Рубрика: Կենսաբանություն

Մուտացիա

Մուտացիան գենոտիպի կայուն փոփոխությունն է որն իրականանում է արտաքին կամ ներքին միջավայրի ազդեցության տակ։ Մուտացիաները լինում են՝ ինքնաբուխ, առաջանում են ինքնաբերաբար օրգանիզմի ողջ կյանքի ընթացքում իր համար նորմալ շրջակա միջավայրի պայմանների դեպքում և աջակցված, գենոմի ժառանգվող փոփոխությունները, որոնք առաջանում են շրջակա միջավայրի ոչ բարենպաստ ազդեցության կամ արհեստական պայմաններում այս կամ այն մուտագեն ազդեցությունների արդյունում։ Մուտացիաների առաջացմանը հանգեցնող հիմնական պրոցեսներն են՝ ԴՆԹ-ների կրկնապատկումը, ԴՆԹ-ների վերականգնման խախտումները:

Մուտացիաների դասակարգում

Գոյություն ունեն մուտացիաների մի քանի դասակարգումներ՝ ըստ տարբեր չափանիշների։

  • հիպոմորֆ (փոփոխված ալլելները գործում են նույն ուղղությամբ, ինչ որ վայրի տեսակի ալլելները՝ սինթեզելով միայն ավելի քիչ քանակի սպիտակուցային նյութ), ամորֆ (մուտացիան նման է գենի գործառնության լրիվ կորստին),
  • հակաամորֆ (մուտացիոն հատկանիշը փոխվում է, օրինակ եգիպտացորենի սերմերի կարմիր գույնը փոխվում է մոխրագույնի),
  • նեոամորֆ։

Կարճ ասած՝

  • գենոմային,
  • քրոմոսոմային,
  • գենային

Գենոմային պոլիպլոիդիզացում

Օրգանիզմների կամ բջիջների առաջացում, որոնց գենոմը ներկայացված է քրոմոսոմների երկուսից ավել հավաքածուով և անեուպլոիդիացում` գապլոիդ հավաքածուին ոչ բազմապատիկ քրոմոսոմների թվի փոփոխություն։ Կախված քրոմոսոմային հավաքածուների ծագումից՝ պոլիպլոիդների մեջ տարբերում են՝

  • ալլոպոլիպլոիդներ, որոնք ունեն տարբեր տեսակի՝ հիբրիդացումից ստացված քրոմոսոմների ավաքածուներ,
  • աուտոպոլիպլոիդներ, որոնց մոտ տեղի է ունենում սեփական գենոմի քրոմոսոմների թվի ավելացում n անգամ։

Քրոմոսոմային մուտացիա

Այդ ժամանակ տեղի են ունենում առանձին քրոմոսոմների կառուցվածքի խոշոր փոփոխություներ։ Այդ դեպքում դիտվում է մեկ կամ մի քանի քրոմոսոմների գենետիկական նյութի կորուստ  կամ կրկնապատկում, ինչպես նաև առանձին քրոմոսոմների հատվածների կողմնորոշման փոփոխություն, և գենետիկական նյութի տեղափոխություն մեկ քրոմոսոմից մյուսի վրա: Գենային մակարդակով ԴՆԹ-ի սկզբնական կառուցվածքի փոփոխությունները մուտացիայի ազդեցության տակ նվազ նշանակալից են, քան քրոմոսոմային մուտացիաների դեքում, սակայն գենային մուտացիաերը առավել հաճախ են հանդիպում։

Գենային մուտացիա

Դրա արդյունքում տեղի են ունենում մեկ կամ մի քանի նուկլեոտիդների փոփոխություններ, դելեցիաներ, ներդրումներ և տրանսլոկացիաներ, դուպլիկացիաներ և ինվերսիաներ՝ գեների տարբեր հատվածներում, այն դեպքում, երբ մուտացիայի ազդեցության տակ փոփոխվում է միայն մեկ նուկլեոտիդ, ապա խոսքը կետային մուտացիաների մասին է։ Քանի որ ԴՆԹ-ի կազմի մեջ մտնում են միայն երկու տիպի ազոտային միացություններ` պուրիններ և պիրիմիդիններ, ապա հիմքերի փոփոխությամբ բոլոր կետային մուտացիաները բաժանվում են երկու դասի՝ տրանզիցիա (պուրինի փոփոխությունը պուրինով և պիրիմիդինի փոփոխությունը պիրմիդինով) և տրանսվերսիա (պուրինի փոփոխությունը պիրիմիդինով և հակառակը)։ Հնարավոր են գենային մուտացիաների հետևյալ գենետիկական հետևանքները.

