Визначення поняття життя

Життя як біологічна форма руху матерії

Найбільш складна форма Всесвіту. Це глобальна планетарна самовпорядкована, енергетично та інформаційно відкрита система.. Виділяють 2 форми життя: неклітинну(віруси) і клітинну (еукаріоти і прокаріоти). Основними властивостями життя є: обмін речовин та енергії(асиміляція, дисиміляція, пластичний і енергетичний обмін), здантність протистояти наростанню ентропії, самооновлення(реакції синтезу), подразливість, саморегуляція(гомеостаз), самовідтворення(розмноження, біологічна ритмічність), спадковість і мінливість, ріст і розвиток(онтогенезі філогенез), дискретність і цілісніть.

3.Структурні рівні організації

1.) Молекулярно-генетичний(елементарні структури – коди спадкової інформації, послідовності тримлетів нуклеотидів молекули ДНК. Елементарні явища – відтворення цих кодів за принципом матричного синтезу)

2.) Клітинний рівень(елементарні структури – клітини. Елементарні явища – життєві цикли клітин. У складі цілісного організму клітини обєднуються у тканини і системи органів)

3.)Організмовий рівень(елементарні структури – організми та системи органів, з яких вони складаються.. Елементарні явища - комплекс фізіологічних процесів, що забезпечують життєдіяльність.)

4.)Популяційно-видовий(елементарні структури – популяції. Елементарні явища – видоутворення на підставі природного добору. Популяція – основна одиниця еволюції)

5.)Біосферно- біогеоценотичний(елементарні структури - біогеоценози. Елементарні явища – динамічний взаємозвязок біогеоценозів у масштабах біосфери).

4.клітина про і еукаріот.

Кожна клітина відносно автономна і представляє самостійну одиницю. Забезпечує процеси життєдіяльності. Винекнення клітини, я к живох системи нового типу- важливий якісний етап еволюції.

Клвтина- саморегулююча система, самовідтворююча система здатна до самовизначення, самовідновлююча система, енергетично відкрита система, стійка, клітина забезпечуе передачу інф. в рядах покоління, заміна поглинутих структур новими і ріст і розвиток організму.

Прокаріоти(бактеріх і ціано-бактерії)

Клітинни невеликі, позбавлені ядерної оболнки, відсутнє ядро хромосом. Генетичний матеріал представлений однією довгою кільцевою ДНК у вигляді петель. Гістнових білків не виявленно. Прокаріотичні коітини оточенні клітинною стінкою, що складаються з вуглеводів і амінокислот, відсутній рух цитоплазми, вони переміщуються за домопогою джгутиків.

Еукаріоти.

Мають ядро оточене мембраною, генетичний матеріал зосередженний у хромосомах, що утворені нитками ДНК і гістоновими білками. Поділ клітини мітотичний и мейоз. У цитоплазмі є органели: центріолі, мітохондріх, пластидт та інш. Це одноклітинні та багатоклітинні організми.

5. Клітинна теоія та ії сучасний стан. Значенн ядля медецини.

Т.Шванн 1839- сормолював клітинну теорію.

Основні її положеня.

-клітина елементарна одиниця будови і розвитку всіх живих організмів.

-клітини всіх одноклітинних і багатоклітинних організмів подібні за походженням, будовою, хім. складом, основними проявами життєдіяльності.

-кожна нова клітина утворюється від материнської.

-у багатоклітинних орг., які розвиваються з однієї клітини, різні типи клітин формуються завдяки їхній спеціалізації, та утворюють тканини. Із тканин склда. органи.

Значення.

Клітинну необхідно знати не тільки, як одиницю будови організму, а як і одиницю патологічних змін. Практично всі хвороби пов`язані з порушенням структури і функціями кліти, із яких утв. всі тканини і органи. Порушення стру. і функцій одних клітин є першопричиною винекнення і розвтку хвороби, а порушення іншихможе бути вже наслідком несприятливих змін в організмі. Порушення нормального функціонування клітин повязане з багатьма різноманітними чинниками і характеризується загальними або місцевими порушеннями організаціі органел клітин.

