Задача. стр.24 117. Выпишите и дайте объяснение всем терминам, встречающимся вам при выполнение работы. стр.25

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Вятская государственная сельскохозяйственная академия»

БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

 

Личное дело №Бзбз 15/43

Регистр. №__________

Оценка______________

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по__генетике и биометрии________________________________________________

наименование дисциплины

за____3____ курс

на тему_____43 вариант_________________________________________

наименование темы или номер варианта

_____________________________________________________

студента-заочника _Шиляевой Оксаны Алексеевны____________________________________

Фамилия, имя, отчество полностью

Направление «Зоотехния»

Работа поступила в деканат «_30__»_октября_____________2017 года

Оглавление.

Строение клетки и роль её органоидов в передачи наследственной информации. стр.3

Структуры, основные типы РНК, их роль в синтезе белков. Передача наследственной информации ДНК-РНК-белок. Обратная транскрипция. стр.10

Группы крови сельскохозяйственных животных, их генетическая обусловленность и наследование. Использование групп крови в селекции животных. стр.16

Задача. стр.23

Задача. стр.24 117. Выпишите и дайте объяснение всем терминам, встречающимся вам при выполнение работы. стр.25

Список литературы. стр.29
7. Строение клетки и роль её органоидов в передачи наследственной информации.

Прокариотические клетки. Прокариотическим клеткам свойственны малые размеры (0,5-3 мкм в диаметре). Покрыты они цитоплазматической мембраной. Это тонкая пограничная структура, расположенная на поверхности клеток и внутриклеточных структур, играет роль активного барьера между цитоплазмой клетки и внешней средой. Снаружи от мембраны находится клеточная стенка. Вместо клеточного ядра в этих клетках имеется его эквивалент, который называется нуклеоид, лишённый оболочки и состоящий из одной единственной молекулы ДНК в виде кольцевой хромосомы. В ней отсутствуют основные белки – гистоны (белки клеточных ядер). Кроме того, бактерии могут содержать ДНК в форме крошечных плазмид. Плазмиды – это находящиеся вне генома, очень короткие двойные спирали ДНК, замкнутые в кольцо (длиной от нескольких тысяч до 100000 пар оснований) с одним или несколькими генами, а иногда и совсем без генов. Они реплицируются независимо от остального генетического материала и часто переходят из одной клетки в другую. Некоторые бактериальные плазмид могут включаться в геном и снова отделяться от него. В основном веществе цитоплазмы прокариотических клеток находятся многочисленные рибосомы, но у них нет митохондрий и некоторых других органелл, характерных для цитоплазмы высших (эукариотических) клеток. Бактерии размножаются путём простого деления. Находящаяся в ядерной области ДНК прикреплена к мезосоме – структуре, образуемой цитоплазматической мембраной. Деление бактериальной клетки начинается с деления мезосомы, после этого две половинки мезосом расходятся, увлекая за собой ДНК, последняя также делится на две части, из которых впоследствии образуются ядерные области двух дочерних клеток.

Эукариотические клетки. Клетка эукариот организована сложнее, чем прокариотическая. Она покрыта цитоплазматической мембраной, которая играет важную роль в регулировании состава клеточного содержимого, так как через неё проникают все питательные вещества и продукты секреции. Каждая клетка содержит небольшое шаровидное или овальное тельце, называемое ядром, которое служит важным регулирующим центром клетки. Оно содержит наследственные факторы – гены, определяющие признаки данного организма, и управляет многими внутриклеточными процессами. Например, если из оплодотворённого яйца лягушки удалить ядро и заменить его ядром, взятого из клетки кишечника лягушки другого вида, то из такого яйца вылупится головастик, а впоследствии разовьётся лягушка с признаками того вида, которому принадлежит пересаженное яйцо. Цитоплазма, принадлежащая первому виду, не оказывает особого влияния на развитие признаков лягушки. Можно также удалить ядро у амёбы вместе с небольшим кусочком примыкающей к нему цитоплазмы. Остальная цитоплазма при этом не повреждается, и процессы метаболизма могут продолжаться в течение нескольких дней, а иногда и недель. Однако рано или поздно такая клетка погибнет. Таким образом, клетка без ядра – это клетка, которой остаётся недолго жить и которая не даст потомства.

Оболочка, окружающая ядро и отделяющая его от цитоплазмы, - ядерная мембрана – регулирует движение веществ из ядра в ядро. В полужидком основном веществе ядра – ядерном соке (кариоплазме) – размещается строго определённое число вытянутых нитевидных образований, называемыми хромосомами. На окрашенном срезе неделящийся клетки хромосомы обычно имеют вид неправильной сети из тёмных тяжей и зёрнышек, называемых хроматином.

В ядре находятся специфические тельца (одно или несколько), называемыми ядрышками. Ядрышки, по-видимому, участвуют в синтезе рибонуклеиновых кислот.

Материал, находящийся внутри плазматической мембраны, но вне ядра, называется цитоплазмой.

При исследовании тонкого среза клетки под электронным микроскопом видно, что цитоплазма представляет собой чрезвычайно сложный лабиринт мембран, образующих так называемую эндоплазматическую сеть, заполняющую большую часть цитоплазмы. Существует два типа эндоплазматической сети: гранулярная, к мембранам которой прикреплено множество рибосом – мелких рибонуклеопротеидных частиц, служащих местом синтеза белка, и агранулярная, состоящая из одних только мембран. В одной и той же клетке может встречаться сеть того и другого типа. В цитоплазме находятся другие специализированные структуры (митохондрии, аппарат Гольджи, центриоли, пластиды), выполняющие специфические функции.

Все живые клетки содержат митохондрии – тельца величиной 0,2-5 мкм, форма которых варьируется от специфической до палочковидной и нитевидной. В одной клетке может быть от нескольких митохондрий до тысячи и более. Обычно они сосредоточены в той части клетки, где обмен веществ наиболее интенсивен. Митохондрии, главная функция которых состоит в выработке энергии, образно называют электростанциями клеток.

Каждая митохондрия ограничена двойной мембраной: наружная мембрана образует гладкую поверхность митохондрии; внутренняя мембрана представляет собой многочисленные складки (кристы) в виде параллельных, направленных к центру митохондрии выступов, которые могут встречаться, а иногда и сливаться со складками, отходящими от противоположной стороны. Кристы содержат ферменты, участвующие в системе переноса электронов, которая играет важную роль в превращении энергии питательных веществ в биологически полезную энергию, необходимую для существования клетки. Полужидкое внутреннее содержимое митохондрии – матрикс – содержит ферменты.

В клетках животных и некоторых низших растений около ядра расположены два небольших тельца – центриоли, которые играют важную роль в клеточном делении: в начале деления они отходят друг от друга, направляясь к противоположным полюсам клетки, и между ними образуется так называемое веретено деления.

В клетках большинства растений имеются пластиды – формирования, в которых происходит синтез или накопление органических веществ.

Аппарат Гольджи – компонент цитоплазмы, встречающийся почти во всех клетках, кроме зрелых спермиев и красных кровяных телец, - представляет собой непорядочную сеть канальцев, выстланных мембранами. Обычно он расположен около ядра и окружает центриоли. Функция аппарата ещё не достаточно ясна, но, по мнению некоторых цитологов, аппарат Гольджи служит местом временного хранения веществ, вырабатываемых в гранулярной эндоплазматической сети, а канальцы аппарата соединены с плазматической мембраной.

Лизосомы – группа внутриклеточных органелл, встречающихся в клетках животных,- сходны по величине с митохондриями, но несколько менее плотные. Они представляют собой ограниченные мембраной тельца, которые содержат разнообразные ферменты, способные гидролизовать макромолекулярные компоненты клетки. В случае проникновения в клетку чужеродной ДНК (например, вируса) лизосомы выделяют в цитоплазму ферменты, расщепляющие ДНК, - нуклеазы, и тем самым выполняют защитную функцию.

