49. Виды наследственной изменчивости организмов ,смысл и перспективы генной инженерии и клонирования.

Наследственная изменчивость - это изменчивость, обусловленная возникновением новых генотипов.

Причина ненаследственной модификационной изменчивости – действие факторов среды, включая питание, образ жизни и другие, хотя и в этом случае реакция на действие факторов среды, как правило, в известной мере обусловлена генетически.

Наследственная изменчивость подразделяется на два основных вида – комбинативную (рекомбинационную) и мутационную.

Под комбинативной изменчивостью понимают возникновение новых сочетаний неизмененных генов (ни качественно, ни количественно) за счет их перегруппировки в мейозе и случайности встречи гамет при оплодотворении. В основном положительный характер, т. к. объединяются свойства; но отрицательное - родственные браки!

Другой вид наследственной изменчивости – изменчивость мутационная, возникновение мутаций, т.е. количественных или качественных изменений генотипа организма, передаваемых в процессе репликации генома от клетки к клетке и от поколения к поколению. По характеру изменения генотипа в соответствии с тремя уровнями организации генетического материала (гены – хромосомы – геном) различают и мутации – генные, хромосомные и геномные. В основном отрицательный характер, т. к. возникают дефекты ДНК.

Генные мутации связаны с изменением структуры отдельных генов и обусловливают превращение одних аллелей в другие.

Следующий уровень мутационных изменений – хромосомные мутации, т.е. структурные перестройки хромосом: делеции, дупликации, инверсии, транслокации. Изменения числа хромосом в наборе, не сопровождаемые изменением их структуры, называются геномными мутациями.

Мутации бывают спонтанными и индуцированными. Спонтанные мутации возникают от еще недостаточно изученных причин эндогенного характера (химические вещества, возникающие в ходе метаболизма; ошибки репликации и т.п.). Индуцированные мутации возникают от воздействия различных факторов экзогенного происхождения (ионизирующая радиация, широкий круг химических веществ). Факторы, вызывающие возникновение мутаций, получили название мутагены.

Клонирование органов и тканей — это задача номер один в области трансплантологии, травматологии и других областях медицины и биологии. При пересадке клонированного органа не надо думать о подавлении реакции отторжения и возможных последствиях в виде рака, развившегося на фоне иммунодефицита. Клонированные органы станут спасением для людей, попавших в автомобильные аварии или какие-нибудь иные катастрофы, или для людей, которым нужна радикальная помощь из-за заболеваний пожилого возраста (изношенное сердце, больная печень и т. д.).

При клонировании берут ДНК только одного родителя => низкая выживаемость.

Самый наглядный эффект клонирования - дать возможность бездетным людям иметь своих собственных детей. Миллионы семейных пар во всем мире страдают, будучи обреченными оставаться без потомков.

В 1972 году Берг ввел новый термин - «генная инженерия» (возможность изменять структуру ДНК).

Генная инженерия - это создание новых форм организмов, в том числе и высших, наделенных свойствами раннее у них отсутствующих. Роль генов в развитии организма огромна. Гены характеризуют все признаки будущего организма, такие, как цвет глаз и кожи, размеры, вес и многое другое. Гены являются носителями наследственной информации, на основе которой развивается организм.

Генная инженерия открыла перспективы конструирования новых биологических организмов — трансгенных растений и животных с заранее запланированными свойствами. По сути, непреодолимых природных ограничений для синтеза генов нет (так, существуют программы по созданию трансгенной овцы, покрытой вместо шерсти шелком; трансгенной козы, молоко которой содержит ценный для человека интерферон; трансгенного шпината, который вырабатывает белок, подавляющий ВИЧ-инфекции, и др.). Возникла новая отрасль промышленности — трансгенная биотехнология, занимающаяся конструированием и применением трансгенных организмов. (Сейчас в США функционирует уже около 2500 генно-инженерных фирм.)

В неразрывной связи с разработкой технологий генной инженерии развиваются фундаментальные исследования в молекулярной биологии. Одним из важнейших направлений молекулярной биологии и генной инженерии является изучение геномов растительных и животных видов и разработка способов их реконструкции. Геном — это совокупность генов, характерных для гаплоидного, т.е. одинарного набора хромосом данного вида организмов. В отличие от генотипа геном представляет собой характеристику вида, а не отдельной особи. Общая логика исследования ведет молекулярную биологию от выяснения способов воссоздания генома вида к разработке способов воссоздания генотипа особи.

50. Основные структурные уровни биосферы, их взаимосвязь с существующими на земле физическими условиями.

Под биосферой понимается вся совокупность всех живых организмов вместе со средой их обитания, в которую входят: вода, нижняя часть атмосферы и верхняя часть земной коры, населенная микроорганизмами.

Два главных компонента биосферы - живые организмы и среда их обитания - непрерывно взаимодействуют между собой и находятся в тесном, органическом единстве, образуя целостную динамическую систему. Биосфера как глобальная суперсистема в свою очередь состоит из ряда подсистем/

Структура биосферы:

1. Химические элементы - C, H, O, N, P, S

2. Химические соединения - H₂O, CO₂, CO (угарный газ), CH₄ (метан), NH₃ (аммиак).

3. Органические соединения (углеводы, белки, жиры, нуклеиновые кислоты)