Материал: 1 курс Биология Экзамен Мед фак билеты

Вызывают педикулез. Слюна, попадающая в рану вызывает жжение и зуд, пигментацию, огрубления кожи.

На голове волосы могут склеиваться и образовывать колтун.

Вши - специфические переносчики сыпного и вшиного возвратного тифа.

Возбудители сыпного тифа - внутриклеточные паразиты – риккетсии Провачека. Вши питаются кровью больного сыпным тифом и всасывают риккетсий с кровью. В желудке вшей риккетсии интенсивно размножаются, клетки эпителия разрушаются и риккетсии оказываются в просвете желудка, а затем в кишечнике.

Заражение сыпным тифом происходит при втирании фекалий в ссадины и расчесы на теле.

Возбудители возвратного тифа - спирохеты Обермейера, которые из

кишечника вшей переходят в гемолимфу. Заражение происходит при раздавливании

вшей и попадании гемолимфы в ранку от укуса.

Меры борьбы с вшами связаны с уничтожением вшей на теле человека, на

одежде. Для этого необходимо соблюдать правила личной гигиены, обеззараживать и дезинфицировать одежду, мыть полы.

Блохи – это вторичнобескрылые насекомые, во взрослом состоянии питаются кровью. Они имеют колюще-сосущий ротовой аппарат. Размеры от 1 до 5 мм. Тело покрыто волосками и щетинками. Блоха имеет голову, грудь и брюшко, сплющенное с боков.Третья пара ног длинная, с мощной мускулатурой (прыгательные ножки). Некоторые могут прыгать до 20 см в высоту на расстояние до 50 см.

Мед.значение:

Пуликоз—поражение кожи, вызываемые укусами человеческой блохи, характеризующаяся зудящими высыпаниями на месте укусов, окружёнными венчиком эритемы

Саркопсиллёз— тропическая паразитарная болезнь, вызываемый земляной блохой. Характеризуется зудом и болями в пораженных участках кожи.

Блоха вместе с кровью поглощает возбудителей чумы. Чумные палочки в ранку могут попасть также испражнения блох. Чумой можно

заразиться также воздушно-капельным путем.

Борьба с блохами связана с чистотой в помещениях, где живут люди,

заделыванием щелей и мытьем полов, уничтожением грызунов (основных

Источников возбудителей чумы, крысиного тифа), с применением инсектицидных препаратов. Систематика – альбом

Билет №9

Организация наследственного материала в клетке.

А) Уровни организации генома эукариот

В отличие от прокариот основная часть генома эукариот находится в специальном клеточном компартменте (органелле), получившем название ядра, а значительно меньшая часть - в митохондриях, хлоропластах и других пластидах. информационной макромолекулой генома эукариот является ДНК, которая неравномерно распределена по нескольким хромосомам в виде комплексов с многочисленными белками. ДНК-белковые комплексы эукариот получили название хроматина . На протяжении клеточного цикла хроматин претерпевает высокоупорядоченные структурные преобразования в виде последовательных конденсаций-деконденсаций. В соматических клетках при максимальной конденсации в метафазе митоза эти преобразования сопровождаются формированием метафазных хромосом . Морфология и число метафазных хромосом являются уникальными характеристиками вида.

Совокупность внешних признаков хромосомного набора эукариот получила название кариотипа . Эти признаки используются в систематике.

Геном эукариот составляют уникальные и повторяющиеся последовательности нуклеотидов. Содержание уникальных последовательностей в геноме, определенное на основании кинетики реассоциации фрагментированной ДНК, варьирует у разных организмов, и их доля составляет 15-98% от всей ДНК. Несмотря на то, что во фракцию уникальных последовательностей попадают многие структурные гены, большая часть уникальных последовательностей является некодирующей и обычно не заключает в себе генетической информации в общепринятом значении этого термина: не кодирует функционально значимые полипептидные цепи или РНК. Примером таких уникальных последовательностей являются интроны, общий размер которых, как правило, на порядок и более превышает суммарный размер экзонов содержащих их генов.

Эволюционное возникновение мозаичной (интрон-экзонной) структуры генов эукариот, так же как и консервативный характер наследования размеров и взаимного расположения интронов в генах, не находит исчерпывающего объяснения из-за кажущегося отсутствия фактора давления естественного отбора на последовательности нуклеотидов без четких биологических функций.