6.Морфофізіологія клітини. Цитоплазма і органоїди.

Основними струкутрними одиницями еукаріотичних клітин є клітинні мебрани, ядро, цитоплазма і цитоскілет, органели і включення.

Цитоплзма-обєднує всі живі речовини клітини за винятком ядра і мембран. Гомогенна буструктурна маса циоплазми- гіалоплазма. В ній знаходяться органели і включення.

Органели- пстійні високодиференційованні внутрішньоклітинні утворення, я кі виконують певні функції.

органели загального значення: одномембранні:

ендоплазматична сітка

-гранулярна, мембрана якої містить рибосоми.

-гладенька, мембрана не містить рибосоми. Іде ситез ліпідів і вуглеводів.

Комплекс Гольджі- складається з діктіосом, яка являє собою стовпець плоских мішочків-цестерн. Функція –накопиченяня і конденсація продуктів, які синтезуюуться в ендоплазматичній сітці, утворення лізосом.

Лізосоми- невеликі вкриті мембраною круглі тільця. Функції руйнують великі молекули складних органічних сполук, що надходять до клітини. Внутрішньоклітинне травлення.

Вакуолі- порожнини в цитоплазмі, оточені мембраною, та заповнені рідиною. Функ.- підтримують тугорний тиск, регулюють осматичний тиск, сталість і форму клітини.

Двомембранні.

Мітохондріх- округлі тільця, нитки, палички. Синтез АТФ на внутрішній мембрані.

Пластиди-лейкопласти(хснтез і гідроліз крохмалю і білків), хлоропласти(фотосинтес), хромопласти(надання забарвлення).

Немембранні.

Рибосоми-гранулоподібні, сферичні тільця, які склад. з двох субодиниць, функція-синтез білків.

Центросоми і органи руху.

Спеціальні органели: війки, джгутики, нейрофібрили і міофібрили.

7.Клітинні мембрани, хім. склад. просторова організація і значення

Клітина мембрана або плазмолема представляє собою тонку біологічну пліву, яка обмежує клітину. Всі біологічні мембрани утворюють компартменти. Головна функція: забезпечити надходження в клітину речовин і зберігати постійність її складу. У клітин рідинно-мозаїчна будова мембран, ліпіди у вигляді подвійного шару, білки розміщені по різному.

Мембрана обмежує цитоплазму і захищає від навколишнього середовища, бере участь з довкілям, тут іде передача гормональних і зовнішніх сигналів, кі контролюють ріст і диференціювання клітин. Бере участь в процесі клітинного діленя.

8.ядро клітини в інтерфазі, хроматин: рівні організаціі спадкового матеріалу(гетерохроматин і еухроматин).

Ядро клітини в інтерфазі в період, коли вона не ділиться характеризується наявністю складових таких як, каріолема, каріоплазма, ядерця і хроматин- комплекс молекул ДНК та специфічних білків, що складає хромосоми. Кожна хромосома диференційована і в ній виділяють два типи: еухроматиновий і гетерохроматиновий.

Еухроматин-активні ділянки хромосом, які містять основний комплекс генів. ДНК тут находиться в деспіралізованому стані.

Гетерохроматин- представляє неактивні в генетичному відношені фрагменти хромосом, в конденсованій формі. Кінцеві теломери завжди складаються з гетерохроматину.

9.Хромосомний і геномний рівні організаціі спадкового матеріалу під час мітотичного ділення клітини.

Мітоз- непрямий або мітотичний поділ, є переважаючим типом поділу еукаріотичних соматичних клітин і притаманний всім живим організмам. Внаслідок мітозу кожня дочірня клітина, а їх є 2, отримує повний набір хромосом із сторогою кількістю ДНК і за їх сладом ідентична материнській клітині.

1.)Про фаза

З хроматинової сітки в результаті скорочення з довгих і тонких ниток утворюються короткі і товсті. Вкорочуючись, вони складаються з 2 половинок - хроматид.

2.)Метафаза

В метафазі хромосоми розташовуються на екваторі, утворюючи метафазну пластинку.

3.)Анафаза

Кожна хроматида з окремою центромерою рухається до полюсів.

