Шпора 6 и 7В2 .Понятие о геномике и новый взгляд на эволюцию. Геномика, наука о структуре и функционировании генома. Cформировалась в конце 80-х гг. 20 в. Стремительное её развитие (работы по физич. и генетич. картированию генома, секвенированию ДНК, анализу последовательностей нуклеотидов с помощью компъютерных технологий) было обусловлено исследованиями, проводимыми по международной программе “ Геном человека”. Геномика подразделяют на структурную, функциональную и сравнительную. Задачами структурной Г. являются изучение содержания и организации геномной информации – последовательности нуклеотидов всех молекул ДНК клетки (ядерной, митохондриальной, хлоропластной). Функциональная геномика. анализирует пути реализации информации от гена к признаку, начиная с этапа модификации нуклеотидов в молекуле ДНК (эпигеномика). Функциональную геномику часто отождествляют с транскриптомикой, исследующей структуры и количества всех матричных РНК (первичных продуктов функционирования генов) в данной клетке в данных условиях. Иногда в круг её интересов входит и познание последующих уровней реализации генетич. информации, названных (про аналогии с геномикой) протеомикой, метаболомикой (изучающей метаболиты) и целомикой (исследующей работу клеток). На уровне выше клеточного структурными и функциональными единицами являются организм, затем генетически целостная совокупность организмов, поддерживаемая в поколениях (популяция), и, наконец, совокупность популяций разных видов, взаимодействующих в данном поколении и в их череде (биоценоз). Сравнительная геномика изучает варианты последовательностей нуклеотидов или их блоков в участках молекулы ДНК, общих по происхождению у разных организмов одного вида или у разных видов, в т. ч. отдалённых. Все эти направления Геномика вносят вклад в фундаментальную биологию, а также здравоохранение, с. х-во и биотехнологию. В медицине это ДНК-диагностика большинства инфекционных болезней человека, определение предрасположенности к наследственным болезням, генная терапия. Данные геномики используют в судебно-медицинской экспертизе при установлении отцовства, идентификации личности преступника и жертв катастроф, в т. ч. по останкам. На стыке геномики с этнографией, историей, археологией и лингвистикой возникла этногеномика, исследующая происхождение народов и их миграции по земному шару. В с. х-ве и биотехнологии понимание закономерностей функционирования геномов позволяет в короткие сроки получать растения, животных и микроорганизмы с заданными свойствами (напр., устойчивость к вредным воздействиям или эффективная продукция необходимых веществ, в т.ч. лекарственных). В3. проблемы питания Недостаточное питание. около 115 млн. детей всего мира имеют недостаточную массу тела; недостаточное питание способствует примерно трети всех случаев смерти детей; задержка развития (показатель хронического недоедания) препятствует развитию 186 миллионов детей в возрасте до 5 лет; 13 миллионов детей рождаются с низкой массой тела или преждевременно из-за недоедания матерей или в силу иных факторов; скрытое голодание выражается в недостатке основных витаминов и минералов в рационе, что влияет на иммунитет и здоровое развитие. Более трети детей дошкольного возраста всего мира испытывают нехватку витамина А; недостаточное питание матерей, широко распространенное во многих развивающихся странах, влечет неблагоприятное развитие плода и более высокий риск осложнений беременности; в совокупности на недостаточное питание матерей и детей приходятся более 10 процентов глобального бремени болезней. Избыточный вес и ожирение: около 1,7 млрд. человек во всем мире имеют избыточный вес, из которых 500 млн. страдают ожирением; избыточным весом страдают 43 млн. детей в мире; рост показателей избыточного веса матерей усиливает риски осложнений беременности и влечет повышение массы тела при рождении и ожирение среди детей; во всем мире, по крайней мере, 2,6 млн. людей ежегодно умирают по причине избыточного веса или ожирения. Сегодня экологически чистые (органические) продукты питания широко востребованы на мировом рынке.