- •1. Биология как наука, содержание, методы исследования. Значение биологии для медицины. Фундаментальные свойства
- •3. Клетка - элементарная и генетическая структурно-функциональная единица живого. Прокариотические и
- •4. Клетка как открытая система. Организация потоков веществ, энергии и информации в клетке. Специализация и интеграция клеток многоклеточного организма.
- •5. Клеточный цикл, его периодизация. Митотический цикл и его механизмы. Проблемы клеточной пролиферации в медицине.
- •6. Особенности морфологического и функционального строения хромосомы. Гетеро- и эухроматин. Кариотип и идиограмма хромосом человека. Характеристика кариотипа человека в норме и патологии.
- •8. Размножение - универсальное свойство живого, обеспечивающее материальную непрерывность в ряду поколений. Эволюция размножения. Формы размножения.
- •9. Гаметогенез. Мейоз: цитологическая и цитогенетическая характеристика.
- •10. Оплодотворение. Партеногенез (формы, распространенность в природе). Половой диморфизм. Биологический аспект репродукции человека.
- •15. Закономерности наследования при моногибридном скрещивании. Дигибридное и полигибридное скрещивание. Общая
- •16. Независимое комбинирование неаллельных генов и его цитологические основы.
- •18. Сцепление генов. Кроссинговер. Метод соматической гибридизации клеток и его применение для картирования генов
- •19. Наследование признаков человека, сцепленных с полом.
- •20. Взаимодействие неаллельных генов: комплиментарность, эпистаз, гипостаз, эффект положения, модифицирующее действие генов, полимерия.
- •21. Количественная и качественная специфика проявления генов в признаках: пенетрантность, экспрессивность, плейотропность, генокопии.
- •23. Молекулярное строение гена у прокариот и эукариот. Уникальные гены и повторы на нити днк. Цитоплазматическая
- •2. Посттранскрипционные процессы (процессинг).
- •4. Посттрансляционные процессы.
- •24. Классификация генов: гены структурного синтеза рнк, регуляторы. Свойства генов (дискретность, стабильность,
- •25. Экспрессия генов в процессе биосинтеза белка. Регуляция экспрессии генов у прокариот и эукариот.
- •27. Формы изменчивости: комбинативная, мутационная. Их значение в онтогенезе и эволюции. Хромосомные мутации:
- •29. Мутационная изменчивость. Классификация мутаций. Мутация в половых и соматических клетках. Понятие о
- •30. Репарация генетического материала. Фотореактивация. Темновая репарация. Мутации, связанные с нарушением
- •31. Биология развития. Жизненные циклы организмов как отражение их эволюции. Онтогенез и его периодизация. Прямое
- •34. Эмбриональная индукция. Дифференциация и интеграция в развитии. Роль наследственности и среды в онтогенезе.
- •35. Постнатальный онтогенез и его периоды. Роль эндокринных желез в регуляции жизнедеятельности организма в постнатальном периоде.
- •36. Биологические и социальные аспекты старения и смерти. Теории старения. Молекулярные и клеточные проявления
- •37. Регенерация как свойство живого к самообновлению и восстановлению. Физиологическая регенерация, ее биологическое значение.
- •38. Репаративная регенерация и способы ее осуществления. Проявление регенеративной способности в филогенезе. Соматический эмбриогенез. Аутосомия.
- •41. Проблема трансплантации органов и тканей. Ауто- алло- и гетеротрансплантация. Трансплантация жизненно важных
- •42. Биологические ритмы. Классификация биоритмов. Мультиосцилляторная модель регуляции биологических ритмов.
- •43. Жизнь тканей и органов вне организма. Значение метода культуры тканей в биологии и медицине. Клиническая и
- •44. Раздражимость. Анабиоз. Гипотермия.
- •45. История становления эволюционной идеи. Сущность представления ч. Дарвина о механизме органической эволюции. Современный период синтеза дарвинизма и генетики.
- •46. Понятие о биологическом виде. Реальность биологического вида. Популяционная структура вида. Генетическая структура популяции. Правило Харди-Вайнберга.
- •49. Микро- и макроэволюция. Характеристика механизмов, лежащих в основе эволюционных процессов и их результат.
- •50. Типы, формы, правила эволюции групп. Принципы эволюции органов.
- •51. Филогенез скелета, покровов тела позвоночных.
- •52. Филогенез нервной, эндокринной систем хордовых.
