Тековна страница: 7 (книгата има вкупно 18 страници) [достапен пасус за читање: 12 страници]
4.1. Анаболизам
Множеството реакции на биолошка синтеза се нарекува пластична разменаили анаболизам(од грчки анабола - пораст). Името на овој вид размена ја одразува неговата суштина: од едноставни материи, влегувајќи во клетката однадвор, се формираат супстанции слични на супстанциите на клетката, т.е. асимилација.
Сите метаболички процеси во клетката и целиот организам се случуваат под контрола на наследниот апарат. Можеме да кажеме дека сите тие се резултат на имплементацијата генетски информации, достапно во ќелијата.
Да разгледаме еден од најважните процеси во манифестацијата на наследни информации за време на пластичен метаболизам - биосинтезата на протеините.
Имплементација на наследни информации – биосинтеза на протеини
Како што веќе беше забележано, целата разновидност на својствата на протеинските молекули на крајот е одредена од примарната структура, т.е., низата на амино киселини.
За да може протеинот да се синтетизира, информациите за аминокиселинската секвенца во неговата примарна структура мора да бидат доставени до рибозомите. Овој процес вклучува два чекори транскрипцијаИ емитување.
Ориз. 4.1. Транскрипција
Транскрипција(од латински transcriptio - препишување) информациите се јавуваат со синтетизирање на еден од синџирите на молекулата на ДНК на едноверижна молекула на РНК, чија нуклеотидна низа точно се совпаѓа (комплементарна) со нуклеотидната низа на матрицата - полинуклеотидниот синџир на ДНК. Постојат посебни механизми за „препознавање“ на почетната точка на синтезата, избирање на ДНК нишката од која се читаат информациите, како и механизми за завршување на процесот. Така се формира гласник РНК (сл. 4.1).
Емитување(од латински translatio - трансфер). Следната фаза на биосинтезата е преведување на информациите содржани во нуклеотидната низа (кодонската секвенца) на молекулата на mRNA во амино киселинската низа на полипептидниот синџир - транслација.
Кај прокариотите (бактерии и сино-зелени), кои немаат формирано јадро, рибозомите можат да се поврзат со новосинтетизираната мРНК молекула веднаш по нејзиното одвојување од ДНК или дури и пред да заврши нејзината синтеза. Кај еукариотите, mRNA мора прво да се испорача преку нуклеарната обвивка во цитоплазмата. Трансферот се врши со специјални протеини кои формираат комплекс со молекулата на РНК. Покрај транспортот на mRNA до рибозомите, овие протеини ја штитат mRNA од штетните ефекти на цитоплазматските ензими. Во цитоплазмата, рибозомот навлегува во еден од краевите на mRNA (точно оној од кој започна синтезата на молекулата во јадрото) и ја започнува синтезата на полипептидот.
Рибозомот се движи по молекулата на mRNA не мазно, туку наизменично, тројка по тројка (сл. 4.2). Како што рибозомот се движи по молекулата на mRNA, амино киселините што одговараат на тројките на mRNA се додаваат една по друга во полипептидниот синџир. Точната совпаѓање на аминокиселината со кодот на тројката mRNA е обезбедена со tRNA. Секоја аминокиселина има своја т-РНК, од кои едната тројка е антикодон– комплементарно на строго дефинирана тројка на mRNA. На ист начин, секоја аминокиселина има свој ензим кој ја прикачува на т-РНК.
Ориз. 4.2. Емитување
Ориз. 4.3. Шема на пренос на наследни информации од ДНК на mRNA и протеини
Општиот принцип на пренесување на наследни информации за структурата на протеинските молекули за време на биосинтезата на полипептидниот синџир е претставен на слика 4.3.
По завршувањето на синтезата, полипептидниот синџир се одвојува од матрицата - молекулата на mRNA, се превиткува во спирала, а потоа се стекнува терцијарна структура, карактеристика на овој протеин.
Молекулата на mRNA може постојано да се користи за синтеза на полипептиди, исто како рибозомот. Описот на преводот и транскрипцијата е даден овде на многу поедноставен начин. Треба да се запомни дека биосинтезата на протеините е исклучително сложен процес, поврзан со учество на многу ензими и трошење на голема количина енергија, значително надминувајќи ја количината на енергија на формираните пептидни врски. Неверојатната сложеност на системот за биосинтеза и неговиот висок енергетски интензитет обезбедуваат висока точност и уредност на синтезата на полипептидите.
Биолошката синтеза на непротеинските молекули во клетката се одвива во три фази. Прво се реализираат информации за структурата на специфичен протеин-ензим, а потоа со помош на овој ензим се формира молекула на специфичен јаглехидрат или липид. На сличен начин се формираат и други молекули: витамини, хормони и други.
Точки за сидро
1. Главната задача на метаболичките процеси е да се одржува константна внатрешно опкружувањеорганизам (хомеостаза) во постојано променливи услови на постоење.
2. Метаболизмот се состои од два меѓусебно поврзани процеси - асимилација и дисимилација.
3. Во клетката, метаболичките процеси се поврзани со различни мембрански структури на цитоплазмата.
4.2. Енергетски метаболизам - катаболизам1. Што е тоа? биолошка синтеза? Наведи примери.
2. Дефинирајте ја асимилацијата.
3. Што е генетскиот код?
4. Формулирајте ги главните својства генетски код.
5. Каде се синтетизираат рибо? нуклеински киселини?
6. Каде се случува синтезата на протеините?
7. Кажете ни како се врши синтезата на протеините.
Процесот спротивен на синтезата е дисимилација - збир на реакции на разделување. Кога високомолекуларните соединенија се разградуваат, се ослободува енергијата потребна за реакциите на биосинтезата. Затоа, се нарекува и дисимилација енергетскиот метаболизам на клеткатаили катаболизам(од грчкиот katabole - уништување).
Ориз. 4.4. Шема на структурата на АТП и негова конверзија во АДП
Хемиската енергија на хранливите материи е содржана во различни ковалентни врскипомеѓу атомите во молекулите органски соединенија. На пример, кога хемиската врска како што е пептидната врска е прекината, се ослободуваат околу 12 kJ на 1 mol. Во гликозата, количината на потенцијална енергија содржана во врските помеѓу атомите C, H и O е 2800 kJ на 1 мол (т.е. на 180 g гликоза). Кога гликозата се распаѓа, енергијата се ослободува во фази со учество на голем број ензими според конечната равенка:
C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6H 2 O + 6CO 2 + 2800 kJ
Дел од енергијата ослободена од хранливите материи се троши во форма на топлина, а дел се акумулира, односно се складира во фосфатните врски на АТП богати со енергија.
Тоа е АТП што обезбедува енергија за сите видови клеточни функции: биосинтеза, механичка работа(делба на клетки, мускулна контракција), активен транспорт на супстанции низ мембраните, одржување мембрански потенцијалво процесот на спроведување на нервен импулс, ослободување на разни секрети.
Молекулата на АТП се состои од азотна база аденин, шеќерна рибоза и три остатоци од фосфорна киселина (сл. 4.4). Аденин, рибоза и првиот фосфат формираат аденозин монофосфат (АМП). Кога на првиот се додава втор фосфат, се формира аденозин дифосфат (ADP). Молекулата со три остатоци од фосфорна киселина (ATP) е енергетски најинтензивна. Расцепувањето на терминалниот фосфат на АТП е придружено со ослободување на 40 kJ наместо 12 kJ ослободени за време на прекин на обичните хемиски врски.
Благодарение на врските богати со енергија во молекулите на АТП, клетката може да складира големи количини енергија на многу мал простор и да ја троши по потреба. Синтезата на АТП се јавува главно во митохондриите. Од тука АТП молекуливлегуваат во различни делови на клетката, обезбедувајќи енергија за метаболичките процеси.
Фази на енергетскиот метаболизам. Енергетскиот метаболизам обично се дели на три фази. Прва фаза - подготвителна.Во оваа фаза, молекулите на ди- и полисахариди, масти, протеини се распаѓаат на мали молекули - гликоза, глицерол и масни киселини, амино киселини; големи молекули на нуклеински киселини - во нуклеотиди. Во оваа фаза, мала количина на енергија се ослободува и се троши како топлина.
Втора фаза - без кислород.Се нарекува и анаеробно дишење (гликолиза ) или ферментација.Терминот „ферментација“ обично се применува на процеси кои се случуваат во клетките на микроорганизмите или растенијата. Супстанциите формирани во оваа фаза во цитоплазмата на клетките со учество на ензими се подложени на дополнително распаѓање. На пример, во мускулите, како резултат на анаеробно дишење, молекулата на гликоза се распаѓа на две молекули на пирувична киселина (C 3 H 4 O 3), кои потоа се редуцираат до млечна киселина (C 3 H 6 O 3). Учествува во реакциите на разградување на гликозата фосфорна киселинаи ADF. Накратко, изгледа вака:
C 6 H 12 O 6 + 2H 3 PO 4 + 2ADP → 2C 3 H 6 O 3 + 2ATP + 2H 2 O
Кај габите од квасец, молекула на гликоза без учество на кислород се претвора во етаноли јаглерод диоксид (алкохолна ферментација):
C 6 H 12 O 6 + 2H 3 PO 4 + 2ADP → 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 + 2ATP + 2H 2 O
Кај други микроорганизми, гликолизата може да резултира со формирање на ацетон, оцетна киселина итн.
Во сите случаи, распаѓањето на една молекула на гликоза е придружено со формирање на две ATP молекули. За време на разградувањето на гликозата без кислород во форма на хемиска врска во молекулата на АТП, 40% од енергијата се задржува, а остатокот се троши како топлина.