Кроме перечисленных элементов цитоплазма может содержать вакуоли – полости, заполненные жидкостью и отделённые от остальной цитоплазмы вакуолярной мембраной. Вакуоли весьма обычны в клетках растений и низших животных, но редко встречаются в клетках высших животных.

Важнейшая составная часть клетки – ядро. В период между делениями ядро отделено от цитоплазмы ядерной оболочкой и чаще всего имеет шаровидную или эллиптическую форму. Полость ядра заполнена кариоплазмой (ядерным соком), вязкость которой отличается от вязкости цитоплазмы. Ядро не обладает способностью восстанавливать ядерную оболочку, поэтому при повреждении содержимое ядра смешивается с цитоплазмой.

Ядрышки, заключённые в ядре, характеризуются высоким коэффициентом преломления. Более крупные и плотные ядрышки характерны для клеток, отличающихся высокой активностью, а именно для интенсивно делящихся эмбриональных клеток и для клеток, осуществляющих синтез белка. В процессе клеточного деления ядрышки исчезают, а затем вновь появляются. В ядрышках синтезируется рибосомальная РНК, из которых формируются частицы рибосом. Хромосомы, находящиеся в ядре, обеспечивают передачу наследственной информации при половом размножении от поколения к поколению или в онтогенезе от клетки к клетке.

Хромосомы представляют собой нитевидные нуклеопротеидные структуры, способные к саморепродукции и сохранению своих морфологических особенностей на протяжении ряда поколений. Они удваиваются в результате индентичной репродукции перед каждым клеточным делением, а затем распределяются поровну между дочерними клетками. Хромосомы состоят из хроматина, который содержит ДНК (40%), гистоны (40%), негистоновые хромосомные белки (20%) и небольшое количество РНК.

Гистоны – это хромосомные основные белки с высоким содержанием аминокислот аргинина и лизина. Существует 5 видов гистонов: Н1 (очень богатый лизином), Н3 (богатый аргинином) и Н4 (богатый глицином и аргинином). Гистоны прочно соединяются с молекулами ДНК, чем препятствуют считыванию заключённой в ней биологической информации. В этом состоит их регуляторная роль. Кроме того, эти белки выполняют структурную функцию, обеспечивая пространственную организацию ДНК в хромосомах.

Негистоновые хромосомные белки – не основные, главным образом кислотные белки. Число их фракций превышает 100. Среди них ферменты синтеза и процессинга РНК, редупликации и репарации ДНК.

Гистон и ДНК объединены в структуру, называемую хроматиновой нитью, которая представляет собой двойную спираль ДНК, окружающую гистоновый стержень. Она построена из повторяющихся единиц (нуклеосом), в каждую из которых входят примерно 200 пар оснований ДНК и по 2 молекулы каждого из гистонов. Полагают, что эти гистоновые молекулы образуют сферическую единицу. Каким именно образом двойная спираль ДНК располагается вокруг гистонов, пока не ясно.

Хроматиновая нить обычно образует спираль диаметром около 25 мкм, что находится на грани разрешающей способности самых мощных световых микроскопов. По способности окрашиваться ядерными красителями хроматиновые нити подразделяются на две группы: эухроматин и гетерохроматин. Последний окрашивается более интенсивно.

Морфологическое строение хромосом наиболее чётко выражено в стадии метафазы. В этот период хромосома состоит из двух нитей – хроматид, интенсивно окрашивающихся основными красителями.

В определении формы хромосом большое значение имеет положение её обязательного структурного элемента – первичной перетяжки, в районе которой расположена центромера. Центромера делит хромосому на две части (называемые плечами) равной или различной длины. В зависимости от её положения различают следующие типы хромосом:

Метацентрические – центромера расположена в середине хромосомы и делит её на два равных плеча;

Субметацентрические – центромера делит хромосому на два плеча разной длины;

Акроцентрические – центромера расположена очень близко к одному из концов хромосомы;

Телоцентрические – центромера расположена на самом конце хромосомы. Такие хромосомы имеют только одно плечо.