- •53. Филогенез кровеносной системы, эволюции сердца, пороки развития сердца человека. Развитие артериальных дуг. Пороки магистральных сосудов.
- •54. Филогенез половой системы / связь выделительной системы с половой /.
- •55. Филогенез пищеварительной и дыхательной систем.
- •56. Индивидуальное и историческое развитие. Биогенетический закон. Филогенез как процесс эволюции онтогенезов,
- •59. Понятие о расах и видовое единство человечества. Современная классификация и распространение человеческих рас.
- •60. Учение о биосфере. Границы, структура и функции биосферы. Основные положения теории в. И. Вернадского и ее
- •61. Человек и биосфера. Ноосфера – высший этап эволюции биосферы. Биотехносфера. Медико-генетические аспекты
- •62. Определение науки экологии. Среда как экологическое понятие. Факторы среды. Экосистема, биогеоценоз,
- •63. Предмет, задачи и методы изучения экологии человека. Биологический и социальный аспекты адаптации населения к
- •68. Жизненные циклы паразитов. Чередование поколений и феномен смены хозяев. Промежуточные, основные, резервуарные и дополнительные хозяева. Понятие о био- и геогельминтах.
- •69. Трансмиссивные и природно-очаговые заболевания. Понятие об антропонозах и зоонозах. Учение академика е. Н.
- •70. Тип Простейшие. Классификация. Характерные черты организации. Значение для медицины.
- •72. Малярийные плазмодии. Систематика, морфология, цикл развития, видовые отличия. Борьба с малярией. Задачи
- •75. Тип Плоские черви. Классификация. Филогенез гельминтов. Характерные черты строения. Схема очага биогельминта.
- •76. Аскарида, власоглав, острица, анкилостомиды, угрица кишечная, ришта, филярии, трихинелла. Систематика,
- •77. Тип Круглые черви. Классификация. Филогенез гельминтов. Характерные черты строения. Схема очага геогельминта.
- •79. Тип Членистоногие. Классификация, характерные черты организации представителей классов Паукообразных и
5. Клеточный цикл, его периодизация. Митотический цикл и его механизмы. Проблемы клеточной пролиферации в медицине.
В результате проц.о.в.и эн.кл.все время изменяется, происходит ее онтогенез, получивший название жизненного цикла клетки. В ряде случаев он приводит к размножению клеток и передаче потока информации в среде клеточных генераций. С размножением клеток, или пролиферацией, связаны рост и обновление многих структур в многоклеточном организме. Как в многоклеточном организме, так и у одноклеточных существ клетки размножаются путем деления. При размножении клеток осуществляются механизмы, лежащие в основе наследования свойств и передачи потока информации также на организменном уровне.
Клеточный цикл – это период существования клетки от момента ее образования путем деления материнской клетки до собственного деления или смерти. Обязательным компонентом клеточного цикла является митотический (пролиферативный) цикл.
Митотический цикл. Молодые клетки, образовавшиеся после деления, не могут немедленно приступить к новому клеточному делению. В них предварительно должны произойти важные процессы: увеличение объема, восстановление структурных компонентов ядра и цитоплазмы, связанных с синтезом белка и нуклеиновых кислот.
Совокупность процессов, происходящих в клетке от одного деления до следующего и заканчивающихся образованием двух клеток новой генерации, называется митотическим циклом. Различают четыре периода этого цикла: пресинтетический (или постмитотический), синтетический, постсинтетический (или премитотический) и митоз.
Пресинтетический период (G1 следует непосредственно за делением. В это время синтез ДНК еще не происходит, но накапливаются РНК и белок, необходимые для образования клеточных структур. Это наиболее длительная фаза; в готовящихся к делению клетках она продолжается от 10 ч до нескольких суток.
Второй период — синтетический (S) характеризуется синтезом ДНК и редупликацией хромосомных структур, поэтому к концу его содержание ДНК удваивается. Происходит также синтез РНК и белка. Продолжительность этой фазы 6—10 ч.
В следующий, постсинтетический период (G2), ДНК уже не синтезируется, но происходит накопление энергии и продолжается синтез РНК и белков, преимущественно ядерных. Эта фаза длится 3—4 ч. Наконец, наступает деление ядра клетки — митоз (гр. mitos — нить), или кариокинез (гр. karyon — ядро, kinesis— движение). Термины «митоз» и «кариокинез»— синонимы.