Химический состав хромосом

Изучение химической организации хромосом эукариотических клеток показало, что они состоят в основном из ДНК и белков, которые образуют нуклеопротеиновый комплекс—хроматин.

ДНК является материальным носителем свойств наследственности и изменчивости и заключает в себе биологическую информацию — программу развития клетки, организма, записанную с помощью особого кода. Количество ДНК в ядрах клеток организма данного вида постоянно и пропорционально их плоидности. В диплоидных соматических клетках организма ее вдвое больше, чем в гаметах. Увеличение числа хромосомных наборов в полипловдных клетках сопровождается пропорциональным увеличением количества ДНК в них.

Белки составляют значительную часть вещества хромосом. На их долю приходится около 65% массы этих структур. Все хромосомные белки разделяются на две группы: гистоны и негистоновые белки.

Гистоны представлены пятью фракциями: HI, Н2А, Н2В, НЗ, Н4. Являясь положительно заряженными основными белками, они достаточно прочно соединяются с молекулами ДНК, чем препятствуют считыванию заключенной в ней биологической информации. В этом состоит их регуляторная роль. Кроме того, эти белки выполняют структурную функцию, обеспечивая пространственную организацию ДНК в хромосомах.

Число фракций негистоновых белков превышает 100. Среди них ферменты синтеза и процессинга РНК, редупликации и репарации ДНК. Кислые белки хромосом выполняют также структурную и регуляторную роль. Помимо ДНК и белков в составе хромосом обнаруживаются также РНК, липиды, полисахариды, ионы металлов.

РНК хромосом представлена отчасти продуктами транскрипции, еще не покинувшими место синтеза. Некоторым фракциям свойственна регуляторная функция.

Регуляторная роль компонентов хромосом заключается в «запрещении» или «разрешении» списывания информации с молекулы ДНК.

Структура хромосомы

Каждая хромосома состоит из ДНК и белка, связанных вместе. ДНК плотно скручена на белковом стержне. НДНК типичной человеческой клетки должна уместиться в ядре диаметром 0,005 мм. Но если ее полностью развернуть, то длина составит почти два метра. В точке на конце предложения может уместиться 200 человеческих клеток, или 400 м ДНК. о несмотря на такую плотность упаковки, генетический материал в клетке сжимается еще в 5 —10 раз, когда клетка начинает делиться. В это время хромосомы легко увидеть в микроскоп, если их окрасить.

у разных видов количество хромосомных пар различно. Количество хромосом в любой клетке называется кариотип. У человека 23 пары хромосом. Первые 22 пары называются аутосомы. Они нумеруются в соответствии с длиной, начиная с самой длинной, от 1 до 22. Пара 23 — это половые хромосомы, Х- и Y-хромосомы.

Центромера, жизненно важная для связи хромосомных пар до клеточного деления, делит хромосомы на два плеча различной длины. Ее расположение варьируется у различных хромосом. Если центромера располагается около центра, то плечи хромосомы примерно равной длины. Такая хромосома называется метацентрической. Если центромера слегка смещена от центра, то одно плечо длиннее другого, а хромосома называется субметацентрической. Если центромера сильно смещена от центра, то различие между плечами велико, а хромосома называется акроцентрической. В этом случае короткое плечо — это p-плечо, а длинное — q-плечо. Наконец, если центромера находится у самого конца хромосомы, то хромосома называется телоцентрической.

Также на концах хромосом расположены так называемые теломеры. Теломеры, открытые нобелевским лауреатом Германом Мюллером (Hermann Muller) в 1930-е годы, состоят из тысяч повторяющихся кусочков ДНК, соединенных вместе. Они помогают клетке отличать концы хромосом от разрывов, требующих репарации (восстановления). С каждым делением клетки теломеры становятся все короче, и кажется, что они играют роль в запрограммированной смерти клетки. Одной из отличительных черт раковых клеток является способность активировать фермент теломеразу, который не дает теломерам укорачиваться, что делает клетки практически бессмертными.

В) УРОВНИ УПАКОВКИ НАСЛЕДСТВЕННОГО МАТЕРИАЛА У ЭУКАРИОТ

В основе наследования лежат процессы удвоения, распределения и объединения генетического материала, которыми во многом и обусловливаются закономерности наследования.

