Лекция № 3 (6)

1.

Министерство просвещения Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Уфимский университет науки и технологий»
Институт среднего профессионального образования
Техническое отделение
Общеобразовательный цикл
Биология
Преподаватель: Кадаев Артур Эльвирович
Уфа – 2024
1

2.

Лекция № 3
Раздел 1. Клетка – структурно-функциональная единица живого
Тема 1.3. Структурно-функциональные факторы наследственности
1. Хромосомная теория Т. Моргана.
2. Строение хромосом.
3. Хромосомный набор клеток, гомологичные и негомологичные хромосомы, гаплоидный и
диплоидный набор.
4. Нуклеиновые кислоты: ДНК, РНК.
5. Матричные процессы в клетке: репликация, биосинтез белка, репарация.
6. Генетический код и его свойства.
2

3.

1) Хромосомная теория Т. Моргана
Генетика – наука о наследственности и изменчивости.
3

4.

1) Хромосомная теория Т. Моргана
Становление хромосомной теории:
1. В результате проведения экспериментов на плодовых мушках американский генетик
Томас Морган сформулировал закон сцепленного наследования:
«Гены, локализованные в одной хромосоме, наследуются совместно и образуют одну группу
сцепления; частота сцепленного наследования зависит от расстояния между генами (чем ближе
гены, тем чаще они наследуются вместе)»
2. Данный закон был положен в основу хромосомной теории
наследственности.
3.
Хромосомная
теория
наследственности
была
сформулирована в 1915 г.
Т. Морган
(1866 – 1945)
4

5.

1) Хромосомная теория Т. Моргана
Основные положения хромосомной теории наследственности:
1. Гены занимают в хромосомах определённые места – локусы.
2. Аллельные гены находятся в одинаковых локусах гомологичных хромосом.
3. Гены, локализованные в одной хромосоме, в основном наследуются вместе.
4. Частота кроссинговера определяется расстоянием между генами в хромосоме.
5

6.

2) Строение хромосом
6

7.

3) Хромосомный набор клеток, гомологичные и негомологичные хромосомы,
гаплоидный и диплоидный набор
Хромосомный набор клеток – совокупность хромосом, заключённая в ядре любой клетки
тела растительного или животного организма; характеризуется постоянным для каждого
биологического вида числом хромосом, определённой их величиной и морфологическими
особенностями.
Количество, размеры и форма хромосом уникальны для каждого вида.
Совокупность всех признаков (качественных и количественных) хромосомного набора,
характерного для того или иного вида, называются кариотипом.
7

8.

3) Хромосомный набор клеток, гомологичные и негомологичные хромосомы,
гаплоидный и диплоидный набор
8

9.

3) Хромосомный набор клеток, гомологичные и негомологичные хромосомы,
гаплоидный и диплоидный набор
Гомологичные хромосомы – пары хромосом, одинаковых по размерам, форме и набору
генов. Аллельные гены занимают одинаковые локусы в гомологичных хромосомах.
Негомологичные хромосомы – хромосомы, которые содержат неисходные гены и не
конъюгируют при мейозе.
9

10.

3) Хромосомный набор клеток, гомологичные и негомологичные хромосомы,
гаплоидный и диплоидный набор
Гаплоидный набор хромосом – одинарный набор хромосом, не кратный двум (1n).
Диплоидный набор хромосом – двойной набор хромосом, кратный двум (2n).
10

11.

3) Хромосомный набор клеток, гомологичные и негомологичные хромосомы,
гаплоидный и диплоидный набор
Гаплоидные клетки человека имеют 1 набор из 23 хромосом:
неполовые хромосомы: 22 аутосомы.
половые хромосомы: 1 гоносома.
Диплоидные клетки людей содержат 23 пары или 46 хромосом:
неполовые хромосомы: 22 пары, состоящие из 44 аутосом.
половые хромосомы: 1 пара, включающая 2 гоносомы.
11

12.

4) Нуклеиновые кислоты: ДНК, РНК
ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота; полинуклеотид; каждый нуклеотид (мономер)
ДНК содержит:
- пятиуглеродный сахар – дезоксирибозу.
- один остаток фосфорной кислоты.
- азотистое основание: аденин, гуанин, цитозин или тимин.
12

13.

4) Нуклеиновые кислоты: ДНК, РНК
Молекулы ДНК в основном находятся в ядрах клеток (ядерная ДНК).
Небольшое количество ДНК содержится в митохондриях и пластидах (внеядерная ДНК).
Молекула ДНК образована двумя полинуклеотидными цепочками, закрученными в
спираль.
Цепочки в молекуле ДНК противоположно направлены.
Остов цепей ДНК образован сахарофосфатными остатками, а азотистые основания обоих
цепей располагаются в соответствии с правилом комплиментарности (правило Чаргаффа).
13

14.

