ТЕРМИНАЦИЯ — окончание синтеза белка, осуществляется, когда в А-сайте рибосомы оказывается один из стоп- кодонов — UAG, UAA, UGA. Из-за отсутствия тРНК , соответствующих этим кодонам, пептидил-тРНК остаётся связанной с Р-сайтом рибосомы. Здесь в действие вступают специфические белки RF1 или RF2, которые катализируют отсоединение полипептидной цепи от мРНК, а также RF3, который вызывает диссоциацию мРНК из рибосомы. RF1 узнаёт в А-участке UAA или UAG; RF-2 — UAA или UGA. С UAA терминация эффективнее, чем с другими стоп-кодонами.
рРНК – в соединении с белком входи в состав рибосом. Синтезируетс\ в ядрушке.
тРНК- находится в цитоплазме. Присоединяет определенные аминокислоты и подводит их к месту синтеза белка – к рибосомам. Каждая тРНК состоит участок для присоединения аминокислоты(антикодон)-служит для узнавания. Антикодон образует водородные связи с кодоном, способствует образованию пептидной связи.
Посттрансляционная модификация белка как основа для их функционирования. Высвобожденный полипептид - Это прямолинейная молекула, не имеет метаболической активности. Синтезированные из аминокислот полипептидные цепи дальнейшем могут поступать в цитоплазму, эндоплазматическая сеть или комплекс Гольджи, где завершается формирование белковой молекулы. В процессе "созревания" она может терять некоторые конечные аминокислоты с помощью фермента экзопептидаза, а впоследствии образовывать вторичную и третичную структуры. Молекулы могут объединяться с другими полипептидами для образования четвертичной структуры сложных белков. Синтезированы молекулы объединяются с углеродными или липидными молекулами, встраиваемые в биомембраны или другие комплексы клетки.
Процессы изменения исходной структуры полипептида и формирование новой называются посттрансляционной модификацией. Вследствие этого белки приобретают специфические свойств и функциональной активности.
билет 11 п.1
Тип: Protozoa (Простейшие)
Класс: Infusoria (Инфузории)
Отряд: Holotricha
Вид:Balantiium coli (Возбудитель балантидиоза)
Морфология: Тело овальной или яйцевидной формы; размеры 30-150 на 40-70 мкм. На переднем конце расположен периост, переходящий в цистом и воронкообразный цитофаргис. На заднем конце тела имеется порошица. Макронуклеус имеет бобовидную или палочковидную форму. Сократительных вакуолей две. Размножается поперечным делением. Способен образовывать цисты диаметром 45-65мкм.Снаружи покрыт ресничками.
Ж.Ц.: вегетативная форма паразитирует в толстом отделе кишечника, приимущественно в слепой кишке. Заражение человека происходит алиментарным путем при проглатывании цист с загрязненными продуктами, водой. Инвазионной стадией является циста. Чаще балантидиозом болеют работники свиноферм, т.к свиньи- главны есточники инвазии. В пищеварительном тракте из цист образуются трофозоиты. В нижних отделах кишечника трофозоиты инцистируются и выводятся наружу с фекалиями. Повреждаю слизистую оболочку кишечника и образуют глубокие язвы. Отравляют организм продуктами ж/д. Балантидий питается пищевыми частицами, иногда в его цитоплазме находят эритроциты и лейкоциты.
Симптомы: кровавый поос, боли в животе. Рвота, недомогание, слабость, головная боль. При осложнениях возникает абсцесс печени и прободение язв.
Диагностика :обнаружение в мазках фекалий вегетативных форм паразита.
Профилактика:соблюдение правил личной гигиены, выявление и лечение больных. Охрана окр. Среды от загрязнений фекалиями свиней и больных людей, санитарно- просветительская работа.
Главным условием жизни как клетки, так и организма является обмен веществ и энергией с окружающей средой. Для поддержания сложной динамической структуры живой клетки требуется непрерывная затрата энергии. Так же энергия необходима для осуществления большинства функций клетки. Источником энергии в большенстве случаев является расщепление органических веществ в клетке.
Метаболизм – совокупность химических реакций в клетках (организме), заключающихся в синтезе и распаде сложных молекул с образованием промежуточных продуктов (метаболитов). Различают:
Анаболизм (ассимиляция) – эндотермический процесс уподобления поступающих в клетку веществ веществам самой клетки. Важным моментом служит синтез белков и нуклеиновых кислот. Частным случаем является фотосинтез.
Катаболизм ( диссимиляция) – экзотермический процесс, при котором происходит распад веществ с освобождением энергии. Этот распад осуществляется в результате приваривания и дыхания.
