Клеточная теория, законы наследственности, достижения биохимии, биофизики и молекулярной биологии свидетельствуют в пользу единства органического мира в его современном состоянии. То, что живое на планете представляет собой единое целое в историческом плане, удобно обосновывается гипотезой эволюции. Основы названной гипотезы заложены Ч. Дарвином (1858). Свое дальнейшее развитие, связанное с эволюционным толкованием достижений генетики и популяционной биологии, она получила в трудах А. Н. Северцова, Н. И. Вавилова, Р. Фишера, С. С. Четверикова, Ф, Р. Добжанского, Н. В. Тимофеева-Ресовского, С. Райта, И. И. Шмальгаузена, чья плодотворная научная деятельность относятся к XX столетию.

Эволюционная гипотеза объясняет единство мира живых существ общностью их происхождения. Она называет пути, способы и механизмы, которые за несколько миллиардов лет привели к наблюдаемому ныне разнообразию живых форм, в одинаковой мере приспособленных к среде обитания, но различающихся по уровню морфофизиологической организации. Общий вывод, к которому приходит гипотеза эволюции, состоит в утверждении, что живые формы связаны друг с другом генетическим родством, степень которого для представителей разных групп различается. Свое конкретное выражение это родство находит в преемственности в ряду поколений фундаментальных молекулярных, клеточных и системных механизмов развития и жизнеобеспечения. Такая преемственность сочетается с изменчивостью, позволяющей на основе этих механизмов достичь более высокого уровня приспособленности биологической организации.

Первоначально люди классифицировали организмы в зависимости от их практического значения. К. Линней (1735) ввел бинарную классификацию, согласно которой для определения положения организмов в системе живой природы указывается их принадлежность к конкретному роду и виду. Бинарный принцип сохранен в современной систематике. Биологи до создания гипотезы эволюции относили живые существа к соответствующему роду и виду по их подобию друг другу, прежде всего близости строения. Эволюционная гипотеза, объясняющая сходство между организмами их генетическим родством, составила естественнонаучную основу биологической классификации. Приобретя в эволюционной гипотезе такую основу, современная классификация органического мира непротиворечиво отражает, с одной стороны, факт разнообразия живых форм, а с другой - единство всего живого.

Сторонники гипотезы эволюции в начале XXI века имеют мощный идеологический аппарат для распространения своей точки зрения. При этом они игнорируют вопиющие противоречия эволюционной гипотезы с фундаментальными законами физики и математики (теории вероятностей). Эта гипотеза является единственным обоснованием материализма в биологии.

---

Идея единства мира живых существ находит свое подтверждение также в экологических исследованиях, относящихся главным образом к XX в. Представления о биоценозе (В. Н. Сукачев) или экологической системе (А. Тенсли) раскрывают универсальный механизм обеспечения важнейшего свойства живого - постоянно происходящего в природе обмена веществ и энергии. Названный обмен возможен только в случае сосуществования на одной территории и постоянного взаимодействия организмов разного плана строения (продуцентов, консументов, деструкторов) и уровня организации. Учение о биосфере и ноосфере (В. И. Вернадский) раскрывает место и планетарную роль живых форм, включая человека, в природе, так же как и возможные последствия ее преобразования людьми.

Каждый крупный шаг на пути познания фундаментальных законов жизни неизменно оказывал влияние на состояние медицины, приводил к пересмотру содержания и понимания механизмов патологических процессов. Соответственно пересматривались принципы организации лечебной и профилактической медицины, методы диагностики и лечения.

Так, исходя из клеточной теории и разрабатывая ее дальше, Р. Вирхов создал концепцию клеточной патологии (1858), которая на долгое время определила главные пути развития медицины. Эта концепция, придавая особое значение в течении патологических состояний структурно-химическим изменениям на клеточном уровне, способствовала возникновению в практическом здравоохранении патологоанатомической, прозекторской службы.

Применив генетико-биохимический подход в изучении болезней человека, А. Гаррод заложил основы молекулярной патологии (1908). Этим он дал ключ к пониманию практической медициной таких явлений, как различная восприимчивость людей к болезням, индивидуальный характер реакции на лекарственные препараты.

Успехи общей и экспериментальной генетики 20-30-х годов стимулировали исследования по генетике человека. В результате возник новый раздел патологии - наследственные заболевания, появилась особая служба практического здравоохранения - медико-генетические консультации.

