Генетические системы, происхождение

Однако организм не просто природное тело, но также и особая форма существования материи, возникшая в результате длительного развития. Более того, жизнь есть высшая форма существования материи, возникшая в результате саморазвития последней. Следовательно, живое возникло из неживого на определенном этапе развития и усложнения материи. Жизнь генетически, по происхождению связана с неорганическим миром и в своем развитии подчиняется естественным законам. Так представляют себе биологи-материалисты место живых организмов в системе природы. Эти проваренные практикой естественно-научные представления принципиально отличаются от представлений биологов-идеалистов, отрицающих историческую связь между живой и неживой природой и утверждающих, что организмы управляются какими-то нематериальными факторами, от которых якобы зависят особые свойства живых существ. Нетрудно видеть, что витализм есть реакционное, враждебное нам течение в биологии, не имеющее никакого отношения к подлинной науке. [c.7]

Появление продуктов ПЦР, не соответствующих по размерам ожидаемым. Такой результат ПЦР чаще всего указывает на артефакт, но иногда может быть и открытием нового полиморфизма в матричной ДНК, возникшего в результате делеции или вставки. По крайней мере, подобный результат должен настораживать. Система амплификации на основе ПЦР, как и любая другая искусственная генетическая система, является вещью в себе , законы существования которой не вполне понятны. Это особенно относится к тем сложным случаям амплификации, когда в качестве матрицы используется ДНК целого большого генома, например, генома человека. В данном случае единственным доказательством того, что амплифицирован нужный локус, будет подтверждение происхождения продукта на уровне его первичной структуры. Быстрее всего убедиться в адекватности продукта можно путем исследования сайтов рестрикции. Однако, даже наличие предсказанных сайтов из-за сложности исследуемого объекта не дает полной гарантии того, что артефакта удалось избежать. Окончательным доказательством амплификации нужного генетического локуса может служить только полное секвенирование продукта ПЦР. [c.205]

Таким образом, Э. Фишер использовал для построения номенклатуры оптически активных веществ генетический принцип, т. е. строил стереохимические обозначения на основе происхождения вещества, его связи с принятой за опорную точку правовращающей глюкозой. В дальнейшем, однако, обнаружилось, что генетический подход не свободен от противоречий. М. А. Розанов в 1905 г. положил в основу стерической системы простейший предшественник сахаров — глицериновый альдегид, произвольно (как и Э. Фишер глюкозе) придав его антиподам следующие конфигурации [c.296]

Несмотря на явную условность представлений о нефти как об аналоге некоего минерала или как о закономерно построенной термодинамической системе, они разделяются некоторыми геологами и многими хими ками [Превращение.. . , 1958 Успенский, Радченко, 1947 и др.], работающими над решением проблемы происхождения нефти. Если точки зрения геолога и химика в данном вопросе расходятся, то исследования неизбежно пойдут параллельно. В этом случае необходимо приложить усилия к достижению единства исходных представлений об объекте исследования или признать несовместимость исследований в кооперированной работе по проблеме нефтеобразования, поскольку программа, подход и способы исследований для каждого из рассмотренных аспектов существенно различны. В одном случае - это выявление общих закономерностей на основе сравнительного изучения преимущественно наиболее стабильной высокомолекулярной части нефтей и битумной части рассеянного в породах органического вещества в другом — изучение соотношений между отдельными соединениями состава нефтей и битумов рассеянного в породах органического вещества как в некоторой мере сходных замкнутых генетических систем, коррелятивное сопоставление концентраций и коэффициентов, характеризующих распространение и соотношение индивидуальных соединений или их определенных группировок, ограничение исследований изучением углеводородной части нефти, точнее — наиболее доступной для анализа низкокипящей фракции углеводородной части нефти вплоть до расчета констант данной термодинамической системы. Попытки таких расчетов известны. Результаты их довольно неопределенны. Температурный интервал образования исследовавших- [c.12]

