Наука
наука
Общая биология
ГАМЕТА - зрелая репродуктивная клетка, способная при слиянии с аналогичной клеткой другого пола образовывать зиготу.
ГАМЕТОГЕНЕЗ - развитие половых клеток. В половых железах развиваются гаплоидные клетки (с одинарным набором хромосом). Процесс образования мужских гамет (сперматозоидов), проходящий в семенниках, называют сперматогенезом. Процесс образования женских гамет (яйцеклеток), протекающий в яичниках - овогенезом.
ГАСТРУЛА - ранняя стадия эмбрионального развития, представляющая собой двухслойный мешок, состоящий из клеток, полость которого сообщается с внешней средой посредством отверстия (первичного рта). Наружный слой гаструлы - эктодерма, внутренний - энтодерма. Стадия гаструлы следует за стадией бластулы.
ГЕН - участок молекулы ДНК или РНК, содержащий информацию о первичной структуре белка; единица наследственного материала. К свойствам генов можно отнести их высокую устойчивость в ряду поколений и в то же время способность к наследуемым изменениям -мутациям, служащим основой изменчивости организмов и предоставляющим материал для естественного отбора, а также их дискретность и линейное расположение в хромосоме. Фактически существование дискретных наследственных задатков было доказано Г. Менделем в 1865 г., а в 1909 г. В. Иогансен назвал их генами. В середине текущего столетия было установлено, что ген делим и не является целиком единицей мутации. Мутировать могут элементы гена, включающие отдельные пары нуклеоти-дов ДНК. Ген, кодирующий синтез определённого белка, состоит из нескольких обязательных элементов: регуляторной зоны (определяющей активность гена), промотора (участка, ответственного за транскрипцию данного гена), структурной части (заключающей информацию о первичной структуре соответствующего белка). Структурная часть, в свою очередь, сама подразделяется на участки: экзоны и интроны. Экзоны представляют собой участки ДНК, которые несут информацию о строении белка; интроны не кодируют структуру белка, хотя и транскрибируются. Процесс вырезания интронов и сращивания экзонов при образовании и-РНК осуществляется специальными ферментами и носит название сплайсинг (сшивание). Для организации генетического материала прока-риот характерны структуры опердны, состоящие из нескольких генов.
ГЕНЕТИКА - наука о наследственности и изменчивости живых организмов, а также о методах управления ими. Основы генетики были заложены чешским естествоиспытателем Г. Менделем (1822-1884), открывшим законы наследования и показавшим, что признаки организмов являются дискретными (отдельными) наследственными факторами; а также американской школой Т. X. Моргана (1866-1945), в которой были разработаны основы хромосомной теории наследования. Значительную роль в развитии генетики сыграли работы Г. Де Фриза, К. Корренса, Э. Чермака, А. С. Серебровского, С. С. Четверикова, Н. И. Вавилова. Сам термин был предложен в 1906 г. У. Бэтсоном. Сегодня генетику в зависимости от объекта исследования подразделяют на генетику микроорганизмов, животных, растений, человека, а в зависимости от методов исследований - на биохимическую, молекулярную и популяционную генетику.
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ КАРТА ХРОМОСОМЫ - схема взаимного расположения генов, находящихся в одной группе сцепления.
ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД - система записи информации о последовательности расположения аминокислот в белках с помощью последовательности расположения нуклеотидов в информационной РНК. Код триплетен, в его состав входят 4 нуклеотида: А, Г, Ц, У, группируемых по три, например АУГ, ГЦА, ЦЦГ и т. д. Из 4 нуклеотидов можно создать 64 различные комбинации по 3 нуклеотида в каждой, этого вполне хватает, чтобы закодировать 20 аминокислот, принимающих участие в биосинтезе белка в клетке. Однако генетический код вырожден, т. е. одна аминокислота кодируется несколькими кодонами (от 2 до 6). Лишь только две аминокислоты - метионин и триптофан - кодируются одним триплетом. При всём этом каждый кодон шифрует только одну аминокислоту. В и-РНК в конце каждого гена имеются триплеты: УАА, УАГ, УГА, прекращающие синтез полипептидной цепи. Генетический код универсален, т. е. одинаков для всех живых организмов (одни и те же триплеты кодируют одни и те же аминокислоты).
ГЕННАЯ (генетическая) ИНЖЕНЕРИЯ - раздел молекулярной генетики, исследующий возможности создания искусственных генетических структур. В условиях in vitro (в пробирке) создаются новые комбинации генетического материала, способные размножаться в клетке-хозяине, куда их внедряют и где они синтезируют необходимые вещества и соединения. Например, гормон роста сомато-тропин (полипептид, состоящий из 191 аминокислоты), используемый для лечения карликовости, сегодня выделяют не из гипофиза трупов, а синтезируют в лабораторных условиях из бактерии кишечной палочки, в плазмиды которой встроен ген, отвечающий за синтез человеческого соматотропина.
Огромное значение в генной инженерии имеют ферменты - рестриктазы, рассекающие молекулу ДНК, и ферменты - лигазы, вновь её сшивающие в единое целое после соответствующих манипуляций. Ферменты были открыты в 80-х годах XX в., но уже сегодня благодаря им налажен синтез искусственного инсулина - хумулина. Среди методов генной инженерии наиболее известным является метод клонирования, заключающийся в создании колонии бактерий (клона), содержащих в плазмидах чужеродный ген и способных вырабатывать белок, кодируемый этим геном. Коллекцию разных генов называют банком генов. Процесс клонирования генов в настоящее время частично автоматизирован.
