- •Генетика, предмет и задачи. Понятие о наследственности и изменчивости.
- •Этапы становления генетики.
- •Генетика в системе других наук. Достижения генетики, внедренные в практику человеческой деятельности.
- •Методы генетики.
- •Наследование при моногибридном скрещивании.
- •I и II законы г. Менделя. Условия выполнения II закона г. Менделя.
- •Фенотип и генотип.
- •Цитологические основы моногибридного скрещивания.
- •Анализирующее, обратное и реципрокные скрещивания.
- •Дигибридное скрещивание. III закон г. Менделя.
- •Цитологические основы дигибридного скрещивания.
- •Взаимодействие неаллельных генов: комплементарность.
- •Взаимодействие неаллельных генов: эпистаз.
- •Взаимодействие неаллельных генов: полимерия.
- •Структурно-функциональная организация хромосом. Строение хромосом.
- •Упаковка днк в хромосомах.
- •18. Кариотип. Идиограмма.
- •19. Организация генетического аппарата у бактерий и вирусов
- •20. Трансформация.
- •21. Трансдукция. Неспецифическая, специфическая, абортивная трансдукция
- •22.Конъюгация бактерий.
- •23. Клеточный цикл.
- •24. Митоз, фазы и значение.
- •25. Мейоз, фазы и значение.
- •26. История генетики онтогенеза
- •27.Генетическая регуляция процесса оплодотворения
- •28. Генетические аспекты постэмбрионального развития
- •29. Генетическая роль днк и рнк. Строение днк и рнк.
- •30.Эволюция представителей о гене. Функция гена
- •31. Репликация.
- •32. Полуконсервативный способ репликации.
- •33. Ферменты репликации. Репликационная вилка. Репликационный глазок.
- •34. Репарация днк. Основные типы репарации.
- •35. Этапы биосинтеза рнк.
- •36. Транскрипция.
- •37.Обратная транскрипция.
- •38.Трансляция
- •39.Генетический код и его свойства.
- •40.Составляющие элементы и стадии трансляции.
- •41. Пол как признак. Половой диморфизм.
- •42.Типы определения пола. Хромосомный механизм определения пола
- •43.Наследование признаков, сцепленных с полом.
- •44.Сцепленное наследование признаков и его объяснение. Группы сцепления
- •45.Кроссинговер. Типы кроссинговера. Факторы, влияющие на кроссинговер.
- •46.Основные положения хромосомной теории наследственности
- •47.Классификация изменчивости. Ненаследственная изменчивость и ее типы.
- •48.Наследственная изменчивость и ее типы.
- •49.Мутагены и мутагенез.
- •50.Классификация мутаций.
- •51.Причины генных мутаций. Значимость генных мутаций для жизнедеятельности организма.
- •52.Хромосомные мутации. Классификация. Значение хромосомных перестроек в эволюции.
- •53. Геномные мутации. Классификация. Механизмы возникновения геномных мутаций.
- •54. Генетика популяций. Понятие и типы популяций.
- •55. Закон Харди-Вайнберга.
- •56. Основные факторы генетической динамики популяций.
- •57. Генетический груз.
- •58. Человек как объект генетических исследований.
- •59. Основы медицинской генетики. Классификация наследственных болезней человека.
- •60. Методы изучения генетики человека.
- •61. Проект «Геном человека».
- •62. Использование генно-инженерных подходов для выявления наследственных заболеваний. Генотерапия.
- •63. Клеточная инженерия. Стволовые клетки и их применение
22.Конъюгация бактерий.
Конъюгация бактерий состоит в переходе генетического материала (ДНК) из клетки-донора («мужской») в клетку-реципиент («женскую») при контакте клеток между собой. «Мужская» клетка содержит F-фактор, или половой фактор, который контролирует синтез так называемых половых пилей, или F-пилей. Клетки, не содержащие F-фактора, являются «женскими»; при получении F-фактора они превращаются в «мужские» и сами становятся донорами. F-фактор располагается в цитоплазме в виде кольцевой двунитчатой молекулы ДНК, т. е. является плазмидой. Молекула F-фактора значительно меньше хромосомы и содержит гены, контролирующие процесс конъюгации, в том числе синтез F-пилей. При конъюгации F-пили соединяют «мужскую» и «женскую» клетки, обеспечивая переход ДНК через конъюгационный мостик или F-пили. Клетки, содержащие F-фактор в цитоплазме, обозначаются F+; они передают F-фактор клеткам, обозначаемым F- («женским»), не утрачивая донорской способности, так как оставляют копии F-фактора. Если F-фактор включается в хромосому, то бактерии приобретают способность передавать фрагменты хромосомной ДНК и называются Hfr-клетками (от англ. highfrequencyofrecombination — высокая частота рекомбинаций), т.е. бактериями с высокой частотой рекомбинаций. При конъюгации клеток Hfr и клеток F- хромосома разрывается и передается с определенного участка (начальной точки) в клетку F-, продолжая реплицироваться. Перенос всей хромосомы может длиться до 100 мин.
Переносимая ДНК взаимодействует с ДНК реципиента — происходит гомологичная рекомбинация. Прерывая процесс конъюгации бактерий, можно определять последовательность расположения генов в хромосоме. Иногда F-фактор может при выходе из хромосомы захватывать небольшую ее часть, образуя так называемый замещенный фактор — F'.
