WWW.LIB.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Электронные материалы
 

«Генетика онтогенеза (индивидуального развития) с основами эмбриологии Лекция №1 Онтогенез можно сравнить с исполнением симфонии. Партитура симфонии записана в виде генов, композитором является ...»

Генетика онтогенеза

(индивидуального развития)

с основами эмбриологии

Лекция №1

Онтогенез можно сравнить с

исполнением симфонии. Партитура

симфонии записана в виде генов,

композитором является

эволюционный процесс, оркестром –

развивающийся организм, а

дирижером исполнения симфонии –

соответственно партитуре и

составу оркестра – внешняя среда

(М.Е. Лобашев)

• Генетика развития

изучает реализацию наследственной

информации в ходе индивидуального развития, т.е. путь от гена к признаку (морфологическому, биохимическому или молекулярному)

• Биология развития - наука об индивидуальном развитии организмов

– Зарождение эмбриологии – описание развития зародышей

– Сравнительная эмбриология

– Экспериментальная эмбриология

– Биология развития Как из оплодотворенной яйцеклетки получается живая разнородная система?

Какие факторы регулируют специфическое развитие системы?

Генетика развития Цель дисциплины «Генетика онтогенеза»

ознакомление с основными понятиями и принципами генетики индивидуального развития (онтогенеза), эмбриологии растений, принципами регуляции экспрессии генов на разных уровнях в системе генетического контроля признаков с возможностями и ограничениями его применения в генетических и биотехнологических исследованиях.

Рекомендуемая литература

• Лутова Л.А., Ежова Т.А., Додуева И.Е., Осипова М.А. Генетика развития растений. Под ред. Инге-Вечтомова С.Г. - СПб.:



Издательство Н-Л, 2010. - 432 с.

• Лутова Л.А., Проворов Н.А., Тиходеев О.Н. и др. Генетика развития растений. (Корочкин Л.И. Биология индивидуального развития (генетический аспект). М.: Изд-во МГУ, 2002. - 264 с.

• Генетика. (Под ред. Жученко А.А.). - М.: КолосС, 2003. - с. 346-363.

• Пухальский В.А. Введение в генетику. - М.: Изд-во МСХА, 2004. с.

• Гилберт С. Биология развития. т. 1 - 3. - М.: Мир, 1993-95.

• Альбертс Б., Брей Д., Дж. Льюис и др. Молекулярная биология. т.

1 - 3. - М.: Мир, 1994-96.

• Музрукова Е.Б. Т.Х. Морган и генетика. Научная программа школы Т.Х. Моргана в контексте развития биологии ХХ столетия.

• Генетика развития (ранее называвшаяся феногенетикой) изучает реализацию наследственной информации в ходе индивидуального развития, т.е. путь от гена к признаку (морфологическому, биохимическому или молекулярному).

Предмет генетики онтогенеза Предметом генетики онтогенеза растений является реализация генетической программы индивидуального развития в процессе онтогенеза:

споро- и гаметогенез, оплодотворение, эмбриогенез, формирование меристем, рост, дифференцировка, покой, апоптоз, фитогормональная регуляция.

Предметом генетики индивидуального развития у животных являются - предзародышевый период развития (формирование половых клеток), зародышевый период развития (от оплодотворения яйцеклетки до выхода организма из яйцевых оболочек), постэмбриональный период (развитие после рождения, метаморфоз личинок и т.д.), а также регенерация, бесполое размножение, уродливые патологические формообразования.

Генетика развития растений решает следующие вопросы:

1. Изучает генетический контроль онтогенеза, т.е.

выявляет и изучает функцию генов, контролирующих онтогенез, исследует их иерархию в регуляции определенного онтогенетического процесса, строит генетические схемы (модели) процессов развития

2. Изучает генетические механизмы восприятия и передачи внешних и внутренних сигналов, т.е.

изучает генетический контроль сигнальных путей

3. Изучает генетические механизмы дифференциальной регуляции действия генов в онтогенезе

4. Изучает генетические механизмы, контролирующие взаимодействие клеток и тканей Некоторые термины генетики онтогенеза растений

• Для всех высших растений характерно совмещение гапло- и диплофаз в одном организме – гаметофит развивается на спорофите

• Рост – необратимые количественные изменения, происходящие во время развития организма

• Дифференцировка – качественные изменения, происходящие на клеточном, тканевом и органном уровнях

• Морфогенез – процесс формообразования, т.е.

