Морфология хромосом

Митотическая суперкомпактизация хроматина делает возможным изучение внешнего вида хромосом с помощью световой микроскопии. В первой половине митоза они состоят из двух хроматид, соединенных между собой в области первичной перетяжки (центромеры или кинетохора) особым образом организованного участка хромосомы, общего для обеих сестринских хроматид. Во второй половине митоза происходит отделение хроматид друг от друга. Из них образуются однонитчатые дочерние хромосомы, распределяющиеся между дочерними клетками.

В зависимости от места положения центромеры и длины плеч, расположенных по обе стороны от нее, различают несколько форм хромосом: равноплечие, или метацентрические (с центромерой посередине), неравноплечие, или субметацентрические (с центромерой, сдвинутой к одному из концов), палочковидные, или акроцентрические (с центромерой, расположенной практически на конце хромосомы), и точковые —очень небольшие, форму которых трудно определить. При рутинных методах окраски хромосом они различаются по форме и соотносительным размерам. При использовании методик дифференциальной окраски выявляется неодинаковая флуоресценция или распределение красителя по длине хромосомы, строго специфические для каждой отдельной хромосомы и ее гомолога.

Таким образом, каждая хромосома индивидуальна не только по заключенному в ней набору генов, но и по морфологии и характеру дифференциального окрашивания.

Химический состав хромосом - ДНК- 40%, гистоновых белков - 40%. Негистоновых - 20% немного РНК. Липиды,полисахариды,ионы металлов. Имеется 5 фракций основных гистоновых белков (Н1, Н2А, Н2В, НЗ, Н4) и более 100 фракций кислых негистоновых белков.

Молекула ДНК несет отрицательные заряды, распределенные по всей длине, а присоединенные к ней белки — гистоны заряжены положительно. Этот комплекс ДНК с белком называют хроматином. Исследование тонкой структуры хромосом показало, что они состоят из ДНК, белка и небольшого количества РНК. Хроматин может иметь разную степень конденсации. Конденсированный хроматин называют гетерохроматином, деконденсированный хроматин — эухроматином. Степень деконденсации хроматина отражает его функциональное состояние. Гетерохроматиновые участки функционально менее активны, чем эухроматиновые, в которых локализована большая часть генов. Различают структурный гетерохроматин, количество, которого различается в разных хромосомах, но располагается он постоянно в околоцентромерных районах. Кроме структурного гетерохроматина существует факультативный гетерохроматин, который появляется в хромосоме при сверхспирализации эухроматических районов. Подтверждением существования этого явления в хромосомах человека служит факт генетической инактивации одной Х-хромосомы в соматических клетках женщины. Его суть заключается в том, что существует эволюционно сформировавшийся механизм инактивации второй дозы генов, локализованных в Х-хромосоме, вследствие чего, несмотря на разное число Х-хромосом в мужском и женском организмах, число функционирующих в них генов уравнено. Максимально конденсирован хроматин во время митотического деления клеток, тогда его можно обнаружить в виде плотных хромосом.

2. Плоские черви. Систематика, морфология, основные представители, значение.

Плоские черви – PLATHELMINTHES – известно ок.12 тыс видов.Представлены как свободноживущими, так и паразитическими формами.

Для представителей типа характерны:

1)Вытянутое в длину и сплющенное в дорсовентральном направлении тело,

2)Двусторонняя симметрия

3)Трехслойность. (развитие экто -, энто – и мезо дермы в эмбриогенезе0

4) Наличие кожно – мускульного мешка, состоящего из неклеточного многоядерного тегумента и трех слоев гладкой мускулатуры.

5) Отсутствие полости тела (пространство между органами заполнено паренхимой0

6)Наличие развитых систем органов: мышечной, пищеварительной, выделительной, нервной, половой.

К типу плоские черви относятся классы: Ресничные, сосальщики, ленточные.Паразитами человека являются сосальщики и ленточные черви.

Тип Plathelminthes – плоские черви

Класс: Trematoda – Сосальщики Класс: Cestoda – Ленточные черви

Виды: Виды:

Opisthochis felineus Taenia solium – свиной (вооруженный) цепень

(Кошачий сосальщик) Taeniarhynchus saginatus – бычий (невооруженный)

Fasciola hepatica – печеночный цепень

Сосальщик Diphyllobothrium latum – широкий лентец

Paragonimus westermani Hymenolepis nana – карликовый цепень

(Легочный сосальщик) Echinococcus granulosus – эхинококк

Кровяные сосальщики: Alveococcus multilocularis – альвеококк

Shistosoma mansoni -Кишечная шистосома

Shistosoma japonicum – японская шистостома

1. Антропогенез. Биологическая и социальная сущность человека. Закономерности антропогенеза.