Этапы метаболизма: Энергетический обмен или диссимиляция представляет собой совокупность реакций расщепления органических веществ, сопровождающейся выделением энергии. В зависимости от среды обитания диссимиляция может протекать в 2-3 этапа. У аэробных в 3 этапа: 1) Подготовительный 2) безкислородный 3) кислородный. У анаэроюных в два этапа. 1) Подготовительный. Заключается в ферментативном расщеплении сложных органических соединений на более простые (белки — аминокислоты, жиры — глицерин + жирные кислоты, полисахариды — моносахариды и т.д.) Распад этих сложных субстрактов осуществляется на различных уровнях желудочно-кишечного тракта. Внутреклеточное расщепление органических веществ происходит под действием ферментов лизосом. Высвобождающая при этом энергия рассеивается в виде теплоты, а образовавщиеся малые молекулы могут подвергаться дальнейшему расщеплению или использоватся как строительный материал. 2) Бескислородный. Осуществляется непосредственно в цитоплазме клетки. В присутствии кислорода не нуждается и заключается в дальнейшем расщеплении органических субстратов. Главными источниками энергии в клетке является глюкоза. Безкислородное неполное расщепление глюкозы называется гликолизом. Это многоступенчатый ферментативный процесс превращения 6 углеродной глюкозы в молекулы пировиноградной кислоты. C6H12O6 — 2C3H4O3. В ходе р-ции гликолиза выделяется большое количество энергии (200 кДж/моль). 60% рассеивается в виде теплоты, 40% идет на синтез АТФ. В результате гликолиза из одной молекулы глюкозы образуется: 2 молекулы ПВК, 2 АТФ и 2 воды, а также атомы водорода, которые запасаются клеткой в форме НАДФ. C6H12O6 +2АДФ + 2Ф+2НАД — 2C3H4O3+2АТФ+2Н2О +2НАДФ*Н. 3) Полное окисление. Полное окисление проходит на внутренней мембране митохондрий и в матриксе под действием многочисленных ферментов крист. Полное окисление состоит из 3 стадий: 1) окислительное декарбоксилирование ПВК, 2) цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса), 3) заключительный этап — электротранспортная цепь. 1) ПВК поступает в митохондрию, где она полностью окисляется аэробным путем. Сначала происходит окислеине ПВК, т.е. отщепление СО2 с одновременным окислением путем дегидрирования. Во время этих реакций ПВК соединяется с в-вом которое называют коферментом А. Затем образуется ацетилкофермент А, который за счет выделившецся энергии вовлекается в цикл трикарбоновых кислот. 2) Назван в честь открывшего его английского ученого Ганса Кребса. Он представляет из себя последовательность реакции в ходе которых из одной молекулы S KoA образуется 2 молекулы CO2, молекула АТФ, 4 пары атомов водорода, которые передаются на молекулы переносчики. 3) Белки переносчики транспортируют атомы водорода к внутренней мембране митохондрий, где передают их по цепи встроенных в мембрану белков. Затем водород соединяется с CO2. В результате образуется вода. Кислород создает разность потенциалов в мембране. При этом энергия ионов водорода используется для превращения АДФ в АТФ.
Процесс поступления веществ в клетку называется эндоцитозом. Различают пиноцитоз и фагоцитоз.
Фагоцитоз (греч. фаго – пожирать) – поглощение клеткой твердых органических веществ . Оказавшись около клетки, твердая частица окружается выростами мембраны, или под ней образуется впячивание мембраны. В результате частица оказывается заключенной в мембранный пузырек внутри клетки. Такой пузырек называют фагосомой. Термин «фагоцитоз» был предложен И.И. Мечниковым в 1882 г. Фагоцитоз свойствен простейшим, кишечнополостным, лейкоцитам, а также клеткам капилляров костного мозга, селезенки, печени, надпочечников.
Второй способ поступления веществ в клетку называют пиноцитозом (греч. пино – пью) – это процесс поглощения клеткой мелких капель жидкости с растворенными в ней высокомолекулярными веществами. Осуществляется путем захвата этих капель выростами цитоплазмы. Захваченные капли погружаются в цитоплазму и там усваиваются. Явление пиноцитоза свойственно животным клеткам и одноклеточным простейшим.
Еще один способ поступления веществ в клетку – осмос – прохождение воды через избирательно проницаемую мембрану клетки. Вода переходит из менее концентрированного раствора в более концентрированный. Вещества могут также проходить через мембрану путем диффузии – так транспортируются вещества, способные растворяться в липидах (простые и сложные эфиры, жирные кислоты и т.д.). Путем диффузии по градиенту концентрации по специальным каналам мембраны идут некоторые ионы (например, ион калия выходит из клетки).
Кроме того, транспорт веществ через мембрану осуществляет натрий-калиевый насос: он перемещает ионы натрия из клетки и ионы калия в клетку против градиента концентраций с затратой энергии АТФ.