Функционально неделимой элементарной единицей наследственности является ген. Представление о гене как материальной частице, лежащей в хромосоме, способной к саморегуляции и являющейся минимальной единицей рекомбинации, мутирования и генетической функции, сложилось к концу 20-х годов XX века. Согласно современным представлениям, ген - это участок молекулы ДНК, кодирующий первичную структуру полипептида (белка) одного вида, или же транспортной, или рибосомальной РНК.

В 1902 году независимо друг от друга два исследователя (Уильям Сеттон в США и Теодор Бовери в Германии) предположили, что гены расположены в хромосомах. Это предположение, положившее начало хромосомной теории наследственности, основывалось на параллелизме (сходстве) в поведении генов и хромосом в процессе развития гамет и оплодотворения яйцеклетки. Хромосомы (термин «хромосома» предложил В. Вальдей-ер в 1888 году) представляют собой структуры клеточного ядра, которым свойственны способность к самовоспроизведению и сохранению индивидуальных черт строения (структурной и функциональной индивидуальности) в ряду поколений. Размещение генов в хромосомах влияет на соотносительное наследование информации о признаках. Хромосомная организация наследственного материала обеспечивает перераспределение наследственного материала (задатков) родителей в потомках при половом размножении.

Г) эу- и гетерохроматин

Эухроматин, активный хроматин — участки хроматина, сохраняющие деспирализованное состояние элементарных дезоксирибонуклеопротеидных нитей (ДНП) в покоящемся ядре, т. е. в интерфазе (в отличие от других участков, сохраняющих спирализованное состояние — гетерохроматина).

Эухроматин отличается от гетерохроматина также способностью к интенсивному синтезу рибонуклеиновой кислоты (РНК) и большим содержанием негистоновых белков. В нём, помимо ДНП, имеются рибонуклеопротеидные частицы (РНП-гранулы) диаметром 200—500, которые служат для завершения созревания РНК и переноса ее в цитоплазму. Эухроматин содержит большинство структурных генов организма

Гетерохроматин — участки хроматина, находящиеся в течение клеточного цикла в конденсированном (компактном) состоянии. Особенностью гетерохроматиновой ДНК является крайне низкая транскрибируемость.

Хроматин является нуклеопротеидом — комплексом ДНК с гистонами. Конденсация хроматина в гетерохроматин сопровождается как модификацией гистонов, так и усложнением состава нуклеопротеидного комплекса за счёт участия в нём белков гетерохроматина HP1 (Heterochromatin Protein 1).

Гистоны гетерохроматинового комплекса характеризуются низкой степенью ацетилированности по лизиновым остаткам, что увеличивает их основные свойства и, соответственно, связывание с кислыми фосфатными группами ДНК, что способствует компактификации комплекса. Другой особенностью, ведущей к образованию гетерохроматина, является метилирование 9-го лизинового остатка гистона H3 метилтрансферазой Suv39h; такое метилирование ведёт к образованию высокоаффинного сайта связывания гистона H3 и белка гетерохроматина HP1. У дрозофил метилтрансфераза Suv39h функционально ассоциирована с гистондеацетилазой таким образом, что ацетилированное и метилированное состояние 9-го лизинового остатка гистона H3 являются взаимоисключающими, то есть обеспечивается единый механизм деацетилирования и метилирования гистона H3, ведущий к усилению связывания с гистоном как ДНК, так и белка гетерохроматина HP1.

Д) Морфологические особенности метафазной хромосомы

Метафазная хромосома состоит из двух соединенных центромерой сестринских хроматид, каждая из которых содержит одну молекулу ДНП, уложенную в виде суперспирали. При спирализа-ции участки эу- и гетерохроматина укладываются закономерным образом, так что на протяжении хроматид образуются чередующиеся поперечные полосы. Их выявляют при помощи специальных окрасок. Поверхность хромосом покрыта различными молекулами, главным образом, рибонуклеопротеинами (РНП). В соматических клетках имеются по две копии каждой хромосомы, их называют гомологичными. Они одинаковы по длине, форме, строению, расположению полос, несут одни и те же гены, которые локализованы одинаково. Гомологичные хромосомы могут различаться аллелями генов, содержащихся в них. Ген - это участок молекулы ДНК, на котором синтезируется активная молекула РНК. Гены, входящие в состав хромосом человека, могут содержать до двух млн пар нуклеотидов.

