1. Триплетность

каждая аминокислота кодирует определенную последовательность нуклеотидов (в количестве 3х). Гипотеза о том, что последовательность нуклеотидов, определяющая аминокислоту, должна содержать не менее 3х нуклеотидов б выдвинута Гаммовым, 1953г.

2. Вырожденность

код содержит много синонимов. Все аминокислоты кодируются более чем 1 триплетом (исключение 2 аминокислоты – метионин, триптофан).

3 аминослоты: лейцин, серин, аргинин имеют 6 кодонов и образуют не связанные кодовые серии.

5 аминокислот: валин, аланин, глицин, пролин – имеют 4 кодона.

1 аминокислота: изолейцин – 3 кодона.

9 аминокислот: тирозин, фенилаланин и т.д. – 2 кодона.

УАА, УГА, УАГ – терминирующие кодоны.

Правило вырожденности: если какие-то 2 кодона имеют 2 одинаковых первых нуклеотида, а их 3 нуклеотид принадлежит одному классу, то они кодируют одну и туже аминокислоту. (исключения: изолейцин – АУА должен кодировать метионин, терминирующий кодон УГА – должен кодировать Try.

Различные кодоны используются с различной частотой, число кодонов для 1 аминокислоты хорошо отражает встрчаемость данной аминокислоты в белках (исключение агринин).

3. Однозначность

каждый триплет кодирует 1 аминокислоту

-кодон АУГ, если он находится не в начале гена, то он кодирует метионин, а если в начале, то формилметионин.

-кодон ГУГ – аналогично АУГ ( в начале – формилметионин, не в начале – Валин)

4. Неперекрываемость

кодоны не перекрываются у большинства организмов

5. Отсутствие межкодонных знаков препинания

6. Наличие межгенных знаков препинания

7. Код помехо-устойчив

1967 г. Румер, Волькинштеин. – ген кодирует первичную структуру белка. Важное значение играет гидрофобность аминокислотного остатка.

Мутации меняющие классы остатка – неправильные, мутации не меняющие классы остатка – правильные. Наиболее слабо влияют изменения 3гонуклеотида, наибольшее значение имеет 2ой кодон.

2,25 – помехо устойчивость генетического кода. Код обладает высокой надежностью

8. Код универсален

един для всех живых существ. Выдвинул Нирнберг, когда сравнивал E. cоli и морскую свинку (сильное доказательство, что все организмы возникли из одной и той же клеточной системы.

67 Эволюционные теории: Ч. Дарвина, синтетическая, пунктуализм, сальтационизм, экосистемная и др.

Дарвинизм – материалистическая теория эволюции органического мира, основанная на воззрениях Ч.Дарвина. Ученый доказал реальность эволюции и убедительно объяснил механизм эволюционного процесса. Он опирался на данные палеонтологии, сравнительной анатомии, эмбриологии, систематик, биогеографии и геологии, широко использовал достижения практики сельского хозяйства, особенно селекции. Основные положения теории Дарвин изложил в 1859 году в книге “Происхождение видов путем естественного отбора, или сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь”. Ч.Дарвин приходит к выводу о существующем в природе стремлении к размножению каждого вида в геометрической прогрессии. Потенциально каждый вид способен произвести и производит гораздо больше особей, чем выживает их до взрослого состояния; юных особей всегда больше, чем взрослых. Однако число взрослых особей каждого вида постоянно. Появляется на свет огромное число особей, до взрослого состояния выживает лишь незначительная часть. Следовательно, остальные гибнут в борьбе за жизнь, в борьбе за существование – таков первый важный вывод.

Дарвин собрал многочисленные доказательства существования в природе и в условиях одомашнивания наследственной изменчивости. Выделил две формы изменчивости: неопределенную индивидуальную наследственную изменчивость (придав ей основное значение в эволюции) и определенную массовую (групповую) изменчивость. В условиях одомашнивания на основе наследственной изменчивости организмов путем искусственного отбора человек создал многочисленные породы домашних животных и сорта культурных растений. По аналогии Дарвин пришел к выводу, что и в природных условиях действует творческий фактор, движущий и направляющий эволюцию организмов – естественный отбор. Неизбежным результатом наследственной изменчивости и борьбы за существование является естественный отбор – преимущественное выживание и участие в размножении наиболее приспособленных особей каждого вида. Следствием естественного отбора являются видообразование, сопровождаемое закреплением адаптаций, дивергенция и прогрессивная эволюция.

Синтетическая теория эволюции предполагает объединение данных многих отраслей биологии на базе дарвинизма: генетико-экологического изучения структуры популяции, экспериментального и математического изучения борьбы за существование и естественного отбора, данных экспериментальной и теоретической генетики и др. Современный синтетический этап развития теории эволюции – это прежде всего развитие учения о микроэволюции. В основу этой теории легли два исходных постулата:

- элементарной эволюционирующей единицей является не особь, а популяция – группа особей одного вида. Вид есть целостная замкнутая система, включающая соподчиненные подвиды и популяции.

- раскрытие закономерностей эволюции возможно лишь на основе синтеза знаний из разных областей биологии.

- изменчивость есть нормальный естественный феномен.

Пунктуализм (гипотеза прерывистого равновесия) выдвинут был учеными С. Гоулд, С. Стэнли, Н. Элридж. Суть пунктуализма состоит в допущении, что эволюция идет только скачками, в промежутки между которыми наблюдается длительный застой, стазис. Продолжительность эволюционного стазиса составляет, по оценочным данным, поколений, тогда как период преобразования с появлением нового вида захватывает всего поколений, причем родоначальниками новой видовой формы могут быть несколько особей – макромутантов. По мнению пунктуалистов, таким путем образованы примерно 95% видов. Это должно было произойти в результате преимущественного преобразования периферичеких изолятов в пределах единой популяции и без участия отбора (вымирание предкового вида допускается без конкуренции, новый и предковый виды не отличаются по адаптивности).

Сальтационизм (макрогенез) предполагает внезапное образование новых видов, вне действия отбора, путем крупных скачков. Сальтационное видообразование можно определить как появление особи или группы родственных омобей, которые оказываются репродуктивно изолированными от материнского вида и обладают возможностями для того, чтобы дать начало популяции нового вида. По мнению сальтационистов, микроэволюционные явления, такие как инверсионный полиморфизм, полиморфизм популяций по белкам и др., никакого отношения к события макроэволюционного порядка не имеют. Между собственно эволюцией и адаптивной внутривидовой дифференциацией существуют качественные различия. Сторонники: Ю.П. Алтухов, Л.И. Корочкин, В.Н. Стегний и др.

Экосистемная эволюция предполагает развитие органического мира на уровне экосистем. Такой уровень эволюции оказывается очень значимым, так как популяции и виды в целом развиваются всегда в окружении других видов, в тесном взаимодействии с ними. Все экосистемы являются реальной средой для межвидовых взаимоотношений и связанных с нею бесчисленных проявлений естественного отбора. Взаимосвязанные между собой виды в экосистеме всегда оказывают воздействие на и на абиотические компоненты среды. Это в свою очередь влечет обратное воздействие этих измененных абиотических факторов на живые компоненты биогеоценозов. Такое постоянное взаимодействие всех компонентов биогеоценоза оказывается причиной изменений биогеоценозов и других экосистем. Суммарным следствием таких изменений биогеоценозов в процессе эволюции являются грандиозные преобразования всей биосферы. Сукцессии, происходящие в биогеоценозах – это продукт эволюционного процесса, затрагивающего экосистемы. По масштабам и последствиям филоценогенез как будто отражает протекание эволюции на уровне экосистем.

Нейтральная эволюция (М. Кимуро, Дж. Кинг, Т. Джукс, Дж. Кроу). Эта теория есть сокращенное название теории, согласно которой эволюционная изменчивость и полиморфизм на молекулярном уровне в основном обусловлены мутациями, достаточно нейтральными с точки зрения влияния на них естественного отбора, чтобы их динамика и конечная судьба определялись главным образом мутационным процессом и случайным дрейфом.

69 доказательства эволюции. Биологическая эволюция – необратимое, и в известной степени, направленное историческое развитие живой природы, сопровождающееся изменением генетического состава популяции, формированием адаптаций, образованием и вымиранием видов, преобразованиями биоценозов и биосферы в целом.

Эволюция в основе носит монофилитический характер (все произошло от одного организма). За говорит:

-единство строения молекулярных и клеточных структур (ДНК, РНК, белки)

-явление митоза, мейоза

-общая закономерность обмена веществ, возбудимость, размножение

-сходство эмбрионального строения

Для доказательства эволюции используют палеонтологические данные, данные сравнительной эмбриологии, сравнительной анатомии, методы генетического анализа.

В основе эволюционного процесса лежат уникальные процессы самовоспроизведения макромолекул и живых организмов, таящие в себе почти неограниченные возможности преобразования живых систем в ряду поколений. Генетическая программа образуется матричным путем. В качестве матрицы, на которой строится ген будущего поколения, используется ген предшествующего поколения. Генетические программы изменяются случайно и ненаправленно. Конвариантная редупликация – редупликация с нарушениями. Живой природе присуща хиральная чистота – дезоксирибоза у живых организмов правовращающая, аминокислоты левовращающие – это произошло в результате утраты зеркальной симметрии. В опытах доказано, что только в хиральных растворах происходит удлинение цепочки нуклеотидов и саморепликация