В развитых странах существуют четкие критерии, позволяющие отнести продукт к категории экологически чистые (органические) продукты. Экологически чистые продукты (органические) не содержат генетически модифицированные ингредиенты. Экологически чистые продукты (органические) не содержат ингредиенты выращенные при использовании пестицидов, гербицидов, ядохимикатов и искусственных удобрений. Экологически чистые продукты (органические) не содержат искусственные консерванты, красители и вкусовые добавки. Экологически чистые (органические) продукты обязаны иметь на упаковке специальные лицензионные символы «Органика». Генетически модифицированные организмы (ГМО, genetically modified organism, GMO) создаются методами генной инженерии (genetic engineering) - науки, которая позволяет вводить в геном растения, животного или микроорганизма фрагмент ДНК из любого другого организма с целью придания ему определенных свойств
Билет 18 В1. Поверхностный аппарат клетки. Транспорт макромолекул. Пузырьки осуществляют транспорт различных веществ путем быстрого и непрерывного челночного перемещения между различными окруженными мембраной органеллами эукариотической клетки. Экзоцитоз и эндоцитоз через плазматическую мембрану - лишь наиболее известные примеры этого сложного процесса. Несмотря на важность везикулярного транспорта, довольно мало известно о молекулярных механизмах, приводящих в действие, направляющих и регулирующих его. Очевидно, что для подобных процессов требуется энергия, возможно, в виде гидролиза АТР. Известно, что движение пузырьков в цитоплазме направляется микротрубочками и осуществляется белками-транслокаторами. На цитоплазматических поверхностях пузырьков имеются, очевидно, специальные молекулы- маркеры, направляющие пузырьки к соответствующей мембране, однако о природе и разнообразии этих молекул ничего не известно. Можно предположить, что непрерывное слияние мембран, имеющее место при опосредуемом пузырьками транспорте, приводит к значительному перемешиванию мембранных компонентов, однако различные мембраны в клетке сохраняют свой характерный состав. Подобное постоянство означает, что в клетке должны существовать специальные механизмы, восстанавливающие мембраны после их перемешивания. В2 .Экспериментальные доказательства генетической роли нуклеиновых кислот. Известно, что бактерия Pneutnococcus pneumoniae имеет несколько форм. Вирулентность бактерии определяется наличием мукополисахаридной капсулы, расположенной па поверхности клетки. Эта капсула защищает бактерию от воздействий со стороны организма-хозяина. В результате, размножившиеся бактерии убивают зараженное животное. Бактерии этого штамма (S-штамм) образуют гладкие колонии. Авирулентные формы бактерий не имеют защитной капсулы и образуют шероховатые колонии (R-штамм). Микробиолог Фредерик Гриффитс в 1928 году инъецировал мышам живого пневмококка R-штамма вместе с S-штаммом, убитым высокой температурой (65°С). Спустя некоторое время ему удалось выделить из заражённых мышей живых пневмококков, обладающих капсулой. Таким образом, оказалось, что свойство убитого пневмококка - способность образовывать капсулу - перешло к живой бактерии, т.е. произошла трансформация. Поскольку признак наличия капсулы является наследственным, то следовало предположить, что какая-то часть наследственного вещества от бактерий штамма S перешла к клеткам штамма R. В 1944 году О.Т. Эвери, К.М. Маклеод и М. Маккарти показали, что такое же превращение типов пневмококков может происходить в пробирке, т.е. in vitro. Эти исследователи установили существование особой субстанции -"трансформирующего принципа", -экстракта из клеток штамма S, обогащенного ДНK. Как далее выяснилось, ДНK, выделенная из клеток S-штамма добавленная в культуру R-штамма, трансформировала часть клеток в S-форму, Клетки стойко передавали это свойство при дальнейшем размножении. Обработка "трансформирующего фактора" ДНК-азой, ферментом разрушающим ДНK, блокирована трансформацию. Эти данные впервые показали, что именно ДНК, а не белок, как полагали до тех пор, является наследственным материалом. 2. 1952г. Эксперимент Альфреда Херши и Марты Чейз.
Результаты этого эксперимента прямо показали, что ДНК родительских фагов проникает в бактерии и затем становиться составляющей развившихся новых фагов частиц.
