Система воспроизведения материальных основ жизни

Генетическая информация.

Генетическая информация записана последовательностью нуклеотидов  молекул нуклеиновых кислот (ДНК, у некоторых вирусов также  РНК). Содержит сведения о строении всех (около 10 000)ферментов, структурных белков и РНК клетки, а также о регуляции их синтеза. Информация о свойствах организма, которая передается по наследству. Генетическая информация записана последовательностью нуклеотидов молекул нуклеиновых кислот (ДНК, у некоторых вирусов также РНК). Содержит сведения о строении всех (около 10 000) ферментов, структурных белков и РНК клетки, а также о регуляции их синтеза. Считывают генетическую информацию разные ферментные комплексы клетки. Один из таких комплексов - аппарат трансляции, состоит из более чем 200 разных макромолекул ( даже у такого сравнительно простого организма, как кишечная палочка). Генетическая информация, которая считывается в процессе трансляции, складывается из значений триплетов генетического кода и включает знаки начало и окончания белкового синтеза. Другие составляющие генетической информации считываются аппаратами репликации, транскрипции, а также аппаратами иных процессов, оперирующих молекулами, нуклеиновых кислот (таких, как репарация, рестрикция, модификация, рекомендация, сеграция) и разными регуляторными белками. У многоклеточных организмов при половом размножении генетическая информация передается из поколения в поколение через посредство половых клеток у прокариотичных микроорганизмов имеются особые типы передачи генетической информации - трансдукция, трансформация.

Итак, обладая генетической информацией  можно построить карты хромосом с нанесением на них порядка расположения генов, что успешно осуществил Томас  Гент Морган (1866-1945) тчательно изучив явление сцепления и перекреста, происходящего между гомологичными хромосомами и осуществляющего рекомбинацию генов.

Генетическая карта.

Генетическая карта хромосомы - схема взаимного расположения генов, находящихся в одной группе сцепления. Для составления генетических карт хромосом необходимо выявление множество мутантных генов и проведения многочисленных скрещиваний. Расстояние между генами на генетической карте хромосом определяют по чистоте кроссинговера между ними. Единицей расстояния генетической карте хромосом мейотически делящихся клеток является морганида, соответствующая одному проценту кроссинговера. Для построения генетической карты хромосомы эукариот (наиболее подробная генетические карты составлены для дрозофилы, у которой изучено более тысячи мутантных генов, а также для кукурузы, имеющей в десяти крупных сцеплениях с выше четырехсот генов) используют меотический и митотический кроссинговер. Сравнение генетических карт хромосом, построенных разными методами у одного и того же вида, выявляет одинаковый порядок расположение генов, хотя расстояние между конкретными генами на мейотических и митотических генетических картах хромосом могут различаться. В норме генетические карты хромосом у эукариот линейные, однако, например, при построении генетических карт хромосом у гетерозигот по транслакации получается генетическая карта хромосом в виде креста. Это указывает на то, что форма карт отражает характер конъюгации хромосом. У прокариот и вирусов генетические карты хромосом также строят с помощью рекомбинации. При картировании генов у бактерий с помощью конъюгации получается кольцевая генетическая карта хромосомы. Значение генетических карт позволяет планировать работу по получению организмов с определенными сочетаниями признаков, что используется в генетических экспериментах селекционной практике. Сравнение генетических карт хромосом разных видов способствует эволюционному процессу. На основе же генетических карт проводят генетический анализ.

Генетический анализ.

Генетический анализ - это совокупность методов исследований наследственных свойств организма (его генотипа), поскольку анализ элементов генотипа (групп сцепления, генов и внутригенных структур) осуществляется, как правило, опосредованно, через признаки, генетический анализ является по существу анализом признаков, контролируемых теми или иными элементами генотипа. В зависимости от задачи и особенностей изучаемого объекта генетический анализ проводят на популяционном, организменном, клеточном и молекулярном уровнях.