4.)Телофаза

Хромосоми деспіралізуються, і з товстих і коротких стають довгими і тонкими.

Геномний рівень

1)Профаза

2н4с

2)Метафаза

2н4с

3)Анафаза

2н2с

4)Телофаза

2н2с

10.Хімічний склад, особливості морфології хромосом

Хімічний склад: білки(гістони, негістони), ферменти, нуклеїнові кислоти, іони металів.

Морфологія:

Морфологію хромосом прийнято описувати на прикладі метафазної хромосоми, коли вона найбільш конденсована і складається з двох хроматид. Така хромосома є паличкоподібною структурою, утвореною з двох субодиниць конденсованої ДНК разом з білковими глобулами. Розміщені хроматиди одна поряд з другою і з'єднані лише в одній ділянці, названій первинною, або центричною перетяжкою, яка ділить хромосому на два плеча. На центричній перетяжці d-хромосоми знаходиться центромера (центромер), з обох сторін якої містяться дископодібні структури – кінетохори (від грец. kinetos — рухомий, chora — простір). У метафазі кінетохори ініціюють формування хромосомних (кінетохорних) мікротубул мітотичного веретена.

Під час інтерфази в клітині здійснюються всі основні процеси обміну речовин та енергії. Хромосоми в цей період хоч і невидимі, але продовжують зберігати свою індивідуальність. Складові частини їх - молекули ДНК - перебувають у деспіралізованому (розкрученому) стані і спрямовують синтетичні реакції в клітині.

11. Каріотип людини, морфофункціональна характеристика і класифікація хромосом людини.

Каріотип — це група ознак (число, форма, розміри) набору хромосом певного виду (тварин чи рослин) чи індивіда. Визначають каріотип шляхом вивчення хромосомного набору представників відповідного виду. В основу класифікації хромосом покладена їх довжина, відношення розмірів довгого і короткого плеча, а також наявність вторинної перетяжки і сателітів. Зазначеними характеристиками користуються для ідентифікації хромосом у хромосомних наборах.

Класифікація хромосом.

(1) метацентричні з медіанним розміщенням первинної перетяжки, які мають однакові плечі;

(2) субметаценричні з субмедіанною локалізацією перетяжки — з одним плечем довшим, а другим — коротшим;

(3) акроцентричні — з субтермінально розташованою первинною перетяжкою, мають одне плече дуже коротке, а друге значно довше. Також соматичні і статеві хромосоми.

Значення в медецині. За допомогою каріотипц можна визнчити набір хромосом людини, і визначити на якому етапи виникли порушення, які сприченили хвороби.

12. молекулярний рівень організації спадкової інформації, нуклеінові кислоти, їх значення.

Дезоксирибонуклеї́ нова кислота́ (ДНК) — один із двох типів природних нуклеїнових кислот, який забезпечує зберігання, передачу з покоління в покоління і реалізацію генетичної програми розвитку й функціонування живих організмів. Основна роль ДНК в клітинах — довготривале зберігання інформації про структуру РНК і білків. З хімічної точки зору, ДНК — це довга полімерна молекула, що складається з послідовності блоків — нуклеотидів. У ДНК зустрічається чотири види азотистих основ (аденін, гуанін, тимін і цитозин) (виняток становлять випадки пізніших модифікацій нуклеотидів, наприклад метилювання). Азотисті основи одного з ланцюжків сполучені з азотистими основами іншого ланцюжка водневими зв'язками згідно зпринципом комплементарності.

РНК (рибонуклеїнова кислота) — клас нуклеїнових кислот, лінійних полімерів нуклеотидів, до складу яких входять залишок фосфорної кислоти, рибоза (на відміну від ДНК, що містить дезоксирибозу) і азотисті основи — аденін, цитозин, гуанін і урацил (на відміну від ДНК, що містить замість урацила тимін).