3. 1957г. Опыты Френкеля - Конрата Френкель-Конрат работал с вирусом табачной мозаики (ВТМ). В этом вирусе содержится РНК, а не ДНК. Было известно, что разные штаммы вируса вызывают разную картину поражения листьев табака. После смены белковой оболочки "переодетые" вирусы вызывали картину поражения, характерную для того штамма, чья РНК была покрыта чужим белком. Следовательно, не только ДНК, но и РНК может служить носителем генетической информации. На сегодняшний день существуют сотни тысяч доказательств генетической роли нуклеиновых кислот. Приведенные три являются классическими.
В3. Фитотоксиканты химические и природные вещества в рецептурной форме для поражения различных видов растительности. Подразделяются на альгициды (поражение водной растительности), арборициды (древесно-кустарниковой), гербициды, десиканты (вегетирующей), дефолианты и др. Фитотоксиканты — это загрязняющие атмосферу вещества, вредные для растений. Они поглощаются листьями, оттуда поступают в побега и другие органы растений. Атмосферные осадки способствуют поступлению растворенных фитотокси-кантов в растения. Фитотоксиканты - химические вещества, вызывающие поражение растительности. Растения, обработанные фитотоксикантами, теряют листву, засыхают и погибают. Билет 19 В1 .Клетка –элиментарная единица живого. Отличительные признаки про- и эукоритических клеток. Клетка представляет собой обособленную, наименьшую по размерам структуру, которой присуща вся совокупность свойств жизни и которая может в подходящих условиях окружающей среды поддерживать эти свойства в самой себе, а также передавать их в ряду поколений. Клетка, таким образом, несет полную характеристику жизни. Вне клетки не существует настоящей жизнедеятельности. Поэтому в природе планеты ей принадлежит роль элементарной структурной, функциональной и генетической единицы. Это означает, что клетка составляет основу строения, жизнедеятельности и развития всех живых форм — одноклеточных, многоклеточных и даже неклеточных. Благодаря заложенным в ней механизмам клетка обеспечивает обмен веществ, использование биологической информации, размножение, свойства наследственности и изменчивости, обусловливая тем самым присущие органическому миру качества единства и разнообразия. Занимая в мире живых существ положение элементарной единицы, клетка отличается сложным строением. При этом определенные черты обнаруживаются во всех без исключения клетках, характеризуя наиболее важные стороны клеточной организации как таковой.
В2 .Дифференциация пола эмбриона. Развитие вторичных половых признаков. Определение пола плода в пренатальном периоде нетолько интересует будущих родителей, но и имеет большое значение для дифференциальной диагностики ряда врожденных и наследственных заболеваний. Тем не менее оценка пола плода не включена к настоящему моменту в обязательную часть скрининговыхультразвуковых исследований в акушерстве в первую очередь по этическим соображениям. Определение пола плода при ультразвуковом исследовании во второй половине беременности обычно не вызывает затруднений. Мужской пол плода устанавливается при визуализации полового члена и мошонки, а женский - при визуализации половых губ. Для этого изучается область промежности в различных сечениях при двухмерной эхографии или используется режим поверхностной реконструкции при трехмерной эхографии. Следует отметить, что в ряде случаев изображение петель пуповины, пальцев или отечных половых губ может имитировать изображение мужских половых признаков. Кроме этого, неудобное положение плода может препятствовать получению отчетливого изображения наружных половых органов. На сегодняшний день врач имеет право выбора: сообщать или не сообщать пациентке пол будущего ребенка. Если пол сообщается, то должна сообщаться и вероятность возможной ошибки. В последние годы особое внимание исследователей было направлено на разработку диагностических критериев, позволяющих определять пол плода в ранние сроки беременности. Начало формирования гениталий происходит на 5-6 нед гестации. При разрастании мезенхимы формируются половой бугорок, содержащий зачатки пениса или клитора, и