Геномика и современные молекулярно-генетические технологии открывают доступ к диагностике на уровне нуклеотидных последовательностей ДНК не только собственно генных болезней, но также предрасположенности к ряду тяжелых соматических патологических состояний (астма, диабет и др.). Доступный уровень генодиагностики создает предпосылки для осознанного манипулирования с наследственным материалом людей в целях генотерапии и генопрофилактики заболеваний. Достижения в названных областях науки привели к появлению целой отрасли производства, работающей на здравоохранение - медицинской биотехнологии.

---

Зависимость состояния здоровья людей от качества среды и образа жизни уже не вызывает сомнений ни у практикующих врачей, ни у организаторов здравоохранения. Закономерным следствием этого является наблюдаемая в настоящее время экологизация медицины.

Этапы развития молекулярной биологии до завершения программы "Геном человека" в начале XXI века

Год - - - Исследователи и их открытия

1869 - - - Фридрих Мишер отрыл новое вещество - ДНК (в гное из инфицированных ран!)

1941 - - - Бидл и Татум - один ген - один белок.

1944 - - - Эвери - ДНК - это генетический материал.

1953 - - - Уотсон и Крик -открытие двойной спирали ДНК.

1958 - - - Меселсон и Сталь, полуконсервативная модель репликации ДНК.

1961 - - - Жакоб и Моно, - модель оперона в генетической регуляции.

1970 - - - Темин и Балтимор, обратная транскриптаза в ретровирусах.

1977 - - - Расшифровка ДНК; некодирующие последовательности в генах.

1981 - - - Обнаружена каталитическая активность РНК; получены трансгенные животные

1987 - - - Кери Миллис, полимеразная цепная реакция

1995 - - - Бактерия Haemophilus influenzae стала первым организмом, чья ДНК была полностью расшифрована

1997 - - - Клонирование овечки «Долли»

2000 - - - Расшифрована последовательность нуклеотидов генома человека (Дж. Крейг Вентор)

Дополнительная литература.

1. Д.Кларк, Л. Рассел Молекулярная биология: простой и занимательный подход. / Пер с англ. изд. 2-е. - М.: ЗАО "Компания КОНД" 2004. 472 с.

2. Мушкамбаров Н.Н., Кузнецов С.Л. Молекулярная биология. М.: 2003 554 с.

Вопросы для подготовки к контрольной работе №1

Вариант 1

1. Какие виды пассивного транспорта веществ в клетку и из клетки Вы знаете?

2. Примеры структурной, защитной и сигнальной функции углеводов.

3. Какие этапы окисления глюкозы Вы знаете и каков их энергетический выход?

4. Перечислите двумембранные органоиды и назовите их главные функции.

5. Точковая мутация вставка и её последствия для кодируемого белка

6. Основные условия для репликации ДНК?

7. Расставить продукты по их энергетической ценности от боле сытных к менее сытным: хлеб, бутылка кукурузного масла, пачка сахара – рафинада

8. Биологический смысл мейоза.

9. Назвать производные мезодермы.

10. Указать правильную последовательность из 7 периодов жизни человека.

Вариант 2.

1. Перечислить функции белков (9).

2. Почему при употреблении избыточного количества углеводов (мучное и сладкое) происходит ожирение?

3. Назвать пуриновые и пиримидиновые азотистые основания РНК.

4. Две главные опасности анаэробного окисления глюкозы и место его протекания в клетке.

5. Описать отличия 8 видов нуклеотидов.

6. Общий план строения всех биологических мембран.

7. Почему клетки печени и кожи человека с одинаковыми молекулами ДНК не похожи друг на друга?

8. Стадии митоза, при которых происходят процессы спирализация и деспирализация хромосом.

9. Назвать производные эктодермы.

10. Факторы, снижающие дозировку лекарств у грудных детей.

---

Вариант 3.

1. Отличия ДНК от РНК по составу нуклеотидов.

2. Функции углеводов.

3. Пример отрицательной обратной связи при регуляции гомеостаза в организме человека.

4. Что такое свободные радикалы и каково их влияние на биологические мембраны?

5. Чем аденин ДНК отличается от аденина РНК?

6. С чем был связан дерепрессор при транскрипции в опытах Жакоба-Моно и что его разрушало?

7. Возможные последствия для здоровья замещения 1 нуклеотида в ДНК?

8. Биологический смысл митоза.

9. Назвать производные энтодермы.

10. Факторы, снижающие дозировку лекарств у стариков.

Вариант 4.

1. Примеры значения для организма человека Na, K, и Ca.