закладки, роста и развития органов растения Онтогенез растения – естественный процесс с последовательной сменой нескольких этапов:

– эмбриональный – от зиготы до созревания семени (включительно)

– ювенильный – от прорастания семени до начала формирования репродуктивных органов

– зрелость и размножение – закладка и развитие репродуктивных органов, образование семян и плодов

– старость и отмирание

ЭТАПЫ СТАНОВЛЕНИЯ

ГЕНЕТИКИ РАЗВИТИЯ

1 – описательный 2 – экспериментальный 3 – биохимический 4 – молекулярно-генетический Современное развитие генетики онтогенеза Первый этап - описательный Немецкий зоолог В. Хеккер выделил фенокритические фазы

– стадии эмбриогенеза, на которых наблюдаются гистологические различия между нормальными и мутантными эмбрионами.

Он же предложил назвать новое направление феногенетикой.

–  –  –

Большой экспериментальный материал позволил сформулировать основные принципы генетики онтогенеза

1. Принцип дифференциальной активности генов как основа гетерогенизации (регионализации) развивающегося организма А. Вейсман выделял два типа клеточных делений – равнонаследственное и неравнонаследственное. Половые клетки – клетки зародышевого пути имеют полный набор детерминантов (биофоров), различия остальных клеток обусловлены различным сочетанием этих детерминантов.

В качестве доказательства – опыты Т. Бовери на аскариде, у которой наблюдается диминуция генетического материала в соматических клетках. Но явление диминуции

– частный случай, встречающийся крайне редко, а все клетки происходят от одной – зиготы.

Как это может быть?

Т. Морган: в клетках многоклеточного организма, расположенных в разных частях развивающегося зародыша, и в разные моменты их дифференцировки функционируют разные гены, в результате чего они и приобретают сначала химическое, а затем и морфологическое своеобразие.

АВСD АВСD АВСD АВСD

–  –  –

Р. Гольдшмидт: во всех клетках одинаково работают все гены, но продукты генов испытывают разную судьбу в разных частях зародыша, наблюдается не дифференциальная активность генов в разных клетках, а дифференциальное функционирование их продуктов.

2. Принцип ведущей роли ядерноцитоплазматических отношений в регионализации зародыша Известно, что в разных частях яйца содержится разная цитоплазма. Полярная плазма у насекомых содержит большое количество РНК, дает начало половым клеткам, если ее облучить – получаются стерильные насекомые, если ее пересадить – трансдетерминация (половые клетки будут развиваться в необычном для себя месте.

3. Признание роли взаимодействия генов в процессе онтогенеза В процессе развития (реализации) одного признака принимают участие очень многие гены Некоторые феномены взаимодействия генов Экспрессивность – степень проявления гена, выражающаяся в степени проявления признака (пегие коровы).

Пенетрантность – процент организмов с проявлением признака (мутации).

I.

II.

–  –  –

Специфичность действия гена:

• Время активации гена в ходе онтогенеза – временная специфичность действия гена.

• Направленность действия гена – пространственная специфичность его экспрессии (тканевая, региональная, органная).

• Поле действия гена – размер области, в которой экспрессируется ген.

Некоторые феномены взаимодействия генов

Специфичность действия гена:

• Время активации гена в ходе онтогенеза – временная специфичность действия гена.

• Направленность действия гена – пространственная специфичность его экспрессии (тканевая, региональная, органная).

• Поле действия гена – размер области, в которой экспрессируется ген.

Гены-модификаторы – гены, которые влияют на проявление признака – частично или полностью блокируют его проявление, либо способствуют максимальной его экспрессии.

Норма реакции – пределы вариабельности того или иного генетически детерминируемого признака в различных условиях среды.

Третий этап - биохимический 40-60-е гг. XX века.

Начинается с открытия Ж. Браше и Б. Кедровским роли нуклеиновых кислот в развитии (активное накопление РНК предшествует активному накоплению белка).

Открытие структуры и роли ДНК, а также становление центральной догмы биологии ДНК РНК белок, привели к накоплению экспериментальных данных по дифференциальной активности генов.

Американским генетиком К. Маркетом были открыты изоферменты (множественные фракции ферментов), что позволило впервые следить за активностью конкретных генов в процессе индивидуального развития. В нашей стране этот метод успешно применяли в своих исследованиях Л.И.

Корочкин, О.Л. Серов, Ю.П. Алтухов.

Четвертый этап – молекулярногенетический С 60-х годов до наших дней.

Характеризуется широким внедрением методов молекулярной биологии и генной инженерии, а также формированием представлений о конкретных путях реализации наследственной информации.

Стало возможным выделять отдельные гены, анализировать закономерности их экспрессии, выявлять регуляторные зоны.

Схема проведения эксперимента по генетике онтогенеза

• выявление разнообразия по данному признаку;

• доказательство генетической детерминации признака;

• локализация гена (генов);

• выделение и клонирование гена, его сиквенирование и «вычисление» его продукта;

• анализ экспрессии гена в процессе онтогенеза;

• выявление механизмов регуляции экспрессии данного гена с применением различных методов, в т.ч. с использованием генной инженерии;

• молекулярно-генетический анализ взаимодействия исследуемого гена и его продуктов с другими генами и их продуктами.