Если количество ДНК в гаплоидном наборе хромосом (n) обозначить как С, то после деления клетки диплоидный набор хромосом (2n) содержит 2С ДНК. В пресинтетический период (G1 неизменным сохраняется то же количество ДНК, но в синтетиеский период (S) количество ДНК удваивается, и тогда, когда клетка переходит к постсинтетияескому периоду (G2), диплоидный набор хромосом (2n) содержит уже 4С ДНК. В это время каждая из хромосом редуплицирована и состоит из двух нитей (хроматид). Постсинтетический период и период митоза характеризуются сохранением того же набора хромосом (2n) и того же количества ДНК (4С). В результате митоза каждая дочерняя клетка содержит 2n хромосом и 2C ДКК.
Три периода митотического цикла (G1, S, G2), во время которых происходит подготовка клетки к делению, объединяются под названием интерфазы. В ряде случаев клетки, образовавшиеся в результате деления, могут начать подготовку к следующему делению. Так происходит в эмбриональных и других быстро размножающихся тканях. При этом митотический цикл клетки совпадает со всем периодом ее существования, .т. е. жизненным циклом клетки. Если же клетки приобретают специализацию, начинают дифференцироваться, то пресинтетический период удлиняется. Для клеток каждого типа тканей устанавливается определенная продолжительность периода G1. В высокоспециализированных клетках, таких, как нервные, период G1 продолжается в течение всей жизни организма. Другими словами, они все время находятся в пресинтетическом периоде и никогда не делятся. Однако некоторые дифференцированные клетки (эпителиальная, соединительнотканная) при определенных условиях из периода G1 переходят к следующим периодам митотического цикла. У таких клеток жизненный цикл продолжительнее митотического.
Деление клетки. Деление клетки включает два этапа: деление ядра — митоз и деление цитоплазмы — цитокинез.
Митоз — сложное деление ядра клетки, биологическое значение которого заключается в точном идентичном распределении дочерних хромосом с содержащейся в них генетической информацией между ядрами дочерних клеток. А в результате этого деления ядра дочерних клеток имеют набор хромосом, по количеству и качеству идентичный таковому материнской клетки. Хромосомы — основной субстрат наследственности, они — та единственная структура, для которой доказана самостоятельная способность к редупликации. Все другие органоиды клетки, способные к редупликации, осуществляют ее под контролем ядра. В связи с этим важно сохранить постоянство числа хромосом и равномерно распределить их между дочерними клетками, что и достигается всем механизмом митоза. Такой способ деления в клетках растений был открыт в 1874 г. русским ботаником И. Д. Чистяковым (1843—1877), а в клетках животных — в 1878 г. русским гистологом П. И. Перемежко (1833—1894). Детальные исследования по делению клеток были выполнены несколько позже на растительных объектах Э. Страсбургером (1844—1912) и на клетках животных — В. Флеммингом.
В процессе митоза последовательно протекает пять фаз: профаза, прометафаза,метафаза, анафаза и телофаза. Эти фазы, непосредственно следующие друг за другом, связаны незаметными переходами. Каждая предыдущая обусловливает переход к последующей.
В клетке, вступающей в деление, хромосомы приобретают вид клубка из множества тонких, слабо спирализо-ванных нитей. В это время каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид. Образование хроматид происходит по матричному принципу в S-период митотического цикла как следствие репликации ДНК.
В самом начале профазы, а иногда и до ее наступления центриоль делится на две, и они расходятся к полюсам ядра. Одновременно хромосомы претерпевают процесс скручивания (спирализации), вследствие чего значительно укорачиваются и утолщаются. Хроматиды несколько отходят друг от друга, оставаясь связанными лишь центромерами. Между хроматидами появляется щель. К концу профазы в животных клетках вокруг центриолей образуется лучистая фигура. В большинстве растительных клеток центриолей нет.
К концу профазы ядрышки исчезают, ядерная оболочка под действием ферментов из лизосом растворяется, хромосомы оказываются погруженными в цитоплазму. Одновременно появляется ахроматиновая фигура, которая состоит из нитей, тянущихся от полюсов клетки (если есть центриоли, то от них). Ахроматиновые нити прикрепляются к центромерам хромосом. Образуется характерная фигура, напоминающая веретено. Электронно-микроскопические исследования показали, что нити веретена — это трубочки, канальцы.
В промеигяфазе в центре клетки находится цитоплазма, имеющая незначительную вязкость. Погруженные в нее хромосомы направляются к экватору клетки.
