metabolizem in energija, izmenjava informacij, razmnoževanje, fotosinteza, prenos živčnih impulzov in številni drugi.

Celica je strukturna enota vseh živih bitij.

ravni tkivaštudij histologije.

Tkivo je kombinacija medcelične snovi in celic, podobnih po zgradbi, izvoru in funkcijah.

Orgleraven. Organ vsebuje več tkiv.
Organizemskiraven- samostojen obstoj posameznega osebka - enocelični ali večcelični organizem preučujeta npr. fiziologija in avtekologija (ekologija osebkov). Posameznik kot celovit organizem je osnovna enota življenja. Življenje v naravi ne obstaja v nobeni drugi obliki.

Organizem je pravi nosilec življenja, za katerega so značilne vse njegove lastnosti.

populacija-vrstaraven- raven, ki jo predstavlja skupina osebkov iste vrste - populacija; v populaciji potekajo osnovni evolucijski procesi (kopičenje, manifestacija in selekcija mutacij). To raven organizacije preučujejo znanosti, kot so deekologija (ali populacijska ekologija), evolucijska doktrina.

Populacija je skupek osebkov iste vrste, ki dolgo časa obstajajo na določenem območju, se prosto križajo in so relativno izolirani od drugih osebkov iste vrste.

Biogeocenotskiraven- predstavljajo združbe (ekosistemi), sestavljene iz različnih populacij in njihovih habitatov. To raven organizacije proučuje biocenologija ali sinekologija (ekologija skupnosti).

Biogeocenoza je kombinacija vseh vrst z različno kompleksnostjo organizacije in vseh dejavnikov njihovega habitata.

biosferskiraven- nivo, ki predstavlja celoto vseh biogeocenoz. V biosferi poteka kroženje snovi in preoblikovanje energije s sodelovanjem organizmov.

Pošljite svoje dobro delo v bazo znanja je preprosto. Uporabite spodnji obrazec

Študenti, podiplomski študenti, mladi znanstveniki, ki bazo znanja uporabljajo pri študiju in delu, vam bodo zelo hvaležni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

1. Ravni organizacije življenja

Ravni organizacije življenja:

molekularna genetika,

celični,

blago,

orgle,

organizem,

populacija-vrsta,

biogeocenotski

biosferski.

Celica je strukturna in funkcionalna elementarna enota strukture in življenjske dejavnosti vseh organizmov (razen virusov, ki jih pogosto imenujemo necelične oblike življenja), ki ima svoj metabolizem, je sposobna samostojnega obstoja, samostojnega delovanja. razmnoževanje (živali, rastline in glive) ali je enocelični organizem (številne praživali in bakterije).

3. Molekularno-genetska raven organizacije življenja. Značilno

Sestavine: - Molekule anorganskih in organskih spojin

Molekularni kompleksi

Glavni procesi:

Združevanje molekul v posebne komplekse

Kodiranje in prenos genetske informacije

4. Zgradba celične membrane

Celična membrana je dvojna plast (dvoplast) molekul lipidnega razreda, med katerimi je večina tako imenovanih kompleksnih lipidov - fosfolipidov. Molekule lipidov imajo hidrofilni ("glava") in hidrofobni ("rep") del. Med tvorbo membran se hidrofobni deli molekul obrnejo navznoter, medtem ko se hidrofilni deli obrnejo navzven. Membrane so nespremenljive strukture, ki so si v različnih organizmih zelo podobne.

Morda so izjema arheje, katerih membrane tvorijo glicerol in terpenoidni alkoholi. Debelina membrane je 7--8 nm.

Biološka membrana vključuje tudi različne beljakovine: integralne (prodirajo skozi membrano), polintegralne (na enem koncu so potopljene v zunanjo ali notranjo lipidno plast), površinske (nahajajo se na zunanji ali ob njej). notranje strani membrane). Nekateri proteini so stične točke celične membrane s citoskeletom znotraj celice in celično steno (če obstaja) zunaj. Nekateri integralni proteini delujejo kot ionski kanali, različni transporterji in receptorji.

5. Značilnosti celične ravni organizacije življenja. Schleiden-Schwannova teorija

Celično raven predstavljajo različne organske celice: rastlinske in živalske celice so po izvoru skupne, celice so strukturna in funkcionalna osnova vseh živih bitij. Schleiden-Schwannova teorija:

Vse živali in rastline so sestavljene iz celic.

Rastline in živali rastejo in se razvijajo s tvorbo novih celic.

Celica je najmanjša enota življenja, celoten organizem pa skupek celic.

6. Značilnosti tkivne ravni organizacije življenja

Tkivno raven predstavljajo tkiva, ki združujejo celice določene zgradbe, velikosti, lokacije in podobnih funkcij. Tkiva so nastala med zgodovinski razvoj skupaj z večceličnostjo. V večceličnih organizmih nastanejo v procesu ontogeneze kot posledica diferenciacije celic. Pri živalih ločimo več vrst tkiv (epitelno, vezivno, mišično, živčno). Pri rastlinah ločimo meristematsko, zaščitno, bazično in prevodno tkivo. Na tej ravni pride do specializacije celic.

7. Funkcije celične membrane

· bariera – zagotavlja urejeno, selektivno, pasivno in aktivno presnovo z okoljem. Na primer, membrana peroksisoma ščiti citoplazmo pred peroksidi, ki so nevarni za celico. Selektivna prepustnost pomeni, da je prepustnost membrane za različne atome ali molekule odvisna od njihove velikosti, električnega naboja in kemijskih lastnosti. Selektivna prepustnost zagotavlja ločevanje celice in celičnih predelkov od okolja in jih oskrbuje s potrebnimi snovmi.

· transport – preko membrane poteka transport snovi v celico in iz celice. Transport skozi membrane zagotavlja: dostavo hranil, odstranjevanje končnih produktov presnove, izločanje različnih snovi, ustvarjanje ionskih gradientov, vzdrževanje optimalnega pH v celici in koncentracijo ionov, ki so potrebni za delovanje celic. celični encimi.

Delci, ki iz nekega razloga ne morejo prečkati fosfolipidnega dvosloja (na primer zaradi hidrofilnih lastnosti, ker je membrana v notranjosti hidrofobna in ne prepušča hidrofilnih snovi, ali zaradi velikih velikosti), vendar so potrebni za celico, lahko prodre skozi membrano preko posebnih nosilnih proteinov (transporterjev) in kanalskih proteinov ali z endocitozo.

Pri pasivnem transportu snovi prečkajo lipidni dvosloj brez porabe energije vzdolž koncentracijskega gradienta z difuzijo. Različica tega mehanizma je olajšana difuzija, pri kateri določena molekula pomaga snovi pri prehodu skozi membrano. Ta molekula ima lahko kanal, ki omogoča prehod le ene vrste snovi.

· Aktivni transport zahteva energijo, saj poteka proti koncentracijskemu gradientu. Na membrani so posebni proteini črpalke, vključno s fazo AT, ki aktivno črpa kalijeve ione (K+) v celico in iz nje črpa natrijeve ione (Na+).

· matriks - zagotavlja določen relativni položaj in orientacijo membranskih proteinov, njihovo optimalno interakcijo.

Mehanska - zagotavlja avtonomijo celice, njenih znotrajceličnih struktur, pa tudi povezavo z drugimi celicami (v tkivih). Pri zagotavljanju mehanskega delovanja imajo pomembno vlogo celične stene, pri živalih pa medcelična snov.

energija - pri fotosintezi v kloroplastih in celičnem dihanju v mitohondrijih v njihovih membranah delujejo sistemi za prenos energije, pri katerih sodelujejo tudi beljakovine;

receptor - nekateri proteini, ki se nahajajo v membrani, so receptorji (molekule, s katerimi celica zazna določene signale).