ГЕНОМ - совокупность генов, содержащихся в гаплоидном наборе хромосом клетки. В отличие от генотипа геном представляет собой характеристику вида, а не отдельной особи.
ГЕНОТИП - совокупность генов какой-либо клетки или целого организма. Генотип представляет собой набор всех наследственных задатков организма, т. е. он контролирует развитие, строение и жизнедеятельность организма.
ГЕНОФОНД - совокупность генов, которые имеются у особей данной популяции, группы популяций или вида. Разные виды обладают различным генофондом. Генофонд неоднороден и постоянен лишь относительно. Факторы, влияющие на изменение частоты встречаемости генов в той или иной популяции, способствуют дальнейшему видообразованию.
ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКАЯ ШКАЛА - геологическое летоисчисление, представленное в виде таблицы, показывающей чередование этапов развития земной коры и органического мира. При составлении геохронологической шкалы огромное внимание уделяется данным палеонтологических раскопок - следам жизнедеятельности, а также отпечаткам и окаменелостям животных и растений, населявших Землю в прошлые геологические эпохи. Не менее важное значение при составлении шкалы имеют методы изотопной геохронологии, устанавливающие возраст горных пород по содержанию продуктов радиоактивного распада в минералах (см. приложение).
ГЕРМАФРОДИТИЗМ - наличие у одной особи одновременно мужских и женских половых желез, образующих сперматозоиды и яйцеклетки.
ГЕТЕРОЗИГОТА - организм или соматическая клетка, в гомологичных хромосомах которого имеются разные аллели того или иного гена (Аа). Данное сочетание возникает в результате соединения гамет с разными аллелями А и а. Другими словами, гетерозиготными называют те особи, в потомстве которых обнаруживается расщепление.
ГЕТЕРОЗИС — явление резкого увеличения жизнеспособности и плодовитости гибридов первого поколения по сравнению с родительскими формами. Явление гетерозиса наблюдают при скрещивании неродственных форм: представителей разных пород, сортов, подвидов и даже видов. Предполагают, что эффект гетерозиса основан на преобладании среди гибридов первого поколения гетерозигот, а в гетерозиготном состоянии сохраняется множество аллелей, проявляющих в противоположном — гомозиготном состоянии неблагоприятные воздействия на многие жизненно важные функции и признаки организма. В природных популяциях особи гетерозиготны по большому числу генов, по-видимому именно это способствует их сохранению. Явление гетерозиса широко применяется в практике сельского хозяйства.
ГИБРИДИЗАЦИЯ — процесс скрещивания организмов, отличающихся друг от друга по одному или нескольким признакам. Потомки, полученные в результате гибридизации, называются гибридами.
ГЛИКОЛИЗ — последовательность реакций, в результате которых одна молекула глюкозы расщепляется на две молекулы пировиноградной кислоты (ПВК). Реакции протекают в цитоплазме клетки, и для них не требуется присутствия кислорода. Процесс можно подразделить на два этапа: на первом из них происходит превращение глюкозы в фруктозо-1,6-бифосфат, а на втором — его дальнейшее расщепление на два трехуглеродных сахара, которые позже превращаются в ПВК. Выход АТФ при реакциях равен двум молекулам. Кроме этого, освобождается 4 атома водорода.
Далее, как правило при отсутствии кислорода в клетке, ПВК превращается в молочную (СН3СН(ОН)СООН) кислоту (анаэробное дыхание). Если же в клетку поступает кислород, то ПВК переходит в митохондрии для полного окисления до СО2 и Н2О (аэробное дыхание).
ГОМОЗИГОТА - организм (клетка), содержащая две одинаковых аллеля одного гена: например АА или аа. Гомозиготность возникает при соединении гамет, несущих одинаковые аллели данного гена -А и .А или а и а. Гомозиготные особи не дают расщепления в следующем поколении.
ГОМОЙОТЕРМЫ - животные с постоянной температурой тела, не зависящей от перепадов температуры окружающей среды.
ГОМОЛОГИЧНЫЕ ОРГАНЫ - структуры, имеющие общее происхождение, но часто выполняющие различные функции. Например, передние конечности млекопитающих и крылья птиц.
ГОРМОНЫ - биологически активные вещества, вырабатываемые в организме специализированными органами (например, железами внутренней секреции) или скоплениями особых клеток. Гормоны в основном имеют белковую природу и поступают в кровь, откуда разносятся по всему организму, регулируя большинство процессов жизнедеятельности. Термин «гормоны» предложен Э. Старлингом в 1905 г. Гормоны, вырабатывающиеся в клетках центральной нервной системы, называют нейрогормонами. Гормоны местного действия (гистамин, простагландины) называют гормоноидами, или тканевыми гормонами. Всего известно около 40 гормонов. Кроме гормонов белковой природы (инсулина, соматотропина) имеются ещё гормоны - производные аминокислот (адреналин, тироксин) и стероидные гормоны (половые - андрогены и эстрогены, кортикостероиды). Гормоны способствуют поддержанию постоянства внутренней среды организма, т. е. его гомеостазу. Недостаточное или избыточное выделение гормонов приводит к эндокринным заболеваниям.
ГРУППЫ СЦЕПЛЕНИЯ - расположенные в одной хромосоме и совместно наследуемые группы генов.