  • կոդոնի իմաստի պահպանում՝ գենետիակական կոդի ընդարձակվածության պատճառով (նուկլեոտիդի հոմանիշային փոփոխություն),
  • կոդոնի իմաստի փոփոխություն, որը հանգեցնում է պոլիպեպտիդային շղթայի համապատասխան մասում ամինաթթուների փոխարինման (միսսենս-մուտացիա),
  • անիմաստ կոդոնի առաջացում (նոնսենս- մուտացիա)։
  • Երեք անիմաստ կոդոն՝ ամբեր – UAG, օխր- UAA և օպալ- UGA (սրանց համապատասխան էլ ստացվում են մուտացիաների անվանումները, որոնք բերում են անիմաստ տրիպլետների առաջացմանը՝ ամբեր-մուտացիա) հետադարձ փոփոխություն։
Рубрика: Կենսաբանություն

Գոյության կռիվ։Ձևերը

Գոյության կռվի շուրջերկրյա ճանապարհորդության ընթացքում Դարվինն ուշադրություն դարձրեց օրգանիզմների բազմացման առանձնահատկությունների վրա։ Բոլոր օրգանիզմները բազմանում և սերունդ են թողնում բավականին մեծ քանակով։ Լուսնաձուկը դնում է մոտ 300 միլիոն ձկնկիթ, թառափը՝ մինչև 1 միլիոն ձկնկիթ, դոդոշը՝ մոտ 10 հազար գորտնկիթ։

Գորշ մեծամուկը տարեկան ծնում է հինգ անգամ միջին հաշվով 8-ական ձագ, որոնք էլ երեք ամսից սկսում են բազմանալ։ Բազմաթիվ օրինակների հիման վրա Դարվինը եզրակացրեց, որ բնության մեջ բոլոր կենդանիները և բույսերը բազմանում են երկրաչափական պրոգրեսիայով, սակայն յուրաքանչյուր տեսակի հասուն առանձնյակների քանակությունը բնության մեջ մնում է գրեթե անփոփոխ։ Դարվինը գտնում է, որ ծնված առանձնյակների մեծ մասը մինչև սեռահասուն դառնալը ոչնչանում է, որի պատճառը բնության մեջ գործող գոյության կռիվն է։ «Գոյության կռիվ» ասելով հասկանում ենք տեսակի ներսում առանձնյակների միջև, տարբեր տեսակների առանձնյակների միջև, ինչպես նաև առանձնյակների և անօրգանական աշխարհի միջև տեղի ունեցող բարդ և բազմազան հարաբերությունները։

Դարվինը գտնում էր, որ գոյության կռիվը ոչ թե առանձին էվոլյուցիոն գործոն է, այլ նախադրյալ է բնական ընտրության համար։ Բոլոր կենդանի օրգանիզմները տալիս են բազմաքանակ սերունդ, սակայն բնության մեջ օրգանիզմների անկառավարելի աճ երբեք չի դիտվում։ Գոյություն ունեն օրգանիզմների թվաքանակը կարգավորող և սահմանափակող բազմաթիվ գործոններ։ Դրանցից են՝ բնակլիմայական պայմանները, գոյության կռիվը՝ ինչպես տեսակի ներսում, այնպես էլ տարբեր տեսակների միջև։ Դարվինն առաջինը հասկացավ գոյության կռվի նշանակությունը էվոլյուցիայի համար։ Գոյության կռվի հիմնական պատճառը տեսակների թվաքանակի հնարավոր անսահմանափակ աճի և միջավայրի պայմանների, պաշարների միջև եղած անհամապատասխանությունն է։