Фагоцитоз, пиноцитоз и натрий-калиевый насос – это примеры активного транспорта, а осмос и диффузия – пассивного транспорта.
Белки- обязательная составная часть клетки. Они осуществляют обмен веществ и энергетические превращения. Белки входят в состав клеточных структур — органелл, секретируются во внеклеточное пространство для обмена сигналами между клетками, гидролиза пищи и образования межклеточного вещества. Катализ различных химических реакций. Структурные белки цитоскелета, как своего рода арматура, придают форму клеткам и многим органоидам и участвуют в изменении формы клеток. Защитная функция (коллаген, связывание токсинов, иммунная защита- входят в состав крови). Транспортная, запасная, моторная функции.
Липиды – жиры, жироподобные вещества. Структурная функция(построение мембран клеток), Энергетческая( вырабатывают 30% всей энергии), Запасная ( запас пит.веществ в виде жировой клетчатки- термоизоляция), Регуляторная функция.
Углеводы (полисахариды) – источники энергии для клеток. Энергетическая функция, структурная ( входят в состав оболочек клеток и субклеточных образований, у растений-опорная ф-ция), Запас пит. Вещ-в( накапливаются в виде крахмала у растений и гликогена у животных), защитная ( все секреты состоят из углеводов).
Вода – основное средство для перемещения веществ в клетке (организме), служит смазочным материалом, необходимым везде, где есть трущиеся поверхности. Составляет большую часть массы тела.
Элементарные эволюционные факторы:
1. НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ — свойство организмов повторять в ряду поколений сходные типы обмена в-в и индивид. развития в целом. Обеспечивается самовоспроизведением материальных единиц Н. - генов, локализованных в специфич. структурах ядра клетки (хромосомах) и цитоплазмы. Вместе с изменчивостью Н. обеспечивает постоянство и многообразие форм жизни и лежит в основе эволюции живой природы.
2. ИЗМЕНЧИВОСТЬ — разнообразие признаков и свойств у особей и групп особей любой степени родства. Присуща всем живым организмам. Различают Изменчивость: наследств. и ненаследств. ; индивидуальную и групповую, качеств. и количеств., направленную и ненаправленную. Наследств. изменчивость обусловлена возникновением мутаций, ненаследств. — воздействием факторов внеш. среды. Явления наследственности и изменчивости лежат в основе эволюции.
3. БОРЬБА ЗА СУЩЕСТВОВАНИЕ — одно из осн. понятий в теории эволюции Ч. Дарвина, которое он употреблял для обозначения отношений между организмами, а также между организмами и абиотич. условиями, приводящих к гибели менее приспособленных и выживанию наиболее приспособленных особей, т.е. к естеств. отбору. Сложность проблемы и метафорич. характер термина породили его различ. толкования и даже исключение этого понятия из эволюц. биологии нек-рыми совр. дарвинистами. Делались попытки учение о борьбе за сущ. переносить на человеческое об-во (социальный дарвинизм) .
4. ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР — процесс выживания и воспроизведения организмов, наиб. приспособленных к условиям среды, и гибели в ходе эволюции неприспособленных. Е. О. — следствие борьбы за существование; обусловливает, относит. целесообразность строения и функций организмов; творч. роль Е. О. выражается в преобразовании популяций, приводящем к появлению новых видов. Е. О. как осн. движущий фактор ист. развития живой природы открыт Ч. Дарвином.
5. ПРИСПОСОБЛЕННОСТЬ (адаптация, целесообразность) ее столько много (строение тела, окраска, поведение, забота о потомстве и т.д.) , что практически изучить не возможно, до Дарвина эту проблему решали с позиции креацинизма, изначальна и неизменна.
6. ПОПУЛЯЦИОННЫЕ ВОЛНЫ (волны жизни) — периодические или непериодические колебания численности видов всех живых организмов, как правило, действует избирательно, случайно уничтожают особи, благодаря чему редкий генотип может сделаться обычным, и подхвачен Е. О.
7. ИЗОЛЯЦИЯ, возникновение барьеров, препятствующих свободному скрещиванию организмов; одна из причин разобщения и углубления различий между близкими формами и образования новых видов.
Географическая изоляция — это пространственная, территориальная, климатическая изоляция, возникающая вследствие прекращения миграции (потока генов) и панмиксии географическими преградами. В качестве географических преград могут выступать океанические и морские проливы, реки для сухопутных организмов и суша - для водных.
Биологическая изоляция — это биологические барьеры межпопуляционному скрещиванию. Известны два механизма репродуктивной изоляции: презиготические и постзиготические. Презиготические механизмы препятствуют скрещиванию индивидов различных популяций и тем самым исключают возможность появления гибридного потомства. В презиготической изоляции выделяют следующие формы:
Экологическая изоляция — изоляция вследствие экологического разобщения. Популяции живут на общей территории, но в различных местах обитания и поэтому друг с другом не встречаются. В горах обычны два вида традесканции: один на скалистых вершинах, другой — в тенистых лесах.