половые складки, позже формирующие мошонку или половые губы. Между бугорком и складками образуется первичное половое отверстие. На ранних этапах гестации гениталии не дифференцированы. Их дифференцировка происходит под влиянием гормонов и видимые различия в строении наружных гениталий начинают проявляться в конце I триместра беременности. Поэтому с внедрением трансвагинальной эхографии в клиническую практику появилась реальная возможность определения пола плода уже при скрининговом ультразвуковом исследовании в ранние сроки беременности. Согласно результатам проведенных исследований, точность определения пола плода в 11 нед беременности составляет 46-91,7%, в 12 нед-53,8-100%, в 13 нед-57,8-100% и в 14 нед - 80-94%. Наиболее часто среди причин невозможности установления пола плода указывается его неудобное для исследования положение, а среди причин ошибочного определения пола - схожее изображение наружных половых органов у плодов мужского и женского пола в ранние сроки. По данным В. Benoit, ошибки при определении пола плода из-за схожести изображения возможны не только в 11-12 нед, но и в 12-13 нед беременности. Схожесть изображения наружных половых органов у плодов мужского и женского пола в ранние сроки беременности обусловлена эмбриологическими особенностями развития, которые объяснены в статье М.А. Эсетова. Именно поэтому определение пола плода на основании визуальных признаков, используемых во второй половине беременности не столь эффективно в ранние сроки. В связи с этим Z. Efrat и соавт. для определения пола плода в 11-14 нед беременности предложили проводить оценку угла между половым бугорком и горизонтальной линией, проходящей через поверхность кожи пояснично-крестцового отдела позвоночника. При величине угла более 30° пол плода расценивался как мужской, а при величине угла менее 30° или при расположении полового бугорка параллельно горизонтальной линии - как женский. Существенным преимуществом этого метода является отсутствие значительного влияния субъективного фактора. Согласно результатам авторов, точность определения пола плода составила 98,7% в 12 нед и 100% - в 13 нед беременности. Высокая информативность этой методики послужила поводом для ее широкого применения, однако следует помнить и о морально-этических аспектах определения пола плода в ранние сроки беременности. В специальной книге, посвященной этике в акушерстве и гинекологии, справедливо отмечено: «Принятие решения определять или не определять пол плода при скрининговом ультразвуковом исследовании является только прерогативой исследователя». Именно специалист принимает решение отвечать или не отвечать на вопрос: «Доктор, а кто у меня будет - мальчик или девочка?!». При ответе на этот казалось бы, простой вопрос необходимо помнить следующие аспекты. Во-первых, исследование проводится в ранние сроки, когда ваш ответ может повлиять на принятие решения о прерывании беременности. В настоящее время основным методом определения пола плода в ранние сроки является аспирация ворсин хориона. Хотя он и обладает наиболее высокой точностью, но существует риск прерывания беременности. С появлением неинвазивного метода определения пола плода в ранние сроки большее количество семей захотят регулировать рождение ребенка конкретного пола. Это в первую очередь оказывает влияние на увеличение рождения мальчиков и соответственно приводит к дискриминации плодов женского пола. Согласно данным одного из регионов Индии, на протяжении 10-летнего применения ультразвукового обследования во время беременности соотношение рождения мальчиков и девочек возросло с 107:100 до 132:100 за счет прерываний беременностей в случаях обнаружения плодов женского пола. Во-вторых, процент ошибок при определении пола плода при ультразвуковом исследовании в ранние сроки беременности достаточно велик. Поэтому задающие вопрос пациентки должны быть информированы о реальных цифрахточности эхографии в руках конкретного специалиста, проводящего исследование. Это требует проведения специального детального анализа своей работы каждым врачом, который занимается оценкой пола плода в ранние сроки. Хочется надеяться, что отечественные специалисты будут взвешивать все «за» и «против» при определении пола плода при скрининговом ультразвуковом исследовании в ранние сроки беременности, руководствуясь главным принципом - «не навреди». Одним из важных медицинских показаний для ультразвуковой оценки половых органов плода является установление гермафродитизма. Выделяют истинный гермафродитизм, мужской и женский псевдогермафродитизм. Пренатальная диагностика этих состояний основана на сопоставлении данных кариотипа плода и визуальной картины половых органов. Т.