Третата фаза на енергетскиот метаболизам е фаза на аеробно дишење,или разделување на кислород.Реакциите на оваа фаза на енергетскиот метаболизам се изведуваат во митохондриите. Со пристап на кислород до клетката, супстанциите формирани во текот на претходната фаза се оксидираат до финалните производи - H 2 O и CO 2. Кислородното дишење е придружено со ослободување на голема количина на енергија и нејзино акумулирање во молекулите на АТП. Целокупната равенка за аеробно дишење изгледа вака:
2C 3 H 6 O 3 + 6O 2 + 36H 3 PO 4 + 36ADP → 6CO 2 + 42H 2 O + 36ATP
Така, оксидацијата на две молекули млечна киселина произведува 36 молекули АТП. Следствено, аеробното дишење ја игра главната улога во обезбедувањето енергија на клетката.
Според начинот на добивање енергија, сите организми се поделени во две групи - автотрофни и хетеротрофни.
4.3. Автотрофичен тип на метаболизамАвтотрофи- ова се организми кои обезбедуваат исхрана (т.е. добиваат енергија) од неоргански соединенија. Тие вклучуваат некои бактерии и сите зелени растенија. Во зависност од тоа кој извор на енергија се користи автотрофни организмиза синтеза на органски соединенија, тие се поделени во две групи: фототрофи и хемотрофи.
Ориз. 4.5. Дијаграм на процесот на фотосинтеза
За фототрофите, изворот на енергија е светлината, додека хемотрофите ја користат енергијата ослободена за време на редокс реакциите. Зелените растенија се фототрофи. Користејќи го хлорофилот содржан во хлоропластите, тие вршат фотосинтеза - конверзија на светлосната енергија во енергија на хемиски врски.
Фотосинтеза. Фотосинтезата е формирање на органски (и неоргански) молекули од неоргански со користење на енергијата на сончевата светлина. Овој процес се состои од две фази − светлинаИ темно(Сл. 4.5).
Во светлосната фаза, светлосните кванти - фотони - комуницираат со молекулите на хлорофилот, како резултат на што овие молекули се движат во побогата енергија „возбудена“ состојба за многу кратко време. Вишокот на енергија на некои од возбудените молекули на хлорофил потоа се претвора во топлина или се емитува како светлина. Друг дел од него се пренесува на водородни јони H +, секогаш присутни во воден растворпоради дисоцијација на вода.
H 2 O → H + + OH −
Добиените водородни атоми (H 0) лабаво се комбинираат со органски молекули - носители на водород. Хидроксилни јони OH - ги даваат своите електрони на други молекули и се претвораат во слободни радикали OH 0. Радикалите OH 0 комуницираат едни со други, што резултира со формирање на вода и молекуларен кислород:
4OH → O 2 + 2H 2 O
Така, изворот на молекуларен кислород што се формира за време на фотосинтезата и се ослободува во атмосферата е водата, која се дели како резултат на фотолиза - распаѓање на водата под влијание на светлината. Покрај фотолизата на водата, светлосната енергија се користи во светлосната фаза за синтеза на АТП од АДП и фосфат без учество на кислород.
Ова е многу ефикасен процес: хлоропластите произведуваат 30 пати повеќе АТП отколку во митохондриите на истите растенија со учество на кислород. На овој начин се акумулира енергијата неопходна за процесите што се случуваат во темната фаза на фотосинтезата.
Во комплекс хемиски реакциитемна фаза, за која не е потребна светлина, клучното место го зазема врзувањето на CO 2. Овие реакции вклучуваат АТП молекули синтетизирани за време на лесната фаза и атоми на водород формирани за време на фотолизата на водата и поврзани со молекули носители:
6СО 2 + 24Н → С 6 Н 12 О 6 + 6Н 2 О
Така енергијата на сончевата светлина се претвора во енергија на хемиски врски на сложени органски соединенија.
Како што е наведено погоре, нуспроизвод на фотосинтезата кај зелените растенија е молекуларниот кислород што се ослободува во атмосферата. Слободниот кислород во атмосферата е моќен фактор во трансформацијата на супстанциите. Нејзиниот изглед служеше како предуслов за појава на аеробен тип на метаболизам на нашата планета и појава на живот на копно.
Хемосинтеза. Некои бактерии на кои им недостига хлорофил се способни да синтетизираат органски соединенија и ја користат енергијата на хемиските реакции на неорганските материи. Конверзијата на енергијата на хемиските реакции во хемиска енергија на синтетизираните органски соединенија се нарекува хемосинтеза.
Хемосинтезата ја откри истакнатиот руски микробиолог С. Н. Виноградски (1887).
Во групата на автотрофи-хемосинтетици (хемотрофи)вклучуваат нитрифицирачки бактерии. Некои од нив ја користат енергијата на оксидација на амонијак во азотна киселина, други ја користат енергијата на оксидација азотна киселинаво азот. Познати се хемосинтетиците кои извлекуваат енергија од оксидација на црно железо во железо („железни бактерии“) или од оксидација на водород сулфид во сулфурна киселина („сулфур бактерии“). Со фиксирање на атмосферскиот азот и претворање на минералите во растворлива форма која може да се апсорбира од растенијата, хемосинтетичките бактерии играат важна улога во циклусот на супстанции во природата.
Хетеротрофен тип на метаболизам.Организмите кои не можат да синтетизираат органски соединенија од самите неоргански треба да бидат испорачани од животната средина. Таквите организми се нарекуваат хетеротрофи.Тука спаѓаат повеќето бактерии, габи и сите животни. Животните јадат други животни и растенија и добиваат готови јаглехидрати, масти, протеини и нуклеински киселини од нивната храна. Во текот на животот, овие супстанции се разградуваат. Од некои од молекулите што се ослободуваат при овој процес - гликоза, амино киселини, нуклеотиди и сл., се синтетизираат посложени органски соединенија карактеристични за даден организам - гликоген, масти, протеини, нуклеински киселини. Друг дел од молекулите се дели, а енергијата што се ослободува во овој случај се користи за живот.
Процесите на биосинтеза континуирано се одвиваат во клетките. Со помош на ензими, прилично едноставни органски супстанции се трансформираат во комплицирани високомолекуларни: протеините се формираат од аминокиселини, мултимолекуларни јаглехидрати - од едноставни јаглени хидрати, нуклеотиди - од азотни бази и јаглехидрати, ДНК и РНК - од нуклеотиди. Ситереакциите на биосинтезата во организмот се нарекуваат асимилација. Спротивниот процес, кој вклучува уништување на органски соединенија, е дисимилација. Енергијата добиена од реакциите на дисимилација е неопходна за процесот на биосинтеза.
Точки за сидро
1. Метаболизмот се состои од два тесно поврзани и спротивно насочени процеси: асимилација и дисимилација.
2. Огромното мнозинство на витални процеси кои се случуваат во клетката бараат енергија во форма на АТП.
3. Разградувањето на гликозата во аеробните организми, во кое аноксичниот чекор е проследен со разградување на млечна киселина со учество на кислород, е енергетски 18 пати поефикасно од анаеробната гликолиза.
4. Најефикасна форма на фотосинтеза е онаа која користи вода како извор на водород.
Прегледајте ги прашањата и задачите
1. Што е дисимилација? Опишете ги фазите на дисимилација.
2. Која е улогата на АТП во клеточниот метаболизам?
3. Кажете ни за енергетскиот метаболизамво клетката користејќи го примерот на разградување на гликозата.
4. Какви видови на исхрана на организмите знаете?
5. Кои организми се нарекуваат автотрофни?
6. Опишете ги светлите и темните фази на фотосинтезата.
7. Зошто зелените растенија ослободуваат слободен кислород во атмосферата како резултат на фотосинтезата?
8. Што е хемосинтеза?
9. Кои организми се нарекуваат хетеротрофни? Наведи примери.
Користење на лексиконнаслови „Терминологија“ и „Резиме“, преведете во Англиски јазикСтавки „Сидро точки“.
Терминологија
Преглед на материјалот проучен во Поглавје 4Прашања за дискусија
Кои организми се нарекуваат автотрофни? На кои групи се поделени автотрофите?
Кој е механизмот за формирање на слободен кислород како резултат на фотосинтезата кај зелените растенија? Што е биолошко и еколошко значењеовој процес?
Каде, како резултат на кои молекуларни трансформации и во која количина се формира АТП во живите организми?
Основни одредби
Суштината на метаболизмот е трансформација на супстанции и енергија.
Метаболичките реакции се состојат од меѓусебно поврзани, но повеќенасочни процеси на асимилација и дисимилација, чија конзистентност обезбедува хомеостаза на телото.
Генетскиот код е историски воспоставена организација на молекули на ДНК и РНК, во која наследни информации за карактеристиките и својствата на организмот се содржани во низа нуклеотиди.
Енергетскиот метаболизам на еден организам или клетка вклучува три фази: подготвителна - распаѓање на биополимерите на храната во мономери, разделување без кислород - на меѓупроизводи и разделување на кислород - во финални производи. Само две последната фазапридружено со формирање на АТП.
Проблематични области
Како се реализираат наследните информации за карактеристиките и својствата на ДНК и РНК вирусите?
Кое е биолошкото значење на вишокот на генетскиот код?
Како се реализираат наследните информации за структурата и функциите на непротеинските молекули синтетизирани во клетката?
Дали мислите дека е можно да се зголеми ефикасноста на фотосинтезата?
Апликативни аспекти
Како мислите дека можеме да ја зголемиме ефикасноста на фотосинтезата кај зелените растенија?