Было показано, что из двух конъюгирующих клеток всегда только одна ответственна за рекомбинацию рекомбинанты, появляющиеся в последующем поколении, ведут свое происхождение именно от этой клетки. Здесь перед нами опять-таки система донор—реципиент. Донор передает генетический материал реципиенту, обратный же путь оказывается запретным. Конъюгация — однодорожечный , однонаправленный процесс. [c.171]

Сходство элементов одного и того же вертикального столбца Системы, подобно наблюдаемому у позвоночных животных, передние конечности которых одинакового генетического происхождения, но функционируют то как руки (человек), то как перед- [c.197]

Другая возможная функция-это защита от вирусной или бактериальной инфекции. Антигенный материал человеческого происхождения может быть включен во внешнюю мембрану вируса, в результате чего этот вирус труднее распознается организмом другого человеческого индивида. Однако, если вирус содержит МНС-материал от генетического отличного индивида, он может быть намного легче инактивирован иммунной системой. Такой механизм объясняет, почему высокий полиморфизм МНС-системы имеет селективное преимущество. Другая возможная функция МНС-района-защита от заражения опухолевыми клетками других особей того же вида. С таким объяснением хорошо согласуются наши представления о важной роли МНС-сис-темы при трансплантации, а также высокая степень ее полиморфизма. Дальнейшее выяснение свойств и функций главного комплекса гистосовместимости поможет нам решить многие проблемы, например как организм управляет своим взаимодействием со средой и как недавние изменения в окружающей среде могут повлиять на генетическую конституцию в будущем. Полезно задать следующие вопросы существуют ли в природе другие примеры таких генных кластеров с родственными функциями Может ли их анализ изменить что-то в наших представлениях о кластере МНС На самом деле, один такой пример, уже очень тщательно проанализированный, существует-это мимикрия у бабочек. [c.222]

Генетическую изменчивость и ее связь с поведением можно исследовать в мозге экспериментальных животных. Этот подход опирается на известную гомологию между человеком и другими млекопитающими во многих физиологических процессах, которая основана на их общем происхождении в филогенезе. Животные как модельная система широко используются для генетического анализа в ситуации, когда исследование на человеке не может быть проведено по этическим причинам, например при исследовании индуцированного мутагенеза [2142]. Очевидным преимуществом этого подхода для генетики поведения является прямой доступ к мозгу. Его недостаток определяется существованием межвидовых различий и уникальной ролью человеческого мозга. Данный подход, таким образом, помогает сформулировать модели механизмов, с помощью которых различия в физиологии мозга приводят к различиям в поведении. В процессе анализа таких моделей могут возникнуть идеи о том, где локализуются соответствующие различия. При дальнейшем обсуждении вопроса мы будем опираться главным образом [c.106]

Многочисленными исследованиями установлена удивительная универсальность генетического кода. Он одинаково проявляет себя в системах, полученных из вирусов, бактерий, водорослей и млекопитающих. Следовательно, он, по-видимому, один во всем органическом мире. Это одно из наиболее убедительных доказательств общности происхождения всей живой природы. [c.58]

Основная тема книги раскрывается в части Ш, где изложены концепции, лежащие в основе наших представлений о генетических информационных системах эукариот. Введение к этой части знакомит нас с отличительными особенностями геномов эукариот. Речь идет об интронах и сложных сигналах, регулирующих транскрипцию, а также о множестве повторяющихся последовательностей в геноме и связанной с этим ролью обратной транскрипции в происхождении сегментов эукариотической ДНК. Раздел заканчивается описанием некой объединяющей концепции, рассматривающей биологическую эволюцию как процесс, в основе которого лежит перестройка нуклеиновых кислот и, следовательно, изменение структуры белковых молекул. [c.7]