Na primer, hormoni, ki krožijo v krvi, delujejo samo na ciljne celice, ki imajo receptorje, ki ustrezajo tem hormonom. nevrotransmiterji ( kemične snovi, ki zagotavljajo prevajanje živčnih impulzov) se vežejo tudi na specifične receptorske proteine tarčnih celic.

encimski – membranski proteini so pogosto encimi. Na primer, plazemske membrane črevesnih epitelijskih celic vsebujejo prebavne encime.

· Izvajanje generiranja in prevajanja biopotencialov.

S pomočjo membrane se v celici vzdržuje stalna koncentracija ionov: koncentracija iona K + znotraj celice je veliko višja kot zunaj, koncentracija Na + pa veliko nižja, kar je zelo pomembno, saj to ohranja potencialno razliko čez membrano in ustvarja živčni impulz.

označevanje celic – na membrani so antigeni, ki delujejo kot označevalci – »oznake«, ki omogočajo identifikacijo celice. Gre za glikoproteine (to so beljakovine, na katere so pritrjene razvejane oligosaharidne stranske verige), ki imajo vlogo »anten«. Zaradi neštetih konfiguracij stranske verige je mogoče izdelati poseben marker za vsako vrsto celice. S pomočjo markerjev lahko celice prepoznajo druge celice in delujejo usklajeno z njimi, na primer pri oblikovanju organov in tkiv. Prav tako omogoča, da imunski sistem prepozna tuje antigene.

8. Značilnosti organske ravni organizacije življenja

Pri večceličnih organizmih združitev več enakih tkiv, podobnih po zgradbi, izvoru in funkcijah, tvori organsko raven. Vsak organ vsebuje več tkiv, a med njimi je eno najpomembnejše. Ločen organ ne more obstajati kot celoten organizem. Več organov, podobnih po zgradbi in funkciji, se združi v organski sistem, na primer prebava, dihanje, krvni obtok itd.

9. Značilnosti organizmske ravni organizacije življenja

Rastline (klamidomonas, klorela) in živali (amebe, infuzorije itd.), katerih telo je sestavljeno iz ene celice, so samostojen organizem. Ločen posameznik večceličnih organizmov se šteje za ločen organizem. V vsakem posameznem organizmu potekajo vsi vitalni procesi, značilni za vse žive organizme - prehrana, dihanje, metabolizem, razdražljivost, razmnoževanje itd. Vsak samostojen organizem pusti za seboj potomce. Pri večceličnih organizmih celice, tkiva, organi in organski sistemi niso ločen organizem. Samo celovit sistem organov, specializiranih za opravljanje različnih funkcij, tvori ločen neodvisen organizem. Razvoj organizma od oploditve do konca življenja traja določeno obdobje. Ta individualni razvoj vsakega organizma se imenuje ontogeneza. Organizem lahko obstaja v tesni povezavi z okoljem.

10. Značilnosti življenjskega standarda populacijske vrste

Skupina osebkov ene vrste ali skupine, ki obstaja dalj časa na določenem delu razširjenosti relativno ločeno od drugih skupkov iste vrste, sestavlja populacijo. Na populacijski ravni se izvajajo najpreprostejše evolucijske transformacije, kar prispeva k postopnemu nastanku nove vrste.

11. Značilnosti biogeocenotskega življenjskega standarda

Celota organizmov različnih vrst in organizacij različne kompleksnosti, prilagojenih enakim okoljskim razmeram, se imenuje biogeocenoza ali naravna skupnost. Sestava biogeocenoze vključuje številne vrste živih organizmov in okoljske razmere. V naravnih biogeocenozah se energija kopiči in prenaša iz enega organizma v drugega. Biogeocenoza vključuje anorganske, organske spojine in žive organizme.

12. Značilnosti biosferske ravni organizacije življenja

Celota vseh živih organizmov na našem planetu in njihov skupni naravni habitat sestavlja biosfersko raven. Na biosferski ravni odloča sodobna biologija globalne težave, na primer določanje intenzivnosti tvorbe prostega kisika z rastlinskim pokrovom Zemlje ali sprememb koncentracije ogljikovega dioksida v ozračju, povezanih s človeškimi dejavnostmi. Glavno vlogo na biosferski ravni igrajo "žive snovi", to je celota živih organizmov, ki naseljujejo Zemljo. Tudi na ravni biosfere so pomembne "bioinertne snovi", ki nastanejo kot posledica vitalne dejavnosti živih organizmov, in "inertne" snovi, to je okoljske razmere. Na biosferski ravni poteka kroženje snovi in energije na Zemlji s sodelovanjem vseh živih organizmov biosfere.

13. Celični organeli in njihove funkcije

Plazemska membrana je tanek film, ki je sestavljen iz medsebojno delujočih lipidnih in beljakovinskih molekul, ločuje notranje vsebine od zunanjega okolja, zagotavlja transport vode, mineralnih in organskih snovi v celico z osmozo in aktivnim prenosom ter odstranjuje odpadne produkte. Citoplazma - notranje poltekoče okolje celice, v katerem se nahajajo jedro in organele, zagotavlja povezave med njimi, sodeluje v glavnih procesih življenja. Endoplazmatski retikulum - mreža razvejanih kanalov v citoplazmi. Sodeluje pri sintezi beljakovin, lipidov in ogljikovih hidratov, pri transportu snovi. Ribosomi - telesa, ki se nahajajo na EPS ali v citoplazmi, so sestavljena iz RNA in beljakovin, sodelujejo pri sintezi beljakovin. EPS in ribosomi so en sam aparat za sintezo in transport beljakovin. Mitohondriji so organeli, ločeni od citoplazme z dvema membranama. V njih se oksidirajo organske snovi in s sodelovanjem encimov sintetizirajo molekule ATP. Povečanje površine notranje membrane, na kateri se nahajajo encimi, zaradi ATP kriste - organske snovi, bogate z energijo. Plastidi (kloroplasti, levkoplasti, kromoplasti), njihova vsebnost v celici je glavna značilnost rastlinskega organizma. Kloroplasti so plastidi, ki vsebujejo zeleni pigment klorofil, ki absorbira svetlobno energijo in jo uporablja za sintezo organskih snovi iz ogljikovega dioksida in vode. Ločitev kloroplastov od citoplazme z dvema membranama, številnimi izrastki - grana na notranji membrani, v kateri se nahajajo molekule klorofila in encimi. Golgijev kompleks je sistem votlin, ločenih od citoplazme z membrano. Kopičenje beljakovin, maščob in ogljikovih hidratov v njih. Izvajanje sinteze maščob in ogljikovih hidratov na membranah. Lizosomi so telesa, ločena od citoplazme z eno samo membrano. Encimi, ki jih vsebujejo, pospešujejo reakcijo cepitve kompleksnih molekul v enostavne: beljakovin v aminokisline, kompleksnih ogljikovih hidratov v enostavne, lipidov v glicerol in maščobne kisline, in tudi uničiti odmrle dele celice, cele celice. Vakuole - votline v citoplazmi, napolnjene s celičnim sokom, mesto kopičenja rezervnih hranil, škodljive snovi; uravnavajo vsebnost vode v celici. Jedro je glavni del celice, ki je na zunanji strani prekrit z dvomembransko, preluknjano jedrno ovojnico. Snovi vstopijo v jedro in se iz njega odstranijo skozi pore. Kromosomi so nosilci dednih informacij o značilnostih organizma, glavnih strukturah jedra, od katerih je vsak sestavljen iz ene molekule DNA v kombinaciji z beljakovinami. Jedro je mesto sinteze DNA, i-RNA, r-RNA.