4) Нуклеиновые кислоты: ДНК, РНК
Правило комплиментарности (правило Чаргаффа):
Напротив цитозина одной цепи ДНК находится гуанин другой цепи, а напротив аденина –
тимин.
т.е.
Соотношение цитозиновых нуклеотидов в каждой молекуле ДНК равно количеству
гуаниновых (Ц=Г), а количество адениновых равно количеству тиминовых (А=Т).
14

15.

4) Нуклеиновые кислоты: ДНК, РНК
Между азотистыми основаниями двух цепей ДНК устанавливаются водородные связи:
- между аденином и тимином таких связей две.
- между гуанином и цитозином таких связей три.
15

16.

4) Нуклеиновые кислоты: ДНК, РНК
Химическая структура ДНК:
16

17.

4) Нуклеиновые кислоты: ДНК, РНК
РНК – рибонуклеиновая кислота; биополимер, представляющий собой одну цепочку
нуклеотидов; каждый нуклеотид (мономер) РНК содержит:
- пятиуглеродный сахар – рибозу.
- остаток фосфорной кислоты.
- азотистое основание: аденин, гуанин, цитозин или урацил.
17

18.

4) Нуклеиновые кислоты: ДНК, РНК
В клетках молекулы РНК содержатся в ядрах, цитоплазме, рибосомах, митохондриях,
хлоропластах.
Образование полимера РНК происходит так же, как у ДНК – за счёт ковалентных связей
между углеводом рибозой одного нуклеотида и фосфорной кислоты другого.
18

19.

5) Матричные процессы в клетке: репликация, биосинтез белка, репарация
Основная функция ДНК – передача наследственной информации.
При делении клетки происходит самовоспроизведение ДНК – репликация – удвоение
(копирование) молекулы ДНК.
19

20.

5) Матричные процессы в клетке: репликация, биосинтез белка, репарация
Биосинтез белка:
Каждая клетка содержит тысячи белков. Свойства белков зависят от их первичной
структуры (т.е. порядка соединения аминокислотных остатков в молекулах).
Информация
о
первичной
структуре
всех
белков
организма
закодирована
последовательностью нуклеотидов, образующих молекулы ДНК. В молекулах выделяют гены.
Каждый ген соответствует одному белку.
Ген – единица наследственности, представляющая собой участок ДНК, в котором
закодирована первичная структура молекул одного белка.
В одной молекуле ДНК содержится много генов. Все гены одного организма образуют
генотип.
20

21.

5) Матричные процессы в клетке: репликация, биосинтез белка, репарация
Процесс биосинтеза белка состоит из двух этапов:
I. Транскрипция – процесс переписывания наследственной информации с молекулы ДНК
на информационную (матричную) РНК.
II. Трансляция – перевод информации, закодированной в иРНК, в первичную структуру
молекулы белка.
21

22.

5) Матричные процессы в клетке: репликация, биосинтез белка, репарация
Репарация ДНК:
Репарацией
называется
процесс
устранения
повреждений
нуклеотидной
последовательности ДНК; осуществляется особыми ферментными системами клетки (ферменты
репарации).
Основные этапы репарации:
I. ДНК-репарирующие нуклеазы распознают и удаляют повреждённый участок, в
результате чего в цепи ДНК образуется разрыв.
II. ДНК-полимераза заполняет данный разрыв, копируя информацию со второй
(неповреждённой) цепи.
III. ДНК-лигаза «сшивает» нуклеотиды, завершая процесс репарации.
22

23.

6) Генетический код и его свойства
Генетический код – система записи генетической информации о порядке расположения
аминокислот в белках в виде последовательности нуклеотидов в ДНК или РНК.
Каждая аминокислота белка закодирована в ДНК триплетом – тремя расположенными
подряд нуклеотидами. Каждому триплету соответствует одна аминокислота в молекуле белка.
Так как ДНК состоит из четырёх видов нуклеотидов, то число возможных сочетаний из 4
по 3 равно 43 = 64 .
Благодаря множеству подобных комбинаций хранение и передача наследственной
информации оказывается более надёжной – свойство вырожденности генетического кода.
23

24.

6) Генетический код и его свойства
Основные свойства генетического кода:
1. Триплетность – каждую аминокислоту кодируют три нуклеотида, расположенных
подряд.
2. Универсальность – все живые организмы (от бактерий до человека) используют единый
генетический код.
3. Вырожденность – одна аминокислота может кодироваться не одним, а несколькими
триплетами.
4. Неперекрываемость – каждый нуклеотид входит в состав только одного кодового
триплета.
5. Однозначность – каждый триплет соответствует только одной аминокислоте.
24