При описании хромосом короткое плечо обозначают буквой р, а длинное буквой q. К морфологической характеристике относят также наличие у хромосом вторичных перетяжек, соответствующих зонам ядрошковых организаторов.

Иногда хромосомы можно индентифицировать по ряду дополнительных признаков. Очень часто таким признаком оказывается находящиеся на одном из концов хромосомы небольшое округлое тельце, так называемое спутник (или сателлит), соединяющийся с основной хромосомой тонкой хроматиновой нитью или вторичной перетяжкой.

Объективным критерием для отнесения хромосом к той или иной группе служит центромерный индекс – отношение длины короткого плеча к длине хромосомы в процентах.

К акроцентрическим хромосомам принято относить хромосомы с центромерным индексом менее 12,5%, к субметацентрическим- в интервале от 12,6 до 37, к метацентрическим – 37,1 до 50%.

Для индентификации индивидуальных хромосом используют различные методы их дифференциальной окраски. При описании дифференциальной окраски хромосом принято делить плечи на зоны (блоки) и полосы. Деление на зоны основано на наличии в плече регулярно воспроизводимых при дифференциальной окраске структур, не зависящих от степени спирализации. Как правило, границу зон проводят в районе крупных положительно или негативно окрашенных полос. При этом существует дополнительное условие – границы проводят так, чтобы зоны не слишком различались по размерам.

Для индентификации полос нумеруют сначала зоны, начиная от центромеры, затем нумеруют полосы в зоне от проксимального к дистальному концу. С помощью данной системы можно указать наличие хромосомной перестройки или место локализации определённого гена на хромосомной карте. Например, запись гена церуллоплазмина у свиней имеет вид 13q32-13q33. Это означает, что данный ген локализован на длинном плече хромосомы 13 в районе 2-3й полосы 3-го блока.

Помимо перечисленных характеристик при кариотипировании важен ещё один показатель – относительная длина хромосом, то есть отношение длины хромосом к длине гаплоидного набора, включающего Х-хромосому. Он необходим для построения кариограммы и идиограммы. Кариограмма – фотографии хромосом индивидуума, систематизированные по группам в зависимости от морфологического строения.

Построение кариограммы принято начинать с метацентрических или субметацентрических аутосом, располагая хромосомы в порядке убывания относительно размера. При этом хромосомы сходной морфологии объединяют в группы. Порядок расположения хромосом в группах тот же – от большего к меньшему. Чередование групп зависит от центромерного индекса. В последнюю группу всегда входят хромосомы с минимальным центромерным индексом. Если в кариотипе есть акроцентрические хромосомы, кроме половых, то последнюю пару образуют самые мелкие из них. Половые хромосомы, независимо от размеров и формы, выделяют в отдельную группу. При отсутствии в кариотипе двуплечих хромосом построение кариограммы начинают с самой крупной аутсомы. Нумерацию хромосом начинают с перовой пары и заканчивают последней, без учёта деления на группы.

Идиограмма – графическое изображение хромосом с учётом их морфологических деталей: длины, расположения центромеры, вторичных перетяжек и при дифференциальной окраске расположения положительно и негативно окрашенных полос. Идиограмма может быть построена по обобщённым данным или для конкретного кариотипа.

Число хромосом в ядрах клеток всех особей одного вида постоянно и представляет один из его признаков.

Все клетки любого организма происходят от зиготы – клетки, образующейся в результате слияния двух гамет (половых клеток, имеющий одинарный, или гаплоидны, набор хромосом – n). Зигота содержит двойной (диплоидный) набор хромосом (2n). Одинарный набор хромосом называют геномом.

Среди всех хромосом кариотипа различают аутосомы – пары хромосом, одинаковые для мужских и женских особей, и одну пару хромосом – половые, различающиеся у мужских и женских особей.

Набор хромосом соматической клетки, свойственный тому или иному виду животных или растений, называют кариотипом. Он включает все особенности хромосомного комплекса: число хромосом, их форму, наличие видимых под световым микроскопом деталей строения отдельных хромосом.