Нуклеїнові кислоти — складні високомолекулярні біополімери, мономерами яких є нуклеотиди. Природні нуклеїнові кислоти — ДНК і РНК — виконують у всіх живих організмах роль передачі і експресії генетичної інформації. Нуклеїнові кислоти є біополімерами, мономерами яких є нуклеотиди. Нуклеотиди є складними ефірами нуклеозиду і фосфорної кислоти і з'єднуються через залишок фосфорної кислоти(фосфодіефірний зв'язок). Нуклеозид складається з цукру — пентози (рибози або дезоксирибози, залежно від типу нуклеїнової кислоти) і азотистої основи (пуринового або піримідинового).

Н.К. – унікальні молекули необхідні кожній клітині, для збереження і передачі генетичної інформації, забезпечують процеси синтезу білків, а цим визначається характер обміну речовин, закономірності росту й розвитку, явища спадковості й мінливості.

13. Будова гена. Генни структурні, регуляторні. Синтез тРНК і рРНК.

Ген (цистрон) — частина молеку­ли ДНК, яка має певну послідовність нуклеотидів, являє собою функціональ­ну одиницю спадкової інформації. Кількість нуклеотидів, які входять до складу різних генів, різна.

структурні гени, які несуть інформацію для синтезу ферментів і структурних білків; гени, які визначають синтез транспортних РНК (тРНК); гени, які контролюють синтез рибосомної РНК (рРНК); регуляторні гени (промотори, оператори), які регулюють активність інших генів.

При реплікації генів рРНК частина їх виходить з хромосоми в ядерний сік і продовжуєтам реплицироваться автономно за типом котиться кільця, що приводить до багаторазового збільшення цих генів. Потім в сотнях сформованих таким чиномдодаткових ядерцях відбувається транскрипція і велике число молекул рРНКвиходить в цитоплазму, де використовується для побудови рибосом. Іноді, наприкладу дрозофіли, спостерігається вбудовування таких автономно реплікованих генів вхромосому і передача їх наступним поколінням. Таке явище отримало назвумагніфікаціі.

Гени транспортних РНК відносяться до помірно повторюваним (10-100)послідовностей в геномі. Вони також як р-гени, розташовуються тандемної. Довжинарізних (31 шт.) ТРНК коливається від 74 до 95 нуклеотидів (приблизно 30 нм), покладених у складну тривимірну фігуру. Окремий ген тРНК складається з двох крайніхекзонів і одного центрального інтрони. Під час процесингу Інтрон віддаляється, а дваекзонів за допомогою ферменту лігази з'єднуються в зрілу молекулу.

Процес починається з того, що фермент топоізомераза випрямляє закручену у спіраль молекулу ДНК та до неї приєднуються білки, які не дають молекулі знов згорнутись. Фермент хеліказа розриває водневі зв'язки між азотистими основами, внаслідок чого ділянка подвійної молекули ДНК розпадається на два ланцюги, утворюється так звана " виделка реплікації". До ланцюга приєднується ДНК-праймаза — фермент який розпочинає синтез ДНК — власне реплікацію. Вона синтезує праймер — послідовністьнуклеотидів від якої наступний фермент — ДНК-полімераза будує новий ланцюг, використовуючи наявний як матрицю. Праймером слугує фрагмент РНК, він потрібний, тому що ніяка ДНК-полімераза не може почати синтез нового ланцюжка «з нуля», а може тільки додати нуклеотиди до існуючого ланцюжка. Коли праймер виконав свою функцію, він видаляється екзонуклеазою, а інша полімераза" забудовує" пусте місце, яке виникло. Також ДНК-полімераза здатна виправляти можливі помилки реплікації та перевіряти комплементарність. Синтез нових ланцюгів відбувається асиметрично, тобто один з них синтезується безперервно, по ходу роз'єднання молекули ДНК хеліказою, інший ланцюг будується в протилежному напрямку — проти напрямку дії хелікази, тому відбувається короткими фрагментами, довжиною 1000 — 2000 нуклеотидів, які називаються фрагменти Окадзакі, на честь японського вченого що їх відкрив. Фрагменти Окадзакі з'єднує між собою фермент ДНК-лігаза. Таким чином з однієї молекули ДНК утворюються дві ідентичні, які після закінчення процесу реплікації спіралізуються.