Кои примери ја карактеризираат употребата на метаболичките карактеристики на живите организми во медицината? земјоделствотои други индустрии, можеш да наведеш?
Задачи
Напиши ги равенките на реакцијата за светлата и темната фаза на фотосинтезата. Означете ги патиштата за пренос на електрони и протони.
Опишете ги различните реакции на разградување на глукозата без кислород во анаеробните и аеробните организми.
Опишете го процесот на разделување органски молекулисо учество на кислород во клетките на аеробните организми.
Поглавје 5. Структура и функција на клетките
За најразновидните елементарни делови на организмите постои општ принципструктура и развој, а овој принцип е формирање на клетки.
Т. Шван
Биохемиските трансформации се нераскинливо поврзани со оние структури на живата клетка кои се одговорни за извршување на одредена функција. Таквите структури се нарекуваат органели, бидејќи, како и органите на целиот организам, тие вршат одредена функција. Современи методиИстражувањето им овозможи на биолозите да утврдат дека, според структурата на клетката, сите живи суштества треба да се поделат на „ненуклеарни“ организми - прокариоти (буквално - пред-нуклеарни) и „нуклеарни“ - еукариоти. Во групата на прокариоти спаѓаат сите бактерии и сино-зелени (цијани), а во групата на еукариоти спаѓаат габите, растенијата и животните.
Во моментов има две нивоа клеточна организација: прокариотски и еукариотски. Прокариотските организми ги задржуваат карактеристиките на екстремната антика: тие се многу едноставно структурирани. Врз основа на тоа, тие се поделени во независно кралство. Еукариотските организми содржат јадро ограничено со школка, како и сложени „енергетски станици“ - митохондрии. Со други зборови, сите клетки на „нуклеарните“ еукариоти се високо организирани, приспособени на потрошувачката на кислород и затоа можат да произведат големи количини на енергија.
5.1. Прокариотска клеткаБактериите се типични прокариотски клетки. Тие живеат насекаде: во вода, во почва, во храна. Тие живеат во најдлабокиот слив во океанот и на највисокиот планински врв на Земјата - Еверест, ги има во мразот на Арктикот и Антарктикот, во подземните извори на топла вода и во горните слоеви на атмосферата. Оваа листа на услови за живот веќе покажува што висок степенПрокариотските организми имаат приспособливост, и покрај едноставноста на нивната структура. Бактериите се примитивни облици на живот и може да се претпостави дека припаѓаат на типот на живи суштества кои најмногу се појавувале на раните фазиразвој на животот на Земјата.
Очигледно, бактериите првично живееле во морињата; Модерните микроорганизми веројатно потекнуваат од нив. Човекот се запознал со светот на микробите релативно неодамна, дури откако научил како да прави леќи (17 век) кои обезбедуваат прилично силно зголемување. Технолошкиот развој во следните векови овозможи детално да се проучуваат бактериите и другите прокариотски организми.
Дозволете ни да се задржиме на структурните карактеристики на бактериската клетка (сл. 5.1). Големините на бактериските клетки варираат во голема мера: од 1 до 10-15 микрони. Според нивната форма, се разликуваат сферични клетки - коки, издолжени - прачки или бацили и згрчени - спирила (сл. 5.2). Во зависност од тоа на кој тип на микроорганизми припаѓаат, тие постојат или поединечно или формираат карактеристични кластери. На пример, стрептококата, која предизвикува воспалителни болести кај луѓето и животните, формира синџири од неколку бактериски клетки; стафилокок, кој влијае на респираторниот тракт на децата, расте во форма на формации кои личат на грозје. По природата на таквите акумулации на бактериски клетки и особеностите на нивната витална активност, микробиолозите можат да утврдат на кој тип на изолиран микроорганизам припаѓа.
Ориз. 5.1. Шема на структурата на прокариотските клетки
Ориз. 5.2. Облик и меѓусебно уредувањебактерии: 1 – прачки, 2–4 – коки, 5 – спирила
Главната структурна карактеристика на бактериите е отсуството на јадро ограничено со школка. Нивните наследни информации се содржани во еден хромозом. Бактерискиот хромозом, кој се состои од една молекула на ДНК, има облик на прстен и е потопен во цитоплазмата. ДНК во бактериите не формира комплекси со протеини, и затоа огромното мнозинство на наследни склоности - гени кои се дел од хромозомот - „работат“, т.е. од нив постојано се читаат наследни информации. Бактериската клетка е опкружена со мембрана (види Сл. 5.1), која ја одвојува цитоплазмата од клеточниот ѕид, формирана од сложена хетерополимерна супстанција. Во цитоплазмата има малку мембрани. Содржи рибозоми кои вршат синтеза на протеини. Сите ензими кои ги обезбедуваат виталните процеси на бактериите се дифузно расфрлани низ цитоплазмата или прикачени на внатрешната површина на мембраната. Во многу микроорганизми, резервните супстанции се депонираат во внатрешноста на клетката - полисахариди, масти, полифосфати. Овие супстанции, кога се вклучени во метаболичките процеси, можат да го продолжат животот на клетката во отсуство на надворешни извори на енергија.
Бактериите се размножуваат делејќи се на два.По редупликацијата на прстенестиот хромозом и издолжувањето на клетката, постепено се формира попречна преграда, а потоа клетките ќерки се распрснуваат или остануваат поврзани во карактеристични групи - синџири, пакети итн. Понекогаш на репродукцијата и претходи сексуален процес, суштината на што е размена на генетски материјал и појава на нови комбинации на гени на бактерискиот хромозом.
Ориз. 5.3. Зрела спора во бактериска клетка
Многу бактерии имаат спорулација.Споровите се јавуваат, по правило, кога има недостаток на хранливи материи или кога метаболичките производи се акумулираат прекумерно во околината. Спорулацијата започнува со одвојување на дел од цитоплазмата од матичната клетка. Одвоениот дел го содржи хромозомот и е опкружен со мембрана (сл. 5.3). Спората потоа е опкружена со клеточен ѕид, често повеќеслоен. Животните процеси внатре во спорите практично престануваат. Спорите на бактерии во сува состојба се многу стабилни и можат да останат одржливи многу стотици, па дури и илјадници години, издржувајќи ги остри температурни флуктуации. Пример за ова се спорите откриени во античките погребувања (мумии на старите Египќани, резерви на храна во различни пештери), при стерилно дупчење на мразот што го опкружува Јужниот пол. Кога се изложени на поволни услови, спорите се трансформираат во активна бактериска клетка. Микробиолошките научници развиле колонии на микроорганизми од спори пронајдени во примерок од мраз стар 10-12 илјади години.
Спорите на патогени бактерии кои лежат долги години во земјата, влегувајќи во вода (за време на различни видови активности за наводнување), може да предизвикаат појава на заразни болести. Така, на пример, стапчиња антраксостануваат одржливи, останувајќи во форма на спори повеќе од 30 години.
Така, спорулацијата кај прокариотите е фаза од животниот циклус што обезбедува опстанок на неповолни услови на животната средина. Покрај тоа, во состојба на спори, микроорганизмите може да се шират со ветер и други средства.
Неодамна се разликуваат две нивоа на клеточна организација: прокариотски и еукариотски. Во прокариотските организми останале многу антички карактеристики, вклучувајќи ја и едноставноста на нивната структура. Така, тие немаат јадра одвоени од протоплазмата со мембрана, немаат посебна способност да репродуцираат органели и немаат формации слични на скелет во цитоплазмата. Поради овие карактеристики, тие се исклучени од посебно Кралство на прокариотски микроорганизми. Евбактериите и цијанобактериите се сметаат за најважни претставници на ова Кралство, а археобактериите останале најслични на античките предци.
Точки за сидро
1. Кај прокариотите, генетскиот материјал на клетката е претставен со една кружна молекула на ДНК.
2. Сите бактерии, сино-зелените и микоплазмите се хаплоидни, односно содржат една копија од гени.
3. Во клетките на прокариотските организми практично нема внатрешни мембрани, така што повеќето ензими се дифузно распоредени низ цитоплазмата.
Прегледајте ги прашањата и задачите
1. Што се клеточни органели?
2. Која е основата за поделбата на сите живи организми на две групи - прокариоти и еукариоти?
3. Кои организми се прокариоти?
4. Опишете ја структурата на бактериската клетка.
5. Како се размножуваат бактериите?
6. Која е суштината на процесот на спорулација кај бактериите?
Користејќи го вокабуларот од насловите „Терминологија“ и „Резиме“, преведете ги параграфите од „Точки на сидро“ на англиски.
Терминологија
За секој термин наведен во левата колона, изберете ја соодветната дефиниција дадена во десната колона на руски и англиски јазик.
Изберете ја точната дефиниција за секој термин во левата колона од англиски и руски варијанти наведени во десната колона.
Прашања за дискусија
Која е важноста на прокариотите во биоценозите? Која е нивната еколошка улога?
Како патогените микроорганизми влијаат на состојбата на макроорганизмот (домаќинот)?
Реакциите на синтеза на органски материи се случуваат во клетката истовремено со процесите на разделување. Комплексните специфични биополимери (протеини, масти, јаглени хидрати, нуклеински киселини) се синтетизираат од едноставни супстанции формирани како резултат на процесите на дисимилација.
Синтетизираните органски материи се користат за изградба на различни клеточни органели, ензими, секрети и резервни материи за да ги заменат потрошените. Сите овие процеси се случуваат со апсорпција на енергија. Синтезата на супстанциите што се јавуваат во клетката се нарекува биосинтеза или пластична размена.
Во оваа фаза, вкупно 2600 kJ енергија се ослободуваат на голем број средни врски.
