Тема: Молекулярная организация наследственного материала. Генный уровень. Наследование стоматологических признаков
| Предмет и задачи генетики. | Наследственность - фундаментальное свойство живого. Генетика изучает сходство и различия родителей и потомков, т.е. наследственность и изменчивость. Наследственность - свойство организмов, обеспечивающее морфофункциональную преемственность в ряду поколений и путь индивидуального развития. Наследование - передача наследственных признаков и свойств организмов в процессе размножения. Изменчивость - свойство организма меняться в процессе индивидуального развития. |
| Значение генетики. | Для развития сельского хозяйства, селекции микроорганизмов, изучения наследственных болезней человека, понимания процессов эволюции в прошлом и настоящем. |
| Методы и уровни изучения закономерностей наследственности и изменчивости. | Уровни: организменный, цитогенетический, молекулярный. Методы: гибридологический, цитогенетический, биохимический, онтогенетический, популяционно-статистический. |
| Этапы развития. | Менделизм - открытие и переоткрытие законов Менделя (1865-1900). Работы школы Моргана (1900—1930). Изучение наследственности на клеточном уровне. Молекулярный уровень изучения (1930), установление химической природы гена (работы Кольцова). Открытие структуры ДНК (Уотсон и Крик 1953), дифференциальной структуры гена (Жакоб и Моно, 1965). Работы Г.де Фриза, Корренса, Чермака. |
| Цитологические основы Менде-левского учения. | Гомологичные хромосомы, аллельные гены, биологическая сущность мейоза, принцип "чистоты гамет" - главный принцип генетики не имеющий исключений. Ген - функциональная единица наследственности. Ген и признак. |
| Закономерности независимого наследования. | Моно-, ди- и полигибридное скрещивание (1-ый, 2-ой и 3-ий законы Менделя). |
| Плейотропное действие гена. | Один ген модифицирует проявления других генов вследствие участия их в одной цепи обмена. |
| Теория гена. | Ген - единица наследственного материала, это единица функции, рекомбинации и мутации. Ген это участок молекулы ДНК / у некоторых вирусов РНК/ со специфическим набором нуклеотидов, в линейной последовательности которых закодирована генетическая информация. Доказательство роли ДНК – явления трансформации и трансдукции. Свойства генов: 1. Ген. занимает определенное место в ДНК: локус. 2. Ген дискретен: состоит из нуклеотидов, число которых в разных генах различно. 3. Аллельность: различное состояние одного гена, что определяет варианты развития одного и того же признака. Число аллелей у гаплоидов – 1, у дипло-идов - 2, у триплоидов - 3 и т.д. 4. Гены устойчивы, передаются неизмененными поколениям дочерних клеток и организмов. 5. Внутри гена может происходить рекомбинация, единица рекомбинации состоит из пары нуклеотидов. 6. Гены способны к мутации, единица мутации - мутон, равна паре нуклеотидов. 7.Способность к репарации /восстановлению поврежденного участка молекулы ДНК/, поэтому не все повреждения ДНК ведут к мутации гена. 8. Плейотропность генов: некоторые гены определяют несколько признаков. Ген - это функциональная единица ДНК /реже РНК/. Генотип дискретен, но функционирует как единое целое. На функцию генов оказывают влияние внешние и внутренние факторы. |
| Виды_генов. | 1.Структурные гены / цистроны/ содержат информацию о последовательности аминокислот в полинуклеотиде, содержит около 1000 пар нуклеотидов. Это уникальные последовательности. Расположение триплетов нуклеотидов коллине-арно последовательности аминокислот в полипептиде, кодируемому данным геном. 2. Гены кодирующие р-РНК. 3. Гены кодирующие т-РНК. Гены р-РНК и т-РНК многократно повторяются. 4. Функциональные гены. Они контролируют и направляют деятельность структурных генов. У прокариот это гены:, промотор, оператор, регулятор. У эукариот система функциональных генов намного сложнее: промоторный участок, сенсорные, интеграторные гены и др. 5. Спейсеры - разделительные участки между генами. Гены эукариот прерывисты: они состоят из информативных участков - экзонов, и неинформативных - интронов, которых больше. Интроны участвуют в реализации ядерных генов, морут кодировать некоторые белки, в формировании «прыгающих генов», являющихся материалом для эволюции. |
| Генная инженерия. Задачи. | Изменение наследственных свойств организма при внесении, замене или удалении генов. Реконструирование новых форм живого. |
| Объект. | Прокариоты, имеющие кольцевую молекулу ДНК,обладающие одинаковым кариотипом, легко изменяемым генотипом, быстро размножающиеся, функция которых заключается лишь в синтезе специфических ферментов. |
| Методы. | Трансформация, трансдукция, генетическая рекомбинация, синтез генов, гибридизация, трансгеноз. |
| Значение для медицины и здравоохранения. | Возможности генотерапии - замены дефектного гена у человека полноценно функционирующим геном. Создание чистых высокоспецифичных вирусных вакцин. Получение гормонов человека путем встройки в геном прокариот соответствующих генов человека. |
| Биотехнология. | Введение микробиологической генной индустрии в промышленность, сельское хозяйство и медицину. |
| Задачи. | Выведение путем трансгеноза растений устойчивых к болезням, не нуждающихся в удобрениях, загрязняющих окружающую среду нитратами и нитритами. Создание высокопродуктивных штаммов микроорганизмов, разлагающих нефть, полимерные материалы, отходы животноводства, синтезирующие животные белки, дефицитные аминокислоты, гормоны человека, антибиотики в промышленных масштабах. |
| Потенциальная опасность экспериментов по генной инженерии. | Международный комитет по рекомбинации молекул ДНК, учитывая непредсказуемые последствия работы с бактериями, устойчивыми к антибиотикам и онкогенным вирусам, разрешил работы со штаммами кишечной палочки, погибающей при 30оС. |
ЛЕКЦИЯ № 6