Реплікація ДНК - це процес синтезу дочірньої молекули дезоксирибонуклеїнової кислоти, який відбувається в процесі поділу клітини на матриці батьківської молекули ДНК. При цьому генетичний матеріал, зашифрований у ДНК, подвоюється і ділиться між дочірніми клітинами. Реплікацію ДНК здійснює фермент ДНК-полімераза.

Суть реплікації ДНК полягає в тому, що спеціальний фермент розриває слабкі водневі зв'язки, які з'єднують між собою нуклеотиди двох ланцюгів. У результаті ланцюга ДНК роз'єднуються, і з кожної ланцюга «стирчать» вільні азотисті основи.

Репарація ДНК (від англ. DNA repair — «ремонт ДНК») — набір процесів, за допомогою яких клітина знаходить і виправляє пошкодження молекул ДНК, які кодують її геном.

Процесс репарація полягає в тому, що генетична інформація подана в ДНК двома копіями,

По одній в кожному з двох ланцюгів подвійної спіралі ДНК, завдяки цьому випадкове пощкодження в одному із ланцюгів може бути видалене реплікаційним ферментом і ушкоджена ділянка ланцюга ресентизована у своєму нормальному вигляді за рахунок інформації, що міститься в неушкодженому ланцюгу.

15. генетичний код і його властивості.

Генетичний код — набір правил розташування нуклеотидів в молекулах нуклеїнових кислот (ДНК і РНК), що надає всім живим організмам можливість кодування амінокислотноїпослідовності білків за допомогою послідовності нуклеотидів.

Властивості генетичного коду

1. Триплетність — значущою одиницею коду є поєднання трьох нуклеотидів (кодон).

2. Безперервність — між кодонами немає розділових знаків, тобто інформація прочитується безперервно.

3. Дискретність — один і той же нуклеотид не може входити одночасно до складу двох або більш кодонів.

4. Специфічність — у переважній більшості випадків певний кодон відповідає тільки одній амінокислоті.

5. Виродженість (надмірність) — одній і тій же амінокислоті може відповідати декілька кодонів.

6. Універсальність — «стандартний» генетичний код працює однаково в організмах різного рівня складності — від вірусів до людини (хоча існують кілька інших, менш поширених варіантів генетичного коду, див. список на сайті NCBI Taxonomy

16. Основні етапи біосинтеза білка в клітині.

1.Передтранскрипційний- активація ДНК, розкручевання ДНК.

2.Транскрипція- процесинг, сплайсинг.

3.Транспортний- перенесення зрілої іРНК із ядра в цитоплазму з ядра, за допомогою транспортних білків, з затратою енергії.

4.Трансляційний- ініціація, елонгація, термінація.

5.Післятрансляційний рівень- утворень вторинної, третинної і четвертинної структури ДНК.

17.Трансляція: ініціація, елонгація, термінація.

18.Екзонно-інтронна організація генів еукаріот.

19. особливості регуляції генів у еукаріт і проукаріот.

Регульована одиниця транскрипції прокаріот складається з наступних структурних частин:

1.) ген-регулятор, який контролює утворення білка-репресора.

2.) Промотор – ділянка ДНК, до якої приєднуються РНК-полімераза і з якої розпочинається транскрипція

3.) Оператор – ділянка промотора, до якої приєднується РНК –полімераза і з якої розпочинається транскрипція.

4.) Структурні гени ділянки ДНК, які кодують іРНК конкретних білків

5.) Термінаторна ділянка дНК яка несе сигнал про зупинку транскрипції

Еукаріоти:

1.) геном еукаріот значно складніший.

2.) У клітинах еукаріот ядерна оболонка просторово розділяє процеси транскрипції і трансляції, хромосоми знаходяться в ядрі, а рибосоми в цитоплазмі.

3.) На експресію еукаріотичних генів впливає ампліфікація генів – багатократне збільшення числа копій однакових генів з метою інтенсифікації синтезу молекул.

4.) Наявність спеціальних підсилювальних сегментів ДНК енхансерів

5.) Контроль експресії генів в еукаріот здійснюється також на стадій трансляції