Формирањето на 36 високо-енергетски врски при конверзија на ADP во ATP бара 1440 kJ, или 54% од ослободената енергија, која оди во потенцијална енергијаАТП. Следствено, за време на разделувањето на кислородот, се генерира 13 пати повеќе енергија отколку при разделување без кислород, а клетката складира 18 пати повеќе од неа во форма на АТП.
Целокупната равенка за целосно распаѓање на гликозата во две фази може да се запише на следниов начин:
Според методот на добивање органски соединенија, сите клетки се поделени на автотрофни и хетеротрофни (види дел „Ботаника“).
АТП формиран во овој случај се испраќа преку каналите на ендоплазматскиот ретикулум до други делови од клетката каде што се јавува потреба за тоа. Така, од енергијата што се создава при разградувањето на гликозата, за клетката се заштедува вкупно 80 kJ + 1440 kJ = 1520 kJ, или 55% од енергијата, која се претвора во потенцијална енергија и последователно се користи од клетката. Затоа, реакцијата на разделување се нарекува размена на енергија.
Фотосинтеза(табела со бои I) е уникатен процес на формирање на органски соединенија од неоргански материи со помош на светлосна енергија. За прв пат, процесот на фотосинтеза и улогата на растителниот хлорофил во него беше опишан од извонредниот руски научник Климент Аркадиевич Тимирјазев (1843-1920). Фотосинтезата е комплексен повеќестепен процес кој се јавува во две фази - светло и темно.
Лесна фазазапочнува со осветлување на хлоропластот со видлива светлина. Под влијание на светлосни кванти, некои од мобилните електрони на молекулите на хлорофилот се движат кон повисоко ниво на енергијаи стекнуваат потенцијална енергија. Некои од овие „возбудени“ електрони се враќаат на нивното првобитно место, а ослободената енергија се троши во форма на топлина. Друг дел од нив, со учество на носители, делуваат како редуцирачки агенси и се прикачуваат на водородни јони кои постојано се формираат во клетките при дисоцијација на молекулите на водата (H 2 O =H + +OH -). Водородните јони, откако додадоа електрон, се претвораат во атоми на водород (H + +e - = H) и се комбинираат со молекули на супстанции носители.
OH - јоните, оставени без водородни противјони, ги предаваат своите електрони на други јони и се претвораат во OH радикали (OH = e - + OH). Во интеракција едни со други, тие формираат вода и молекуларен кислород (40H = 2H 2 O + O 2).
Процесот на формирање на молекуларен кислород при распаѓање на водата под влијание на светлосната енергија се нарекува фотолиза на водата. За прв пат беше проучен и опишан од советскиот научник Александар Павлович Виноградов (1895 -1975), користејќи го методот на означени атоми. Во својот механизам, фотолизата на водата е слична на електролизата на водата.
Освен тоа, во лесна фазанекои од „возбудените“ електрони на хлорофилот и електроните одделени од јоните на OH се вклучени во формирањето на високоенергетска фосфатна врска за време на синтезата на ATP од ADP и неоргански фосфат (P) (ADP + P = ATP).
Така, за време на лесната фаза на фотосинтезата, како резултат на апсорпцијата на светлосната енергија од хлорофилот поради „возбудените“ електрони, се јавува фотолиза на водата со ослободување на кислород и синтеза на АТП.
Темната фаза на фотосинтезата се состои од низа последователни ензимски реакции за врзување на CO 2, како резултат на што се формира гликоза, која служи како почетен материјал за биосинтеза на други органски супстанции на растението. Овој процес настанува поради енергијата на АТП со учество на атоми на водород формирани во светлосната фаза (6СO 2 +24Н=С 6 Н 12 О 6 +6Н 2 О).
Целокупната равенка за фотосинтеза е:
6CO 2 + 6H 2 O = C 6 H 12 O 6 + 6O 2
Структурата на мембраната на хлоропластот прави разлика помеѓу реактивни супстанции.
Фотосинтетичка продуктивност- 1 g органска материја на 1 m2 лисја за 1 час Секоја година како резултат на фотосинтезата се формираат околу 400 милијарди тони органска материја. Годишните потреби за кислород на едно лице се обезбедуваат со функционирање на 10-12 средовечни дрвја во текот на сезоната на растење. Утврдено е дека продуктивноста на фотосинтезата се зголемува со зголемување, до одредено ниво, на интензитетот на светлината, содржината на CO 2, температурата и влажноста на околниот воздух. Овие модели се широко користени кога растат растенија во заштитена почва.
Хемосинтезата била откриена во 1888 година од рускиот биолог С. Н. Виноградски, кој ја докажал способноста на некои бактерии да асимилираат јаглерод диоксид користејќи хемиска енергија. Постојат неколку групи на хемосинтетички бактерии, од кои највисока вредностимаат нитрофични бактерии, сулфурни бактерии и железни бактерии. На пример, бактериите кои нитрифицираат добиваат енергија за синтеза на органски материи со оксидација на амонијак во азот, а потоа до азотна киселина; сулфурни бактерии - оксидирачки водород сулфид во сулфати, и железни бактерии - претворање на соли од железен оксид во оксидни соли. Ослободената енергија се акумулира во клетките на хемосинтетичките бактерии во форма на АТП. Процесот на хемосинтеза, во кој органската материја се формира од CO 2, се одвива слично на темната фаза на фотосинтезата.
Благодарение на активноста на хемосинтетичките бактерии, во природата се акумулираат големи наслаги на шалитра и блато.
Протеинската биосинтеза се јавува во секоја жива клетка. Најактивен е кај младите растечки клетки, каде што се синтетизираат протеините што се користат за градење на нивните органели, како и во секреторните клетки, каде што се синтетизираат ензимските протеини и хормонските протеини.
Главната улога во одредувањето на структурата на протеините и припаѓа на ДНК. Парче ДНК што се состои од неколку стотици нуклеотиди кои содржат информации за структурата на еден протеин се нарекува ген. Една ДНК макромолекула содржи неколку стотици гени. Молекулата содржи код за низата на амино киселини во протеин во форма на специфично комбинирани нуклеотиди. Суштината на кодот на ДНК е дека секоја аминокиселина одговара на дел од синџирот на ДНК од три соседни нуклеотиди - тројки. На пример, А - - Ц - А одговара на амино киселината цистеин, А - А - Ц - леуцин, Т - Т - Т - лизин, итн. Постојат 20 различни амино киселини, бројот на можни комбинации на 4 нуклеотиди на 3 е 64. Затоа, тројки повеќе од доволно за сите амино киселини.
Протеинската биосинтеза е комплексен повеќестепен процес, кој претставува синџир на синтетички реакции кои се одвиваат според принципот на синтеза на матрици.
Суштината реакции на синтеза на матрицае дека новите протеински молекули се синтетизираат во точна согласност со планот утврден во структурата на постојните молекули на ДНК. Овие реакции обезбедуваат точна специфична низа на мономери во синтетизираните полимери.
Во биосинтезата на протеините се одредуваат следните фази кои се јавуваат во разни деловиклетки.
Синтеза на mRNA (се јавува во јадрото). Информациите содржани во ДНК генот се транскрибираат во mRNA. Овој процес се нарекува транскрипција (од латинскиот „транскриптис“ - препишување).
Во овој случај, против секој нуклеотид на еден од синџирите на ДНК постои комплементарен нуклеотид на i-RNA. Молекулите на mRNA се индивидуални, секој од нив носи информации од еден ген.
Поврзување на амино киселини со tRNA молекули(се јавува во цитоплазмата). tRNA молекулите се состојат од 70-80 нуклеотиди. Ланецот tRNA содржи голем број нуклеотидни единици кои се комплементарни една со друга. Кога ќе се спојат, тие се држат заедно за да формираат структура слична на детелина (61). Одредена аминокиселина е прикачена на „petioole“ на листот, а на „врвот“ на листот се наоѓа код тројкануклеотиди кои одговараат на специфична амино киселина. Секоја од 20-те амино киселини има своја tRNA.
„Собранието на протеини“(се јавува во рибозомите). mRNA се испраќаат до рибозомите од јадрото. Во овој случај, неколку рибозоми се истовремено лоцирани на една молекула на mRNA, формирајќи комплекс наречен полирибозом. Ова обезбедува истовремена синтеза на голем број идентични протеински молекули.
Од цитоплазмата, т-РНК со аминокиселини „висат“ на нив се приближуваат до рибозомите и со нивниот коден крај ја допираат тројката нуклеотиди i-RNA што минуваат низ овој моментпреку рибозомот. Во тоа време, спротивниот крај на т-РНК со аминокиселината навлегува во местото на „склопување“ на протеинот и, ако тројката на кодот на т-РНК се покаже дека е комплементарна со тројката i-RNA која моментално се наоѓа во рибозомот, амино киселината е одвоена од t-RNA и станува дел од протеинот, а рибозомот прави „чекор“ една тројка по mRNA (тројки на mRNA кои одговараат на секоја од 20-те амино киселини, види Додаток).
Донирајќи амино киселина, tRNA го напушта рибозомот и се заменува со друга, со различна амино киселина, која ја сочинува следната алка во протеинската молекула во изградба (62). Ова е начинот на кој полипептидниот синџир на протеинот се составува врска по врска, а информациите за структурата на протеинот, снимени во mRNA како низа од нуклеотиди, се репродуцираат на полипептидниот синџир на протеинот во форма на секвенца од амино киселини. Овој процес се нарекува превод (од латинскиот „емитување“ - пренос) (види додаток, задача 2 и табела). Кога ќе заврши синтезата на протеинската молекула, рибозомот ја напушта mRNA. Добиениот протеин влегува во ендоплазматскиот ретикулум и преку неговите канали до другите делови на клетката, а рибозомот влегува во друга mRNA и учествува во синтезата на друг протеин. Сите реакции на синтеза на протеини се катализираат од специјални ензими, а енергијата се снабдува од АТП.