14. Lizosomi. Značilno

Izgledajo kot torba. Značilnost lizosomov je, da vsebujejo približno 40 hidrolitskih encimov: proteinaze, nukleaze, glikozidaze, fosforilaze, fosfataze, sulfitaze, katerih optimalno delovanje se izvaja pri pH 5. V lizosomih se kisla vrednost okolja ohranja zaradi na prisotnost črpalke H + v njihovih membranah, ki je odvisna od ATP. Hkrati so v lizosomski membrani nosilni proteini za transport monomerov razcepljenih molekul iz lizosomov v hialoplazmo: aminokisline, sladkorji, nukleotidi, lipidi. Samoprebava lizosomov se ne pojavi zaradi dejstva, da so membranski elementi lizosomov zaščiteni pred delovanjem kislih hidrolaz z oligosaharidnimi mesti, ki jih lizosomski encimi bodisi ne prepoznajo ali preprosto preprečujejo interakcijo hidrolaz z njimi. Z elektronskim mikroskopom je razvidno, da je lizosomska frakcija sestavljena iz zelo raznolikega razreda veziklov velikosti 0,2–0,4 μm (za jetrne celice), omejenih z eno samo membrano (njena debelina je približno 7 nm), z notri zelo heterogena vsebina. V lizosomski frakciji so vezikli s homogeno, brezstrukturno vsebino, obstajajo vezikli, napolnjeni z gosto snovjo, ki pa vsebuje vakuole, kopičenja membran in goste homogene delce; pogosto je v lizosomih mogoče videti ne le dele membran, temveč tudi fragmente mitohondrijev in ER. Z drugimi besedami, izkazalo se je, da je ta frakcija morfološko izjemno heterogena, kljub stalni prisotnosti hidrolaz.

15. Mitohondriji. Značilno

Mitohondrije so prvič odkrili kot zrnca v mišičnih celicah leta 1850. Število mitohondrijev v celici ni konstantno. Še posebej veliko jih je v celicah, kjer je potreba po kisiku velika. Po svoji strukturi so cilindrični organeli, ki jih najdemo v evkariontski celici v količinah od nekaj sto do 1-2 tisoč in zavzemajo 10-20% njene notranje prostornine. Tudi velikost (od 1 do 70 μm) in oblika mitohondrijev sta zelo različni. Širina teh organelov je razmeroma konstantna (0,5–1 µm). Sposobnost spreminjanja oblike. Glede na to, v katerih delih celice v posameznem trenutku pride do povečane porabe energije, se mitohondriji lahko premikajo skozi citoplazmo do območij največje porabe energije, pri čemer za gibanje uporabljajo strukture citoskeleta evkariontske celice. Alternativa mnogim različnim majhnim mitohondrijem, ki delujejo neodvisno drug od drugega in oskrbujejo majhna področja citoplazme z ATP, je obstoj dolgih in razvejanih mitohondrijev, od katerih lahko vsak zagotavlja energijo za oddaljene dele celice (na primer pri enoceličnih zelene alge Chlorella). Različica takšnega razširjenega sistema je lahko tudi urejena prostorska združba številnih mitohondrijev (hondrijev ali mitohondrijev), ki zagotavlja njihovo kooperativno delovanje in jo najdemo tako v enoceličnih kot večceličnih organizmih. Ta vrsta hondrioma je še posebej zapletena v skeletnih mišicah sesalcev, kjer so skupine velikanskih razvejanih mitohondrijev med seboj povezane z uporabo intermitohondrijskih stikov (IMC). Slednje tvorijo zunanje mitohondrijske membrane, ki se tesno prilegajo drug drugemu, zaradi česar ima medmembranski prostor v tem območju povečano gostoto elektronov. MMC-jev je še posebej veliko v celicah srčne mišice, kjer vežejo več posameznih mitohondrijev v usklajen delujoč kooperativni sistem.

16. Golgijev kompleks

je zapletena mreža votlin, tubulov in veziklov okoli jedra. Sestavljen je iz treh glavnih komponent: skupine membranskih votlin, sistema tubulov, ki segajo iz votlin, in veziklov na koncih tubulov. Izvaja naslednje funkcije: V mehurčkih se kopičijo snovi, ki se sintetizirajo in prenašajo skozi EPS, tu se kemično spremenijo. Spremenjene snovi so zapakirane v membranske vezikle, ki jih celica izloča v obliki sekretov. Nekateri vezikli opravljajo funkcijo lizosomov, ki sodelujejo pri prebavi delcev, ki so vstopili v celico kot posledica fago- in pinocitoze.

17. Celični center

Celični center je nemembranski organoid, glavni center za organizacijo mikrotubulov (MCTC) in regulator celičnega cikla v evkariontskih celicah. Prvič ga je leta 1883 odkril Theodore Boveri, ki ga je imenoval "poseben organ". delitev celic". Centrosom igra ključno vlogo pri celični delitvi, vendar prisotnost celičnega središča v celici ni potrebna za mitozo. V veliki večini primerov je v celici običajno prisoten samo en centrosom. Za celice je značilno nenormalno povečanje števila centrosomov maligni tumorji. Več kot en centrosom je normalen pri nekaterih polienergijskih protozojih in sincicijskih strukturah. V mnogih živih organizmih (živalih in številnih protozojih) centrosom vsebuje par centriolov, valjastih struktur, ki se nahajajo pravokotno drug na drugega. Vsak centriol tvori devet trojčkov mikrotubulov, razporejenih v krog, ter številne strukture, ki jih tvorijo centrin, ceneksin in tektin. V interfazi celičnega cikla so centrosomi povezani z jedrno membrano. V profazi mitoze se jedrska membrana uniči, centrosom se deli, produkti njegove delitve (hčerinski centrosomi) pa migrirajo na poli delitvenega jedra. Mikrotubuli, ki rastejo iz hčerinskih centrosomov, so na drugem koncu pritrjeni na tako imenovane kinetohore na centromerah kromosomov in tvorijo delitveno vreteno. Na koncu delitve vsaka od hčerinskih celic vsebuje samo en centrosom. Poleg sodelovanja pri delitvi jedra ima centrosom pomembno vlogo pri tvorbi bičkov in cilij. Centrioli, ki se nahajajo v njem, delujejo kot središča organizacije za mikrotubule aksonem flagelluma. V organizmih brez centriolov (na primer vrečarji in bazidiomicete, kritosemenke) se flagele ne razvijejo. Planarije in morda drugi ploski črvi nimajo centrosomov.

18. Ergastoplazma

Ergastoplazma (iz grščine ergastikus - aktivna in plazma - bazofilna (obarvana z bazičnimi barvili) področja živali in rastlinske celice bogato z ribonukleinsko kislino (na primer Bergove grudice v jetrnih celicah, Nisslova telesca v nevronih). V elektronskem mikroskopu so ta območja opazovana kot urejeni elementi zrnatega endoplazmatskega retikuluma.

19. Ribosom

Ribosom je najpomembnejši nemembranski organel žive celice, sferične ali rahlo elipsoidne oblike, s premerom od 15–20 nanometrov (prokarionti) do 25–30 nanometrov (evkarionti), sestavljen iz velike in male podenote. Ribosomi služijo za biosintezo beljakovin iz aminokislin v skladu z dano predlogo na podlagi genetskih informacij, ki jih posreduje messenger RNA (mRNA). Ta proces se imenuje prevajanje.