2. Функции липидов.

3. Назвать 5 видов азотистых оснований и 2 вида пентоз в составе нуклеотидов.

4. Сколько всего триплетов в генетическом коде, сколько триплетов кодируют аминокислоты в биосинтезе белка, сколько стоп-кодонов и сколько инициирующих кодонов?

5. Назвать органоиды, содержащие собственную ДНК.

6. Возможные последствия выпадения 1 нуклеотида из ДНК для структуры кодируемого белка.

7. Пять главных условий для транскрипции.

8. Назвать три источника комбинативной изменчивости.

9. Что не проникает через здоровый плацентарный барьер?

10. Факторы, снижающие дозировку лекарств у стариков.

Вариант 5

1. Примеры значения для организма человека Fe, F и I.

2. Почему точечная мутация "выпадение" опаснее "инверсии"?

3. Привести по 2 примера в каждой из трех главных групп углеводов.

4. Как с помощью ДНК кодируются небелковые компоненты клетки (липиды, углеводы)?

5. Что лимитирует (ограничивает) функции митохондрий (3 фактора)?

6. Пример осмоса в организме человека

7. Почему у людей не отрастают ампутированные конечности, несмотря на наличие строительного материала, энергии и информации?

8. Указать правильную последовательность событий клеточного цикла при митотическом кариокинезе.

9. Продолжительность эмбрионального, фетального и внутриутробного периода жизни.

10. Назвать три группы гипотез старения.

Вариант 6.

1. Примеры жирных кислот.

2. Принцип комплементарного спаривания азотистых оснований нуклеиновых кислот.

3. Энергетическая сущность фотосинтеза.

4. Какие органоиды клетки не имеют мембран?

5. Дать определение нуклеиновых кислоты.

6. Что «переводят» при трансляции?

7. Почему выпадение трех последовательных нуклеотидов лучше выпадения 1 нуклеотида?

8. Указать правильную последовательность событий клеточного цикла при мейотическом кариокинезе.

9. Указать последовательность этапов онтогенеза от оплодотворения (зиготы) до родов.

10. Классификация видов регенерации.

---

Вариант 7.

1. Назвать основные этапы биосинтеза белка (4).

2. Принцип комплементарности при репликации ДНК.

3. Указать главные преимущества аэробного окисления перед анаэробным.

4. Зачем в сердечных клетках - миокардиоцитах так много митохондрий (34%)?

5. Примеры немембранных органоидов клетки.

6. Почему вставка трех последовательных нуклеотидов лучше вставки 1 нуклеотида?

7. Какие гипотезы биогенеза не отвечают на вопрос о происхождении жизни во вселенной?

8. Назвать три последовательных периода интерфазы клеточного цикла.

9. Назвать симптомы, свидетельствующие о перенесенном тератогенном воздействии на ребенка.

10. Что такое «Иммунная яма»?

Вариант 8.

1. В чем сущность процессинга.

2. В чем сущность фолдинга.

3. Где конкретно идет анаэробное окисление глюкозы в клетке?

4. Чем отличаются активный и пассивный транспорт по отношению к градиенту концентрации?

5. Сущность гипотезы биогенеза «стационарное состояние».

6. Конкретный пример индукции гена.

7. Что такое интроны, экзоны и сплайсинг?

8. Указать правильную последовательность 4 стадий сперматогенеза мужчин.

9. Перечислить основные провизорные органы зародыша.

10. Указать период жизни, возраст и пол человека, при котором наблюдаются строго периодические изменения гормонального фона.

Вариант 9.

1. Основные свойства генетического кода?

2. Почему точечные мутации "вставки" опаснее "замещений"?

3. Пример инактивации экзогенных веществ на гладком эндоплазматическом ретикулуме.

4. Зачем нужны гены - операторы?

5. Что такое отрицательная обратная связь?

6. Четыре вида точковых мутаций.

7. Примеры ферментов репликации ДНК, транскрипции и фолдинга.

8. Указать правильную последовательность 3 стадий оогенеза женщин.

9. Назвать функции аллантоиса и амниона.

10. Какие этапы жизни здорового половозрелого человека требуют строгие ограничения спектра принимаемых препаратов?

---

Смотрите также файлы

• Лекция 6 Клеточный цикл.doc

• Лекция 5 Регуляция активности генов.doc

• Лекция 4 Репликация ДНК синтез белка.doc

• Лекция 1 Атомный уровень и белки.doc

• Ответы РП-2.doc