Антибиотиците се специјални отпадни производи на микроорганизми и нивни модификации кои имаат висока физиолошка активност против одредени групи на микроорганизми (вируси, бактерии, габи, алги) или малигни тумори. Традиционалните идеи за антибиотиците се поврзани со нивната широка употреба во современата медицина и ветеринарната медицина. Некои антибиотски лекови се користат како стимуланси за раст на животните, во борбата против растителните болести, во зачувувањето на храната и во научните истражувања (во областа на биохемијата, молекуларна биологија, генетика, онкологија). Во согласност со класификацијата, која се заснова на хемиската структура, антибиотиците можат да се поделат во следниве групи:
1. Ациклични соединенија (со исклучок на масни киселини и терпени)
2. Алициклични соединенија (вклучувајќи тетрациклини)
3. Ароматични соединенија
5. Хетероцикли кои содржат кислород
7. Пептиди
Во моментов, постојат три методи за добивање антибиотици: биолошки, метод на добивање полусинтетички лекови и синтеза. хемиски соединенија- аналози на природни антибиотици.
Синтетички антибиотици
Студијата за хемиската структура на антибиотиците овозможи да се добијат со хемиска синтеза. Еден од првите антибиотици добиени со овој метод беше хлорамфеникол. Големиот напредок во развојот и хемијата доведе до создавање на антибиотици со насочени промени во својствата, долготрајно дејство и активни против стафилококи отпорни на пеницилин. Лековите со долго дејство вклучуваат екмоновоцилин, бицилин 1,3,5.
Полу-синтетички антибиотици
Се подготвуваат со комбиниран метод: со биолошка синтеза се добива главното јадро на матичната антибиотска молекула, а со хемиска синтеза, со делумно менување на хемиската структура, се добиваат полусинтетички лекови. Големо достигнување е развојот на метод за производство на полусинтетички пеницилини. Јадрото на молекулата на пеницилин, 6-аминопенициланска киселина (6-APA), која има слаба антимикробна активност, беше извлечена со биолошка синтеза. Со додавање на бензилна група во молекулата 6-APA, создаден е бензилпеницилин, кој сега се добива и со биолошка синтеза.
Широко користен во медицината под името пеницилин, бензилпеицилин има силна хемотерапевтска активност, но е активен само против грам-позитивни микроби и не влијае на резистентни микроорганизми, особено стафилококи, кои го формираат ензимот β-лактамаза. Бензилпеницилин брзо ја губи својата активност во кисела и алкална средина, па затоа не може да се користи орално, бидејќи се уништува во гастроинтестиналниот тракт. Полу-синтетичките лекови се подготвуваат и врз основа на 7-аминоцефалоспорична киселина (7-ASA). Деривати на 7-ACC: цефалотин, цефалоридин (цепорија) не предизвикуваат алергиски реакции кај лица чувствителни на пеницилин. Добиени се и други полусинтетички антибиотици, на пример, рифампицип, ефикасен лек против туберкулоза.
Биолошка синтеза
Полно хемиска структураЕдна третина од познатите антибиотици се идентификувани и само половина од нив може да се добијат со хемиска синтеза. Затоа, микробиолошката синтеза за производство на антибиотски агенси е многу релевантна. Синтезата на антибиотици од микроорганизми е една од формите на антагонизам; е поврзан со одредена природа на метаболизмот, кој настанал и бил фиксиран во текот на неговата еволуција, односно тоа е наследна карактеристика изразена во формирањето на една или повеќе специфични, строго специфични за секој тип на антибиотски супстанции.
Индустриското производство на антибиотици обично се врши со биосинтеза и ги вклучува следните фази:
· избор на продуцентски соеви со високи перформанси (до 45 илјади единици/ml)
· избор хранлив медиум;
· процес на биосинтеза;
· изолација на антибиотикот од културната течност;
· антибиотско прочистување.
Избор на соеви на производители со високи перформанси. Природните соеви се претежно неактивни и не можат да се користат за индустриски цели. Затоа, по изборот на најактивниот природен вид, се користат различни мутагени за да се зголеми неговата продуктивност, предизвикувајќи постојани наследни промени. Ефективните мутагени се мутагени физичка природа- ултравиолетово и рендгенско зрачење, брзи неутрониили хемикалии. Употребата на мутагени овозможува не само да се зголеми продуктивноста на природен вид, туку и да се добијат соеви со нови својства непознати за природен микроорганизам.
Изборот на рационален состав на хранливи материи е од големо значење за биосинтезата на антибиотиците. Концептот на „медиум за култура“ вклучува не само одреден квалитативен и квантитативен состав на компоненти или поединечни елементи неопходни за конструктивен и енергетски метаболизам на телото (извори на азот, јаглерод, фосфор, извори на голем број микроелементи, витамини и раст супстанции), но и физичко-хемиски и физички фактори (активна киселост, редокс потенцијал, температура, аерација итн.). Сите овие фактори се меѓусебно поврзани и играат значајна улога во развојот на микроорганизмите.
При изборот на медиум од потребниот состав, треба да се земат предвид спецификите на одгледуваниот организам. Ова е неопходно за да се создадат оптимални услови кои ќе го промовираат најдобриот раст на микробите и биосинтезата на потребните отпадни производи. На пример, ако телото не може да синтетизира некои есенцијални соединенија за неговите витални функции (како што се амино киселини или витамини) од едноставни супстанции на подлогата, тогаш за неговиот развој треба да се додадат готови амино киселини или витамини во составот. Таквите „побарувачки“ организми вклучуваат некои видови бактерии (бактерии со млечна киселина, итн.). Актиномицетите и претежно мувлите, по правило, ги градат супстанциите на нивното тело и крајните производи на метаболизмот, кои се прилично сложени по состав, од соединенија формирани од едноставни компоненти на подлогата.
Методи за одгледување на производители на антибиотици
Во современи услови, методот на длабоко одгледување е препознаен како најперспективен метод за одгледување на микроорганизми кои произведуваат антибиотици или други биолошки активни соединенија. Методот се состои во тоа што микроорганизмот се развива во дебелина на течен хранлив медиум, низ кој непрекинато се поминува стерилен воздух, а медиумот се меша.
Може да се наведат четири главни модификации на длабокиот метод на одгледување микроорганизми.
1. Сериско одгледување. Со овој метод, целиот процес на развој на микроорганизмите е комплетно завршен во еден ферментер, по што ферменторот се ослободува од течноста за култура, темелно се мие, стерилизира и повторно се полни со свеж хранлив медиум. Медиумот се инокулира со микроорганизмот што се проучува и процесот продолжува.2. Метод на одвикнување. Одгледувањето на микроорганизмите се врши во ферментатори со периодично земање примероци на дел од волуменот на течноста за култура (од 30 до 60% од вкупниот волумен). Волуменот на културната течност во ферменторот се доведува до првобитното ниво со свеж хранлив медиум.
3. Метод на батерија. Развојот на микроорганизмите се одвива во низа последователно поврзани ферментатори. Во одредена фаза на развој на микроорганизмот, културната течност се испумпува од првиот ферментар во вториот, потоа од вториот во третиот итн. Испразнетиот ферментер веднаш се полни со свеж хранлив медиум инокулиран со микроорганизмот. Со овој метод на одгледување на микроорганизми, повеќе рационална употребаконтејнери.
4. Континуирано одгледување. Методот е фундаментално различен од наведените модификации на длабоко одгледување на производители на антибиотици. Овој метод се заснова на фактот дека развојот на микроорганизам се случува во услови на континуиран проток на хранлива средина, што овозможува да се одржува развојот на микроорганизмот во одредена фаза од неговиот раст. Фазата на развој на микроорганизмот се одредува врз основа на онаа која е најповолна за максимална биосинтеза на антибиотик или друго биолошки активно соединение.
Друг метод за одгледување на микроорганизми е површинско одгледување. Методот на површинско одгледување на различни агарни подлоги е широко користен во лабораториската пракса и во некои индустриски процеси, особено за зачувување на колекторските култури, за проучување на физиолошките и биохемиските својства на микроорганизмите и за аналитички цели. Во индустриски размери, овој метод најде примена при добивање спори материјал за производство на органски киселини со користење калапиродот Aspergillus.
Во површинскиот метод, културата на микроорганизмот што произведува се одгледува на површината на тенок слој течен или цврст медиум. Течните хранливи материи се користат главно за производство на органски киселини (лимонска, итаконска), цврсти - во производство на комплекси базирани на скроб и суровини што содржат целулоза.
Методите за изолирање на антибиотици од културната течност се многу разновидни и се одредуваат според хемиската природа на антибиотикот. Следниве методи главно се користат:
1. Сеење суспензија од почва во вода на површината на чинија со агар.Одреден примерок од почва, темелно сомелен во малтер со мал волумен на вода, квантитативно се пренесува во колба со стерилна вода. Содржината на колбата се протресува 5 минути, а потоа се прават низа последователни разредувања од водната суспензија, кои се сеат на соодветната препорачлива средина. За да се добијат чисти култури во иднина, поединечните колонии, по инкубацијата во термостат на саканата температура, се субкултурираат во епрувети со коси хранлив агар. Секоја чиста култура на микроорганизам се субкултурира во подлога со различен состав и, по доволно добар развој, се проверуваат неговите антибиотски својства.
2. Сеење на почвата на хранлив агар, претходно засеан со тест организам. Површината на хранливиот агар се засејува со пробна култура на потребниот организам, по што на плочата со агар се поставуваат мали, не поголеми од зрна просо, грутки земја или се нанесува во форма на прашина, распределувајќи тоа по целата површина на плочата. Потоа чашките се ставаат во термостат и по одреден временски период (24-48 часа, а понекогаш и повеќе) се испитуваат парчиња земја или поединечни делови од неа, околу кои се формирани зони на инхибиран раст на испитуваниот организам. Чистите култури на организми се изолирани од овие области и се подложени на понатамошно проучување.
3. Метод на збогатување на почвата.Почвата од која би требало да се изолираат антагонистите е збогатена со организми од оние видови за кои сакаат да добијат антагонист. За таа цел, измиената суспензија од саканите микроорганизми систематски се додава на примероците од почвата сместени во стаклени садови. Потоа, во одредени интервали, таквата почва се сее во вид на посебни грутки на агарни плочи во петриеви садови, претходно инокулирани со истиот организам што се користел за збогатување на почвата.
4. Метод на центрифугирање на суспензија на почвата.Да се изолираат актиномицетите од почвите и особено од почвите во пролет, кога тие се развиваат голем бројгаби и бактерии, се користи методот на центрифугирање на суспензија на почвата. Методот се заснова на разликата во стапката на таложење на одделни типови на микроорганизми во центрифугално поле. На 3000 вртежи во минута за 20 минути, честичките што одговараат по големина на спорите на мувлата или бактериските клетки се таложат на дното на епрувета. Честичките што одговараат по големина на спорите на актиномицетот се појавуваат со одредена брзина на центрифугирање во површинскиот слој на течноста. Со сеење на супернатантната течност, во повеќето случаи (до 92%) е можно да се добијат само колонии на актиномицети на плочи со хранлив агар.
5. Метод на замрзнување - одмрзнување на почвата.Познато е дека микроорганизмите во почвата се во состојба адсорбирани на честичките од почвата. За да се заврши десорпцијата на микроорганизмите од честичките на почвата, се користат различни методи: хемиски, при што примероците од почвата се третираат со разни детергенти, физички, што се заснова на методот на механичко мелење на примероците од почвата.
За подобра десорпција на микроорганизмите од честичките на почвата, се препорачува да се користи методот на замрзнување-одмрзнување на почвата. Суштината на методот е како што следува. Мострата почва избрана за изолација на актиномицети се става во испарувачот на фрижидер за домаќинство на температура од 8°. По еден час, примерокот се вади од фрижидер и се чува собна температурадодека целосно не се одмрзне. Постапката за замрзнување-одмрзнување се повторува двапати. Потоа примерок од земја се става во стерилна вода од чешма, суспензијата се тресе 15 минути на кружен шејкер со 230 вртежи во минута, по што различни разредувања на суспензијата се сеат на плоча со хранлив агар во петриеви садови.
Методот на замрзнување и одмрзнување на примероците од почвата овозможува да се откријат 1,2-3,6 пати повеќе актиномицети во нив отколку во истите примероци без замрзнување. Ова очигледно се должи на зголемената десорпција на актиномицетите од површината на честичките на почвата. Антибиотикот се прочистува со хроматографски методи (хроматографија на алуминиум оксид, целулоза, јонски разменувачи) или со контраструјна екстракција. Прочистените антибиотици се сушат со замрзнување. Откако ќе се изолира антибиотикот, се тестира неговата чистота. За да го направите ова, определете го неговиот елементарен состав, физичко-хемиските константи (точка на топење, молекуларна тежина, адсорпција во видливите, UV и IR регионите на спектарот, специфична ротација). Се проучуваат и антибактериската активност, стерилноста и токсичноста на антибиотикот.
Токсичноста на антибиотиците се одредува кај експериментални животни, кои се администрираат интравенски, интраперитонеално, интрамускулно или на друг начин во одреден временски период со различни дози на антибиотикот што се проучува. Доколку во рок од 12-15 дена нема надворешни промени во однесувањето на животните, се смета дека антибиотикот што се тестира нема забележителни токсични својства. Подлабока студија ќе утврди дали даден антибиотик има скриена токсичност и дали влијае на индивидуалните ткива и органи на животните. Во исто време, се проучува природата на биолошкото дејство на антибиотикот - бактериостатски или бактерицидно, што овозможува да се предвидат механизмите на неговите антибактериски својства.
Следната фаза на проучување на антибиотик е проценка на неговите терапевтски својства. Експерименталните животни се заразени со одреден тип на патогени микроби. Минималната количина на антибиотик што го штити животното од смртоносна доза на инфекција е минималната терапевтска доза. Колку е поголем односот на токсичната доза на антибиотикот со терапевтската доза, толку е поголем терапевтскиот индекс. Ако терапевтската доза е еднаква или блиску до токсичната доза (низок терапевтски индекс), тогаш веројатноста за употреба на антибиотикот во медицинската пракса е ограничена или целосно невозможна. Кога антибиотикот влегува во широко распространета медицинска пракса, се развиваат индустриски методи за негово производство и детално се проучува неговата хемиска структура.
Стандардизација на антибиотици
Една единица антибиотска активност се смета за минимална количина на антибиотик способна да го потисне развојот или да го одложи растот на стандарден тест микроб во одреден волумен на хранлива средина. Големината на биолошката активност на антибиотиците обично се изразува во стандардни дозни единици (ЕД) содржани во 1 ml раствор (U/ml) или 1 mg од лекот (U/mg). На пример, единицата за антибиотска активност на пеницилин се смета дека е минимална сумалек способен да го инхибира растот на Staphylococcus aureus стандардниот сој 209 во 50 ml супа од хранливи материи. За стрептомицин, една единица активност се смета за минимална количина на антибиотик што го инхибира растот на E. coli во 1 ml хранлива супа.
Откако многу антибиотици беа добиени во чиста форма, за некои од нив тие почнаа да изразуваат биолошка активност во масивни единици. На пример, откриено е дека 1 mg чиста стрептомицин база е еквивалентна на 1000 единици. Затоа, 1 единица активност на стрептомицин е еквивалентна на 1 μg од чистата база на овој антибиотик. Затоа, во повеќето случаи, количината на стрептомицин сега се изразува во μg/mg или μg/ml. Колку е поблизок бројот на mcg/mg во препаратите на стрептомицин до 1000, толку е почист лекот. Јасно е дека единицата за биолошка активност на антибиотикот не секогаш се совпаѓа со 1 mcg. На пример, за бензилпеницилин, 1 единица е еквивалентна на приближно 0,6 mcg, бидејќи 1 mg од антибиотикот содржи 1667 единици.
Методи за анализа на антибиотици
За разлика од некои други природни соединенија (алкалоиди, гликозиди), не постојат општи групни реакции за антибиотици. Ваквите реакции може да се користат само за антибиотици од една хемиска класа, на пример, за тетрациклини или нитрофенилалкиламини (хлорамфеникол). За да се идентификуваат антибиотиците, може да се користат различни реакции на боја за соодветните функционални групи; спектрални карактеристики во видливите, UV и IR регионите на спектарот; хроматографски методи. За квантитативно определување на антибиотици, се користат биолошки, хемиски и физичко-хемиски методи.
Биолошките методи се засноваат на директниот биолошки ефект на антибиотикот врз користениот организам за тестирање, кој е чувствителен на овој антибиотик. Употребениот метод на дифузија се базира на способноста на антибиотските молекули да се дифузираат во агарските медиуми. Се проценува големината на зоната во која не се развиваат искористените организми за тестирање. Оваа големина зависи од хемиската природа на антибиотикот, неговата концентрација, pH и составот на медиумот и температурата на експериментот.
Друг тип на биолошко тестирање се заснова на турбидиметрија - метод на квантитативна анализа базирана на интензитетот на светлината апсорбирана од суспендираните честички - микробни клетки. Кога се додаваат одредени количини на антибиотици, доаѓа до доцнење во растот на микробните клетки (бактериостатски ефект), а потоа и нивна смрт (бактерицидно дејство). Во овој случај, интензитетот на апсорбираната светлина се менува (се намалува). Како алтернатива на турбидиметријата, може да се користи нефелометрискиот метод на квантитативна анализа на интензитетот на светлината расфрлана од микроорганизмите.
За квантитативно определување на антибиотиците се користат различни спектрални методи - пред се фотоколориметриски и спектрофотометриски методи. На пример, за да се одреди концентрацијата на растворот на еритромицин, може да се користи фотоколориметриски метод, врз основа на промената на апсорпцијата на растворот на антибиотици по неговата интеракција со сулфурна киселина. Антибиотиците од серијата тетрациклини може да се одредат спектрофотометриски со лентата за апсорпција што исчезнува по алкална хидролиза на активната супстанција. Развиен е метод кој ги комбинира физичко-хемиските и биолошките пристапи за проценка на активноста на лекот. Методот се заснова на ласерска дифракција во медиум кој содржи микробни клетки кога е изложен на хемиски супстанции, особено антибиотици
Зачувување на соеви кои произведуваат антибиотици во активна состојба
Методите за одржување на одржливоста на организмите кои овозможуваат одржување на нивната антибиотска активност на константно ниво се важни за индустриското производство на антибиотици, како и за лабораториските студии на производителите на антибиотски супстанции. Познато е дека микроорганизмите, а особено актиномицетите, лесно се менуваат со конвенционални методи на складирање. Покрај тоа, доста често доаѓа до целосно или делумно губење на антибиотските својства. Губењето на антибиотските својства очигледно зависи од фактот дека не сме во состојба, во нормални услови на одгледување, да создадеме услови кои би го олесниле телото да ги зачува неговите основни физиолошки карактеристики. Губење на активност често се забележува кога микроорганизмите се одгледуваат на подлоги богати со состав и со често пресеење.
Во исто време, промените во физиолошките или биохемиските својства на производителите на антибиотски супстанции може да се утврдат со нивните генетски обрасци. Познато е, на пример, дека производителот на грамицидин Ц во текот на развојот се дисоцира на голем број варијанти, од кои некои не го формираат овој антибиотик. Притоа, процесот на дисоцијација на културата оди во насока на едукација во големи количинибиолошки неактивни варијанти, што на крајот доведува до целосно губење на способноста на културата да формира грамицидин. Во моментов, се користат голем број методи за зачувување на културите на производителите на антибиотици, со што се обезбедува нивен долгорочен престој во активна состојба. Овие методи се засноваат на принципот на одложување на развојот на микроорганизми, принципот на конзервација. За секој тип на производители на антибиотски супстанци, мора да се избере најсоодветниот метод на зачувување, што ќе овозможи културите да се држат во активна состојба релативно долго време.
Најчестите методи за зачувување на култури на микроорганизми кои произведуваат антибиотици во активна состојба се следните.
1. Лиофилизација на културите.
2. Складирање вегетативни клетки или спори на организми во стерилна почва, стерилен песок или на семиња од одредени растенија (на пример, просо). Според голем број автори, културите на актиномицети во стерилна почва остануваат одржливи 30 или повеќе години.
3. Складирање на спори во форма на водени суспензии во затворени ампули.
4. Складирање на спори во стерилен кварцен песок.
5. Чување на култури на подлога со агар под минерално масло.
6. Складирање на култури на ниски температури (+4, +5°C).
7. Неодамна, за зачувување на различни микроорганизми во активна состојба, се користи течен азот, во кој се додава клеточна суспензија измиена од медиумот. Понекогаш културите на актиномицетите се зачувани во гасовитата фаза на течниот азот на агарските блокови исечени од плочата со агар во садовите Петри.
Најдобрата форма на зачувување на организмите, кај кои нема губење на антибиотската активност, е нивната лиофилизација - методот е погоден и за култури на микроорганизми кои формираат спори и не создаваат спори. Суштината на овој метод е дека суспензијата од клетки или спори на микроорганизам, подготвена во медиум богат со протеини (за овие цели често се користи серум на крвта), брзо се замрзнува на температура од - 40 до - 60 ° C и се суши под вакуум до преостаната влага (0,5-0,7%). По ваквиот третман, ампулите со спори или клетки на лиофлизираниот микроб се запечатени. Лиофилизираните форми на бактерии може да се чуваат 16-18 години, спорите на габите не ги губат основните својства кога се чуваат во лиофилизирана форма 10 години.
Биосинтеза (биолошка синтеза) е формирање комплексни супстанцииод поедноставните во жив организам.
Последната биосинтеза се разликува од хемиската синтеза, која се јавува надвор од клетките - во лаборатории, хемиски растенија, а понекогаш и во резервоари, почва и карпи.
Покрај тоа, биосинтезата секогаш вклучува специјални супстанции - ензими. Тие овозможуваат и/или забрзуваат хемиски реакции. Познати се околу 5.000 ензими и тие не постојат во природата надвор од живите организми.
Природата располага со милијарди години и искусила милијарди методи на синтеза. За тоа време, таа ги избрала најпогодните супстанции и создала минијатурни структури за нивна обработка. Жива клеткасе претвори во хемиска фабрика каде што можат да се случат најсложените трансформации. „Постројката“ работи автоматски, брзо, со минимални загуби и максимално производство. Снабдувањето со „суровини“ до клетката, непрекинато снабдување со енергија и информации за тоа што и како да се прави, запишани во гените, се секогаш подготвени.
Земете, на пример, зелен лист на дрво. На светлина, постојано произведува гликоза од јаглерод диоксид и вода. Растението се храни со него и добива енергија. Човекот има моќна наука и моќна технологија во неговите раце. Јаглерод диоксид и вода - колку што сакате. Се чини дека нема проблеми ниту со тоа. Но, луѓето, користејќи го само ова, не се во можност да синтетизираат ниту едно зрно гликоза. Го добиваме на сосема поинаков начин, и тоа од скроб, кој го синтетизирале истите растенија.
Зошто луѓето не можат да ги копираат реакциите на биосинтезата?
Прво, затоа што ја немаме истата „опрема“ што ја има ќелијата.
Второ, повеќето ензими се протеини; за да ги добие, човекот мора да ја дознае структурата на секој од нив, а потоа да најде начин да ги добие. Сето ова е можно, но не е лесно. Како резултат на тоа, производот од хемиска синтеза (на пример, вештачки хормон) се покажува прилично скап. 
Материјата може да се поедностави ако барем дел од работата се пренесе на живите клетки. На пример, аскорбинска киселина (витамин Ц) се произведува во фабриките како резултат на шест хемиски реакции. Еден од нив е обезбеден од... активни бактерии. Слични шеми се широко користени во биотехнологијата.
Ние споредивме ќелија со фабрика. Но, во индустријата, преместувањето на претпријатијата е вообичаена практика. Генетскиот инженеринг прави нешто слично. Така, човечкиот инсулински протеин ген успеал да „добие работа“ во клетката на бактеријата ешерихија коли. Како резултат на тоа, инсулинот се синтетизира на ново место - непознато и целосно непотребно за E. coli, но итно потребно за пациентите со дијабетес.
Како човек користи биосинтетички производи?
Тој без двоумење ги користи секоја секунда од својот живот. Кога ги читате овие редови, биосинтезата на визуелните пигменти се одвива во вашите очи; таа се синтетизира од гликоза во црниот дроб резервна супстанцијагликоген, коскената срцевина гради молекули на хемоглобин итн.
Покрај тоа, едно лице троши готови производи од „вонземска“ биосинтеза со моќ и главно. Која е нашата храна - леб, месо, путер, житарки, млеко итн.? Сето ова се мешавини на протеини, масти, јаглени хидрати, витамини. Тоа е, производи на биосинтеза што се одвивале во клетките на растенијата и животните.
Биосинтезата нè снабдува и со индустриски суровини. Извлекуваме антибиотици и витамини од мувла габи и бактерии. Ние сме облечени и облечени различни типовиверверица – волна, крзно и кожа на цицачи, како и памучни влакна. Ние земаме природна свила од пеперутки од свилена буба. Ние ја претвораме целулозата, која дрвјата ја синтетизирале со децении, во хартија, гликоза, вискоза, пластика, градежни материјали и мебел. 
Може само да ни биде драго што природата создала биосинтеза - без неа би биле лишени од сето ова. Точно, без биосинтеза не би постоеле.
ДНК, носител на сите генетски информации во клетката, не е директно вклучена во синтезата на протеините (имплементација на оваа наследна информација). Во животинските и растителните клетки, молекулите на ДНК се одделени со нуклеарна мембрана од цитоплазмата, каде што се јавува синтеза на протеини. Се испраќа посредник од јадрото до рибозомите, местата на склопување на протеините, кои ги носат копираните информации и можат да поминат низ порите на нуклеарната мембрана. Таков посредник е гласник РНК, која учествува во матричните реакции.
Матричните реакции се реакции за синтеза на нови соединенија засновани на „стари“ макромолекули кои дејствуваат како матрица, т.е. форма, примерок за копирање на нови молекули. Матрични реакции за имплементација на наследни информации, во кои учествуваат ДНК и РНК, се:
1. репликација на ДНК– удвојување на молекулите на ДНК, благодарение на што се врши пренос на генетски информации од генерација на генерација. Матрицата е мајчината ДНК.
2. Транскрипција(лат. транскрипција- препишување) е синтеза на молекули на РНК според принципот на комплементарност на матрицата на еден од синџирите на ДНК. Се јавува во јадрото под дејство на ензимот РНК полимераза зависна од ДНК. Месинџер РНК е едноверижна молекула, а копирањето на гените се случува од едната верига на двоверижна молекула на ДНК. Јазикот на тројките на ДНК е преведен на јазикот на кодоните на mRNA. Како резултат на транскрипцијата на различни гени, се синтетизираат сите видови РНК. Потоа mRNA, t-RNA, r-RNA влегуваат во клеточната цитоплазма преку порите во нуклеарната мембрана за да ги извршуваат своите функции.
3. Емитување (лат. превод– пренос, транслација) е синтеза на полипептидни синџири на протеини на матрицата на зрела мРНК, извршена од рибозоми. Постојат неколку фази во овој процес:
Прва фаза - иницијација(почеток на синтеза). Во цитоплазмата, рибозомот навлегува во еден од краевите на mRNA (точно оној од кој започна синтезата на молекулата во јадрото) и ја започнува синтезата на полипептидот. ТРНК молекулата што ја транспортира аминокиселината глутамин (GLN tRNA) се поврзува со рибозомот и се прицврстува на почетокот на ланецот на mRNA (шифра UAG). До првата т-РНК (која нема никаква врска со синтетизирачкиот протеин), се додава втора т-РНК со амино киселина. Ако антикодонот е т-РНК, тогаш помеѓу амино киселините се јавува пептидна врска, која се формира од одреден ензим. После ова, т-РНК го напушта рибозомот (влегува во цитоплазмата за нова амино киселина), а мРНК поместува еден кодон.
Втора фаза - издолжување(издолжување на синџирот). Рибозомот се движи по молекулата на mRNA не глатко, туку наизменично, тројка по тројка. Третата tRNA со амино киселина се врзува со својот антикодон за кодонот на mRNA. Кога ќе се воспостави комплементарна врска, рибозомот прави уште еден чекор еден „кодон“, а специфичниот ензим „вкрстува“ пептидна врскавтората и третата амино киселини - се формира пептиден синџир. Амино киселините во растечкиот полипептиден синџир се поврзани во низата во која се наоѓаат mRNA кодоните што ги кодираат (сл. 14).
Трета фаза - раскинување(крајот на синтезата) синџир. Се јавува кога рибозомот преведува еден од трите „бесмислени кодони“ (UAA, UAG, UGA). Рибозомите скокаат од mRNA, синтезата на протеините е завршена.
Така, знаејќи го редоследот на аминокиселините во протеинската молекула, можно е да се одреди редоследот на нуклеотиди (тројки) во синџирот на mRNA, а од него - редоследот на нуклеотидните парови во делот на ДНК и обратно, земајќи ги предвид принципот на комплементарност на нуклеотидите.
Но, во процесот на матрични реакции, може да се појават промени - мутации. Ова се генски мутации молекуларно ниво- резултат на различни оштетувања во молекулите на ДНК - кои влијаат на еден или повеќе нуклеотиди. Сите форми на генски мутации може да се поделат во две големи групи.
Првата група- поместување на рамката за читање – претставува вметнување или бришење на еден или повеќе нуклеотиди. Во зависност од локацијата на прекршувањето, се менува еден или друг број на кодони. Ова е најтешкото оштетување на гените, бидејќи во протеинот ќе бидат вклучени сосема различни амино киселини. Ваквите бришења и вметнувања претставуваат 80% од сите спонтани генски мутации.
Најштетни ефекти се бесмислените - мутации кои се поврзани со појавата на терминаторски кодони кои ја запираат синтезата на протеините. Ова може да доведе до предвремено прекинување на синтезата на протеините, која брзо се деградира. Резултатот е клеточна смрт или промена во природата на индивидуалниот развој.
Мутациите поврзани со замена, бришење или вметнување во делот за кодирање на генот фенотипски се манифестираат како замена на амино киселините во протеинот. Во зависност од природата на амино киселините и функционалното значење на оштетената област, се забележува целосно или делумно губење на функционалната активност на протеинот. Ова се изразува со намалување на одржливоста, промени во карактеристиките на организмите итн.
Втора група- Станува збор за генски мутации со замена на нуклеотидни базни парови. Постојат два вида на замена на основата:
1. Транзиција - замена на една пуринска база со друга пуринска база (A со G или G со A) или еден пиримидин со друг пиримидин (C со T или T со C).
2. Трансверзија - замена на една пуринска база со пиримидинска база или обратно (А до С, или Г во Т, или А до У). Пример за трансверзија е српеста анемија, која се јавува поради наследно нарушување на структурата на хемоглобинот. Во мутантниот ген кој кодира еден од синџирите на хемоглобинот, само еден нуклеотид е нарушен, а аденинот се заменува со урацил во mRNA (GAA до HUA). Како резултат на тоа, се јавува промена во биохемискиот фенотип; во β-синџирот на хемоглобин, глутаминската киселина се заменува со валин. Оваа замена ја менува површината на молекулата на хемоглобинот: наместо биконкавен диск, црвените крвни зрнца стануваат срповидни и или ги затнуваат малите садови или брзо се отстрануваат од циркулацијата, што брзо доведува до анемија. .
Така, значењето на генските мутации за животот на организмот варира:
· некои „тивки мутации“ не влијаат на структурата и функцијата на протеинот (на пример, нуклеотидна замена која не води до замена на амино киселините);
· некои мутации доведуваат до целосно губење на функцијата на протеините и клеточна смрт (на пример, бесмислени мутации);
· други мутации - со квалитативна промена на mRNA и амино киселините доведуваат до промени во карактеристиките на организмот;
· некои мутации кои ги менуваат својствата на протеинските молекули имаат штетен ефект врз виталната активност на клетките - таквите мутации предизвикуваат тешки болести (на пример, трансверзии).
Крај на работа -
Оваа тема припаѓа на делот:
Вовед. Молекуларна основа на наследноста
Вовед.. генетика од грчката генеза потекло како наука за обрасците.. i стадиум gg период на класична генетика развој на менделизмот..
Ако ти треба дополнителен материјална оваа тема, или не го најдовте она што го барате, препорачуваме да го користите пребарувањето во нашата база на податоци за дела:
Што ќе правиме со добиениот материјал:
Ако овој материјал ви беше корисен, можете да го зачувате на вашата страница на социјалните мрежи:
| Твитнете |
Сите теми во овој дел:
Главните видови на наследност
Генетиката е наука која ги проучува моделите на наследноста и варијабилноста на живите организми. Наследноста е способност на организмите да се повторуваат со генерации
Главни носители на наследноста
Главните носители на нуклеарната наследност се хромозомите лоцирани во клеточното јадро. Секој хромозом има хемиски компоненти: една џиновска молекула на ДНК
Концептот на човечки кариотип
Бројот, големината и обликот на хромозомите се специфични карактеристики за секој тип на жив организам. Така, клетките на ракот пустиник содржат 254 хромозоми, додека комарецот има само 6. Соматски
Правила на хромозомите
Постојат 4 правила на хромозоми: Правило за постојаност на бројот на хромозоми Соматските клетки на телото на секој вид вообичаено имаат строго дефиниран број на хромозоми (на пр.
Клеточни и митотични циклуси
Клеточниот (животен) циклус е период во животната активност на клетката од моментот на нејзиното појавување до смртта или формирањето на ќерките клетки. Митотичниот циклус е период во животната активност
Репродукција на органско ниво
Гаметогенезата е процес на формирање на гамети - машки и женски репродуктивни клетки. Јајцата се формираат во женските гонади (јајниците) и се големи по големина
Карактеристики на човековата репродукција
Особеностите на човековата репродукција се одредени од неговата специфичност како биолошко и социјално битие. Способноста за репродукција станува возможна со почетокот на пубертетот, препознаена
Нуклеински киселини
Во 1869 година, швајцарскиот биохемичар Јохан Фридрих Мишер прв ја открил, изолирал и опишал ДНК од клеточните јадра. Но, дури во 1944 година О. Ејвери, С. Меклаод и М. Макарти ја докажаа генетската улога
Генетски код и неговите својства
За да се изврши генска експресија, постои генетски код - строго наредена врска помеѓу нуклеотидните бази и амино киселините (Табела 3). Вообичаени кратенки за
Основни својства на генетскиот код
1. Тројка - една амино киселина одговара на три соседни нуклеотиди, наречени тројка (кодон) (тројките во mRNA се нарекуваат кодони); 2. караван
Нивоа на организација на наследниот материјал
Постојат следниве нивоа на структурна и функционална организација на наследниот материјал на еукариотите: ген, хромозомски и геномски. Елементарната структура на нивото на генот на органот
Цитолошка и молекуларна основа на варијабилноста на организмите
Генетиката го проучува не само феноменот на наследноста, туку и феноменот на варијабилност. Варијабилноста е својство на живите организми да се менуваат под влијание на надворешни и внатрешни фактори.
Ненаследна варијабилност
Ненаследна (фенотипска) варијабилност е вид на варијабилност што ги одразува промените во фенотипот под влијание на условите надворешна средина, не влијае на генотипот. Степен од неа вие
Наследна варијабилност
Генотипска (наследна) варијабилност е наследна промена во карактеристиките на организмот, одредени од генотипот и зачувани во текот на повеќе генерации. Таа е претставена со два погледи
Мутациска варијабилност
Мутација е ненадејна, одржлива промена на генетскиот материјал под влијание на надворешни или внатрешни фактори на животната средина, која е наследна. Организам, наследна
Молекуларен механизам на мутации
Мутациите поврзани со промените во структурата на молекулата на ДНК се нарекуваат генски мутации. Тие претставуваат бришење или вметнување на една или повеќе азотни бази, или и двете во исто време
Карактеристики на мутации на ниво на ткиво
Соматските мутации се јавуваат во соматските клетки, се наследуваат само за време на вегетативната репродукција и се манифестираат кај самата индивидуа (различни бои на очите кај една личност
Мутација на ниво на организам
Според природата на промената на фенотипот, сите мутации може да се поделат во следните групи. 1. Морфолошки, кршење на знаците на физичката структура; без очи, со кратки прсти
Мутации на ниво на популација
Се верува дека секоја мутација е штетна бидејќи ја нарушува интеракцијата на организмот со околината. Сепак, некои мутации предизвикуваат мали промени во телото и не претставуваат некоја посебна опасност.
Ефектот на хромозомските мутации на различни телесни системи
Степенот на промена на карактеристиките на организмот поради хромозомски мутации зависи од големината на неисправната област и од содржината на гените важни за развој во неа. Да се утврдат последиците од хромозомските мутации
Последици од мутација на микроб и соматски клетки
Ефектот на мутацијата врз фенотипот на една личност може да варира во зависност од видот на клетките во кои се случува промената во наследните структури. Генеративни мутации или промени во наследството
Стабилност и поправка на генетскиот материјал
Стабилноста на генетскиот материјал е обезбедена со: диплоиден сет на хромозоми; ДНК двојна спирала; дегенерација (вишок) на генетскиот код;
Антимутагени
Процесот на мутација е извор на промени што доведуваат до различни патолошки состојби. Принципот на компензација на модерна сценавклучува мерки за спречување на генетски болести
1. Предмет, задачи и методи на генетика. Историја на развојот и воспоставувањето на генетиката како наука. 2. Фази на развој на класичната генетика. Модерна (молекуларна) генетика. Основни поими и
