Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

на тему: «Шляхи передачі спадкової інформації»

План

1. Передача спадкової інформації на клітинному рівні

2. Передача спадкової інформації від батьків до дитини

3. Визначення статі дитини

4. Вплив факторів зовнішнього середовища на розвиток організму дитини

Висновок

Список літератури

1. Передача спадкової інформації на клітинному рівні

Одна з ознак живого - самовідтворення, проявляється на Органоїдність - клітинному рівні у вигляді поділу клітини. Здатність до поділу -найважливіша властивість клітини. В результаті цього процесу з однієї клітини виникають, як правило, дві нові, що забезпечує безперервність життя і передачу спадкової інформації від вихідної материнської клітини - дочірнім клітинам.

Мітоз. Найбільш поширений спосіб розподілу клітки - мітоз (від грец. Мітоз - нитка), або непряме розподіл клітини, при якому з материнської клітини утворюються дві дочірні клітини з таким же набором хромосом, як і у вихідної клітини. Цей процес забезпечує збільшення числа клітин, ріст організму, регенерацію та відновлення клітин у процесі їх старіння. У деяких організмів мітоз лежить в основі їхнього розмноження безстатевим шляхом.

Митоз можна побачити на фіксованих препаратах в світловий мікроскоп. Сучасні методи мікроскопії та мікрофотографування дають можливість спостерігати цей процес також і в живій клітині.

Стадії мітозу. Мітоз складається з чотирьох послідовних стадій, що забезпечують рівномірний розподіл генетичної інформації і органоїдів між двома дочірніми клітинами. Важлива роль у цьому процесі належить Центріолі клітинного центру, які забезпечують рівномірний розподіл хромосом між дочірніми клітинами.

Профаза. Перехід з інтерфази в профазу мітозу відбувається поступово. Молекули ДНК зв'язуються з білками, максимально спіралізуются, товщають і перетворюються на добре помітні хромосоми. Кожна хромосома утворена двома сестринськими хроматидами. Вони з'єднані один з одним центромерой. Кількість ДНК в два рази більше числа хромосом (2п).

Ядерна оболонка починає розсмоктуватися, а ядерце зникає. Центриоли клітинного центру розходяться до полюсів, утворюючи з мікротрубочок веретено поділу. Микротрубочки розташовуються навколо центріолей у вигляді зірки. Наприкінці профази ядерна мембрана повністю зникає. Метафаза. У другу стадію мітозу нитки веретена поділу вже повністю сформовані. Вони з'єднуються з центромерами хромосом, які розташовуються в екваторіальній площині клітини. У цьому положенні вони утримуються микротрубочками. Хромосоми добре помітні, лежать окремо, що дозволяє визначити їх число, форму і величину.

Анафаза. Це сама коротка стадія. Хромосоми раптово розділяються в місці центромери на сестринські хроматиди, які стають тепер окремими сестринськими хромосомами. За допомогою ниток веретена розподілу починається рух сестринських хромосом до полюсів клітини. У кожного полюса виявляється таке ж число хромосом, яке було у вихідній материнській клітині.

Телофаза. В останню стадію поділу відбувається формування двох нових клітин. Хромосоми деспіралізуются, відновлюється ядерна оболонка, з'являється ядерце. Нитки веретена поділу біля полюсів клітини зникають. У клітинах вищих рослин центріолі відсутні, а нитки веретена поділу формуються безпосередньо з мікротрубочок. Крім плазматичноїмембрани в них з целюлозних волокон утворюється оболонка клітини.

Далі відбувається рівномірний розподіл органоїдів біля полюсів клітини. Стадія завершується розподілом цитоплазми і утворенням плазматичноїмембрани в центральній частині клітини. Виникають дві нові дочірні клітини, повністю ідентичні материнській.

Весь процес розподілу триває від декількох хвилин до трьох годин (залежно від типу клітин і організму). Тривалість мітозу в кілька разів менше інтерфази.

Біологічне значення мітозу полягає в забезпеченні сталості числа хромосом, ідентичності спадкової інформації та генетичної стабільності у знову виникаючих клітин.

Амітоз. Іноді трапляється інший вид поділу клітини - амитоз. Амітоз (від грец. А - негативна частка і мітоз - нитка) - пряме розподіл ядра клітини, т. Е. Без освіти хромосом і веретена поділу. При цьому спадкова інформація між дочірніми клітинами розподіляється нерівномірно. Амітоз зустрічається у деяких найпростіших, в клітинах спеціалізованих тканин, наприклад у хрящовій, в ракових клітинах.