Методы генетики развития Генетические 1.

Использование генетических химер a.

Мутационный анализ b.

Генетический анализ c.

Комплементационные тесты (выявление множественных аллелей) Картирование Изучение генных взаимодействий Физиологические 2.

In vitro (чувствительность к гормонам, способность к a.

регенерации) Прививки b.

Молекулярные 3.

Клонирование и молекулярный анализ a.

Изучение экспрессии генов b.

Методы генетической трансформации 4.

Функциональный анализ клонированных генов a.

Методы генетики онтогенеза Генетический анализ

–  –  –

Цитологический, цитоэмбриологический, гистологический Сканирующая электронная микроскопия Методы генетики онтогенеза Гистохимия, иммуногистохимия Гибридизация нуклеиновых кислот Методы генетики онтогенеза Трансформация Методы генетики онтогенеза Культивирование in vitro и соматическая гибридизация Методы генетики онтогенеза

–  –  –

Fi(Kxn)[+(n) @L(sn)][-(n) @L(sn)]…… Fi(kxn)[+(n) n+ i @L(sn)][-(n) @L(sn)]Fi(xn)@L(sn) Пятый этап развития генетики онтогенеза В настоящее время мы вступаем в пятый период развития генетики онтогенеза, в ходе которого, возможно, будет решен основной вопрос этой науки, поставленный Т.

Морганом:

Каким образом молекулярногенетические события в ходе онтогенеза детерминируют формообразовательные процессы?

Уровни регуляции экспрессии Ядерный скелет генов в процессе индивидуального развития организма Эн

Похожие работы:

«Андрій НАДЄЖДІН МИСТЕЦЬКІ ПРОСТОРИ МИХАЙЛА НАДЄЖДІНА Творчий доробок народного художника України Михайла Надєждіна розкриває нову сторінку в історії становлення сучасного образотворчого мистецтва в Україні. Яскравий представник хвилі мистецтва протесту 1960-х, він увійшов у новий час стрімко і рвучко, сп...»

«УДК 34 Исламов Янис Радикович аспирант. Башкирская академия государственной службы и управления при президенте Республики Башкортостан yanis-islamov1@yandex.ru Yannis R. Islamov Gradu...»

«Алена Яворская "Бестолковая улица" Из книг, написанных об Одессе, вполне можно сложить пирамиду. Думаю, по величине она как раз сравнится с пирамидой Хеопса. Но ведь город состоит из улиц. А кто из поэтов и писателей воспел улицы нашего города, хотя бы главные? Вспоминается разве что Семен...»

«ТРИ "Ф" СЕРГЕЯ БРИЛЕВА С.Б. Брилев. Фидель. Футбол. Фолкленды. Латиноамериканский дневник. М., АСТ/Зебра-Е, 2008, 272 с. (с ил.) Рецензия – Владимир Орлов Автор книги, в заголовок которой вынесены три слова, начинающиеся с "Ф", – член редколлегии Индекса Безопасности. Конечно, о член...»

«Науан Хазрет – ученый-теолог, просветитель борец против колониальной политики царизма Абуев К.К., д.и.н., профессор Кокшетауского государственного университета им. Ш. Уалиханова, заслуженный деятель Казахстана Prof.abuew@mail.ru Статья опу...»

«ГЛАВА 3 ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ТЕЛО, ОРГАН ФИЗИЧЕСКОЙ ЖИЗНЕННОСТИ Мы сейчас рассматриваем чисто физический уровень, и жизненность считается аспектом солнечной физической силы, называемый жизненной энергией и доходящий до нас в виде излучения. Для науки её природа является пока таинственной, не признанной и не изученной 1.ФИЗ...»

«Факторы, влияющие на интенсивность дифракционных максимумов Линии на дифрактограмме (рентгенограмме) любого кристаллического образца отличаются по интенсивности друг от друга. Это свидетельство того, что разные плоскости по разному отражают рентгеновские лучи. Очевидно, интенсивность отраже...»

«Алексей ХОЛОДОВ Медея Сборы были закончены. Начинала она их неохотно: она думала, что, быть может, на этот раз ей удастся обмануть ту силу, которая однажды за ставила ее бросить дом и сделаться влюбленной странницей. Тогда это бы ла не просто любовь. Это была жажда, рождавшаяся глубоко внутри. Она...»

«СОГЛАСОВАНО УТВЕРЖДЕНО Начальник управления Директор МБОУ СОШ № 28 образования г. Симферополя _ Т.И. Сухина О.А. Левицкая Приказ № 17 от 15.01.2016 г. ПРОГРАММА РАЗВИТИЯ муниципального бюджетного обще...»









 
2017 www.lib.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные материалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.