Деспирализованные активные участки хромосом не видны под микроскопом. Лишь слабая гомогенная базофилия нуклеоплазмы указывает на присутствие ДНК; их можно выявить также гистохимическими методами. Такие участки относят к эухроматину. Неактивные сильно спирализованные комплексы ДНК и высокомолекулярных белков выделяются при окрасках в виде глыбок гетерохроматина. Хромосомы фиксированы на внутренней поверхности кариотеки к ядерной ламине.

Хромосомы в функционирующей клетке обеспечивают синтез РНК, необходимых для последующего синтеза белков. При этом осуществляется считывание генетической информации - ее транскрипция. Не вся хромосома принимает в ней непосредственное участие.

Разные участки хромосом обеспечивают синтез различных РНК. Особенно выделяются участки, синтезирующие рибосомные РНК (рРНК); ими обладают не все хромосомы. Эти участки называют ядрышковыми организаторами. Ядрышковые организаторы образуют петли. Верхушки петель разных хромосом тяготеют друг к другу и встречаются вместе. Таким образом формируется структура ядра, именуемая ядрышком (рис. 20). В нем различают три компонента: слабоокрашенный компонент соответствует петлям хромосом, фибриллярный - транскрибированной рРНК и глобулярный - предшественникам рибосом.

Вместе с тем хромосомы являются и хранителями наследственных свойств организма. Именно последовательность нуклеоти-дов в цепях ДНК определяет генетический код.

Востановительные процессы в организме

А) Регенерация, её виды и значение

Регенера́ция — свойство всех живых организмов со временем восстанавливать поврежденные ткани, а иногда и целые потерянные органы. Регенерацией также называется восстановление целого организма из его искусственно отделенного фрагмента (например, восстановление гидры из небольшого фрагмента тела или диссоциированных клеток).

Регенерация, происходящая в случае повреждения или утраты какого-нибудь органа или части организма, называется репаративной. Регенерацию в процессе нормальной жизнедеятельности организма, обычно не связанную с повреждениями или утратой, называют физиологической.

Б) ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ РЕГЕНЕРАЦИЯ

Физиологическая регенерация свойственна всем организмам. Процесс жизнедеятельности обязательно включает два момента: утрату (де­струкцию) и восстановление морфологических структур на клеточном, тканевом, органном уровнях.

У членистоногих физиологическая регенерация связана с ростом. На­пример, у ракообразных и личинок насекомых сбрасывается хитинизиро­ванный покров, становящийся тесным и тем самым препятствующий увеличению тела. Бурная смена покровов, также называемая линькой, наблюдается у змей, когда животное одномоментно освобождается от старого ороговевшего кожного эпителия, у птиц и млекопитающих при сезонной смене перьев и шерсти, У млекопитающих и человека система­тически слущивается кожный эпителий, целиком обновляющийся прак­тически в течение нескольких дней, а клетки слизистых оболочек кишечника заменяются почти ежесуточно.

Судьба клеток, погибших в процессе жизнедеятельности, неодинакова. Клетки наружных покровов после гибели слущиваются и попадают во внешнюю среду. Клетки внутренних органов претерпевают дальнейшие изменения и могут играть важную роль в процессе жизнедеятельности. Так, клетки слизистой оболочки кишечника богаты ферментами и после слущивания, входя в состав кишечного сока, принимают участие в пище­варении,

Погибшие клетки заменяются новыми, образующимися в результате деления. На течение физиологической регенерации влияют внешние и внутренние факторы. Так, понижение атмосферного давления вызывает увеличение количества эритроцитов, поэтому у людей, постоянно живу­щих в горах, содержание эритроцитов в крови больше, чем у живущих в долинах; такие же изменения происходят у путешественников при подъеме в горы. На число эритроцитов оказывают влияние физическая нагрузка, прием пищи, световые ванны.

О влиянии внутренних факторов на физиологическую регенерацию можно судить по следующим примерам. Денервация конечностей изме­няет функцию костного мозга, что сказывается на снижении числа эри­троцитов. Денсрвация желудка и кишечника ведет к замедлению и на­рушению физиологической регенерации в слизистой этих органов.