20. Organeli

Organeli – v citologiji: stalne specializirane strukture v celicah živih organizmov. Vsak organel opravlja določene funkcije, ki so vitalne za celico. Izraz "Organoidi" je razložen s primerjavo teh celičnih komponent z organi večceličnega organizma. Organele so v nasprotju z začasnimi vključki celice, ki se pojavljajo in izginjajo v procesu presnove. Včasih se za organele štejejo samo stalne strukture celice, ki se nahajajo v njeni citoplazmi. Pogosto se jedro in intranuklearne strukture (na primer nukleolus) ne imenujejo organeli. Celična membrana, migetalke in bički običajno niso razvrščeni kot organeli. Receptorji in druge majhne strukture na molekularni ravni se ne imenujejo organeli. Meja med molekulami in organeli ni zelo jasna. Tako lahko tudi ribosome, ki jih običajno nedvoumno imenujemo organeli, obravnavamo kot kompleksen molekularni kompleks. Vse pogosteje med organele uvrščamo tudi druge podobne komplekse primerljive velikosti in stopnje kompleksnosti, kot so proteasomi, spliceosomi ... Hkrati pa tudi elemente citoskeleta primerljive velikosti (mikrotubule, debele filamente progastih mišic itd.). .) običajno niso razvrščeni kot organoidi. Tudi stopnja konstantnosti celične strukture je nezanesljivo merilo za uvrstitev med organele. Torej delitvenega vretena, ki sicer ni stalno, a naravno prisotno v vseh evkariontskih celicah, navadno ne imenujemo organeli, temveč vezikle, ki se v procesu presnove nenehno pojavljajo in izginjajo.

21. Shema sproščanja energije iz ATP

22. Celica z organeli

23. Kromatin

Kromatin je snov kromosomov - kompleks DNA, RNA in beljakovin. Kromatin se nahaja v jedru evkariontskih celic in je del nukleotida pri prokariontih. V sestavi kromatina poteka realizacija genetske informacije, pa tudi replikacija in popravljanje DNK. Glavnino kromatina sestavljajo histonski proteini. Histoni so sestavni del nukleosomov, nadmolekularnih struktur, ki sodelujejo pri pakiranju kromosomov. Nukleosomi so razporejeni precej pravilno, tako da nastala struktura spominja na kroglice. Nukleosom je sestavljen iz štirih vrst beljakovin: H2A, H2B, H3 in H4. En nukleosom vsebuje dva proteina vsake vrste – skupaj osem proteinov. Histon H1, ki je večji od drugih histonov, se veže na DNK ob vstopu v nukleosom. Niz DNK z nukleosomi tvori nepravilno solenoidu podobno strukturo, debelo približno 30 nanometrov, tako imenovano 30 nm fibrilo. Nadaljnje pakiranje tega vlakna ima lahko različne gostote. Če je kromatin tesno zbit, ga imenujemo kondenziran ali heterokromatin, dobro je viden pod mikroskopom. DNK, ki se nahaja v heterokromatinu, se ne prepisuje, običajno je to stanje značilno za nepomembne ali tihe regije. V interfazi se heterokromatin običajno nahaja na obrobju jedra (parietalni heterokromatin). Pred delitvijo celice pride do popolne kondenzacije kromosomov. Če je kromatin ohlapno zapakiran, ga imenujemo eu- ali interkromatin. Ta vrsta kromatina je veliko manj gosta, če jo opazujemo pod mikroskopom, zanjo pa je običajno značilna prisotnost transkripcijske aktivnosti. Gostoto pakiranja kromatina v veliki meri določajo modifikacije histona - acetilacija in fosforilacija. Menijo, da v jedru obstajajo tako imenovane funkcionalne domene kromatina (DNK ene domene vsebuje približno 30 tisoč baznih parov), to pomeni, da ima vsak odsek kromosoma svoje "ozemlje". Vprašanje prostorske porazdelitve kromatina v jedru še ni dovolj raziskano. Znano je, da so telomerne (terminalne) in centromerne (odgovorne za vezavo sestrskih kromatid v mitozi) regije kromosomov fiksirane na beljakovine jedrske lamine.

24. Kromosomi

Kromosomi so nukleoproteinske strukture v jedru evkariontske celice, v katerih je skoncentrirana večina dednih informacij in so namenjene njihovemu shranjevanju, izvajanju in prenosu. Kromosomi so jasno vidni pod svetlobnim mikroskopom le v obdobju mitotske ali mejotske celične delitve. Niz vseh kromosomov v celici, imenovan kariotip, je vrstno specifična lastnost, za katero je značilno relativno nizka stopnja individualna variabilnost. Kromosom je sestavljen iz ene same in izjemno dolge molekule DNK, ki vsebuje linearno skupino številnih genov. Nujni funkcionalni elementi evkariontskega kromosoma so centromere, telomeri in izvor replikacije. Izvori replikacije (mesta iniciacije) in telomeri, ki se nahajajo na koncih kromosomov, omogočajo molekuli DNA učinkovito replikacijo, medtem ko se na centromerah sestrske molekule DNA vežejo na mitotično vreteno, kar zagotavlja njihovo natančno ločitev na hčerinske celice v mitozi. Izraz je bil prvotno predlagan za označevanje struktur, ki jih najdemo v evkariontskih celicah, vendar se v zadnjih desetletjih vse pogosteje govori o bakterijskih ali virusnih kromosomih. Zato je po D. E. Koryakovu in I. F. Zhimulev širša definicija definicija kromosoma kot strukture, ki vsebuje nukleinsko kislino in katere funkcija je shranjevanje, izvajanje in prenos dednih informacij. Evkariontski kromosomi so strukture, ki vsebujejo DNK v jedru, mitohondrijih in plastidih. Prokariontski kromosomi so strukture, ki vsebujejo DNK v celici brez jedra. Kromosomi virusa so molekula DNA ali RNA v kapsidi.

25. Evkarionti in prokarionti. Značilno

Evkarionti ali jedro so domena (nadkraljestvo) živih organizmov, katerih celice vsebujejo jedra. Vsi organizmi razen bakterij in arhej so jedrski. Živali, rastline, glive in skupina organizmov, ki jih skupaj imenujemo protisti, so vsi evkariontski organizmi. Lahko so enocelični in večcelični, vsem pa je skupen celični načrt. Menijo, da imajo vsi ti različni organizmi skupen izvor, zato jedrska skupina velja za monofiletni takson najvišjega ranga. Po najpogostejših hipotezah so se evkarionti pojavili pred 1,5-2 milijardama let. Pomembno vlogo pri evoluciji evkariontov je igrala simbiogeneza - simbioza med evkariontsko celico, ki očitno že ima jedro in je sposobna fagocitoze, in bakterijami, ki jih absorbira ta celica - predhodniki mitohondrijev in plastid.

Prokarionti ali predjedrci so enocelični živi organizmi, ki (za razliko od evkariontov) nimajo dobro oblikovanega celičnega jedra in drugih notranjih membranskih organelov (z izjemo ravnih cistern pri fotosintetskih vrstah, na primer pri cianobakterijah). Za prokariontske celice je značilna odsotnost jedrske membrane, DNK je pakirana brez sodelovanja histonov. Vrsta prehrane je osmotrofna in avtotrofna (fotosinteza in kemosinteza). Edina velika krožna (pri nekaterih vrstah - linearna) dvoverižna molekula DNK, ki vsebuje glavni del genetskega materiala celice (tako imenovani nukleoid), ne tvori kompleksa s histonskimi proteini (tako imenovani kromatin). Prokarionti vključujejo bakterije, vključno s cianobakterijami (modrozelene alge) in arheje. Potomci prokariontskih celic so organeli evkariontskih celic – mitohondriji in plastidi. Proučevanje bakterij je vodilo do odkritja horizontalnega prenosa genov, ki so ga leta 1959 opisali na Japonskem. Ta proces je zelo razširjen med prokarionti in tudi pri nekaterih evkariontih. Odkritje horizontalnega prenosa genov pri prokariontih je vodilo do drugačnega pogleda na razvoj življenja. Prejšnja evolucijska teorija je temeljila na dejstvu, da si vrste ne morejo izmenjevati dednih informacij. Prokarionti lahko izmenjujejo gene med seboj neposredno (konjugacija, transformacija) in tudi s pomočjo virusov – bakteriofagov (transdukcija).