В метафазе хромосомы находятся в упорядоченном состоянии в области экватора. Хорошо видны все хромосомы, благодаря чему изучение кариотипов (подсчет числа, изучение форм хромосом) проводится именно в этой стадии. В это время каждая хромосома состоит из двух хроматид, концы которых разошлись. Поэтому на метафазных пластинках (и идиограммах из метафазных хромосом) хромосомы имеют X-образную форму. Изучение хромосом проводится именно в этой стадии.
В анафазе каждая хромосома продольно расщепляется по всей ее длине, в том числе и в области центромеры, точнее сказать, происходит расхождение хроматид, которые после этого становятся сестринскими, или дочерними, хромосомами. Они имеют палочкообразную форму, изогнутую в области первичной перетяжки. Нити веретена сокращаются, направляются к полюсам, а за ними начинают расходиться к полюсам и дочерние хромосомы. Расхождение их осуществляется быстро и всех одновременно, как «по команде». Это хорошо показывают кинокадры делящихся клеток. Бурные процессы происходят и в цитоплазме, которая на кинопленке напоминает кипящую жидкость.
В телофазе дочерние хромосомы достигают полюсов. После этого хромосомы деспирализуются, теряют ясные очертания, вокруг них формируются ядерные оболочки. Ядро приобретает строение, сходное с интерфазным материнской клетки. Восстанавливается ядрышко.
Далее происходит цитокинез, т. е. разделение цитоплазмы. В клетках животных этот процесс начинается с образования в экваториальной зоне перетяжки, которая, все более углубляясь, отделяет, наконец, сестринские клетки друг от друга. В клетках растений разделение сестринских клеток начинается во внутренней области материнской клетки. Здесь мелкие пузырьки эндоплазматической сети сливаются, образуя, в конце концов, клеточную мембрану. Построение целлюлозных клеточных оболочек связано с использованием секретов, накапливающихся в диктиосомах.
Митоз, сочетающийся с задержкой цитокинеза, приводит к образованию многоядерных клеток. Такой процесс наблюдается, например, при размножении простейших путем схизогонии. У многоклеточных организмов так образуются синцитии, т. е. ткани, состоящие из протоплазмы, в которой отсутствуют границы между клетками. Такими являются некоторые мышечные ткани и тегумент плоских червей.
Продолжительность каждой из фаз митоза различна — от нескольких минут до сотен часов, что зависит от ряда причин: типа тканей, физиологического состояния организма, внешних факторов
(температура, свет, химические вещества). Изучение влияния этих факторов на различные периоды митотического цикла с целью воздействия на него имеет большое практическое значение.
Амитоз — так называемое прямое деление ядра клетки. При этом делении морфологически сохраняется интерфазное состояние ядра, хорошо видны ядрышко и ядерная мембрана. Хромосомы не выявляются и равномерного распределения их не происходит. Ядро делится на две относительно равные части без образования ахроматинового аппарата. На этом деление может закончиться, и возникает двухядерная клетка; иногда перешнуровывается и цитоплазма. Описано амитотическое деление ядер в некоторых дифференцированных тканях, например в скелетной мускулатуре, клетках кожного эпителия, соединительной ткани и некоторых других, а также в патологически измененных клетках. Однако этот способ деления ядра никогда не встречается в клетках, нуждающихся в сохранении полноценной генетической информации, например в оплодотворенных яйцеклетках и клетках нормально развивающихся эмбрионов.Там встречается только митоз. Амитоз не может считаться полноценным способом размножения ядер клеток эука-рйотов.
Эндомитоз (гр. endon — внутри). При эндомитозе после репродукции хромосом деления клетки не происходит. Это приводит к увеличению числа хромосом иногда в десятки раз по сравнению с диплоидным набором, т. е. приводит к возникновению полиплоидных клеток. Эндомитоз встречается в интенсивно функционирующих клетках различных тканей, например в клетках печени.
Политения (гр. роlу — много). Политенией называется воспроизведение в хромосомах тонких структур — хромонем, количество которых может увеличиваться многократно, достигая 1000 и более, но увеличения числа хромосом при этом не происходит. Хромосомы приобретают гигантские размеры. Политения наблюдается в некоторых специализированных клетках, например, в слюнных железах двукрылых. При политении выпадают все фазы митотического цикла, кроме репродукции первичных нитей хромосом. Клетки с политенными хромосомами у дрозофилы используются для построения цитологических карт генов в хромосомах.