Временная изоляция — изоляция вследствие разновременности половой активности или цветения. Максимум кладок серебристой чайки приходится на последнюю треть апреля, а у восточной клуши - не раньше середины мая.
Этологическая изоляция — неспаривание вследствие различий в сексуальном поведении (в ухаживании, пении, танцах, свечении, демонстрациях). Брачная окраска, поведение и сигналы самцов воспринимаются только самками того же вида. У млекопитающих важную роль играют химические сигналы.
Механическая изоляция — безрезультатность спаривания вследствие разного строения половых органов. Межвидовые спаривания у дрозофилы приводят к травмам и даже к смерти партнеров. Шалфеи различаются строением цветка и поэтому опыляются разными видами пчел.
Гаметическая изоляция — отсутствие таксиса между гаметами или же гибель микрогамет в половых путях самки или в рыльцах цветков. Постзиготическая репродуктивная изоляция возникает вследствие:
А)нежизнеспособность гибридов: зигота развивается в гибрид, обладающий пониженной жизнеспособностью (гибнет зародыш на разных стадиях развития, гибнет молодой организм, гибрид не достигает половой зрелости);
Б)стерильность гибридов: гибриды жизнеспособны, но они не образуют полноценных гамет;
В)вырождение гибридов — разрушение гибридов: гибриды дают потомков, жизнеспособность и плодовитость которых понижена.
У растений репродуктивная изоляция заключается в следующем:
1)Пыльца другого вида не прорастает на рыльцах цветков другого вида.
2)Пыльца прорастает, но пыльцевые трубки растут медленно.
3)Оплодотворение происходит, но зародыш гибнет на разных стадиях эмбриогенеза и жизнеспособное семя не образуется.
4)Пыльники у гибридов недоразвиты, либо они не открываются.
5)Происходит нарушение мейоза при образовании гамет. Значение изоляции: нарушает панмиксию, усиливает в изолятах инбридинг, закрепляет генотипическую дифференцировку, усиливает генотипическую дифференцировку, ведет к формированию нескольких популяций из одной исходной.
8. МУТАЦИИ, возникающие естественно или вызываемые искусственно изменения наследств. свойств организма в результате перестроек и нарушений в генетич. материале организма — хромосомах и генах. М. — основа наследств. изменчивости в живой природе.
9. ДРЕЙФ ГЕНОВ (дрейф-движение) — явление ненаправленного изменения частот аллельных вариантов генов в популяции, обусловленное случайными статистическими причинами. Если численность резко идет на убыль (наводнение, пожар и т.д.) остается несколько особей (биолог. св-ва не имеют никаких значений) в дальнейшем эта популяция (пережив катастрофы) и определит генетич. структуру новой популяции, при этом некоторые бывшие мутации исчезнут, а другие мутации возникнут.
Миграции означают переселение. Миграции широко распространены среди животных всего земного шара и представляют собой интересное приспособление к перенесению неблагоприятных условий, которые иногда возникают в природе.
У животных существуют периодические миграции, их еще называют выселением. К ним относят такие, которые представляют собой массовый уход животных из мест размножения без последующего возвращения на места прежнего обитания ( ухудшением жизненных условий, а также бескормицей, лесными и степными пожарами, сильными засухами, наводнениями)
Инвазии – перемещения животных за пределы своей родины. Такие перемещения отличаются от истинных миграций своей нерегулярностью и большими интервалами между последовательными инвазиями. Инвазия подобна предохранительному клапану, срабатывающему при избыточной плотности населения. Типичным примером этих миграций является переселение белок. Они (миграции) возникают быстро в ответ на появившиеся неблагоприятные условия. Миграции начинаются в июле-августе, когда белки начинают питаться семенами и орехами свежего урожая и обнаруживают их недостаток.
Сезонные миграции звери совершают ежегодно и в определенное время года. Эти миграции являются регулярными и обратимыми. Животные, покидая места своего размножения, при наступлении благоприятных условий вновь возвращаются в эти же места. Четко проявляются в местах с резкой сменой условий обитания от зимы к лету, в местах с суровой зимой и жарким, засушливым летом. Сезонные миграции в свою очередь подразделяются на горизонтальные и вертикальные.
Под горизонтальными миграциями подразумеваются такие, когда звери переселяются с одного места на другое, меняя экологические условия в пределах типичного для них ландшафта. Такие миграции свойственны для северного оленя, котиков и других зверей. Под вертикальными миграциями понимают такие, когда звери в один и тот же сезон года находят для себя весной лучшие условия в высокогорных районах на альпийских лугах, а осенью опускаются на предгорные пастбища.