Визначення науки екології

Генна інженерія. Біотехнологія. Завдання, методи. Досягнення, перспективи.

Кодування та реалізація біологічної інформації в клітині. Кодова система ДНК і білка.

1. Первинно нд ?? е різноманіття життя обумовлюється різноманітністю білкових молекул, що виконують в клітинах різні біологічні функції. Структура білків визначається набором і порядком розташування амінокислот в їх пептидних ланцюгах. Саме ця послідовність амінокислот в пептидних ланцюгах зашифрована в молекулах ДНК за допомогою біологічного (генетичного) коду. Для шифровки 20 різних амінокислот достатню кількість поєднань нуклеотидів може забезпечити лише триплетний код, в якому кожна амінокислота шифрується трьома стоять поруч нуклеотидами.

Генетичний код - ϶ᴛᴏ система запису інформації про послідовність розташування амінокислот в білках за допомогою послідовного розташування нуклеотидів в і-РНК.

1) Код триплетів. Це означає, що кожна з 20 амінокислот зашифровано послідовністю 3 нуклеотидів, прийнято називати кодоном або кодоном.

2) Код виродилися. Це означає, що кожна амінокислота шифрується більш ніж одним кодоном (виняток метіотін і триптофан)

3) Код однозначний - кожен кодон шифрує тільки 1 аміноксилот

4) Між генами є''знакі препінанія'' (УАА, УАГ, УГА) кожен з яких означає припинення синтезу і стоїть в кінці кожного гена.

5) Всередині гена немає розділових знаків.

6) Код універсальний. Генетичний код єдиний для вс ?? ех живих на землі істот.

Транскрипція - ϶ᴛᴏ процес зчитування інформації РНК, що здійснюється і-РНК полімеразою. ДНК - носій нд ?? їй генетичної інформації в клітині, безпосередньої участі в синтезі білків не приймає. До рибосомам - місцях збирання білків - висилається з ядра несе інформаційний посередник, здатний пройти пори ядерної мембрани. Їм є і-РНК. За принципом комплементарності вона зчитує з ДНК за участю ферменту званого РНК - полімеразою. У процесі транскрипції можна виділити 4 стадії:

1) зв'язування РНК-полімерази з промотором,

2) ініціація - початок синтезу. Воно полягає в утворенні першої фосфодіефірних зв'язку між АТФ і ГТФ і два нуклеотидом синтезує молекули і-РНК,

3) елонгація - зростання ланцюга РНК, ᴛ.ᴇ. послідовне приєднатися ?? ення нуклеотидів один до одного в тому порядку, в якому стоять комплементарні нуклеотиди в транскрибируемой ните ДНК,

4) Терминация - завершення синтезу і-РНК. Промотр - майданчик для РНК-полімерази. Оперон - частина одного гена ДНК.

ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота) - біологічний полімер, що складається з двох полінуклеотидних ланцюгів, з'єдн ?? енних один з одним. Мономери, що становлять кожну з ланцюгів ДНК, з себясложние органічні з'єдн ?? ення, що включають одне з чотирьох азотистих основ: аденін (А) або тимін (Т), цитозин (Ц) або гуанін (Г), п'ятиатомний цукор пентозу - дезоксирибози, по імені якої отримала назву і сама ДНК, а також залишок фосфорної кислоти. Ці з'єдн ?? ення звуться нуклеотидів.

2. ГЕННА ІНЖЕНЕРІЯ, або технологія рекомбінантних ДНК, зміна за допомогою біохімічних і генетичних методик хромосомного матеріалу - основного спадкового речовини клітин. Хромосомний матеріал складається з дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК). Біологи ізолюють ті чи інші ділянки ДНК, з'єднують їх в нових комбінаціях і переносять з однієї клітини в іншу. В результаті вдається здійснити такі зміни геному, які природним шляхом навряд чи могли б виникнути. Методом генної інженерії отримано вже ряд препаратів, в т.ч. інсулін людини і противірусний препарат інтерферон. І хоча ця технологія ще тільки розробляється, вона обіцяє досягнення величезних успіхів і в медицин ?? е, і в сільському господарстві. У медичні ?? е, наприклад, це дуже перспективний шлях створення і виробництва вакцин. У сільському господарстві за допомогою рекомбінантної ДНК бувають отримані сорти культурних рослин, стійкі до посухи, холоду, хвороб, комах-шкідників і гербіцидів.

Методи генної інженерії:

- метод секвенування - ставка ?? ення нуклеотидноїпослідовності ДНК;

- метод зворотної транскрипції ДНК;

- розмноження окремих фрагментів ДНК.

Сучасна біотехнологія - це новий науково-технічний напрям, який виник в 60-70-х роках нашого століття. Особливо бурхливо вона стала розвиватися з середини 70-х років після перших успіхів генно-інженерних експериментів. Біотехнологія, по суті, не що інше, як використання культур клітин бактерій, дріжджів, тварин або рослин, метаболізм і біосинтетичні можливості яких забезпечують вироблення специфічних речовин. Біотехнологія на базі застосування знань і методів біохімії, генетики та хімічної техніки дала можливість отримання за допомогою легко доступних, поновлюваних ресурсів тих речовин і які важливі для життя і добробуту.

3. Екологія - сфера наукових знань про взаємини живих організмів і середовища їх проживання. Природа, в якій живе живий організм, є середовищем її проживання. Фактори середовища, які впливають на організм, називають екологічними факторами:

1) абіотичні фактори - фактори неживої природи (температура, світло, вологість);

2) біотичні фактори - взаємини між особинами в популяції і між популяціями в природному суспільстві;

3) антропогенний фактор - діяльність людини, що призводить до зміни середовища проживання живих організмів.

Фотоперіодизм - загальне важливе пристосування організмів. Так, весняні подовжуються дні викликають активну діяльність статевих жел ?? ез.

У 1935 ᴦ. англійський ботанік А.Теслі ввів поняття''екосістема''- історично склалися відкриті, але цілісні і стійкі системи живих і неживих компонентів, що мають односторонній потік енергії, внутрішні і зовнішні кругообіг речовин і володіють здатністю регулювати нд ?? е ці процеси.

У 1942 ᴦ. радянський академік В.Н.Сукачев сформулював поняття''біогеоценоз'' - відкрита природна система, що складається з живих і неживих компонентів, що займає територію з порівняно однорідним рослинним співтовариством і характеризується определ ?? енним потоком енергії, кругообігом речовин, рухом і розвитком.

Ліс, поле, луг - ϶ᴛᴏ екосистема. Але коли характеристика лісу і його тип конкретізуется определ ?? енним рослинним співтовариством (ялинник - чорничник, сосняк - брусничник) - це біогеоценоз.

Навколишнє середовище людини являє собою переплетення взаємодіючих природних та антропогенних екологічних факторів, набір яких різниться в різних природно-географічних та економічних регіонах планети.