Рубрика: Կենսաբանություն

Մեյոզ և միտոզ

Մեյոզը բջիջների՝ կենդանիների, բույսերի և սնկերի սեռական բազմացման ժամանակ իրականացող բաժանման հատուկ եղանակ։ Մեյոզով կիսվող բջիջներում քրոմոսոմային հավաքակազմի քանակը կրճատվում է երկու անգամ՝ մեկ դիպլոիդ բջջից առաջանում են չորս հապլոիդ բջիջներ։ Մեյոզի արդյունքում առաջացած բջիջները, կամ գամետներ են, կամ սպորներ։ Կենդանիների արական գամետներն անվանում են սպերմատոզոիդներ, իսկ իգականը՝ ձվաբջիջներ։ Մեյոզի ընթացքում երկու անգամ կրճատված քրոմսոմային հավաքակազմ ունեցող գամետները միաձուլվում են բեղմնավորման ընթացքում․ առաջացած զիգոտում քրոմոսոմների սկզբնական քանակը վերականգնվում է։ Մինչ մեյոզի սկիզբը բջջային ցիկլի ընթացքում, յուրաքանչյուր քրոմոսոմի ԴՆԹ-ն կրկնապատկվում է և յուրաքանչյուր քրոմոսոմ ունենում է 2 քույր քրոմատիդ։ Մեյոզի առաջին փուլն սկսվում է այն բջիջների մոտ, որոնց յուրաքանչյուր քրոմոսոմն ունի երկու միանման զույգեր։ Յուրաքանչյուր զույգը բաժանվում է՝ գոյացնելով 2 առանձին հապլոիդ բջիջներ, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի մեկ քրոմոսոմ։ Սա տեղի է ունենում մեյոզի առաջին փուլի ընթացքում առաջացած երկու բջիջների մոտ։ Մեյոզը առաջին և երկրորդ բաժանումների միջև ընկած կարճ ինտերֆազի ընթացքում գենետիկական նյութի կրկնապատկում տեղի չի ունենում, որի հետևանքով մեյոզը երկրորդ բաժանման վերջում առաջանում են 4 բջիջներ քրոմոսոմների հապլոիդ հավաքակազմով։

Рубрика: Կենսաբանություն

Ավտոտրոֆ և Հետորոտրոֆ

Ավտոտրոֆ

Ավտոտրոֆներն ընդունակ են անօրգանական նյութերից օրգանական միացություններ սինթեզել։ Դրանցից են որոշ բակտերիաներ և բոլոր կանաչ բույսերը։ Կախված այն բանից, թե էներգիայի ինչ աղբյուր են օգտագործում այդ գործընթացում, ավտոտրոֆները բաժանվում են երկու խմբի՝ ֆոտոտրոֆներ և քեմոտրոֆներ։ Ֆոտոտրոֆների համար էներգիայի աղբյուր է ծառայում լույսը, քեմոտրոֆների համար՝ քիմիական ռեակցիաները։

Հետորոտրոֆ

Ընդունակ չեն անօրգանական նյութերից օրգանական միացություններ սինթեզելու։ Նրանք իրենց կենսագործունեության համար անհրաժեշտ օրգանական նյութերը ստիպված են դրսից ստանալու։ Մանրէների զգալի մասը, սնկերը, որոշ մակաբույծ բույսեր, գրեթե բոլոր կենդանիները, ինչպես նաև մարդը հետերոտրոֆներ են։ Կան կենդանի օրգանիզմներ, օրինակ՝ գիշատիչ բույսերը, որոնք ավտոտրոֆ նյութափոխանակության հետ միասին օժտված են նաև հետերոտրոֆով։

Рубрика: Կենսաբանություն

Ֆոտոսինթեզ

Ֆոտոսինթեզը բարդ, բազմաստիճան գործընթաց է։ Նրա մեջ կենտրոնական դերը պատկանում է քլորոֆիլին՝ կանաչ գույնի օրգանական նյութին, որի միջոցով արեգակնային ճառագայթման էներգիան փոխակերպվում է քիմիական կապի էներգիայի։

Ֆոտոսինթեզը սկսվում է՝ քլորոպլաստը տեսանելի լույսով լուսավորվելով։ Ֆոտոնը, ընկնելով քլորոֆիլի մոլեկուլի վրա, գրգռում է նրան.մոլեկուլի էլեկտրոններն անցնում են բարձր մակարդակի, այսինքն՝ միջուկից ավելի հեռու գտնվող ուղեծրի վրա։ Դրա շնորհիվ հեշտանում է էլեկտրոնների անջատումը մոլեկուլներից։ Գրգռված էլեկտրոններից մեկն անցնում է փոխադրիչ մոլեկուլի վրա, որը նրան տանում և տեղափոխում է թաղանթի մյուս կողմը։ Քլորոֆիլի մոլեկուլը վերականգնում է էլեկտրոնի կորուստը՝ այն վերցնելով ջրի մոլեկուլից։ Էլեկտրոնների կորցնելու հետևանքով ջրի մոլեկուլներն ենթարկվում են ֆոտոլիզի.

