31. Норма реакции гена в различных условиях внешней среды

Но́рма реа́кции — способность генотипа формировать в онтогенезе, в зависимости от условий среды, разные фенотипы. Она характеризует долю участия среды в реализации признака и определяет модификационную изменчивость вида. Чем шире норма реакции, тем больше влияние среды и тем меньше влияние генотипа в онтогенезе. Один и тот же ген в разных условиях среды может реализоваться в несколько проявлений признака (фенов). В каждом конкретном онтогенезе из спектра проявлений признака реализуется только один. Аналогично один и тот же генотип в разных условиях среды может реализоваться в целый спектр потенциально возможных фенотипов, но в каждом конкретном онтогенезе реализуется только один фенотип. Под наследственной нормой реакции понимают максимально возможную ширину этого спектра: чем он шире, тем шире норма реакции. Фенотипическое значение любого количественного признака (Ф) определяется, с одной стороны, его генотипическим значением (Г), с другой стороны — влиянием среды (С).

32. Нуклеиновые кислоты, их строение и роль в наследственности

Нуклеиновые кис­лоты открыты И. Мишером еще в 1870 г., Нук­леиновые кислоты обеспечивают про­цессы синтеза белка, закономерности роста и раз­вития, явления наследственности и из­менчивости. Нарушения в структуре нуклеиновых кислот влекут за собой патологические состояния.

Молекулярные основы наследственности связанные с нуклеиновыми кислотами. Нуклеиновые кислоты впервые в 1869 г. выделил из животных клеток швейцарский  биохимик Ф.Мишер.

Нуклеиновые кислоты содержатся во всех живых организмах и выполняют уникальные биологические функции. Это такие функции – сохранение, воспроизведения, реализация  и передача генетической информации в ряде поколений. Существуют два типа нуклеиновых кислот – дезоксирибонуклеиновые (ДНК) и рибонуклеиновые (РНК). В клетках прокариотов и эукариотов содержатся обе нуклеиновые  кислоты (ДНК и РНК),  вирусы имеют лишь одну из них (ДНК или РНК).

В состав нуклеиновых кислот вхо­дят углерод, кислород, водород, азот и фосфор. Известны две группы этих кислот —РНК и ДНК. Они отличаются химическим строением и биологиче­скими свойствами.

ДНК и РНК в клетке имеют различную локализацию. ДНК нахо­дится преимущественно в ядре, входит в состав хроматина, сосредоточена в хромосомах. ДНК также входит в состав органоидов цито­плазмы; митохондрий, центросом и пластид. Основные хранители РНК — ядрышки, рибосомы, расположенные в цитоплаз­ме. Нуклеиновые кислоты представляют собой биополимеры, мономерами ко­торых служат нуклеотиды. В каждый нуклеотид входит молекула фосфор­ной кислоты, моносахарида (рибозы или дезоксирибозы) и одно из четырех азотистых оснований: аденин (А), гуа­нин (Г), цитозин (Ц) и тимин (Т) или урацил (У).

РНК содержит моносахарид рибозу В состав ДНК входит мо­носахарид дезоксирибоза Азотистые основания аденин, гуанин и цитозин могут входить в состав как одной, так и другой кислоты, но тимин входит в состав только ДНК, а ура­цил — только РНК. Основная биологическая функция ДНК заключается в хранении, по­стоянном самовозобновлении, самовос­произведении (репликации) и пере­даче генетической (наследственной) информации в клетке.

Биологическая роль РНК связана преимущественно с синтезом белка, т. е. с реализацией наследственной ин­формации. Именно РНК является посредником между ДНК и строящей­ся в клетке белковой молекулой

ДНК. Способность ДНК к авторе­продукции и способность ее быть носителем наследственной информации свя­заны с особенностью ее строения. С по­мощью рентгеноструктурного анализа показано, что молекула ДНК состоит из двух спирально закрученных нитей

Азотистое основание одной нити ДНК связано водородным «мостиком» с основанием другой, причем так, что аденин может быть связан толь­ко с тимином, а цитозин — только с гуанином. Они комплементарны (дополнительны) друг другу. Именно на этом основано свойство ДНК, объясняющее ее важную биологиче­скую роль: способность к самовоспро­изведению, т. е. к авторепродукции. Авторепродукция молекул ДНК про­исходит под воздействием фермента полимеразы. Предполагается, что при этом комплементарные цепи молекул ДНК раскручиваются и расходятся. Затем каждая из них начинает синте­зировать новую. Поскольку каждое изоснований в нуклеотидах может при­соединить другой нуклеотид только строго определенного строения, про­исходит точное воспроизведение мате­ринской молекулы. Этим объясня­ется передача наследственной информа­ции от клетки, из поколения в поко­ление.

РНК не имеет двойной спирали и построена подобно одной из цепей ДНК. Если содержание ДНК в клетке характеризуется постоянством, то со­держание РНК сильно колеблется, особенно много ее в клетках с интен­сивным синтезом белка.

Различают три вида РНК, рибосомальную, информационную и тран­спортную. Рибосомальная (рРНК) об­ладает наиболее крупными молеку­лами, включающими в себя до 3000 — 5000 нуклеотидов. Входит она в со­став рибосом. на ее долю приходится до 90 %. роль в инициации, окончании синтеза и отщеплении го­товых молекул белка от рибосом.

Информационная (иРНК) несет в себе генетическую информацию для построения белка. Моле­кула иРНК состоит из триплетов (ко-донов). 1 %.

Информационная РНК существует в двух фракциях: в виде зрелой иРНК и в виде ее предшественника Обе фракции растворены в цитоплаз­ме, где и происходит созревание.

Молекулы транспортной (тРНК) наиболее короткие: состоят из 70 — 100 нуклеотидов и имеют наиболее низкую относительную молекулярную массу. тРНК находится в цитоплазме. Ее функция — транспорт аминокислот к рибосомам Для каждой аминокислоты существует свой тип тРНК. На одном из концов молекулы тРНК имеется участок, к которому прикрепляется определенная аминокислота, на дру­гом конце — участок, в котором рас­полагается триплет свободных азо­тистых оснований (антикодон).

Чаргафф вывел 3 правила 1) сумма Аденина= сумме Тимина, сумма Гуанина= сумме Цитозина, 2) А+Г=Т+Ц 3) А+Г/Т+Ц. Принцип комплементарности доказали в 1953г Криком и Уотсоном. Они, использовали метод рентген структурного анализа, построили спираль- расшифровали структуру ДНК.