Родство человека с высшими антропоидами:

· Сходство с строении скелета и других органов

· Сходство в поведении

· Сходство ранних стадий эмбриогенеза

· Общие рудименты

У человека нет ни одного органа, отличающегося от органов высших животных. Общими для них является единый план строения скелета, топография мышц, кровеносных сосудов, четырехкамерное сердце, безъядерные эритроциты, кора больших полушарий, диафрагма, волосяной покров и др.

Методы изучения антропогенеза:

· Сравнительная анатомия

· Сравнительная эмбриология

· Палеонтология

· Современные методы: генетики, биохимии. Иммунологии, молекулярной биологии и др.

Систематическое положение человека

Тип Chordata

П\Тип Vertebrata – Позвоночные

Класс Mammalia- Млекопитающие

П\Класс Placentalia – Плацентарные

Отряд Primates – Приматы

П\Отряд Catarrhini – Узконосые обезьяны

Семейство Hominidae – Люди

Род Homo – Человек

Вид Homo sapiens – Человек разумный

П\Вид Homo sapiens sapiens – человек современный

Существенные отличия человека от антропоидных обезьян:

Прямохождение и связанный с ним S-образный позвоночник. Куполообразная форма стопы, затылочной отверстие расположено кпереди.

Строение кисти, хватательную функцию выполняют только верхние конечности

Наличие сосцевидного отростка на височной кости

Сглажены надбровные валики

Верхние конечности короче, чем нижние

Масса и площадь головного мозга значительно больше

Особенности индивидуального развития человека:

Опережение развития зародышевых оболочек по сравнению с развитием эмбриона

Масса плода достигает 3.5кг (у антропоидов – 1.5кг)

Рост и развитие продолжается до 25 лет(у антропоидов до 10-11л)

Половое созревание заканчивается к 14-18 годам(у антропоидов к 5 годам)

Основные этапы антропогенеза:

1. Проантроп – предшественник человека(прогоминиды)

2. Архантроп – древнейший человек

3. Палеоантроп – древний человек

4. Неонатроп – современный человек

Общие предки человек и человекообразных обезьян – Древесные обезьяны

Австролопитеки – близкие родичи африканских обезьян, имеют общие черты с человеком:

Зубы. Тазовые кости, строение черепа, передвижение на двух ногах, объем мозга около 500 куб см. Наземный образ жизни, охотились на зверей, питались мясом, жили стадами. Использовали предметы в качестве орудий для добывания пищи и защиты(социальный фактор). Обитали на обширных территориях Индии и Африки.

На стадии древнейшего человека – архантропа завершается переход к прямохождению. Он ещё ближе стоит к человеку:

· Развита хватательная функция верхних конечностей

· Объем мозга 680 куб см

· Пользование орудиями труда из кварца

Следующий этап – Питекантроп(Homo erectus):

· Полное завершение перехода к прямохождению

· Хорошо развитым головным мозгом, объем 800-1200 куб см

· Наличие некоторых примитивных черт:

· Низкий лоб, малая высота черепа, его массивность, сильно развитые надброные валики. Обитал в Африке, Западной и Центральной Европе, Восточной Азии, Индонезии.

Решающее значение в становлении человека как общественного существа имело прогрессивное развитие трудовой деятельности, внутригрупповые общения и связанное с этим формирование речи.

Homo erectus мог изготовить орудия, пользовался огнем, ел вареную пищу

Следующий этап – палеонтроп(Homo neandertalies)

Основные черты:

· Головной мозг до 1200-1500 куб см

· Череп уплощен, выступающие вперед челюсти

· Отсутствие подбородка

· Большие глазницы и надглазничные валики

· Были распространены в Европе, на Ближнем Востоке и Средней Азии 200-250 тыс лет назад

· Имели высокий уровень культуры изготовления орудий труда

· Для них характерно совершенствование речи и племенных отношений

· Происходит дифференцировка человечества на расы: европеоидную, монголоидную, негроидную и австралоидную

Стадия неонантропа – кроманьонца

Люди современного типа – Homo sapiens(40-45 тыс лет назад)

· Сходен с современным человеком

· Мозг 1400куб см

· Мог сделать инструменты для изготовления орудий, сами орудия, предметы быта, совершенствовал технику

· Имел жилище и высокую культуру

Возникновение человека – крупнейший ароморфоз, не имеющий себе равного во всей истории Земли.

Общей закономерностью антропогенеза является все более ускоряющийся его темп:

Эволюция австролопитеков продолжалась 7 млн лет, появление палеоантропа 1-1.3 млн лет, эволюция современного человек 40-50 тыс лет

Эволюция человека шла по пути прогрессивных не только морфологических, но и социальных изменений.

Решающее значение в становлении человека имели труд и речь – возникновение второй сигнальной системы.

В процессе эволюции антропогенез и социогенез выступали в диалектическом единстве: естественный отбор, наиболее эффективный в раннем антропогенезе, формирвал и усиливал те особенности биологической организации человек, которые наиболее благоприятствовали прогрессу трудовой деятельности и развитию общества

Основные движущие силы антропогенеза:

Биологические факторы:

· Наследственность

· Изменчивость

· Борьба за существование

· Естественный отбор

Социальные факторы:

· Труд

· Сознание

· Речь

3. Аскарида. Систематическое положение, морфология, цикл развития, пути заражения, лабораторная диагностика, профилактика. Очаги аскаридоза.

Тип Nemathelminthes – Круглые черви

Класс Nematoda – Собственно круглые черви

Вид Ascaris lumbricoides – Аскарида человеческая

Болезнь – Аскаридоз

Цикл: Половозрелая особь(организм человека)—>Яйцо—>(во внешнюю среду)—>Яйцо с личинкой—>(в организм человека)—>Личинка—>(миграция)—>Половозрелая особь

Морфология: Черви беловато-розового цвета. Самки – 20-40 см, самцы – 15-20 см в длину. Тело веретеновидное, рот окружен тремя губами. Яйца крупные, овальные, покрыты тремя оболочками: наружная имеет бугристую поверхность, средняя – глянцевитая, внутренняя – волокнистая.

Локализация: Личинка совершает миграцию в организм: кишечник – печень – правое предсердие – правый желудочек – легочная артерия – легкие – дыхательные пути – глотка – кишечник;

Половозрелая особь – тонкий кишечник, при атипичной локализации – протоки печени, поджелудочной железы, дыхательные пути, лобные пазухи

Инвазионная стадия: Яйцо с личинкой.

Путь заражения: Пищевой, водный (через грязные руки, загрязненную воду и пищу

Диагностика: 1.Обнаружение яиц в фекалиях при микроскопировании.

2.Обнаружение личинок в мокроте.

Профилактика: Личная: соблюдение правил личной гигиены. Общественная: выявление и лечение больных; охрана почвы от фекального загрязнения; запрет на удобрение огородов свежими необезвреженными фекалиями; санитарный контроль за питьевой водой.

1. Геномные и хромосомные мутации. Механизм их возникновения.