26. Kariosom. Značilno

ena). Relativno velik, sferičen nukleolus, ki se nahaja v središču jedra. 2). Kromatinske odebelitve in vozlički jedrne mreže, ki dajejo svojo snov razvijajočim se kromosomom na začetku celične delitve. 3). Zaobljena gosta kromatinska telesca, ki so posamezni kromosomi ali njihove skupine, ki ostanejo v jedru po koncu celične delitve. štiri). Večja sferična telesa, ki na določeni stopnji vsebujejo celoten kromatin jedra in iz katerih nastane celoten nabor kromosomov.

27. Mere jedra

Jedra so navadno običajno sferične ali jajčaste oblike; premer prvega je približno 10 μm, dolžina drugega pa 20 μm.

Jedro (lat. Nucleus) je ena od strukturnih komponent evkariontske celice, ki vsebuje genetske informacije (molekule DNK), ki opravljajo glavne funkcije: shranjevanje, prenos in izvajanje dednih informacij s sintezo beljakovin. Jedro je sestavljeno iz kromatina, nukleola, karioplazme (ali nukleoplazme) in jedrne ovojnice.

29. Kdo in kdaj je jedro odkril

Leta 1831 je Robert Brown opisal jedro in predlagal, da je stalni del rastlinske celice.

30. Enukleacija

Enukleacija - (iz lat. Enucleo - vzamem jedro, ga oluščim iz lupine) odstranitev celičnega jedra.

Eden od načinov za odstranitev tumorjev in organov.

31. Funkcije jedra. Razlike od jedrske snovi

Funkcije jedra: 1) metabolizem; 2) razmnoževanje; 3) shranjevanje, obdelava in prenos dednih informacij; 4) regenerativno.

Za razliko od oblikovanega jedra jedrska snov ne opravlja dveh funkcij: razmnoževanja in regeneracije.

32. Kdo in kdaj je odkril mitozo

Prvi opisi faz mitoze in določitev njihovega zaporedja so bili izvedeni v 70-80-ih letih 19. stoletja. Leta 1878 je nemški histolog Walter Flemming skoval izraz "mitoza", ki se nanaša na proces posredne celične delitve. Leta 1888 jo je podrobno preučil nemški histolog Weismann.

Mitoza je posredna delitev, univerzalni način delitve nezrelih zarodnih in somatskih celic z vmesno podvojitvijo diploidnega nabora kromosomov v tetraploidni in njegove kasnejše enakovredne porazdelitve med 2 nastalima hčerinskima celicama z enakim materinim diploidnim naborom kromosomov.

34. Kakšna je razlika med mitozo in amitozo ter endomitozo

Mitoza je proces posredne delitve.

Amitoza je proces neposredne delitve celic.

Endomitoza je proces podvojitve števila kromosomov v celičnih jedrih mnogih protistov, rastlin in živali, ki mu ne sledi delitev jedra in same celice.

35. Značilnosti interfaze mitoze. Obdobja: G1, S, G2

Interfaza je faza relativnega mirovanja celice. Celica na tej stopnji, čeprav se ne deli, aktivno raste, oblikuje svoje strukture, sintetizira z energijo bogate kemikalije in se pripravlja na prihajajočo delitev.

Obdobje (faza) G1 (obdobje G1) [grško. periodos -- kroženje; angleščina g(ap) -- vrzel, interval] -- stopnja celičnega cikla (interfazna stopnja), med katero poteka aktivna rast in delovanje celice zaradi ponovnega začetka transkripcije in kopičenja sintetiziranih proteinov ter kot priprava za sintezo DNA; faza rasti pred obdobjem replikacije DNA.

Obdobje (faza) S (obdobje S) [grško. periodos -- kroženje; angleščina (sinteza) - sinteza] - stopnja celičnega cikla (medfazna stopnja), med katero pride do replikacije DNA in podvojitve kromosomskega materiala; pred obdobjem G2

Obdobje (faza) G2 (obdobje G2) [grško. periodos -- kroženje; angleščina (gap) -- vrzel, interval] -- stopnja celičnega cikla, ki se začne po replikaciji DNA (obdobje S) in pred mitozo; v tem obdobju se celica pripravlja na delitev, izvaja se sinteza vretenskih beljakovin.

36. Slika zgodnje in pozne profaze mitoze

Številka 4 - zgodnja profaza

Številka 5 - pozna profaza

37. Slika metafaze mitoze

38. Slika anafaze mitoze

39. Slika telofaze mitoze

40. Slika vseh faz mitoze

41. Značilnosti delitvenega vretena

Delitveno vreteno je paličast sistem mikrotubulov v citoplazmi celice med mitozo ali mejozo. Kromosomi so pritrjeni na izboklino vretena (ekvator). Vreteno povzroči ločitev kromosomov, kar povzroči delitev celic.

42. Pojav osmoze. Značilno. osmotski tlak. Opredelitev

Osmoza je proces enosmerne difuzije skozi polprepustno membrano molekul topila proti višji koncentraciji topljenca (nižji koncentraciji topila).

Pojav osmoze opazimo v tistih medijih, kjer je mobilnost topila večja od mobilnosti raztopljenih snovi. Pomemben poseben primer osmoze je osmoza skozi polprepustno membrano. Imenujejo se polprepustne membrane, ki imajo dovolj visoko prepustnost ne za vse, ampak le za nekatere snovi, zlasti za topilo. (Mobilnost raztopljenih snovi v membrani teži k ničli). Praviloma je to posledica velikosti in mobilnosti molekul, na primer, molekula vode je manjša od večine molekul raztopljenih snovi.

Osmotski tlak (označeno s p) je presežni hidrostatični tlak na raztopino, ločeno od čistega topila s polprepustno membrano, pri katerem se difuzija topila skozi membrano ustavi (osmoza). Ta tlak teži k izenačitvi koncentracij obeh raztopin zaradi nasprotne difuzije molekul topljenca in topila.

43. Plazmoliza. Značilno

Plazmoliza - ločitev protoplasta od lupine pod delovanjem hipertonične raztopine na celico. Plazmoliza je značilna predvsem za rastlinske celice, ki imajo močno celulozno membrano.

44. Značilnosti raztopin glede na koncentracijo soli v citoplazmi

1) izotonična raztopina - raztopina, katere osmotski tlak je enak osmotskemu tlaku krvne plazme; na primer 0,9% raztopina natrijevega klorida, 5% vodna raztopina glukoze.

2) hipertonična raztopina je raztopina, katere osmotski tlak je višji od osmotskega tlaka krvne plazme (raztopina z večjo koncentracijo topljencev)

3) hipotonična raztopina - raztopina, katere osmotski tlak je nižji od normalnega osmotskega tlaka krvne plazme (raztopina z nižjo koncentracijo raztopljenih snovi)

45. Značilnosti fiziološke raztopine

Fiziološka raztopina je 0,9% vodna raztopina NaCl (natrijevega klorida) - najenostavnejša izotonična raztopina. Fiziološka raztopina je potrebna za dopolnitev telesnih tekočin v primeru dehidracije. Pomembna lastnost fiziološke raztopine je njena protimikrobna lastnost. V zvezi s tem se pogosto uporablja pri zdravljenju prehladov.

46. Fen za lase (znak). Opredelitev

Fen - (iz grščine phaino - razkrivam, odkrivam) (biol.), diskretno, genetsko določeno znamenje organizma.

47. Gen. Opredelitev

Gen je strukturna in funkcionalna enota dednosti v živih organizmih. Gen je del DNK, ki določa zaporedje določenega polipeptida ali funkcionalne RNK.

48. Fenotip. Opredelitev

Fenotip - niz lastnosti, ki so lastne posamezniku na določeni stopnji razvoja

49. Genotip. Opredelitev

Genotip - niz genov danega organizma, ki v nasprotju s konceptom genskega sklada označuje posameznika, ne vrste.

50. Alel. Opredelitev

Alel (grško allelon - drug drugega, medsebojno) ali alelomorfi - alternativna oblika strukturnega stanja gena, od katerega je odvisna manifestacija dedne lastnosti (aleli homolognih kromosomov se nahajajo v istem lokusu).

51. Katere lastnosti imenujemo dominantne in katere recesivne

Dominantna lastnost - lastnost, ki se pojavi pri hibridih prve generacije ob križanju čiste linije.

Recesivna lastnost je lastnost, ki se pri heterozigotnih posameznikih ne pojavi zaradi potlačitve manifestacije recesivnega alela.

52. Pišite

a) genotip, sestavljen iz treh alelov: AABCC

b) navedite polno ime tega genotipa: homozigoten za dominantno lastnost za tri alele

c) Gameta ABC

53. Pišite

a) katera koli gameta, ki nosi tri lastnosti: ABC

b) vse različice genotipov, ki tvorijo to gameto: AABCC; AaBBSS; AaBvSS; AaVvSs; AaBBSS; AAVvSS; AAVVS; AAVvSS;

54. Homozigotno in heterozigotno stanje genotipa. Opredelitev. Primeri

Homozigotno stanje genotipa - prenaša ga diploidni organizem, ki nosi posamezne alele v homozigotnih kromosomih. (Ah ah)

Heterozigotno stanje genotipa je stanje, značilno za kateri koli hibridni organizem, v katerem njegovi homologni kromosomi nosijo različne alele določenega gena (Aa, Bc).

55. Poimenujte genotip

ААВbСсdd - homozigotno stanje genotipa za dominantno lastnost za prvi par lastnosti (alele) in za recesivno lastnost za četrti alel. Heterozigotno stanje genotipa za drugi in tretji alel.

56. Poimenujte genotip

АаВbСсDd - heterozigotno stanje genotipa za štiri pare lastnosti. (Aleli)

57. Dedovanje fenotipa ali genotipa

Za razliko od fenotipa je genotip podedovan, saj je dedno določen (definiran)

kromosom mitoze genetske celice

58. Kako se imenujejo spolni in nespolni kromosomi?

Gonosomi so spolni kromosomi, kromosomi, katerih niz razlikuje moške in ženske posameznike.

Avtosomi so nespolni kromosomi. Kromosomi niso povezani s spolnimi značilnostmi. Na voljo v moških in ženskih telesih.

59. Naštejte vrste dedovanja

1) Avtosomno prevladujoča vrsta dedovanja

2) Avtosomno recesivna vrsta dedovanja

60. Formula za določanje števila vrst gamete, ki jih tvori genotip

Število vrst gamet je določeno s formulo, kjer je n število genskih parov v heterozigotnem stanju.

61. Mendlov prvi zakon

Zakon o enotnosti hibridov prve generacije: pri monohibridnem križanju je za vse potomce prve generacije značilna enotnost fenotipa in genotipa.

62. Mendlov drugi zakon

Zakon cepitve: ko dva heterozigotna potomca prve generacije križamo med seboj v drugi generaciji, opazimo cepitev v določenem številčnem razmerju: glede na fenotip 3: 1, glede na genotip 1: 2: 1.

63. Tretji Mendelov zakon

Zakon neodvisnega dedovanja: pri križanju dveh osebkov, ki se med seboj razlikujeta v dveh (ali več) parih alternativnih lastnosti, se geni in njihove ustrezne lastnosti dedujejo neodvisno drug od drugega in se kombinirajo v vseh možnih kombinacijah (kot pri monohibridnem križanju) .

64. Opredelitev vseh treh Mendelovih zakonov

Odgovor je na vprašanje 61,62,63.

65. Kakšno cepitev opazimo v drugi generaciji pri izpeljavi tretjega Mendelovega zakona

3:1 - fenotip

1:2:1 - genotip

66. Splošna formula prevladujočega - prevladujočega in prevladujočega - recesivnega

Splošna formula prevladujočega - prevladujočega: A_B_

Splošna formula za dominantno - recesivno: A_vv

67. Vzorci v Punnettovi mreži

Punnettova mreža je grafični prikaz rezultatov različnih križanj. Gamete enega starša so vpisane vodoravno, drugega starša pa navpično. V celice tabele vpišemo genotipe potomcev, ki smo jih dobili z združitvijo pripadajočih gamet.

68. "Značaj" Mendelovih zakonov

Mendelovi zakoni so statistične narave: odstopanje od teoretično pričakovanega razcepa je tem manjše, čim večje je število opazovanj. Vsak genotip ustreza določenemu fenotipu (100% penetrantnost lastnosti). Pri vseh osebkih s tem genotipom je lastnost enako izražena (100% izraženost lastnosti). Proučevane lastnosti niso povezane s spolom. Sposobnost preživetja posameznikov ni odvisna od njihovega genotipa in fenotipa.

69. Vse možne različice "rumeno-gladkih" genotipov

AABB, AaBv, AaBB, AABv, - različice "rumeno-gladke"

70. Dodatki k Mendelovim zakonom. Značilno

Daleč od vseh rezultatov križanj, ugotovljenih med raziskavo, ne ustrezajo Mendelovim zakonom, zato so nastali dodatki k zakonom.

Prevladujoča lastnost v nekaterih primerih morda ni v celoti izražena ali celo odsotna. V tem primeru obstaja tako imenovano vmesno dedovanje, ko nobeden od dveh medsebojno delujočih genov ne prevladuje nad drugim in se njuno delovanje kaže v genotipu živali v enaki meri, zdi se, da ena lastnost oslabi drugo.

Primer je tonkinška mačka. Ko se siamske mačke križajo z burmanskimi mačkami, se mladiči rodijo temnejši od sijamskih, a svetlejši od burmanskih - takšna vmesna barva se imenuje tonkinese.

Skupaj z vmesnim dedovanjem lastnosti obstaja drugačna interakcija genov, to je, da lahko geni, odgovorni za nekatere lastnosti, vplivajo na manifestacijo drugih lastnosti:

Medsebojni vpliv - na primer oslabitev črne barve pod vplivom gena za siamsko barvo pri mačkah, ki so njeni nosilci.

Komplementarnost - manifestacija lastnosti je možna le pod vplivom dveh ali več genov. Na primer, vse barve tabby se pojavijo samo v prisotnosti dominantnega gena agouti.

Epistaza – delovanje enega gena popolnoma skrije delovanje drugega. Na primer, prevladujoči beli gen (W) skriva kakršno koli barvo in vzorec, imenujemo ga tudi epistatična bela.

Polimerija - cela vrsta genov vpliva na manifestacijo ene lastnosti. Na primer - gostota volne.