Біологічне значення поділу клітини. При клітинному розподілі спадкова інформація передається від материнських клітин дочірнім. Клітини розмножуються шляхом подвоєння свого вмісту з подальшим поділом надвоє. Мітоз - основний спосіб поділу клітини, що забезпечує безперервність життя на нашій планеті. Редуплікація ДНК, яка передує клітинного ділення, забезпечує високу надійність копіювання спадкового матеріалу клітини і точну передачу генетичної інформації з одного покоління клітин іншому. В їх основі лежать два процеси. Один з них - кратне збільшення кількості ДНК в хромосомах клітини в інтерфазі її життєвого циклу. Другий - строго рівномірний розподіл генетичного матеріалу між дочірніми клітинами при мітозі. Таким чином, мітоз як основний спосіб поділу клітин підтримує їх генетичну стабільність.

Саморегуляція активності клітини. Клітка працює як єдина біологічна система з високим ступенем точності та узгодженості. Саморегуляція її активності здійснюється завдяки різним білкам, інформація про структуру яких закодована в генетичному апараті клітини. Саме білки служать основою всіх процесів життєдіяльності клітини. Так, білки-ферменти забезпечують протікання в клітці реакцій метаболізму. Будівельні білки визначають специфічні особливості клітини, її форму. Під контролем регуляторних білків перебуває реалізація спадкової інформації в клітині.

спадковий мітоз передача клітинний

2. Передача спадкової інформації від батьків до дитини

Кожна щойно народжена дитина є носієм комплексу генів усіх своїх родичів: як близьких, так і найдальших. У зв'язку з цим у неї формується свій, індивідуальний, спадковий фонд, що інакше називається спадкова визначеною біологічною програмою. Це дає їй можливість індивідуально розвиватися. Здійснення цієї спадкової програми можливе лише в тому випадку, якщо, по-перше, дитина має досить якісні спадкові ознаки, а по-друге, має можливість вільно їх розвивати завдяки сприятливому впливу навколишнього середовища.

Людина отримує всі свої навички не в спадщину, а виробляє їх протягом усього життя Не існує виявлених генів талановитості. Єдине, що визначила наука, -- кожне немовля є вмістилищем величезного арсеналу різноманітних задатків. Щоб їх розвинути, необхідні різні умови, у тому числі спеціалізоване навчання й виховання, а також зусилля й турботи батьків, помножені на бажання самої дитини.

Молоді люди, що хочуть створити родину, повинні перед одруженням поцікавитися у своїх родичів, які в них є спадкові хвороби. Адже всім давно відомо, що в спадщину передаються, крім зовнішніх ознак і деяких біохімічних особливостей організму, чимало хвороб або хоча б схильності до цих захворювань. Крім цього, необхідно знати, який вплив має на внутрішньоутробний розвиток плоду паління або вживання алкоголю. Усе це необхідно для того, щоб на ранньому етапі можна було продіагностувати й почати лікування усіх виявлених спадкових захворювань, а також профілактику уроджених дефектів розвитку.

Г. Менделем у 1865 році були відкриті закони генетики, науки, що вивчає закони спадковості. Учений довів, що в основі всіх спадкових ознак лежать ш закони. Морган вивів хромосомну теорію спадковості. Відповідно до цієї теорії спадковість різних якостей у багатьох поколіннях обумовлюється спадковістю їхніх хромосом, що знаходяться в ядрі клітин І містять у собі всю генетичну Інформацію.

Сучасні дані науки стверджують, що хромосоми ядерної речовини представляють гігантські полімерні молекули, які складаються з ниток нуклеїнових кислот І невеликої кількості білка. Кожна пара хромосом має певний набір генів, які контролюють прояв тієї або іншої ознаки. Вченим вдалося розшифрувати структуру дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК) і механізм її самоподвоєння, у результаті чого стала відомою природа гена. Було з'ясовано, що до складу ДНК входять цукор, дезоксирибоза, фосфорна кислота і чотири основи -- аденін, гуанін, тимін і цитозин. У молекул ДНК двонитчаста структура. Основи розташовані між двома нитками, що йдуть паралельно і згорнуті спіраллю. Виявлено дивну особливість: гуанін (Г) може з'єднуватися тільки з цитозином (Ц), а аденін (А) -- тільки з тиміном (Т). Уся спадкова інформація про різні ознаки всього живого зашифрована на нитках ДНК. Вчені встановили, що завдяки чергуванню цих чотирьох нуклеотидів й існує у світі така розмаїтість живих форм.

Зміст такого кодування полягає в тому, що кожні три сусідні нуклеотиди кодують певну амінокислоту. У такий спосіб запам'ятовується інформація про послідовне розташування амінокислот у білку. Ученим на сьогодні відомо 20 таких амінокислот, їхні варіації І визначають розмаїтість білків у живій матерії. Ці білки є основою формування всіх особливостей організму. До них належать і групова приналежність крові, і колір волосся й очей і т. д.

У цитоплазмі клітини на основі генетичного коду відбувається синтез білка. Між ядром і цитоплазмою є «посередник» -- рибонуклеїнова кислота (РНК). Вона набагато менша, ніж ДНК. Ген -- це група сусідніх нуклеотидів, якими закодовано один білок (фермент). Він може визначити яку-небудь одну з ознак Кількість генів підрахувати важко -- у людини їх дуже багато, приблизно десятки тисяч генів. До того ж ученими з'ясовано, що на розвиток ряду ознак може впливати той самий ген. І навпаки, безліч генів можуть сформувати тільки одну з ознак. Молекули ДНК такі малі, що побачити їх можна тільки при максимальному збільшенні під мікроскопом -- у 150--200 разів. А от хромосоми можна роздивитися й у звичайний мікроскоп.

У кожного виду тварин і навіть рослин є свій кількісний набір хромосом. У кожній людській клітині знаходиться 46 хромосом. Ученими було виявлено, шо в наборі всі хромосоми є парними і складаються з ідентичних хромосом. А от 23-я пара -- це статеві хромосоми, різні для чоловіків і жінок. Утім, у жінок вони однакові й звуться XX, а в чоловіків різні -- XY

За відтворення спадкових властивостей у поколінь рослин, тварин і людей «відповідають» 3 процеси: розмноження звичайних (соматичних) клітин організму -- мітоз, розмноження статевих клітин -- мейоз і запліднення. При мітозі відбувається простий поділ, перед яким шляхом самовідтворення кількість хромосом у клітині подвоюється. Виходить, що перед розподілом у людській клітині буде 92 хромосоми. Вони стають парами одна навпроти одної і розходяться до різних полюсів клітини. Потім протоплазма шляхом перешнурування ділиться на дві частини, і утворюються дві клітини, у ядрах яких знову міститься по 23 пари хромосом.

Під час запліднення чоловіча гамета -- сперматозоїд -- зливається з жіночою гаметою -- яйцеклітиною, і в зиготі, що утвориться у такий спосіб, знову буде 46 хромосом -- 23 від батька і 23 від матері, тобто 23 пари.

За допомогою мітозу відбувається розподіл зиготи і подальше нагромадження клітинного матеріалу ембріона, що формується, і плоду. Зародок на певних етапах починає утворювати тканини й клітини зі спеціалізованих клітин Спадкова інформація лежить в основі всього процесу розвитку зародка І подальшої життєдіяльності плоду, а потім навіть І дорослої людини Однак на спадкову Інформацію постійно впливають умови зовнішнього середовища.

3. Визначення статі дитини

Щоб визначити стать майбутньої дитини, необхідно спочатку зрозуміти, яку хромосому несе сперматозоїд -- X або Y. Яйцеклітина жінки серед 23 хромосом містить одну статеву хромосому -- X Чоловічі хромосоми після мейотичного поділу утворюють не одну статеву клітину (гамету), як у жінки, а 4 гамети (сперматозоїди). Половина з них має подібні до яйцеклітин Х-хромосоми, інша половина -- Y-хромосоми У результаті запліднення яйцеклітини сперматозоїдом, що несе Х-хромосому, з утвореної зиготи розвиватиметься дитина жіночої статі. Якщо ж запліднення відбулося сперматозоїдом із Y-хромосомою, то буде формуватися хлопчик. Теоретично сперматозоїди повинні нести однакову кількість сперматозоїдів із X- і Y-хромосомами, тобто ймовірність зачаття хлопчика або дівчинки однакова. Але факти свідчать про інше. Запліднення сперматозоїдами з Y-хромосомами відбувається набагато частіше, тому що виявлено, що вони є більш рухливими. Але є одне «але». Зародок хлопчика менш стійкий до несприятливих умов зовнішнього середовища У жінок мимовільні викидні при зачатті хлопчиків трапляються частіше, ніж при зачатті дівчаток. Однак дивно, що хлопчиків усе рівно народжується на 6 % більше, ніж дівчаток. Після народження хлопчики гірше пристосовуються до несприятливих умов зовнішнього середовища, у результаті чого їхня смертність вища, ніж у дівчаток. Тому статевозрілим стає однакова кількість хлопчиків і дівчаток.

4. Вплив факторів зовнішнього середовища на розвиток організму дитини

На світі немає цілком однакових людей. Кожен із нас відрізняється від усіх Інших рядом фізичних особливостей, що формуються, починаючи від самого зачаття й аж до кінця життя. З моменту злиття чоловічої й жіночої гамет й утворення заплідненої клітини -- зиготи генетичне обумовлене людське начало може змінюватися під впливом факторів зовнішнього середовища. Відомо, що завдяки тісній взаємодії генетичних чинників і факторів зовнішнього середовища у дитячому віці формуються індивідуальні ознаки й характер людини.

Що ж таке зовнішнє середовище для дитини? Це, насамперед, ті умови, які зможуть створити для нього батьки й оточуючі. Також сюди слід віднести І кліматичні, геофізичні й інші фактори. Учені встановили, що вплив середовища може дуже сильно видозмінити характер інформації, переданої у спадщину. На генетичному рівні записано, що в середньому маса дитини дорівнює 3300--3700 грамів, а зріст при цьому складає 49--52 см. Однак мати під час вагітності може погано харчуватися, або з її крові надходить мало поживних речовин у кров дитини. Тоді дитина може народитися з вагою 2000--2500 г і зростом 43--45 см. це ще не всі ознаки її незрілості.

Весь комплекс ознак, що сформувався в результаті взаємодії спадкових властивостей організму -- генотипу -- і факторів зовнішнього середовища, називається фенотипом. Загальне число усіх фенотипічних ознак є основою конституціональних особливостей дитини. Учені зауважують, що людству пощастило в тому розумінні, що на організм дитини, який розвивається, можуть впливати фактори зовнішнього середовища. З їхньою допомогою можна виховати фізично й духовно розвинуту людину.

Висновок

Отже, ДНК є головною молекулярної носителькою генетичної інформації в живій природі. Одна з основних властивостей живого - самовідтворення - пов'язане з реплікацією ДНК. Структура ДНК ідеально підходить для ефективної реплікації, у чому ми переконалися.

Як було показано в роботі, за мільйони років еволюції виробилися особливі механізми реплікації ДНК, що підвищують різноманітність геномів, що у свою чергу прискорює адаптацію організмів до мінливих умов зовнішнього середовища. Прикладом тому можуть стати бактерії - одні з самих еволюційно пластичних організмів. Ця «пластичність» обумовлена саме їх здатністю до горизонтального переносу генів та рекомбінації.

Треба визнати, що виявилося неможливим охопити навіть в самих загальних рисах таку широку тему, тому одні явища були упущені, інші-свідомо винесені за рамки даної роботи. Незважаючи на це, в роботі дана загальна картина процесів, які обумовлюють передачу генетичної інформації. Ця не дуже детальна картина може стати плацдармом для подальшого вивчення молекулярно-генетичних процесів.

Список літератури

1. Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж. та ін Молекулярна біологія клітини: У 3-х т. Пер. з англ. - М.: Мир, 1994.

2. Конич А.С., Севастьянова Г.А. Молекулярна біологія. - М.: Видавничий центр «Академія», 2005.

3. Загальна біологія. / / Висоцька Л.В., Глаголєв С.М., Димшиц Г.М. та ін; під ред. Галасливого В.К. та ін - М.: Просвещение, 2004.

4. Тейлор Д., Грін М., Стаут У. Біологія: В 3-х т. Пер з англ. - М.: Мир, 2005.

5. Ченцов Ю.С. Введення в клітинну біологію. - М.: ІКЦ «Академкнига», 2005.

Размещено на Allbest.ru