Хромосомные мутации приводят к изменению числа, размеров и организации хромосом, поэтому их иногда называют хромосомными перестройками. Хромосомные перестройки делятся на внутри- и межхромосомные. К внутрихромосмным относятся: Дубликация – один из участков хромосомы представлен более одного раза. Делеция – утрачивается внутренний участок хромосомы. Инверсия –повороты участка хромосомы на 180 градусов.Межхромосомные перестройки (их еще называют транслокации) делятся на: Реципрокные – обмен участками негомологичных хромосом. Нереципрокные – изменение положения участка хромосомы. Дицентрические – слияние фрагментов негомологичных хромосом.Центрические – слияние центромер негомологичных хромосом.Хромосомные мутации проявляются у 1% новорожденных. Однако интересно, исследования показали, что нестабильность соматических клеток здоровых доноров не исключение, а норма. В связи с этим была высказана гипотеза о том, что нестабильность соматических клеток следует рассматривать не только как патологическое состояние, но и как адаптивную реакцию организма на измененные условия внутренней среды. Хромосомные мутации могут обладать фенотипическими явлениями. Наиболее распостраненный пример - синдром "Кошачьего крика" (плачь ребенка напоминает мяукание кошки). Обычно носители такой делеции погибают в младенчестве. Хромосомные мутации часто приводят к паталогическим нарушениям в организме, но в то же время хромосомные перестройки сыграли одну из ведущих ролей в эволюции. Так, у человека 23 пары хромосом, а у обезьяны - 24. Таким образом различие составляет всего одна хромосома. Ученые предполагают, что в процессе эволюции произошла хотя бы одна перестройка. Подтверждением этого может служить и тот факт, что 17 хромосома человека отличается от такой же хромосомы шимпанзе лишь одной перецентрической инверсией. Такие рассуждения во многом подтверждают теорию Дарвина.Геномные мутацииГлавная отличительная черта геномных мутаций связана с нарушением числа хромосом в кариотипе. Эти мутации так же подразделяются на два вида: полиплоидные анеуплоидные. Полиплоидные мутации ведут к изменению хромосом в кариотипе, которое кратно гаплоидному набору хромосом. Этот синдром впервые был лишь обнаружен в 60-ых годах. Вообще полиплодия характерна в основном для человека, а среди животных встречается крайне редко. При полиплоидии число хромосом в клетке насчитывается по 69 (триплодие), а иногда и по 92 (тетраплодие) хромосомы. Такое изменение ведет практически к 100 % смерти зародыша. Триплодие имеет не только многочисленные пороки, но и приводит к потере жизнеспособности. Тетраплодие встречается еще реже, но так же зачастую приводит к летальному исходу. Анеуплоидные же мутации приводят к изменению числа хромосом в кариотипе, некратное гаплоидному набору. В результате такой мутации возникают осыби с аномальным чилом хромосом. Как и триплодия, анеуплодия часто приводит к смерти еще на ранних этапах развития зародыша. Причиной же таких последствий является утрата целой группы сцепления генов в кариотипе.В цело же, механизм возникновения геномных мутаций связан с патологией нарушения нормального расхождения хромосом в мейозе, в результате чего образуются аномальные гаметы, что и ведет к мутации. Изменения в организме связаны с присутствием генетически разнородных клеток. Такой процесс называется мозаицизм.Геномные мутации одни из самых страшных. Они ведут к таким заболеваниям, как синдром Дауна (трисомия, возникает с частотой 1 больной на 600 новорожденных), синдром Клайнфельтера и др.

2. Трихинелла. Систематическое положение, морфология, цикл развития, лабораторная диагностика, пути заражения, профилактика.

Тип Nemathelminthes – круглые черви

Класс Nematoda – собственно круглые черви

Вид Trichinella spiralis - трихинелла

ТРИХИНЕЛЛА, Trichinella spiralis - биогельминт, возбудитель три-хинеллеза. Распространена на всех материках (за исключением Австралии) отдельными очагами. Республика Беларусь является одним из эндемичных чагов трихинеллеза.

Морфологические особенности. Половозрелые формы трихинелл лока-лизуются в тонком кишечнике и имеют микроскопические размеры: самки -3-4 мм, самцы - 1,5-2,0 мм. Характерными особенностями являются непарная половая трубка у самок и живорождение. Личинки трихинелл обитают в по-перечнополосатых мышцах хозяев. Они свернуты спиралью и покрыты соеди-нительнотканной капсулой размером 0,4 х 0,25 мм (рис. 38).

Цикл развития. Трихинеллы способны паразитировать у всех млеко-питающих, но в естественных условиях - преимущественно у плотоядных и всеядных (свиньи, кабаны, кошки, собаки, мыши, крысы, медведи, лисицы и др.). Один и тот же организм является для трихинеллы сначала основным (половозрелые формы в кишечнике), а затем промежуточным хозяином (ли­чинки в мышцах). Заражение происходит при употреблении в пищу недоста­точно кулинарно обработанного мяса (чаще свинины, иногда кабанины, мед­вежатины и др.), содержащего личинки трихинелл.