Pleiotropija - en gen vpliva na manifestacijo niza lastnosti. Na primer, isti gen za belo barvo (W), povezan z modrimi očmi, izzove razvoj gluhote.

Povezani geni so tudi pogosto odstopanje, ki pa ni v nasprotju z Mendelovimi zakoni. To pomeni, da se številne lastnosti dedujejo v določeni kombinaciji. Primer so spolno povezani geni - kriptorhizem (ženske so njegove nosilke), rdeča barva (prenaša se samo na kromosomu X).

71. Splošna formula za genotipe

Glavnik v obliki vrtnice;

Glavnik v obliki graha;

Glavnik v obliki oreha

Mehanizem dedovanja teh lastnosti je monogenski. Cepitev je enaka pri moških in ženskah, gen ni vezan na spol.

Nenavaden gen glavnika - B

Simple comb gen - in

Splošna formula genotipov: V_vv

72. Nukleinske kisline

Nukleinske kisline so naravne visokomolekularne organske spojine, ki zagotavljajo shranjevanje in prenos dednih (genetskih) informacij v živih organizmih.

V naravi obstajata dve vrsti nukleinskih kislin, ki se razlikujeta po sestavi, strukturi in funkciji. Eden od njih vsebuje deoksiribozo in se imenuje deoksiribonukleinska kislina (DNK). Druga vsebuje ribozo in se imenuje ribonukleinska kislina (RNA).

73. Kdo in kdaj je predlagal model DNK

Model DNK sta leta 1953 predlagala J. Watson in F. Crick, za kar sta prejela Nobelovo nagrado.

74. Kaj je model DNK

Molekula DNK je dvoverižna vijačnica, zasukana okoli lastne osi. V polinukleotidni verigi so sosednji nukleotidi povezani s kovalentnimi vezmi, ki nastanejo med fosfatno skupino enega nukleotida in 3"-alkoholno skupino pentoze drugega. Take vezi imenujemo fosfodiesterske vezi. Fosfatna skupina tvori most med 3 "-ogljik enega pentoznega cikla in 5"-ogljik naslednjega.

Hrbtenica verig DNK tako tvorijo sladkorno-fosfatni ostanki.

Polinukleotidna veriga DNK je zavita v obliki spirale, ki spominja na spiralno stopnišče in je povezana z drugo, njej komplementarno verigo z vodikovimi vezmi, ki nastanejo med adeninom in timinom (dve vezi) ter gvaninom in citozinom (tri vezi). Nukleotidi A in T, G in C se imenujejo komplementarni. Posledično je v katerem koli organizmu število adenilnih nukleotidov enako številu timidila, število gvanilnih nukleotidov pa je enako številu citidila. Ta vzorec se imenuje "Chargaffovo pravilo". Zaradi te lastnosti zaporedje nukleotidov v eni verigi določa njihovo zaporedje v drugi. Ta sposobnost selektivnega združevanja nukleotidov se imenuje komplementarnost in ta lastnost je osnova za tvorbo novih molekul DNA na osnovi prvotne molekule.

75. Značilnosti purinskih in pirimidinskih dušikovih baz

Purinske dušikove baze so organske naravne spojine, derivati purina. Ti vključujejo adenin in gvanin. Neposredno so povezani s presnovnimi procesi. Pirimidinske dušikove baze so skupina naravnih snovi, derivatov pirimidina. Biološko najpomembnejše pirimidinske baze so uracil, citozin in timin. Nukleotidno zaporedje ene verige nukleinske kisline je popolnoma komplementarno nukleotidnemu zaporedju druge verige. Zato je po Chargaffovem pravilu (Erwin Chargaff je leta 1951 vzpostavil vzorce v razmerju purinskih in pirimidinskih baz v molekuli DNA) število purinskih baz (A + G) enako številu pirimidinskih baz (T + C ).

76. Sestavni deli nukleotida

Nukleotid je sestavljen iz 3 komponent: dušikove baze (purin ali pirimidin), monosaharida (riboza ali deoksiriboza) in ostanka fosforne kisline.

77. Komplementarnost. Značilno

Komplementarnost je lastnost dvojne vijačnice DNA, po kateri timin vedno stoji proti adeninu v nasprotni verigi molekule, citozin proti gvaninu in obratno, pri čemer tvori vodikove vezi. Komplementarnost je zelo pomembna za replikacijo DNK.

Komplementarnost v molekularni biologiji, medsebojna korespondenca, ki zagotavlja povezavo komplementarnih struktur (makromolekul, molekul, radikalov) in njihovo določitev. kemijske lastnosti. K. je mogoč, »če imajo površine molekul komplementarne strukture, tako da štrleča skupina (ali pozitivni naboj) na eni površini ustreza votlini (ali negativnemu naboju) na drugi. Z drugimi besedami, medsebojno delujoče molekule bi se morale prilegati skupaj kot ključ do ključavnice« (J. Watson). K. verig nukleinskih kislin temelji na interakciji njihovih sestavnih dušikovih baz. Torej, samo ko se adenin (A) nahaja v eni verigi proti timinu (T) (ali uracilu - U) v drugi in gvanin (G) proti citozinu (C), nastanejo vodikove vezi med bazami v teh verigah. K. - očitno edini in univerzalni kemični mehanizem matričnega shranjevanja in prenosa genetskih informacij.

78. Chargaffovo pravilo

Chargaffova pravila so sistem empirično ugotovljenih pravil, ki opisujejo kvantitativna razmerja med različnimi vrstami dušikovih baz v DNK. Oblikovani so bili kot rezultat dela skupine biokemikov Erwina Chargaffa v letih 1949–1951.Razmerje, ki jih je Chargaff določil za adenin (A), timin (T), gvanin (G) in citozin (C), so bile naslednje :

Količina adenina je enaka količini timina, gvanina pa citozina:

Število purinov je enako številu pirimidinov:

Število baz z amino skupinami na položaju 6 je enako številu baz s keto skupinami na položaju 6:

Hkrati je lahko razmerje (A+T):(G+C) v DNK različnih vrst različno. V nekaterih prevladujejo pari AT, v drugih - HC.

Chargaffova pravila so skupaj s podatki rentgenske difrakcije odigrala odločilno vlogo pri dešifriranju strukture DNK s strani J. Watsona in Francisa Cricka.

79. Kodon iz purinskih dušikovih baz in njegov komplementarni antikodon

80. Kodon. Opredelitev

Kodon (kodirani trinukleotid) je enota genetske kode, trojček nukleotidnih ostankov (trojček) v DNK ali RNK, ki običajno kodira vključitev ene aminokisline. Zaporedje kodonov v genu določa zaporedje aminokislin v polipeptidni verigi proteina, ki ga kodira ta gen.

81. Antikodon. Opredelitev

Antikodon je triplet (trinukleotid), mesto v transportni ribonukleinski kislini (tRNA), sestavljeno iz treh neparnih (s prostimi vezmi) nukleotidov. S povezovanjem s kodonom messenger RNA (mRNA) zagotavlja pravilno razporeditev vsake aminokisline med biosintezo beljakovin.

82. Kdo in kdaj je prvič sintetiziral beljakovine

Biosintezo beljakovin sta leta 1957 prva umetno izvedla francoska znanstvenika Chacob in Mano.