Б. М. Завадовский, скармливая птицам препараты щитовидной же­лезы, вызывал преждевременную бурную линьку. Циклическое обновле­ние слизистой оболочки матки находится в связи с женскими половыми гормонами и т. д. Следовательно, воздействие желез внутренней секре­ции на физиологическую регенерацию несомненно. С другой стороны, деятельность желез обусловлена функцией нервной системы и факто­рами внешней среды, например полноценным питанием, светом, микро­элементами, поступающими с пищей, и т. д.

В) РЕПАРАТИВНАЯ РЕГЕНЕРАЦИЯ

Одним из первых исследователей репаративной регенерации был швей­царский натуралист XVIII века А. Трамблс (1710-1784), обнаружив­ший это явление у пресноводного полипа гидры. Репаративная регенера­ция широко распространена, но способность к ней выражена неодина­ково у различных животных. У одних организмов регенерационные спо­собности настолько велики, что из части тела или даже из отдельных клеток развивается целый организм (т. е. имеет место соматический эмбриогенез). У других регенерационные потенции несколько ниже, но восстанавливаются наружные органы. У третьих регенерируют внутрен­ние органы. Наконец, регенерационные способности могут сводиться лишь к рубцеванию ран.

Хорошо выражена репаративная регенерация у некоторых кишечно­полостных и ресничных червей, в связи с чем гидры и планарии стали классическими объектами для изучения этого явления. Ракообразные восстанавливают утраченные конечности, антенны, глаза. Хвостатые амфибии и личинки бесхвостых восстанавливают конечности, хвост и не­которые другие органы. У млекопитающих и человека регенерация раз­личных тканей выражена в неодинаковой степени. Эпителиальная ткань в покровах кожи, слизистых оболочек, серозных покровов обладает вы­сокой способностью к репаративной регенерации. Хорошими регенера­ционными свойствами обладает соединительная, мышечная и костная ткань. Хрящевая ткань регенерирует слабо.

Восстановление органа происходит только тогда, когда сохраняется хотя бы остаток этого органа и не потеряны коррелятивные связи со всем организмом. Конечности аксолотля и тритона способны к регенера­ции при ампутации на любом уровне. Но если удален и пояс конечно­стей, регенерации не происходит. Ампутированная мышца у птиц и гры­зунов способна к восстановлению, если осталась хотя бы небольшая культя.

Для регенерации наружных органов необходима открытая раненая поверхность. В опытах на хвостатых амфибиях, когда рану закрывали кожным лоскутом, отрастания ампутированных органов не происходило. Было принятым считать, что способность к регенерации падает по мере эволюции животных, в связи с повышением организации, а также уменьшается с возрастом организма. Действительно, нельзя отрицать, что очень часто у низкоорганизованных животных способность к реге­нерации выражена сильнее, чем у стоящих на более высоких ступенях эволюции. Точно так же у молодых особей нередко утраченные органы восстанавливаются энергичнее и полнее, чем у старых. Однако эти пра­вила имеют очень много исключений. Среди близких в систематическом отношении форм есть как обладающие хорошо выраженной способ­ностью к регенерации, так и не способные к ней. Например, из кишечно­полостных гидры обладают большой регенерационной потенцией, а у ме­дуз она почти полиостью отсутствует. Хорошо регенерируют много- и малощетинковые кольчатые черви, а пиявки - нет. Взрослые лягушки плохо регенерируют, а у тритонов восстанавливаются не только ноги, но и глаза и многие другие органы.

У низших хордовых - асцидий - регенерационные способности взрос­лых особей несравненно выше, чем личинок.

Как показал советский исследователь А, Н. Студитский, интенсивность регенерационного процесса у наиболее высокоорганизованных живот­ных- птиц и млекопитающих- может быть даже больше, чем у земно­водных. Следовательно, в процессе эволюции регенерационные способно­сти не снижаются, а принимают различные формы.

Параллельно утрате способности к бесполому размножению теряется и способность к соматическому эмбриогенезу, но сохраняется регенера­ция отдельных органов.

Есть все основания считать, что способность к регенерации носит приспособительный характер. Она лучше выражена в тех органах, которые чаще подвергаются утрате, и у тех животных, которые в природных усло­виях теряют органы.