К основным методам генетического анализа относятся:

Селекционный метод, с помощью которого осуществляют подбор или создание исходного материала, подвергающегося дальнейшему анализу (например, Г. Мендель, который по существу является основоположником генетического анализа, начинал свою работу с получения константных-гомозиготных-форм гороха путем самоопыления);

Гибридологический метод, представляющий собой систему специальных скрещиваний и учетов их результатов;

Цитогенетический метод, заключающийся в цитологическом анализе генетических структур и явлений на основе гибридологического анализа с целью сопоставления генетических явлений со структурой и поведением хромосом и их участков (анализ хромосомных и геномных мутаций, построение цитологических карт хромосом, цитохимическое изучение активности генов). Частный случай цитогенетического метода - геномный анализ. На основе популяционного метода изучают генетическую структуру популяций различных организмов: количественно оценивают распределение особей разных генотипов в популяции, анализируют динамику генетической структуры популяций под действием различных факторов (при этом используют создание модельных популяций).

Молекулярно-генетический метод представляет собой биохимическое и физико-химическое изучение структуры и функции генетического материала и направлен на выяснение этапов пути «ген - признак» и механизмов взаимодействия различных молекул на этом пути.

Мутационный метод позволяет (на основе всестороннего анализа мутации) установить особенности, закономерности и механизмы мутагенеза помогает в изучении структуры и функции генов . Особое значение мутационный метод приобретает при работе с организмами, размножающимися бесполым путем и в генетике человека, где возможности гибридологического анализа крайне затруднены.

Близнецовый метод, заключающийся  в анализе и сравнении изменчивости признаков в пределах различных  групп близнецов, позволяет оценить  относительную роль генотипа и внешних  условий наблюдаемой изменчивости. Особо важен этот метод при работе с малоплодовитыми организмами, имеющими поздние сроки наступления половой зрелости (например, крупный рогатый скот), а так же в генетике человека. В генетическом анализе используют и многие другие методы (онтогенетический, иммуногенетический, математический и так далее), позволяющие комплексно изучать генетический материал.

Генетический анализ является исходным и необходимым этапом на пути к  генетическому синтезу (получению  организмов с заданными свойствами), в том числе методами генетической инженерии.

Уже в 80-ых гг. генная инженерия могла дать в неограниченном количестве гормоны и другие белки человека, необходимые для лечения генетических болезней (например, инсулин, гормон роста и другие). Величайшее же открытие, сделанное учеными в 2000 году - расшифровка генома человека, позволило клонировать не только органы, но и человека.

 

 

Заключение

Имеем ли мы логическое право на признание  коренного различия между живым и неживым? Есть ли в окружающей нас природе такие факты, которые убеждают нас в том, что жизнь существует вечно и имеет так мало общего с неживой природой, что ни при каких условиях, никогда не могла из нее образоваться, выделиться? Можем ли мы признать организмы образованиями совершенно, принципиально отличными от всего остального мира?

Биология XX в. Углубила понимание существенных черт живого, раскрыв молекулярные основы жизни. В основе современной биологической картины мира лежит представление о том, что мир живого - это грандиозная Система высокоорганизованных систем.

Несомненно, в модели происхождения  жизни, будут включаться новые знания, и они будут всё более обоснованными. Но чем более качественно новое отличается от старого, тем труднее объяснить его возникновение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

1. Бернал Д. "Возникновение жизни"  Приложение №1: Опарин А.И. "Происхождение жизни" М., "Мир",1969.

2. Поннамперума С. "Происхождение  жизни", М., "Мир", 1977.

3. Смирнов И.Н., Титов В.Ф. Философия.  Учебник для студентов высших  учебных заведений, М., Российская  экономическая академия  им. Плеханова, 1998.

4. Вернадский В.И. Живое вещество, М., 1978.

5. Вернадский В.И. Размышление  натуралиста. Научная мысль как  планетное явление, М., 1977

6. Лосев А.Ф. Античная философия  истории, М., 1977.

7. Кант И. Собрание сочинений,  т.1.,2. ,М. 1964

8. Девис Р., Ботстайн Д., Рот Дж., методы генетической инженерии. Генетика бактерий, пер. с анг., М., 1984;

 9.Маниатист Т., Фрич Э., Сембурк Дж., Методы генетической инженерии. Молекулярное клонирование, пер. с анг., М., 1984;

 10.Пирузиян Э. С., Андрианов В. М., Плазмиды агробактерий игенетическая инженерия растений, М., 1985;

 11. Biotechnology and genetic engineering reviews, v. 1, ed. by G. E. Russel, Newcastle upon Myne, 1984;

12. Genetic manipulation; impact on man and society, ed. by W.Arber [ a.o.] , Camb., 1984.