83. Potrebne strukture in komponente za biosintezo beljakovin

Za neposredno biosintezo beljakovin morajo biti v celici prisotne naslednje komponente:

informacijska RNA (mRNA) - nosilec informacije od DNA do mesta sestavljanja beljakovinske molekule;

ribosomi so organeli, kjer poteka dejanska sinteza beljakovin;

nabor aminokislin v citoplazmi;

prenos RNA (tRNA), ki kodira aminokisline in jih prenaša do mesta biosinteze na ribosomih;

encimi, ki katalizirajo proces biosinteze;

ATP je snov, ki zagotavlja energijo za vse procese.

84. Pod delovanjem katerih encimov poteka biosinteza beljakovin?

Biosinteza beljakovin poteka pod delovanjem naslednjih encimov: DNA polimeraza, RNA polimeraza, intetaza.

85. Biosinteza beljakovin. Značilno. Shema

Biosinteza beljakovin je kompleksen večstopenjski proces sinteze polipeptidne verige iz aminokislin, ki se pojavlja na ribosomih s sodelovanjem molekul mRNA in tRNA. Proces biosinteze beljakovin zahteva znatno količino energije.

Biosinteza beljakovin poteka v dveh fazah. Prva faza vključuje transkripcijo in procesiranje RNK, druga faza pa translacijo. Med transkripcijo encim RNA polimeraza sintetizira molekulo RNA, ki je komplementarna zaporedju ustreznega gena (regija DNA). Terminator v nukleotidnem zaporedju DNA določa, na kateri točki se bo prepisovanje ustavilo. Med vrsto zaporednih stopenj obdelave se nekateri fragmenti odstranijo iz mRNA, nukleotidna zaporedja pa se redko urejajo. Po sintezi RNK na predlogi DNK se molekule RNK transportirajo v citoplazmo. V procesu prevajanja se informacija, zapisana v zaporedju nukleotidov, prevede v zaporedje aminokislinskih ostankov.

Med transkripcijo in translacijo je molekula mRNA podvržena vrsti zaporednih sprememb, ki zagotavljajo zorenje delujoče matrice za sintezo polipeptidne verige. Na 5' konec je pritrjen pokrovček, na 3' konec pa poli-A rep, kar podaljša življenjsko dobo mRNA. S pojavom procesiranja v evkariontski celici je postalo mogoče kombinirati genske eksone, da bi dobili večjo raznolikost proteinov, kodiranih z enim samim zaporedjem nukleotidov DNA - alternativno spajanje.

Pri prokariontih lahko ribosomi mRNA preberejo v aminokislinsko zaporedje proteinov takoj po transkripciji, medtem ko se pri evkariontih transportira iz jedra v citoplazmo, kjer se nahajajo ribosomi. Hitrost sinteze beljakovin je pri prokariontih višja in lahko doseže 20 aminokislin na sekundo. Proces sinteze beljakovin na podlagi molekule mRNA imenujemo translacija.

Ribosom vsebuje 2 funkcionalni mesti za interakcijo s tRNA: aminoacil (akceptor) in peptidil (donor). Aminoacil-tRNA vstopi na akceptorsko mesto ribosoma in medsebojno deluje, da tvori vodikove vezi med trojčki kodona in antikodona. Po nastanku vodikovih vezi sistem napreduje za 1 kodon in konča na donorskem mestu. Istočasno se na izpraznjenem akceptorskem mestu pojavi nov kodon, na katerega se pritrdi ustrezna aminoacil-t-RNA.

Med začetni fazi biosinteza proteinov, iniciacija, običajno je metioninski kodon prepoznan kot majhna podenota ribosoma, na katero je s pomočjo proteinskih iniciacijskih faktorjev pritrjena RNA za prenos metionina (tRNA). Po prepoznavi začetnega kodona se velika podenota pridruži mali podenoti in začne se druga faza prevajanja – elongacija. Z vsakim premikom ribosoma od 5" do 3" konca mRNA se en kodon prebere s tvorbo vodikovih vezi med tremi nukleotidi (kodonom) mRNA in komplementarnim antikodonom prenosne RNA, na katerega je pritrjena ustrezna aminokislina. Sintezo peptidne vezi katalizira ribosomska RNA (rRNA), ki tvori središče peptidil transferaze ribosoma. Ribosomska RNA katalizira tvorbo peptidne vezi med zadnjo aminokislino rastočega peptida in aminokislino, vezano na tRNA, s čimer postavi atome dušika in ogljika v položaj, ugoden za reakcijo. Encimi aminoacil-tRNA sintetaze vežejo aminokisline na svoje tRNA. Tretji in zadnja stopnja prevajanja pride do terminacije, ko ribosom doseže stop kodon, nakar proteinski terminacijski faktorji hidrolizirajo zadnjo tRNA iz proteina in ustavijo njegovo sintezo. Tako se v ribosomih proteini vedno sintetizirajo od N- do C-konca.

...

Podobni dokumenti

Znanstvena opredelitev življenja po F. Engelsu. Molekularno-genetska, organizmska, populacijsko-vrstna raven organizacije življenja. Prokarioti kot enocelični predjedrski organizmi. Zgradba metafaznega kromosoma. Ravni pakiranja genskega materiala.

povzetek, dodan 29.05.2013

Molekularno-genetska raven organizacije živega. Diagram strukture DNK. Izražanje genov kot proces realizacije informacij, ki so v njih kodirane. Osrednja dogma molekularne biologije. Transkripcijski aparat celice. Vzorci transkripcije in spajanja.

predstavitev, dodana 21.02.2014

Preučevanje kemičnih osnov dednosti. Karakterizacija strukture, delovanja in procesa replikacije ribonukleinskih in deoksiribonukleinskih kislin. Upoštevanje značilnosti porazdelitve genov. Seznanitev z osnovnimi lastnostmi genetske kode.

test, dodan 30.07.2010

Analiza molekularne, celične, tkivne, organske, organizmske, populacijsko-vrstne, biogeocenotske in biosferske ravni življenja. Preučevanje strukture in delovanja tkiv. Raziskovanje genetskih in ekoloških značilnosti populacij.

predstavitev, dodana 11.09.2016

Bistvo in pomen mitoze - proces porazdelitve kopiranih kromosomov med hčerinskimi celicami. splošne značilnosti glavne faze mitoze - profaza, metafaza, anafaza in telofaza, pa tudi opis značilnosti delitve celičnih kromosomov v njih.

predstavitev, dodana 12.4.2010

Preučevanje procesa mitoze kot posredne celične delitve in običajnega načina razmnoževanja evkariontskih celic, njegov biološki pomen. Mejoza je redukcijska delitev celic. Interfaza, profaza, metafaza, anafaza in telofaza mejoze in mitoze.

predstavitev, dodana 21.02.2013

Sistem za kodiranje dednih informacij v molekulah nukleinskih kislin v obliki genetske kode. Bistvo procesov celične delitve: mitoza in mejoza, njune faze. Prenos genetske informacije. Zgradba kromosomov DNA, RNA. Kromosomske bolezni.

test, dodan 23.04.2013

Bistvo celičnega cikla je obdobje življenja celice od ene do druge delitve oziroma od delitve do smrti. Biološki pomen mitoze, njeni glavni regulatorni mehanizmi. Dve obdobji mitotske delitve. Shema aktivacije ciklin-odvisne kinaze.

predstavitev, dodana 28.10.2014

Celični cikel je obdobje obstoja celice od trenutka njenega nastanka z delitvijo matične celice do lastne delitve ali smrti. Načela in metode njegove ureditve. Faze in biološki pomen mitoze, mejoze, utemeljitev teh procesov.

predstavitev, dodana 12.7.2014

Elementarni genetski in strukturno-funkcionalni biološki sistem. Celična teorija. Vrste celične organizacije. Strukturne značilnosti prokariontske celice. Načela organizacije evkariontske celice. Dedni aparat celic.