С. Грищенкои Т.В. Комова приводят описание случая пренатальнои диагностики гермафродитизма в 33-34 нед беременности. При ультразвуковом исследовании у плода в области клитора визуализировалось образование размером 12x9 мм, по форме напоминающее половой член. Провести дифференциацию между гипертрофией клитора и гермафродитизмом не удалось. Окончательный диагноз был сформулирован после рождения ребенка, при осмотре которого выявлены гипоспадия, недоразвитие мошонки, напоминающей половые губы, отсутствие яичек. По этим данным был установлен мужской пол, а по результатам кариотипирования -женский пол. О случае наиболее ранней диагностики женского псевдогермафродитизма сообщили V. Mazza и соавт.. Им удалось четко визуализировать мужские гениталии у плода в 13 нед беременности, а при кариотипировании был зарегистрирован женский кариотип. В3 .Токсоплазма. Морфофункциональная характеристика: цикл развития, пути заражения, патогенное действие, методы лабораторной диагностики. Токсоплазма (лат. Toxoplasma) — монотипный род паразитических протозоев, включающий, видимо, один вид — Toxoplasma gondii. Основные хозяева токсоплазм — представители семейства кошачьих. В качестве промежуточных хозяев выступают различные виды теплокровных животных, в том числе и люди. Токсоплазмоз, болезнь, вызываемая токсоплазмой, обычно протекает у человека легко. Однако для плода, в случае если мать заразилась токсоплазмозом во время беременности, а также для человека или кошки с пониженным иммунитетом эта болезнь может иметь серьёзные последствия, вплоть до летального исхода. Toxoplasma gondii принадлежит к типу Apicomplexa и является единственным описанным видом рода Toxoplasma. Тем не менее, высказывалась гипотеза, что на самом деле может существовать несколько видов токсоплазм[ Жизненный цикл Toxoplasma gondii состоит из двух фаз. Половая часть жизненного цикла проходит только в особях некоторых видов семейства кошачьих (дикие и домашние кошки), которые становятся первичным хозяином паразитов. Бесполая часть жизненного цикла может проходить в любом теплокровном животном, например, в млекопитающих (и в кошках тоже) и в птицах. В этих промежуточных хозяевах паразит вторгается в клетки, формируя так называемые межклеточные паразитофорные вакуоли, содержащие брадизоиты, медленно воспроизводящиеся формы паразита[2]. Вакуоли формируют тканевые цисты, в основном, в мышцах и в мозге. Так как паразит находится внутри клеток, то иммунная система хозяина не может обнаружить эти цисты. Сопротивляемость к антибиотикам различна, но цисты очень трудно вывести из организма полностью. Внутри этих вакуолей T. gondii размножается последовательностью делений на две части до тех пор, как инфицированная клетка в конце концов не лопается и тахизоиты не выходят наружу. Тахизоиты подвижны и бесполым способом размножаются, производя новых паразитов. В отличие от брадизоитов, свободные тахизоиты легко устраняются иммунной системой хозяина, но при этом могут заразить клетки и сформировать брадизоиты, тем самым поддерживая инфекцию. Тканевые цисты проглатываются кошкой (например, когда она съедает заражённую мышь). Цисты выживают в желудке кошки, и паразиты заражают эпителиальные клетки тонкой кишки, где они приступают к половому размножению и формированию ооцист. Ооцисты выходят наружу с фекалиями. Животные (в том числе, люди) проглатывают ооцисты (например, поедая немытые овощи и т. д.) или тканевые цисты (в плохо приготовленном мясе) и заражаются. Паразиты внедряются в макрофаги в кишечном тракте и через кровь распространяются по телу.