Рубрика: Կենսաբանություն

Նուկլեինաթթուներ, ԴՆԹ, ՌՆԹ, գենետիկական կոդ

ԴՆԹ բոլոր կենդանի օրգանիզմների և որոշ վիրուսների զարգացման և կենսագործունեության գենետիկական հրահանգները պարունակող նուկլեինաթթու։ Վերջինները, սպիտակուցներն ու ածխաջրերը կյանքի համար անհրաժեշտ երեք կարևորագույն մակրոմոլեկուլներն են։ ԴՆԹ-ի մոլեկուլները սովորաբար կրկնակի պարույրներ են՝ կազմված երկու երկար կենսապոլիմերներից, որոնք էլ իրենց հերթին կազմված են նուկլեոտիդներից։ Յուրաքանչյուր նուկլեոտիդ կազմված է ազոտային հիմքից (գուանին (G, Գ), ադենին (A, Ա), թիմին (T, Թ) և ցիտոզին (C, Ց)), ածխաջրից (դեզօքսիռիբոզ) և ֆոսֆորական թթվի մնացորդներից։ ԴՆԹ-ի մոլեկուլների հիմնական դերը տեղեկատվության երկարատև պահպանումն է։ ԴՆԹ-ի այն հատվածները, որոնք ծածկագրում են սպիտակուցներ, կոչվում են գեներ, իսկ ԴՆԹ-ի չծածկագրող հատվածներն ունեն կառուցվածքային նշանակություն կամ մասնակցում են ծածկագրող հատվածների ակտիվության կարգավորմանը։

ԴՆԹ-ի կրկնակի պարույրի կառուցվածքի մի մասը

Ռիբոնուկլեինաթթու, (ՌՆԹ), բոլոր կենդանի օրգանիզմներում պարունակվող երեք հիմնական մակրոմոլեկուլներից մեկը (մյուս երկուսը ԴՆԹ-ն և սպիտակուցներն են)։ Այնպես, ինչպես ԴՆԹ-ն, ՌՆԹ-ն նույնպես կազմված է նուկլեոտիդների շղթայից[1]։ Յուրաքանչյուր նուկլեոտիդ կազմված է ազոտային հիմքիցմիաշաքարից (ռիբոզ) և ֆոսֆատային խմբից։ Նուկլեոտիդների հաջորդականության շնորհիվ ՌՆԹ-ն կարողանում է գաղտնագրել գենետիկական ինֆորմացիան։ Բոլոր բջջային օրգանիզմներն օգտագործում են իՌՆԹ-ն՝ սպիտակուցների սինթեզը ծրագրավորելու համար։

Նախա-իՌՆԹ-ի երկրորդային կառուցվածքը։ Հիմքերում ազոտի ատոմները նշված են կապույտ, իսկ ֆոսֆատային մնացորդում թթվածնի ատոմները՝ կարմիր գույներով։

Գենետիկական կոդ, ժառանգական ինֆորմացիայի ծածկագրման համակարգ նուկլեինաթթուների համակարգում, կենդանիներիբույսերիբակտերիաների և վիրուսների մոտ իրականացվում է նուկլեոաիդների հաջորդականությամբ։ Բնական նուկլեինաթթուներում՝ դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթու (ԴՆԹ) և ռիբոնուկլեինաթթու (ՌՆԹ), հանդիպում են նուկլեոտիդների 5 տարածված ձևեր (յուրաքանչյուր նուկլեինաթթվում 4-ը), որոնք միմյանցից տարբերվում են ազոտային հիմքով։ ԴՆԹ պարունակում է ադենին (Ա), գուանին (Գ), ցիտոզին (Ց), թիմին (Թ), ՌՆԹ-ում թիմինի փոխարեն ուրացիլ է (Ու)։ Սպիտակուցում ամինաթթուների քանակությունն (20) ու գենետիկական կոդը կոդավորող նշանները (4) չեն համապատասխանում, հետևաբար կոդային թիվը, այսինքն՝ 1 ամինաթթուն կոդավորող նուկլեոտիդների քանակը 1 լինել չի կարող։ Ամերիկացի գիտնական Գ. Գամովը (1954 թ.-ին) առաջարկել է գենետիկական կոդի տրիպլետային մոդել, որտեղ 1 ամինաթթուն կոդավորվում է 3 նուկլեոտիդների խմբով՝ կոդոնով։

Գենետիկական կոդ

Նուկլեինաթթու (լատ.՝ nucleus՝ միջուկ), բարձրամոլեկուլային օրգանական միացություն, կենսապոլիմեր (պոլինուկլեոտիդ), որը կազմված է նուկլեոտիդներից։ Նուկլեինաթթուներ դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթուն (ԴՆԹ) և ռիբոնուկլեինաթթուն (ՌՆԹ) առկա են բոլոր կենդանի օրգանիզմների բջիջներում։ Նրանք կարևորագույն դերն ունեն ժառանգական ինֆորմացիայի պահպանման, փոխանցման և իրականացման մեջ։

Պարունակվում են բոլոր օրգանիզմների բջիջներում։ Նուկլեինաթթուները հայտնաբերել է շվեյցարացի գիտնական Ֆրիդրիխ Միշերը (1868)։ Տարբերում են նուլեինաթթուների 2 գլխավոր տիպ՝ ռիբոնուկլեինաթթուներ (ՌՆԹ) և դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթուներ (ԴՆԹ)։ Նուկլեինաթթուների մոլեկուլներընուկլեոտիդներից բաղկացած, երկար պոլիմերային շղթաներ են։ ՌՆԹ-ի կազմի մեջ որպես ածխաջուր մտնում է ռիբոզը, իսկ ազոտային հիմքերն են՝ ադենինըգուանինըցիտոզինը և ուրացիլը, իսկ ԴՆԹ-ն կազմում են համապատասխանաբար դեզօքսիռիբոզը և ադենինը, գուանինը, ցիտոզինը, թիմինը։ Նուկլեինաթթուներում փոքր քանակությամբ հանդիպում են նաև պուրինների և պիրիմիդինների այլ ածանցյալներ՝ մինորային թթվեր։

ԴՆԹ–ի պոլիմերային շղթայի հատված

Рубрика: Կենսաբանություն

Սպիտակուցներ

Սպիտակուցներ, բարձրամոլեկուլային օրգանական միացություններ, որոնք կազմված են պեպտիդային կապով իրար միացած ալֆա-ամինաթթուներից: Կենդանի օրգանիզմներում սպիտակուցների ամինաթթվային հաջորդականությունը որոշվում է գենետիկական կոդով, սինթեզելիս հիմնականում օգտագործվում է ամինաթթուների 20 տեսակ։ Ամինաթթուների տարբեր հաջորդականություններն առաջացնում են տարբեր հատկություններով օժտված սպիտակուցներ։ Ամինաթթվի մնացորդները սպիտակուցի կազմում կարող են ենթարկվել նաև հետատրանսլյացիոն ձևափոխությունների, ինչպես բջջում ֆունկցիայի իրականացման ժամանակ, այնպես էլ մինչև ֆունկցիայի իրականացումը։ Հաճախ կենդանի օրգանիզմներում սպիտակուցի երկու տարբեր մոլեկուլներ միանում են միմյանց՝ առաջացնելով բարդ սպիտակուցային կոմպլեքսներ, ինչպիսին, օրինակ, ֆոտոսինթեզի սպիտակուցային կոմպլեքսն է։

Կենդանի օրգանիզմներում սպիտակուցների գործառույթները բազմազան են։ Սպիտակուց ֆերմենտները կատալիզում են օրգանիզմում ընթացող կենսաքիմիական ռեակցիաները և կարևոր դեր են խաղում նյութափոխանակության մեջ։ Որոշ սպիտակուցներ կատարում են կառուցվածքային և մեխանիկական գործառույթ՝ առաջացնելով բջջային կմախքը: Սպիտակուցները կարևոր դեր են կատարում նաև բջիջների ազդանշանային համակարգում, իմունային պատասխանում և բջջային ցիկլում: