Выступление на заседании МО учителя биологии Вилицевой Н.М.

Вилицева Н.М.
Выступление на заседании Методического объединения учителей биологии.
Занятие №2. Тепла: « Эволюция генома»
Уроки молекулярной биологии согласно тематическому планированию проводятся в 9 10
классах. За последние годы в данной области произошли важные открытия, изменились
биологические и генетические определения, в учебной литературе появились неточности, не
совпадающие с ответами
в ЕГЭ. Много таких неточностей допускается в устных ответах
учащихся, в письменных заданиях при выполнении олимпиад разного уровня.
В своём
выступлении я остановлюсь на следующих вопросах: 1»Понятие ГЕНОМА» . 2, Геном
ПРОКАРИОТ.
3 Геном ВИРУСОВ и ФАГОВ. 4 Гипотезы происхождения ВИПУСОВ.
«ГЕНОМ» -1920г. Ганс Винклер- совокупность генов характерных для гаплоидного набора
хромосом данного вида организмов. Неточность первая- иногда трудно определить плоидность
организмов. Особенно если в ряду поколений происходит полногеномная дупликация с
последующей потерей некоторого количества хромосом.
Пример 1.
Размножение у споровых растений при чередовании поколений. Нельзя не принимать в расчёт
плазмиды у прокариот и факторы плазмиды у прокариот и факторы цитоплазматическсй
наследственности у эукариот, поскольку их нуклеотидные последовательности периодически
включаются в состав основного генетического материала и могут его покидать.
Пример 2.
Кроме генов в составе ДНК есть и не кодирующие последовательности нуклеотидов, но их нельзя
не учитывать. Если учёные не могут определить зачем они нужны, это не значит . что они
бесполезные. Примером может служить программа «Геном человека « и количество «бесполезных
« генов. К 2014 году их сократилось до 20% с 35%..Поэтому термин
«геном» -претерпел дрейф в
сторону обозначения всей наследственной информации клетки. Также непросто однозначно
определить понятие гена.
Пример 3.
Генетика даёт следующее определение: « Ген- единица передачи дискретной наследственной
информации 1901г. Иогансен».
Молекулярная биология: «Молекула ДНК, которая в качестве
основы включает матрицу для синтеза РНК». С этой РНК лежит в дальнейшем трансляция ( но это
структурный ген), а имеются и т- РНК, р- РНК, малая ядерная РНК. Кроме матрицы (т.е.
транскрипционной единицы) в составе гена обычно включающие к ней цис-регуляторы элементы
(промотор, терминатор) и транс - регуляторные последователи (энхансеры, инсуляторы). Самый
ранний этап эволюции генома его формирование в эпоху перехода от РНК мира (химический этап) к
биологическому этапу. Сейчас РНК продолжает выполнять важные формы не только
самостоятельно, но и в комплекте с белками, но РНК эволюционирует после одноцепочные ДНК
оказалось более надёжным т.к. дезоксирибоза оказалась более стабильней и менее
гидрофильные, кроме того у современной ДНК появилась возможность репарации многих точечных
мутаций.
Геном прокариот.
ДНК- кольцевая, привязанная специальными белками к плазмолемме и чаще всего находится в
единственном экземпляре.
Кроме неё, в цитоплазме могут быть не связанные с мембранами
плазмиды.
С основной хромосомы прокариот в среднем составляет около 3 лет пар нуклеотидов, количество
генов 2-3 тыс. на 1 ген приходит чуть больше тысячи пар нуклеотидов.
Примеры: Кишечные палочки Lxp = 4,6 мм пар нуклеотидов
Генов-4289 почему!
Для: 1. Усиленного выживания в пищеварительном тракте.
2. Чтобы изменить свою стратегию в зависимости от состояния иммунной системы
человека (хозяин). Следовательно, если количество генов увеличивается - появляется
способность к сложной координации действий с действиями сородичей и конкурентов.
Пример:
миксобактерия - паразитирует грибы по данным 2008г-имеет самый крупный ген среди
бактерий > 13 млн. пар нуклеотидов. Но если она переходит на паразиты особенно
внутриклеточному паразитированию, то она пользуется метаболическими возможностями хозяина
и поэтому обходится, гораздо меньшим числом своих генов.
Бьёт все рекорды по деградации генома и даже по изменению функций генов , живущих внутри
клеток эукариот симбионты.
Листоблошки - насекомые образует специальные бактериоциты для комфортной жизнк и
размножение бактерий, у которых осталось только 182 структурных гена что особенно и -ггересно,
значительная часть этих бактериальных генов теперь отвечает за жизнедеятельность не бактерий,
а листобласты, в свою очередь гены- листобласты взяли на себя заботу о симбиотической жизни
бактерий. Очень важное значение у прокариот хромосомы - кольцевые и плазмиды (ПОЧЕМУ)
ОТВЕТ: 1. Не возникает проблемы концевой недорепликации.
2. Нет такого явления как старение клетки в ряду поколений.
3.
ГЕНОМ ВИРУСОВ
И ФАГОВ.
Наследственная информация вирусов и фагов может храниться в самой разной форме - виде
единой либо 2 цепочек ДНК или РНК, это молекулы могут быть кольца линейными, их количество
варьирует:
Например, вирус гриппа имеет 8 разных молекул РНК. Если вирус содержит одну цепь РНК, её
обозначают знаком +, (в том случае если она является матрицей для синтеза полипептиды, если она
комплементарно к матрице).
Некоторые ДНК содержащие вирусы (простой герпес, мегавирус, мимивирус)
включает ещё и
м-РНК, чтобы сразу после внедрения в клетку начать трансляцию нужных белков.
Размер генома - от 4-5 генов (парвовирусы, фаги некоторые) -1260 и около 1,26 млн. пяр
нуклеотидов (мегавирус).
В 1992г внутри морских амёб был обнаружен первый гигантский вирус, который из-за внешнего
сходства с бактериями по аналогии с явлениями мимикрии назвали мимивирусом.
В геноме гигантов есть гены, которые обеспечивают репарацию своей ДНК, кодируют ферменты
углеводного, липидного и аминокислот метаболизмы. Это вирусы настолько велики , что могут быть
внутри мамавирусов обнаружены его собственный вирус (точнее вирофаг, получив имя Sputnik,
который содержит 21 структурный ген и для своих нужд использует «подлаженный» мамавирусом
под себя геном клетки хозяина.
Но на этом эволюция не завершается и в цитоплазме амёбы, и внутри мамавируса найден ещё один
геномный паразит, названный трансповироном. Это двухцепочная ДНК, включающая 6-8 генов,
которая может интегрироваться и в геном мамавируса ив ДНК вириофага, и использовать их для
распространения по другим клеткам-хозяевам.
Происхождение вирусов и их положении среди остальных таксонов высокого ранга.
I.Наличие вироидов (молекул РНК с инфекционными свойствами), трансповиронов, вирофагов,
вирусов гигантов похожих на прокариотов даёт почву для следующих выводов.
1.
Связь эволюционная некоторых фагов с пласмидами бактерий.
2.
Крупные вирусы - результаты деградации клеточных органов.
3.
Поскольку многие их гены не имеют гомологов среди современного про и эукариот,
высказывание генотипа о том, что предок этих гигантов вирусов был эволюционный
обособлен от гипотетического предка архей, эубактерий и эукариот, что теоретически
позволяет выделить этого предка в четвёртый домен живого.