При конъюгации происходит только частичный перенос генетического материала, поэтому ее не следует отождествлять полностью с половым процессом у других организмов.
23. Клеточный цикл.
Кле́точный цикл — период существования клетки от момента её образования путём деления материнской клетки до собственного деления или гибели. Длительность клеточного цикла у разных клеток разная. Быстро размножающиеся клетки взрослых организмов, такие как кроветворные или базальные клетки эпидермиса и тонкой кишки, могут входить в клеточный цикл каждые 12—36 ч. Короткие клеточные циклы (около 30 мин) наблюдаются при быстром дроблении яиц иглокожих, земноводных и других животных. В экспериментальных условиях короткий клеточный цикл (около 20 ч) имеют многие линии клеточных культур. У большинства активно делящихся клеток длительность периода между митозами составляет примерно 10—24 ч.
Клеточный цикл эукариот состоит из двух периодов:
период клеточного роста (интерфаза), во время которого идет синтез ДНК и белков и осуществляется подготовка к делению клетки. Состоит из нескольких стадий:
G1-фазы (от англ. gap — промежуток), или фазы начального роста, во время которой идет синтез мРНК, белков, других клеточных компонентов;
S-фазы (от англ. synthesis — синтез), во время которой идет репликация (копирование) ДНК клеточного ядра, также происходит удвоение центриолей (если есть).
G2-фазы, во время которой идет подготовка к митозу.
Клетки, которые более не делятся, находятся в фазе покоя G0 (имея столько же ДНК, как в G1);
период клеточного деления (фаза М, от слова mitosis — митоз). Включает две стадии:
кариокинез (деление клеточного ядра). Митоз, в свою очередь, делится на пять стадий.
цитокинез (деление цитоплазмы).
Описание клеточного деления базируется на данных световой микроскопии в сочетании с микрокиносъемкой и на результатах световой и электронной микроскопии фиксированных и окрашенных клеток.
Закономерная последовательность смены периодов клеточного цикла осуществляется при взаимодействии таких белков, как циклин-зависимые киназы и циклины. Клетки, находящиеся в фазе G0, могут вступать в клеточный цикл при действии на них факторов роста. Разные факторы роста, такие как тромбоцитарный, эпидермальный, фактор роста нервов, связываясь со своими рецепторами, запускают внутриклеточный сигнальный каскад, приводящий в итоге к транскрипции генов циклинов и циклин-зависимых киназ. Циклин-зависимые киназы становятся активными лишь при взаимодействии с соответствующими циклинами. Содержание различных циклинов в клетке меняется на протяжении всего клеточного цикла. Циклин является регуляторной компонентой комплекса циклин-циклин-зависимая киназа. Киназа же является каталитическим компонентом этого комплекса. Киназы не активны без циклинов. На разных стадиях клеточного цикла синтезируются разные циклины. Так, содержание циклина
B в ооцитах лягушки достигает максимума к моменту митоза, когда запускается весь каскад реакций фосфорилирования, катализируемых комплексом циклин-В/циклин-зависимая киназа. К окончанию митоза циклин быстро разрушается протеиназами.
Для определения завершения каждой фазы клеточного цикла необходимо наличие в нем контрольных точек. Если клетка «проходит» контрольную точку, то она продолжает «двигаться» по клеточному циклу.
Если же какие-либо обстоятельства, например, повреждение ДНК, мешают клетке пройти через контрольную точку, которую можно сравнить со своего рода контрольным пунктом, то клетка останавливается и другой фазы клеточного цикла не наступает, по крайней мере, до тех пор, пока не будут устранены препятствия, не позволявшие клетке пройти через контрольный пункт. Существует как минимум четыре контрольных точки клеточного цикла: точка в G1, где проверяется интактность ДНК, перед вхождением в S-фазу, сверочная точка в S-фазе, в которой проверяется правильность репликации ДНК, сверочная точка в G2, в которой проверяются повреждения, пропущенные при прохождении предыдущих сверочных точек, либо полученные на последующих стадиях клеточного цикла. В G2-фазе детектируется полнота репликации ДНК, и клетки, в которых ДНК недореплицирована, не входят в митоз. В контрольной точке сборки веретена деления проверяется, все ли кинетохоры прикреплены к микротрубочкам.
Нарушение нормальной регуляции клеточного цикла является причиной появления большинства твердых опухолей. В клеточном цикле, как уже говорилось, прохождение контрольных пунктов его возможно только в случае нормального завершения предыдущих этапов и отсутствия поломок.
Для опухолевых клеток характерны изменения компонентов сверочных точек клеточного цикла. При инактивации сверочных точек клеточного цикла наблюдается дисфункция некоторых опухолевых супрессоров и протоонкогенов, в частности p53, pRb, Myc и Ras. Белок p53 является одним из факторов транскрипции, который инициирует синтез белка p21, являющегося ингибитором комплекса CDK-циклин, что приводит к остановке клеточного цикла в периоде G1 и G2. Таким образом клетка, у которой повреждена ДНК, не вступает в S-фазу. При мутациях, приводящих к потере генов белка p53, или при их изменениях, блокады клеточного цикла не происходит, клетки вступают в митоз, что приводит к появлению мутантных клеток, большая часть из которых нежизнеспособна, другая — дает начало злокачественным клеткам.