Возникает вопрос, на чем основано соответствие между каждым триплетом и его аминокислотой, в каждом случае воплощающееся через довольно сложную систему, включающую ферменты и транспортную РНК. Основано ли оно на специфическом предпочтении, сродстве или облегчении реакций (т, е. детерминировано химически) или это случайное соответствие (закрепившаяся навсегда случайность) В последнем случае определенная генетическая система, связывающая определенный триплет оснований с определенной аминокислотой, выжила потому, что оказалась эффективной в каких-то других отношениях. Этот вопрос до сих пор не решен. Идеи о происхождении генетического кода развивали рич [1536], Везе [2016, 2018, 2019], Крик [423], Оргель 1365, 1366], Фокс [625], Джукс [939]), Миллер и Оргель 1270], а также Диллон [481 ]1. По мнению Оргеля, код всегда должен был быть триплетным переход от другого типа кода к триплетному потребовал бы невозможной полной перестройки (Рич возражает против этого вывода [1536]). [c.57]

Мы уже отмечали прокариотический характер генетической системы органелл, который особенно ярко выражен у хлоропластов, и упомршали о том, что он может быть обусловлен происхождением органелл от бактерий-эндо-симбионтов (симбиотическая гипотеза, см. гл. 1). В соответствии с этой гипотезой эукариотические клетки в начале своего эволюционного пути были примитивными организмами без митохондрий и хлоропластов, а затем вступили в тесный симбиоз с бактериями и приспособили их систему окислительного фосфорилирования для своих нужд. Так как митохондрии животных и растений очень сходны, полагают, что событие, приведшее к возникновению этих органелл, произошло на раннем этапе эволюции эукариотической клетки, еще до разделения линий животных и растений. Вероятно, позднее в результате отдельного эволюционного события клеткой были захвачены цианобактерии (будущие хлоропласты), что привело к возникновению первых растительных клеток (см. рис. 1-21). [c.67]

Что же представляли собой самые ранние генетические системы, если интроны действительно имеют столь древнее происхождение В частности, как это предположение соотносится с вопросом о том, какие информационные молекулы возникли раньще, ДНК или РНК Имеются свидетельства в пользу того, что РНК появилась первой и стала основой самых ранних кодирующих систем. Например, рибосомная, транспортная и матричная РНК представляют собой центральные элементы аппарата трансляции всех организмов, а также лежат в основе функционирования генетического кода. Поэтому можно думать, что эти молекулы существовали до момента эволюционной дивергенции про- и эукариот и присутствовали в самых ранних генетических системах. Более того, короткие молекулы РНК могут синтезироваться на РНК-матрице в ходе чисто химических реакций в отсутствие каких бы то ни было белков. Кажется вполне вероятным поэтому, что первые РНК были самореплипирующимися молекулами, которые транскрибировались и транслировались при помощи примитивных механизмов. Молекулы РНК могут также выступать в роли катализаторов модификации РНК. Так, компонента РНКазы Р Е. соИ, представленная молекулой РНК, катализирует сайт-специфическое расщепление предшественников транспортных РНК (разд. 3.3). Кроме того, как уже упоминалось, интроны в пред-щественниках рибосомных РНК у некоторых простейших и грибов могут вырезаться без участия белков. ДНК, насколько известно, не катализирует ни одну из этих реакций. [c.18]

Успешное развитие химии в целом как интегральной науки невозможно без гармоничного развития частных (дифференцированных) химических наук, но не изолированных, а взаимно дополняющих и обогащающих друг друга. В этом смысле надо признать, что классическая химия в последние годы замегно отстает в своем развитии от некоторых естественно-химических наук, таких как геохимия, биохимия, биофизическая химия и др. Наиболее важный их вывод, который следует перенять науке о свойствах вещества - это то, что существуют чрезвычайно простые и универсальные законы функционирования и развития как живой, так и неживой природы, законы, общие для физических, химических и биологических процессов. Установлено, что поведение химических и биологических субстратов генетически строго закодировано. Используя эти представления, вслед за кибернетикой появилась (1980 г. Г. Хакен [31, 32]) новая интегральная междисциплинарная наука, получившая название синергетика - наука о самоорганизации сложных систем, устойчивости и распаде структур различной природы. Одновременно с синергетикой Б. Мандельбротом (1980 г. [33]) была предложена теория фракталов - структур, состоящих из частей, подобных целому и обладающих дробной мерностью. Благодаря этой теории появилась возможность математически описывать системы необычной сложности, которые считались хаотическими [34]. Было установлено, что практически все окружающие нас объекты в том или ином аспекте проявляют фрактальные свойства. Следствием философского обобщения этой теории явилась идея единства материального мира, о том, что мир зиждется на неких законах, и все процессы мира имеют единое происхождение и аналогичные законы поведения. Исключительно прав А. Пуанкаре, утверждая, что наука развивается по направлению к единству и простоте . [c.16]

Для нормального функционирования животных и растительных клеток помимо обмена веществ и энергии необходима интеграция функций, осуществляемая, в частности, гормонами — веществами, способными контролировать различные стороны клеточного метаболизма. Термин гормон (от греч. — возбуждать) был впервые предложен Э. Старлингом в 1905 г. применительно к секретину, образующемуся в клетках двенадцатиперстной кишки и воздействующему на функции поджелудочной железы. В настоящее время открыто несколько десятков различных гормонов животного и растительного происхождения. Наука, изучающая действие гормонов на живые системы, называется эндокринологией. Это один из наиболее интересных разделов биохимии, так как, с одной стороны, он связан с регуляцией и интеграцией метаболизма, а с другой — изучает молекулярные механизмы различных эндокринных заболеваний. В последние годы широкое развитие получила токсоэндокринология в связи с выявлением действия токсикантов не только на эндокринную, но и на репродуктивную систему организма, что приводит к образованию рака молочной железы и половых желез, а также различных генетических нарушений у потомства. [c.132]

Открыто много вариантов антигенов М и N, а также других антигенов, генетически связанных с факторами М и iV. Два из них, S и s (их обязательно следует отличать от генов Ss, контролирующих явление секреции в системе группы крови ABO), довольно широко распространены и существенно увеличивают антропологическое значение системы. Два других антигена (называемые Hunter и Неп-shaw по имени доноров, у которых они впервые были найдены) встречаются изредка у выходцев из Африки и фактически неизвестны у лиц европейского происхождения. [c.74]

ОДНО от другого, но обладающих различным химическим характером (рядами генетическими), а карты различных мастей, но одинакового значения, составляющие горизонтальные ряды, он уподобляет рядам тел, различных по происхождению, но имеющих сходный химический характер,— рядам гомологичным или рядам изологичным.— Если некоторых карт и недоставало бы в такой системе, то их место, тем не монее, будет известно, и не видя их, всякий может себе составить об них понятие. Чтобы дополнить и развить это сравнение, можно принять, что ряды карт, расположенные горизонтально, представляют гомологичные ряды веществ,— что на первую игру карт наложены, с сохранением прежнего порядка, еще несколько игор, состоящих из карт все меньшего и меньшего размера, так что в верхней колоде будут находиться самые малые карты. Тогда лежащие одна на другой карты одинаковой масти и одинакового значения, но размера постепенно уменьшающегося, изобразят ряды изологичные, которых направление будет перпендикулярно к плоскости, образуемой рядами первых двух родов,— первой игрою карт. К этому необходимо прибавить, что в таких рядах, идущих по трем направлениям, известные отдельные карты должны быть выброшены, потому что в рядах веществ, особенно — в изологичных, существуют перерывы, пробелы, для которых соответствующие тела не только еще не открыты, но вовсе не существуют и не могут существовать (см. 74) далее, весьма многие отдельные карты отвечают не одному веществу, а целой группе изомерных (но не метамерных, см. 44) веществ. Несколько карточных игор, расположенных таким образом, действительно представят картину классификации тех углеродных соединений, где все паи угля непосредственно соединены между собою для того же, чтобы сравнение вполне отвечало фактам, нужно принять еще, что от каждой карты может быть отрезана более или менее значительная часть и что два, три и более таких отрезка могут опять быть соединены тем или другим способом. Отрезки разной величины будут тогда отвечать радикалам и остаткам, и так как они могут быть взяты от карт не только сходных, но и от весьма различных, то очевидно, что сложенные из них составные карты будут весьма часто иметь сме1пан-ное значение и что две составные карты, сложенные из одинаковых отрезков, тем не менее, могут еще отличаться способом их соединения (— натурою паев и остатков, связывающих простые радикалы в частице). [c.68]

На фоне расшифровки последовательностей нуклеотидов в геноме стало очевидным, что функционирует он как сложная система с множеством обратных связей, а не как простое считывание информации с цепочки бусинок-генов . И регуляторная иерархия весьма динамична, она может меняться при делении соматических и зародышевых клеток. Некоторые дополнительные механизмы, о которых ученые давно догадывались, приводят к наследственным стабильным изменениям экспрессии генов без изменения нуклеотидной последовательности в ДНК (их назвали эпигенетическими). Накопленные генетиками факты о межгенных взаимодействиях и их роли в происхождении болезней, в понимании корреляций между генотипом и фенотипом, позволяют совершенно по-новому оценить генетическую регуляцию функций. И этим будет занята генетика человека в будуш ем. [c.144]

Как могла возникнуть такая сложная система, кроме как в. результате копирования аналогичной предсуществующей системы Предполагалось, что проблема происхождения генетического кода упростится, если удастся установить прямые структурные взаимоотнощения между боковыми цепями аминокислот и их кодонами, но эта надежда не оправдалась. Правда, четыре аминокислоты, в кодоне которых U занимает среднее положение (Не, Val, Leu, Met), имеют неполярные или ароматические (Phe) боковые цепи, но и эти данные мало что нам дают, а кроме того, их можно объяснить случайным стечением обстоятельств. [c.133]

Анализируя многочисленные экспериментальные данные, Э. Я- Граевский предположил, что эндогенные тиолы, выполняющие функцию природного внутриклеточного радиопротектора, играют решающую роль в определении радиорезистентности лишь близких в таксономическом отношении клеток (особенно клеток, гомологичных по происхождению). Вариации радиорезистентности Б гомологичных, генетически близких системах или в клеточном цикле не выходят за пределы тех изменений, которые достигаются [c.284]

Анемия Фанкони (22765). Анемия Фанкони-это детская панмиелопатия, сопряженная с дефицитом костного мозга, приводящим к панцитопении. Больные, как правило, имеют скелетные аномалии, главным образом большого пальца и лучевой кости, и характеризуются гиперпигментацией часто у них обнаруживают другие пороки развития. Заболевание наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Анализ возрастов начала болезни привел к предположению о ее генетической гетерогенности [1638]. Это предположение впоследствии подтвердилось. Было показано, что при слиянии клеток больных с различными клиническими формами патологии происходит взаимная коррекция хромосомной нестабильности [1707]. Существует более распространенная форма, при которой начало болезни приходится на первые годы жизни, и более редкая, когда заболевание возникает в подростковом возрасте. Изучение комплементации между больными, имеющими различные особенности системы репарации [1706] или различное этническое происхождение [1708], не выявило дополнительной генетической гетерогенности. Недавно в ходе исследований клеточной гибридизации были идентифицированы по крайней мере две различные формы этого заболевания. [c.198]

При биологическом синтезе пептидов их аминокислотная последовательность детерминирована генетически. Эволюционный подход к функциям РП позволяет разделить их на три основные группы в соответствии с онтогенетическим происхождением из разных зародышевых слоев и с последующим разделением жизненно важных функций организма между различными органами и тканями. На ранних стадиях развития зародышей различают три слоя дифференцированных клеток эндодерма — внутренний слой, мезодерма — промежуточный слой и эктодерма — наружный слой зародыша. Эта первая стадия дифференциации определяет дальнейшее развитие отдельных органов и тканей. Из эктодермы развиваются органы, с которыми связаны контактные, чувствительные и покровные функции это эпителий, головной и спинной мозг, сенсорные органы (зрения, слуха, обоняния). Эндодерма является основой для развития пищеварительного тракта, органов дыхания, внутренних органов (сердце, эндокринные железы и половые органы). Промежуточный слой — мезодерма обеспечивает формирование органов с опорными и трофическими функциями скелета, мышц, кровеносной системы, соединительной ткани. Структуры и тканеспецифичность известных регуляторных пептидов в определенной степени коррелируют с их родственным происхождением, а в ряде случаев структуры проявляют перекрестную тканеспецифичность. Схема объединения регуляторных пептидов в фуппы, соответствующие их происхождению, может быть использована для сопоставления их аминокислотных последовательностей со специфической активностью в организме. [c.62]

Серии или семейства горных пород. Вариации в содержаниях элемеитсзв в горных породах одной серии могут явиться индикаторами проявлявшихся в прошлом конкретных петро-генетических процессов. Для объяснения происхождения таких серий может оказаться полезным знание общих закономерностей поведения элементов в различных пет-рогенетических процессах. Графики зависимости вариаций содержания одних элементов от концентрации других (межэлементиая корреляция) дают легкодоступный способ оценки общего сходства или различия в поведении элементов. Для изверженных пород вариационные диаграммы позволяют просто изобразить различия в химизме и тренды его изменения в генетически связанных группах пород, особенно в тех случаях, когда магматическая система эволюционирует в процессе фракционной кристаллизации. [c.88]

Радиационные повреждения уникальных структур могут долгое время оставаться в скрытой форме (быть потенциальными) и реализоваться в процесс репликации генетического аппарата. Но часть потенциальных повреждений восстанавливает специальная ферментативная система репарации ДНК. Процесс начинается уже во время облучения. (Зистема рассчитана на ликвидацию дефектов нуклеиновых кислот не только радиационного происхождения, но и возникающих при других нефизиологических воздействиях. Это не удивительно, поскольку нерадиационные факторы индуцируют мутации в принципе не отличающиеся от тех, которые вызывает облучение. Радиационное поражение массовых структур зачастую для клетки нелетально, но является причиной остановки клеточного деления и моди1икации мюгих физиологических функций и ферментативйнх процессов. Возобновление клеточного цикла знаменует освобождение от повреждений, послуживших причиной задержки деления. [c.117]

Под иммунитетом (от лат. ттип аз — освобождение, избавление от чего-либо) в биологии и медицине понимают комплекс реакций организма, направленных на сохранение его структурной и функциональной целостности при воздействии на организм генетически чужеродных веществ, как поступающих извне, так и образующихся внутри организма. Для поддержания и сохранения постоянства внутренней среды организма, так называемого гомеостаза, у позвоночных сформировалась специальная иммунная система, состоящая из лимфоидной ткани. К генетически чужеродным веществам относится огромное по разнообразию число биологически активных макромолекул, способных влиять на биологические процессы организма. Как правило, эти чужеродные вещества имеют органическое происхождение (белки, полисахариды и их комплексы, нуклеиновые кислоты) они получили название антигенов. Чужеродные вещества по своей структуре отличаются от собственных антигенных макромолекул, из которых состоит организм, так как последние генетически детерминированы, т.е. наследственно закреплены за каждым видом и индивидом. Именно в связи с этим чужеродные вещества, обладающие свойствами антигенов, способны нарушить в организме биохимические функции и процессы, приводящие к структурным и функциональным изменениям. [c.125]

Изучением сущности и функционирования иммунной системы занимается иммунология — общебиологическая и медицинская наука, изучающая способы и механизмы защиты организма от генетически чужеродных веществ (т.е. антигенов) экзогенного и эндогенного происхождения с целью подцержания гомеостаза, структурной и функциональной целостности организма, индивидуальной и видовой биологической самостоятельности. [c.126]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология