Наследственность и изменчивость – фундаментальное свойства живого. Структурно-функциональные уровни организации наследственного материала эукариот: генный, хромосомный, геномный

Наследственность и изменчивость обеспечивают: 1) индивидуальное наследование и изменение отдельных признаков; 2) воспроизведение в особях каждого поколения всего комплекса морфо-функциональных характеристик организмов конкретного биологического вида; 3) перераспределение у видов с половым размножением в процессе воспроизведения наследственных задатков, в результате чего потомок имеет сочетание признаков, отличное от их сочетания у родителей. Закономерности наследования и изменчивости признаков и их совокупностей вытекают из принципов структурно-функциональной организации генетического материала. Различают 3 уровня организации наследственного материала эукариотических организмов: генный, хромосомный, геномный.

Элементарной стр-ой генного уровня служит ген. Передача генов от родителей потомку необходима для развития у него определенных признаков. Благодаря наличию этого уровня возможно индивид-ое, раздельное и независимое наследование и изменения отдельных признаков.

Гены кл эукариот распределены группами по хромосомам. Размещение генов в хромосомах влияет на соотносительно наследование признаков, делает возможным воздействия на функцию гена со стороны его ближайшего генетического окружения – соседних генов. Хромосомная организация наследственного материала служит необходимым условием перераспределения наследственных задатков родителей в потомках при половом размножении.

Несмотря на распределение по разным хромосомам, вся совокупность генов в функциональном отношении ведет себя как целое, образуя единую систему, представляющую геномный (генотипический) уровень организации наследственного материала. На этом уровне происходит широкое взаимодействие и взаимовлияние наследственных задатков, локализующихся как в одной, так и в разных хромосомах. Итогом является взаимосоответствие генетической информации разных наследственных задатков и, следовательно, сбалансированное по времени, месту и интенсивности развитие признаков в процессе онтогенеза. Функциональная активность генов, режим репликации и мутационных изменений наследственного материала также зависят от характеристик генотипа организма или клетки в целом.

Наследственность – свойство организмов повторять в ряде поколений сходные признаки и обеспечивать специфический характер индивидуального развития при определенных условиях среды. Благодаря наследственности родители и потомки имеют сходный тип биосинтеза, определяющий сходство в химическом составе тканей, характере обмена веществ, морфологических признаках и других особенностях.

Изменчивость – это явление, противоположное наследственности. Она заключается в изменении наследственных зачатков, а также в вариабельности их проявлений в процессе развития организмов при взаимодействии с внешней средой.

Наследственность и изменчивость тесно связаны с эволюцией. В процессе филогенеза органического мира эти два противоположных свойства находятся в неразрывном диалектическом единстве. Новые свойства организмов появляются только благодаря изменчивости, но она лишь тогда может играть роль в эволюции, когда появившиеся изменения сохраняются в последующих поколениях, т.е. наследуются.

Насле́дственность — способность организмов передавать свои признаки и особенности развития потомству. Благодаря этой способности все живые существа (растения, грибы, или бактерии) сохраняют в своих потомках характерные черты вида. Такая преемственность наследственных свойств обеспечивается передачей их генетической информации. Носителями наследственной информации у организмов являются гены.

Изменчивость – это, явление противоположное наследственности. Она заключается в изменении наследственных задатков, а так же вариабельности их проявлений в процессе развития организмов при взаимодействии с внешней средой.

Наследственность и изменчивость тесно связаны с эволюцией. В процессе филогенеза органического мира эти два противоположных свойства находятся в диалектическом неразрывном единстве.

Генный уровень организации наследственного материала. Ген – функционально неделимая единица. Участок молекулы ДНК. Совокупность генов данной клетки или особи в диплоидном наборе составляет генотип. Это работающая часть генов, которая выявляется по совокупности признаков в проявляющемся фенотипе. Гены относительно независимы друг от друга, поэтому возможны изменения отдельных признаков.

Хромосомный уровень организации наследственного материала. Связан с наличием у клеток эукариот особых надмолекулярных структур хромосом. Все гены в пределах одной хромосомы составляют одну группу сцепления. Этот уровень связан с перераспределением генов родителей у потомков при половом размножении.

Геномный уровень организации наследственного материала. Содержит гаплоидный объем наследственной информации достаточной для реализации морфо-функциональной организации особи:

• обеспечивает определенный тип индивидуального развития,

• характеризуется видовой специфичностью,

• является результатом эволюции данного вида в конкретнойсреде.

Геномный уровень организации наследственного материала, объединяющий всю совокупность хромосомных генов, является эволюционно сложившейся структурой, характеризующейся относительно большей стабильностью, нежели генный и хромосомный уровни. На геномном уровне система сбалансированных по дозам и объединенных сложнейшими функциональными взаимосвязями генов представляет собой нечто большее, нежели простую совокупность отдельных единиц. Поэтому результатом функционирования генома является формирование фенотипа целостного организма. В связи с этим фенотип организма нельзя представлять как простую совокупность признаков и свойств, это организм во всем многообразии его характеристик на всем протяжении индивидуального развития. Таким образом, поддержание постоянства организации наследственного материала на геномном уровне имеет первостепенное значение для обеспечения нормального развития, организма и воспроизведения у особи в первую очередь видовых характеристик.

Ген – функциональная единица наследственности, его свойства. Классификация генов. Основные понятия генетики: аллельность, гомо- и гетерозигтность, доминантность, рецессивность, расположение гена в хромосомах.

Ген – информационная структура, состоящая из ДНК, реже РНК, и определяющая синтез молекул РНК одного из типов: иРНК или рРНК, посредством которых осуществляется метаболизм, приводящий в конечном итоге к развитию признака.

В процессе жизнедеятельности организма наследственный материал функционирует, редуплицируется, испытвает изменения мутационного или рекомбинационного характера. Ген – единица функционирования наследственного материала. Это означает, что передачей генов в ряду клеточных или организменных поколений достигается материальная структурно-фугкциональная преемственность, наследование потомками признаков родителей.

По химической природе ген представляет фрагмент молекулы ДНК, который содержит информацию о последовательности аминокислот в определенном полипептиде или нуклеотидов.

Ген имеет ряд св-тв. Дискретность действия, т.е. развитие разл-ых пр-ков контролируется разными генами, локализация к-ых в хр-мах не совпадает. Т.ж., ген отличается стабильностью – при отсутсвии мутации он передается в ряду поколений в независимом виде. Действие генов специфично, каждый из них обуславливает развитие опред-го признака или их группы.

Большинство генов существует в виде двух и более числа альтернативных (взаимоисключающих) вариантов – аллелей. Все аллели данного гена локализуются в одной и той же хромосоме, в определенном ее участке – локусе.

Аллель, функциональная активность которого не зависит от наличия в организме другого аллеля данной серии – доминантный. Аллель, обеспечивающий развитие признака лишь в отсутствии других аллелей данного гена – рецессивный.

Ген – функционально неделимая единица, участок молекулы ДНК. Совокупность генов данной клетки или особи в диплоидном наборе составляет генотип. Свойства генов:

1. дискретность — несмешиваемость генов;

2. стабильность — способность сохранять структуру;

3. лабильность — способность многократно мутировать;

4. множественный аллелизм — многие гены существуют в популяции во множестве молекулярных форм;

5. аллельность — в генотипе диплоидных организмов только две формы гена;

6. специфичность — каждый ген кодирует свой признак;

7. плейотропия — множественный эффект гена;

8. экспрессивность — степень выраженности гена в признаке;

9. пенетрантность — частота проявления гена в фенотипе;

10. амплификация — увеличение количества копий гена.

Классификация:

1. Структурные гены — уникальные компоненты генома, представляющие единственную последовательность, кодирующую определённый белок или некоторые виды РНК.

2. Функциональные гены — регулируют работу структурных генов

Гены определяющие развитие альтернативных признаков, принято называть аллельными, или аллеломорфными, парами, они расположены в одних и тех же локусах гомологичных хромосом.

Если в обеих гомологичных хромосомах находятся одинаковые аллельные гены, такой организм называют гомозиготным и дает только один тип гамет. Если же аллельные гены различны, то такой организм носит название гетерозиготного по данному признаку, он образует два типа гамет.

Домина́нтность (доминирование) — форма взаимоотношений между аллелями одного гена, при которой один из них (доминантный) подавляет (маскирует) проявление другого (рецессивного) и таким образом определяет проявление признака как у доминантных гомозигот, так и у гетерозигот.

Рецесси́вный ген (англ. recessivegene) — генетическая информация, которая может подавляться воздействием доминантного гена и не проявляется в фенотипе. Рецессивный ген способен обеспечить проявление определяемого им признака только в том случае, если находится в паре с соответственным рецессивным геном. Если же он находится в паре с доминантным геном, то он не проявляется, так как доминантный ген подавляет его. Свойства, представленные рецессивными генами, проявляются в фенотипе у потомка лишь в том случае, если у обоих родителей присутствует рецессивный ген.

Гены расположены в хромосомах в линейной последовательности на определенных расстояниях друг от друга.