Заражение токсоплазмой в острой стадии может быть бессимптомным, но часто вызывает симптомы гриппа на раннеострых стадиях, и, как и грипп, может в редких случаях привести к смерти. Острая стадия спадает за период от нескольких дней до месяцев, переходя в хроническую стадию. Хроническая инфекция обычно бессимптомна, но в случае иммунноослабленных пациентов (а также пациентов, заражённых ВИЧ, или пациентов, проходящих иммунноподавляющую терапию после пересадки органов) токсоплазмоз может развиваться. Наиболее частым проявлением токсоплазмоза у иммунноослабленных пациентов является токсоплазмозный энцефалит, который может привести к смерти. Если заражение T. gondii возникает впервые во время беременности, то паразит может проникнуть через плаценту, заразить плод, что может привести к гидроцефалии, внутричерепному обызвествлению или к хориоретиниту, а также к самопроизвольному аборту или внутриутробной смерти. Было доказано, что паразит может влиять на поведение хозяина: заражённые крысы и мыши меньше боятся кошек; замечены факты того, что заражённые крысы сами ищут места, где мочилась кошка. Этот эффект благоприятен для паразита, который сможет размножаться половым способом, если его хозяин будет съеден кошкой[3]. Механизм этого изменения ещё до конца не изучен, но существуют доказательства того, что токсоплазмоз повышает уровень дофамина у заражённых мышей. Существует несколько независимых наблюдений, подтверждающих роль заражения токсоплазмой в случаях проявления шизофрении и паранойи[5]:
Активным исследователем роли токсоплазмы и других инфекций при шизофрении является американский психиатр Фуллер Тори. Билет 20 В1 .Опишите путь гидролаз от места их синтеза до места назначения. ГИДРОЛАЗЫ, класс ферментов, катализирующих гидролиз. Могут действовать на сложноэфирные и гликозидные связи, на связи С—О в простых эфирах. С—S в сульфидах, С—N в пет идах, и др. Гидролазы, катализирующие гидролиз сложноэфирных связей (эстеразы), действуют на сложные эфиры карбоновых и тио-карбоновых кислот, моноэфиры фосфорной кислоты и др. К этому подклассу относятся, в частности, ферменты, играющие важную роль в метаболизме липидов. нуклеиновых кислот и нуклеозидов. например арилсульфатазы, ацетилхолинэстераза, дезоксирибонуклеазы. липазы, фосфатазы, фосфолипазы и эндодезоксирибонуклеазы Ферменты, катализирующие гидролиз связи С—N в пептидах и белках (пептидгидролазы),- самая многочисленная группа гидролазы К ним относятся ферменты, отщепляющие одну или две аминокислоты с N- или С-конца полипептидной цепи (напр., аминопептидазы, карбоксипептидазы), а также эндопептидазы, или протеиназы, расщепляющие цепь вдали от концевых остатков. Пептидгидролазы играют важную роль не только в катаболизме белков и пептидов, но и в биол. регуляции (гормональной регуляции, активации проферментов, регуляции кровяного давления и солевого обмена и т.д.). В2 .Классификация генов человека по структуре и функциям. Ген представляет собой последовательность нуклеотидов ДНК размером от нескольких сотен до миллиона пар нуклеотидов, в которых закодирована генетическая информация о первичной структуре белка (число и последовательность аминокислот). Для регулярного правильного считывания информации в гене должны присутствовать: кодон инициации, множество смысловых кодонов и кодон терминации. Три подряд расположенных нуклеотида представляют собой кодон, который и определяет, какая аминокислота будет располагаться в данной позиции в белке. Например, в молекуле ДНК последовательность оснований ТАС является кодоном для аминокислоты метионина, а последовательность ТТТ кодирует фенилаланин. В молекуле иРНК вместо тимина (Т) присутствует основание урацил (У). Таблица генетического кода во всех руководствах представлена именно символами иРНК. Из 64 возможных кодонов смысловыми являются 61, а три триплета — УАА, УАГ, УГА — не кодируют аминокислоты и поэтому были названы бессмысленными, однако на самом деле они представляют собой знаки терминации трансляции. В3 Схема клинической классификации ядовитых растений представляется в следующем виде. Растения,
|
Как известно, фаг Т2 является вирусом, инфицирующим бактерию E. coli. фаговые частицы абсорбируются на наружной поверхности клетки, их материал проникает внутрь и примерно через 20 минут бактерия лизируется, освобождая большое количество фаговых частиц - потомков. В 1952 году Альфред Херши и Марта Чейз инфицировали бактерии фагами Т2, которые были мечены радиоактивными соединениями: ДНК - с помощью 32P. Белковая часть фага - 35S. После инфекции бактерии фагами, с помощью центрифугирования удалось выделить две фракции: пустые белковые оболочки фага и бактерии, инфицированных фаговой ДНК. Оказалось, что 80% метки 35S осталась в пустых фаговых оболочках, а 70% метки 32P - в инфицированных бактериях. Фаги-потомки получили только около 1% исходного белка, меченного 35S, однако они же обнаружили около 30% метки 32P.
α D 
A B 
C 
