Репарация как механизм поддержания генетического гомеостаза. Виды и механизмы репарации.

Под действием различных химических и физических агентов, а так же при нормальном биосинтезе ДНК в клетке могут возникнуть повреждения. Клетки обладают механизмами исправления повреждений в нитях ДНК. Способность клеток к исправлению повреждений в молекулах ДНК получила название репарации. Первоначально способность к репарации была обнаружена у бактерий, подвергшихся воздействию ультрафиолетовых лучей. В результате обучения целостность молекул ДНК нарушается, так как в ней возникают димеры, т.е. сцепленные между собой соседние пиримидиновые основания. Однако облученные клетки на свету выживают гораздо лучше, чем в темноте. После тщательного анализа причин этого установлено, что в облученных клетках на свету происходит репарация (световая репарация). Она осуществляется специальным ферментом, активирующимся квантами видимого света. Фермент соединяется с поврежденной ДНК, разъединяет возникшие в димерах связи и восстанавливает целостность нити ДНК. Фотореактивирующий фермент не является видоспецифичным, в качестве фермента в нем имеется цианокобаламин (В12), поглощающий кванты видимого сета и передающий энергию молекуле фермента. Фермент фотореактивации соединяется с ДНК, поврежденной ультрафиолетовыми лучами, образуя стабильный комплекс. На ранних стадиях эволюции живых организмов, когда отсутствовал озоновый слой задерживающий большую часть потока губительных для организмов солнечных ультрафиолетовых лучей фотореактивация играла особенно важную роль. Позднее была обнаружена темновая репарация, т.е. свойство клеток ликвидировать повреждения в ДНК без участия видимого света. При световой репарации исправляются повреждения, возникшие только под действием ультрафиолетовых лучей, при темновой - повреждения, появившиеся под влиянием ионизирующей радиации химических веществ и других факторов. Темновая репарация обнаружена как у прокариот так и в клетках эукариот. Механизм терновой репарации ДНК отличается тем, что не только разрезаются димеры (как при световой), но и вырезаются большие участки молекулы ДНК (до несколько сотен нуклеотидов); видимо, могут удаляться целые гены, после чего происходит комплиментарный матичный синтез с помощью фермента ДНК – полимеразы. Открытие процесса репарации показало, что на молекулярном уровне имеется предмутационный период, во время которого может произойти восстановление исходной нормальной структуры молекулы ДНК. Если бы не этот выработавшийся в ходе эволюции процесс, количество мутаций так бы возросло, что препятствовало бы поддержанию гомеостаза и наследственности живых организмов. Не все виды ДНК репарируются, часть их проявляется в виде мутаций. Если репарация не возникает, появляется мутация, что может повлечь гибель клетки. Способность клеток осуществлять эффективную репарацию генетического материала может иметь в клеточных механизмах старения.

47) Структурный гомеостаз. Регенерация, как процесс поддержания морфофизиологической целостности биологических систем. Виды, типы и способы регенерации.

Регенерация – восстановление организмом утраченных или изношенных структур.

Уровни регенерации:

- внутриклеточная – восстановление мембран, органелл.

- тканевой – восстановление клеток и межклеточных вещества.

- органный – восстановление утраченного органа (восстановление хвоста у ященрицы)

- организменный – восстановление целого организма из его части (планарии, губки)

1-й вид: физиологическая регенерация – непрерывное обновление действующих структур организма (эритроциты крови, слизистая кишечника, наружный слой кожи)

2-й вид: репаративная регенерация – процесс восстановления тканей/органов после различных повреждений.

ТИПЫ репаративной регенерации.

- гомоморфоз – регенерирующая структура является практически точной копией утраченной.

- гетероморфоз – на месте утраченной структуры развивается совершенно новая. (Пример: рубец на соединительной ткани).

- гипоморфоз – восстановление органа, но меньшего по размеру.

- гиперморфоз – избыточная регенерация.

- соматический эмбриогенез – восстановление организма из скопления соматических клеток (планарии)

СПОСОБЫ репаративной регенерации

- эпиморфоз – отрастание утраченного органа от КРАЯ раневой поверхности.

- морфолаксис – восстановление органа/организма за счёт перестройки оставшейся части.

- эндоморфоз – восстановление массы и функционирования органа без восстановления его формы и структуры (наиболее распространён у человека).

ВИДЫ репаративной регенерации

- регенерационная гипертрофия – восстановление оставшейся части органа без восстановления формы за счёт размножения клеток, их гипертрофии и увеличения числа внутриклеточных структур. Пример: восстановление печени у человека (после операция на печени по удалению нескольких долей дольчатость не восстанавливается)

- компенсаторная гипертрофия – свойственна парным органам, когда 1 из парных органов утрачен или не функционирует, 2-й берёт на себя функции обоих органов за счёт увеличения размеров. Пример: почки, лёгкие

- регенерация по каркасу – восстановление сосудов

- регенерация вставочным ростом – при сквозных ранениях/дефектах костей. - регенерация путём индукции – применение костных опилок для восстановления повреждённых костей черепа. - трансплантация

48. Микроэволюция. Элементарные эволюционные факторы и их роль в видообразовании.

Микроэволюция — это распространение в популяции малых изменений в частотах аллелей на протяжении нескольких поколений; эволюционные изменения на внутривидовом уровне. Такие изменения происходят из-за следующих процессов: мутации, естественный отбор, искусственный отбор, перенос генов и дрейф генов.

ЭТО совокупность эволюционных процессов, протекающих в популяциях вида и приводящих к изменениям генофондов этих популяций и образованию новых видов.

Микроэволюция происходит на основе мутационной изменчивости под контролем естественного отбора.

Мутации — единственныйИсточник появления качественно новых признаков, отбор —

единственный творческий фактор микроэволюции, направляющий элементарные эволюционные изменения по пути формирования адаптации организмов к изменяющимся условиям внеш. среды. На характер процессов Микроэволюции могут оказывать влияние

колебания численности популяции, обмен генетической информации

Элементарные эволюционные факторы и их роль в видообразовании.

События и процессы, способствующие преодолению генетической инертности популяций и приводящие к изменению их генофондов, называют элементарными эволюционными факторами.Важнейшие из них: мутационный процесс, популяционные волны, изоляция, естественный отбор.

Популяционная структура человечества. Особенности действия элементарных эволюционных факторов в человеческих популяциях

Здесь я точно не знаю что писать, возможно про естественный отбор и мутации и тд. В инете норм инфу не могу найти.

Мутационный процесс в популяциях людей