В тонком кишечнике капсулы личинок перевариваются, личинки вы­ходят в просвет кишечника и через 2-3-е суток превращаются в половозрелые формы. После оплодотворения самцы погибают, а самки внедряются перед­ним концом в слизистую оболочку тонкого кишечника и в течение 30 - 45-и суток отрождают живых личинок (до 2000 каждая). Личинки током крови и лимфы разносятся по всему организму, но задерживаются только в скелетной мускулатуре. Наиболее интенсивно поражаются диафрагма, межреберные и жевательные мышцы. Личинки проникают в саркоплазму мышечного волок­на и примерно через 15 суток сворачиваются в спираль. Вокруг личинок в те-чение 2-3-х недель формируется соединительнотканная капсула, которая; дальнейшем (примерно через год) может обызвествляться. В капсуле личинк: сохраняют жизнеспособность до 20-25-и лет. Для превращения личинок в по­ловозрелую форму они должны попасть в кишечник другого хозяина. Естественно: что человек для них является биологическим тупиком. Особенностью цикла развития трихинелл является то, что для полного развития одного по­коления необходима смена хозяев и основной формой существования являет­ся личиночная стадия.

Диагностика. Клиническая картина заболевания (отеки век, лица, боли в мышцах, эозинофилия), тщательно собранный анамнез (употребление недос­таточно термически обработанного мяса свиней, диких кабанов, барсуков) дают основание для предположительного диагноза трихинеллеза. Из лабора­торных исследований проводят общий анализ крови (эозинофилия), и серо-логические реакции (РСК и микропреципитации), которые становятся поло-жительными со 2-3-й недели заболевания. Иногда используется микроскопи-ческое исследование биоптатов икроножных и дельтовидных мышц.

Пищевой путь заражения ( через мясо свиньи, диких животных)

Профилактика. Трихинеллез - природноочаговое заболевание, часто [Возникает вспышками. Групповой характер заболевания связан с общим ис­точником заражения (убоем свиней индивидуального откорма, или отстрелом кабанов на охоте). Обычная термическая обработка мяса, как правило, не Взбивает личинки трихинелл.

Личная профилактика трихинеллеза заключается в исключении из ра-циона мяса, не прошедшего ветеринарный контроль. Общественная профи­лактика сводится к: 1) организации ветеринарно-санитарного контроля мяс-ных продуктов, 2) зоогигиеническому содержанию свиней (недопущение по­едания ими крыс) и 3) борьбе с грызунами (дератизация).

1. Классификация генов: гены структурного синтеза РНК, регулято­ры. Свойства генов (дискретность, стабильность, лабильность, специфичность, плейотропия).

Элементарной функциональной единицей наследственного материала, определяющей возможность развития отдельного признака клетки или организма, является ген. Наследственная информация, записанная с помощью генетического кода, хранится в молекуле ДНК. Роль посредника, функцией которого является перевод наследственной информации, сохраненной в ДНК, в рабочую форму, играют рибонуклеиновые кислоты — РНК. Они представлены одной полинуклеотидной цепью, которая состоит из четырех разновидностей нуклеотидов, содержащих сахар рибозу, фосфат и одно из 4 азотистых оснований — аденин, гуанин, урацил или цитозин. Важным фактором регуляции генной активности являются элементы генома, ответственные за синтез регуляторных белков, - гены-регуляторы. Они способствуют и препятствуют соединению РНК-полимеразы с промотором. Определяя возможность развития отдельного качества, присущего данной клетке или организму, ген характеризуется дискретностью действия. Ввиду того что в гене заключается информация об аминокислотной последовательности определенного полипептида, его действие является специфичным. Однако в некоторых случаях один и тот же ген как определенная нуклеотидная последовательность может детерминировать синтез не одного, а нескольких полипептидов. То наблюдается в случае альтернативного сплайсинга у эукариот и при перекрывании генов у фагов и прокариот. Такую способность следует оценить как множественное, или плейотропное, действие гена (хотя традиционно под плейотропным действием гена принято принимать участие его продукта — полипептида — в разных биохимических процессах, приводящих к формированию различных сложных признаков).

Экзоны – участки кода, несущие информацию о строении белка

Интроны – участки гена. Не несущий информацию о строении белка, но выполняющие регулирующую роль внутри гена.

Свойства генов:

· Триплетен – каждую аминокислоты кодирует кодон из 3 нуклеотидов

· Непрерывающийся – 1нуклеотид может входить в состав только 1 кодона

· Считывается без запятых в одном направлении

· Специфичен – один кодон кодирует только одну аминокислоту

· Вырожден – одну и туже аминокислоту может кодировать несколько кодонов

· Универсален – Един для всех организмов

Поиск по сайту: