Мутации - всё для чайников

Трисомия

Трисомия — это наличие трёх гомологичных хромосом вместо пары в норме.

Наиболее часто встречающейся у человека является трисомия по 16-й хромосоме (более одного процента случаев беременности).

Однако следствием этой трисомии является спонтанный выкидыш в первом триместре.

Схематическое изображение кариотипа мужчины, страдающего синдромом Дауна. G21 в одной из гамет привело к трисомии по этой хромосоме.

Среди новорождённых наиболее распространена трисомия по 21-й хромосоме, или синдром Дауна (2n + 1 = 47).

Эта аномалия, названая так по имени врача, впервые описавшего её в 1866 г., вызывается нерасхождением хромосом 21. К числу её симптомов относятся задержка умственного развития, пониженная сопротивляемость болезням, врождённые сердечные аномалии, короткое коренастое туловище и толстая шея, а также характерные складки кожи над внутренними углами глаз, что создаёт сходство с представителями монголоидной расы.

Другие случаи нерасхождения аутосом:

Трисомия 18 (синдром Эдвардса)
Трисомия 13 (синдром Патау)
Трисомия 16 выкидыш
Трисомия 9
Трисомия 8 (синдром Варкани)

Синдром Дауна и сходные хромосомальные аномалии чаще встречаются у детей, рождённых немолодыми женщинами.

Точная причина этого неизвестна, но, по-видимому, она как-то связана с возрастом яйцеклеток матери.

Случаи нерасхождения половых хромосом:

XXX (женщины внешне нормальны, плодовиты, но отмечается умственная отсталость)
XXY, Синдром Клайнфельтера (мужчины, обладающие некоторыми вторичными женскими половыми признаками; бесплодны; яичники развиты слабо, волос на лице мало, иногда развиваются молочные железы; обычно низкий уровень умственного развития)
XYY (мужчины высокого роста с различным уровнем умственного развития;)

Виды

Изменения происходят на определённых участках ДНК. В зависимости от обширности мутаций выделяют несколько видов. Их описание приведено в таблице видов мутаций.

ТОП-4 статьи

которые читают вместе с этой

Вид	Характеристика	Примеры
Генные	Изменения одного гена. Нуклеотиды, составляющие ген, могут «выпадать», меняться местами, заменяться. Причинами становятся ошибки при репликации ДНК	Серповидная анемия, фенилкетонурия
Хромосомные	Затрагивают участки хромосом или целые хромосомы, меняют их структуру, форму. Существует несколько видов хромосомных мутаций: – делеция – потеря участка хромосомы; – дупликация – удвоение хромосомного участка; – дефишенси – потеря концевого участка хромосомы; – инверсия – поворот хромосомного участка на 180° (если содержит центромеру – перицентрическая инверсия, не содержит – парацентрическая); – инсерция – вставка лишнего хромосомного участка; – транслокация – перемещение участка хромосомы на другое место. Виды могут сочетаться	Синдром кошачьего крика, болезнь Прадера-Вилли, болезнь Вольфа-Хиршхорна – наблюдается задержка физического и умственного развития
Геномные	Связаны с изменением числа хромосом внутри генома. Часто происходят при ошибочном расхождении гомологичных хромосом в первом делении мейоза. В результате хромосомы неправильно распределяются по дочерним клеткам. В зависимости от количества хромосом в клетке различают: – полиплоидию – кратное увеличение количества хромосом (например, 24 вместо 12); – анеуплоидию – некратное изменение числа хромосом (одна лишняя или недостающая)	Полиплоидия у растений приводит к увеличению урожайности, появление махровости у цветков. Анеуплоидия у человека: синдром Дауна – одна лишняя, 47 хромосома

В таблице описаны примеры ядерных мутаций, затрагивающие у эукариот наследственный материал ядра. Внеядерные мутации происходят в ДНК митохондрий и пластид. Такие мутации являются причиной цитоплазматической (внехромосомной) изменчивости. Опасными для человека являются мутации в митохондриях яйцеклетки. Такие нарушения приводят к возникновению митохондриального сахарного диабета, синдрому Лея (поражение ЦНС), нарушению зрения.

По месту возникновения выделяют два вида мутаций:

Виды полиплоидии

Полиплоидия представляет собой явление, при котором в клетке или организме присутствует более двух гомологичных хромосомных наборов. В зависимости от количества наборов хромосом полиплоидия может быть различных видов.

Существует два основных типа полиплоидии:

Аутополиплоидия: при аутополиплоидии дополнительные наборы хромосом являются полными копиями основного набора, то есть они идентичны по структуре и последовательности генов.
Аллополиплоидия: при аллополиплоидии дополнительные наборы хромосом происходят от разных видов или генетических групп, и они не идентичны по структуре и последовательности генов.

Аутополиплоидия обычно возникает в результате ошибки в процессе деления клетки, называемой неправильным слиянием гаплоидных клеток после мейоза. Она является одним из основных механизмов образования новых видов. Аутополиплоиды могут иметь увеличенную жизнеспособность и более высокую устойчивость к стрессу, поскольку они обладают большим набором генов.

Аллополиплоидия является результатом скрещивания между различными видами или генетическими группами. Она может возникнуть в результате гибридизации или ошибки в процессе гаметогенеза. Аллополиплоиды могут проявлять характеристики обоих родительских видов и обладать новыми комбинациями генов, что делает их уникальными.

Таблица внизу представляет основные различия между аутополиплоидией и аллополиплоидией:

Признак	Аутополиплоидия	Аллополиплоидия
Количество наборов хромосом	Больше двух одинаковых наборов	Больше двух разных наборов
Происхождение дополнительных наборов	Слияние гаплоидных клеток	Скрещивание родительских видов или генетических групп
Структура и последовательность генов	Идентичны основному набору хромосом	Не идентичны основному набору хромосом
Жизнеспособность и устойчивость	Увеличенная	Может быть увеличенной или сниженной в зависимости от комбинации генов

Что такое полиплоидия в биологии?

Полиплоидия – это генетическое состояние организма, характеризующееся наличием более двух полных наборов хромосом в каждой клетке. В отличие от диплоидных организмов, которые имеют по две копии каждой хромосомы, полиплоидные организмы обладают дополнительными наборами хромосом.

Полиплоидия встречается в различных группах организмов, включая растения, животных и грибы. Она может возникнуть из-за ошибок в процессе митоза или мейоза – деления клеток, которое приводит к образованию половых клеток.

Существуют два основных вида полиплоидии: автополиплоидия и аллополиплоидия.

Автополиплоидия – это форма полиплоидии, при которой дополнительные наборы хромосом являются копией уникального генома того же вида. Такое состояние может возникнуть вследствие ошибок в делении клеток или слияния половых клеток.
Аллополиплоидия – это форма полиплоидии, при которой дополнительные наборы хромосом происходят от разных видов. Аллополиплоидия может возникнуть вследствие слияния гамет (половых клеток) разных видов, а также с помощью искусственного скрещивания в генетических исследованиях.

Полиплоидия может иметь различные последствия для организмов. Некоторые полиплоидные организмы имеют увеличенные размеры и более высокую выживаемость, благодаря преимуществам, которые могут возникнуть от наличия дополнительных генетических материалов. Другие полиплоидные организмы могут страдать от проблем с репродуктивной системой и более низкой способностью к размножению.

Примером полиплоидии являются некоторые виды растений, такие как тетраплоидная пшеница (имеющая четыре набора хромосом вместо обычных двух) и триплоидный банан (имеющий три набора хромосом).

Примеры полиплоидии в растениях:
Название растения
Полиплоидный уровень

Пшеница
Tetraploid (4n)

Картофель
Tetraploid (4n)

Лебеда
Octoploid (8n)

Мутации в соматических клетках

Ультрафиолетовое излучение – одна из причин соматических мутаций

Как мы знаем из биологии, к соматическим клеткам относятся все клетки тела, не имеющие прямого отношения к процессу полового размножения. Соматические мутации возникают в клетках тела и обусловливают мозаичность организма, то есть образование в нём отдельных участков тела, тканей или клеток с отличным от остальных набором хромосом или генов. При этом у них могут возникать мутации всех типов, что и у половых клеток. Одной из их причин, например, могут послужить различные виды излучения. Соматические мутации возникают в соматических клетках, проявляются у данного организма и не передаются потомству при половом размножении. Мутации, возникающие в соматических клетках, наследуются дочерними клетками, которые образуются в процессе митотических делений.

Пример соматической мутации: окраска шерсти у валлийских овец, у которых присутствует чёрное пятно под хвостом, отличающееся по цвету от остальной части шерстного покрова. Эта мутация могла проявиться либо как доминантная, либо как рецессивная при потере части или всей гомологичной хромосомы.

Образ и характеристика Печорина в «Герое нашего времени»

25 интересных фактов об Эльбрусе

Виды мутаций. Примеры. Причины.

Мутации делятся на несколько основных видов

В биологии все виды мутаций являются одним из эволюционных факторов, так как они могут имеют шанс быть унаследованными потомками мутировавшего организма, микроорганизма или даже клетки, передав эти изменения дальше, что в конечном счёте приведёт к изменению генома. Мутационные процессы, таким образом, оказывают влияние на ход эволюции, причём сами мутации можно разделить на три группы – полезные, нейтральные и вредные. Как показывает изучение закономерностей мутационных процессов, полезных среди них меньше всего, но влияние модификационной изменчивости и этих самых процессов на естественный отбор очень велико.

Происхождение пластид

Считается, что пластиды произошли от эндосимбиотических цианобактерий. Они возникли примерно 1500 миллионов лет назад и сделали возможным оксигенный фотосинтез у эукариот.
В результате разделения на три эволюционные линии пластиды имеют различные названия: хлоропласты у зеленых водорослей и растений, родопласты у красных водорослей и цианеллы у глаукофитов.

Помимо цвета, пластиды различаются по ультраструктуре. В хлоропластах, например, отсутствуют фикобилисомы, светособирающие комплексы, обнаруженные у цианобактерий, красных водорослей и глаукофитов, но имеются строма и гранатилакоиды, которые являются исключительными для растений и близкородственных зеленых водорослей.
В отличие от хлоропластов и родопластов пластида глаукоцистофитовых все еще окружена остатками цианобактерий. ячейка стена. Все эти основные пластиды окружены двумя мембранами.
Старшая школа эндосимбионтной является происхождением сложных пластид; это происходит, когда эукариот поглощает красную или зеленую водоросль и сохраняет пластиду водоросли, которая часто окружена более чем двумя мембранами и имеет пониженную метаболическую и/или фотосинтетическую активность.

К гетероконтам, гаптофитам, криптомонадам и большинству динофлагеллят (= родопластам) относятся сложные пластиды, образовавшиеся в результате вторичного эндосимбиоза красной водоросли

Эвглениды и хлорарахниофиты (= хлоропласты) эндосимбиотичны с зелеными водорослями.
Apicomplexa, класс облигатных паразитических простейших, который включает возбудителей малярии (Plasmodium spp.), токсоплазмоза (Toxoplasma gondii) и многих других заболеваний человека и животных, также содержит сложную пластиду (хотя эта органелла утрачена у некоторых апикомплексов, например, Cryptosporidium parvum, вызывающий криптоспоридиоз).
Апикопласт не способен к фотосинтезу, но является жизненно важной органеллой и жизнеспособной мишенью для разработки противопаразитарных препаратов.

Некоторые динофлагелляты потребляют водоросли в качестве пищи и сохраняют пластид съеденной водоросли, чтобы извлечь выгоду из фотосинтеза; пластиды в конечном итоге также потребляются. Эти захваченные пластиды называются клептопластидами.

FAQ

Что такое пластиды?

Пластиды представляют собой органоиды, встречающиеся в клетках растений и водорослей. Они отвечают за ряд важных функций, включая фотосинтез, хранение питательных веществ и синтез пигментов и липидов.

Каково строение пластид?

Пластиды имеют двойную мембранную структуру и окружены оболочкой, состоящей как из внутренней, так и из внешней мембран. Внутри оболочки находится заполненная жидкостью строма, в которой происходит большая часть метаболической активности пластиды.

Как наследуются пластиды?

Пластиды наследуются по материнской линии у большинства растений, что означает, что они передаются от материнского растения к потомству. В некоторых редких случаях пластиды также могут наследоваться по отцовской линии или путем горизонтального переноса генов.

Какие бывают виды пластид?

Существует несколько типов пластид, в том числе хлоропласты (которые осуществляют фотосинтез), хромопласты (которые синтезируют и хранят пигменты) и лейкопласты (которые хранят крахмал, масла и другие питательные вещества).

Какова функция хлоропластов?

Хлоропласты отвечают за фотосинтез — процесс, посредством которого растения и водоросли преобразуют солнечный свет в энергию. Хлоропласты содержат пигменты, такие как хлорофилл, которые улавливают световую энергию и используют ее для производства сахаров.

Что такое хромопласты?

Хромопласты представляют собой пластиды, которые синтезируют и хранят пигменты, такие как каротиноиды и антоцианы. Эти пигменты отвечают за придание фруктам и цветам яркой окраски.

Какова функция лейкопластов?

Лейкопласты представляют собой непигментированные пластиды, которые участвуют в хранении крахмала, масел и других питательных веществ. Они обычно находятся в органах хранения, таких как корни, клубни и семена.

Могут ли пластиды делиться?

Да, пластиды способны делиться и размножаться внутри растительных клеток. Этот процесс, известный как деление пластид, необходим для поддержания количества и функции пластид внутри клетки.

Можно ли генетически модифицировать пластиды?

Да, пластиды можно генетически модифицировать, чтобы придать растениям новые черты. Этот метод, известный как пластидная трансформация, часто используется в исследованиях и селекции растений для создания культур с желаемыми характеристиками.

Какова роль пластид в дифференцировке клеток растений?

Пластиды играют решающую роль в дифференцировке клеток растений, влияя на развитие и специализацию различных типов клеток. Например, наличие или отсутствие определенных пластид может определить, будет ли клетка дифференцироваться в клетку листа или в клетку корня.

Наследование пластид

Большинство растений наследуют пластиды только от одного родителя. Покрытосеменные обычно получают пластиды от женской гаметы, в то время как большинство голосеменных наследуют пластиды от мужской пыльцы. Водоросли также наследуют пластиды от одного родителя. Следовательно, пластидная ДНК одного из родителей исчезла. Считается, что при нормальных внутривидовых скрещиваниях (в результате которых получаются нормальные гибриды одного вида) передача пластидной ДНК происходит по существу на 100-100% от одного родителя. Однако при межвидовой гибридизации это наследование оказывается более изменчивым. В то время как пластиды наследуются в основном по материнской линии при межвидовых гибридизациях. Однако есть многочисленные сообщения о гибридах между цветковыми растениями, несущими пластиды, принадлежащие отцу. Около 20 процентов покрытосеменных, таких как люцерна (Medicago sativa), обычно демонстрируют двуродительское наследование пластид.

Как возникает полиплоидия?

Существуют два основных механизма, приводящих к полиплоидии:

Автополиплоидия. В этом случае полиплоидия возникает в результате удвоения генома одного организма. Автополиплоидия может возникать как спонтанно, так и под влиянием различных факторов, таких как облучение или химические вещества.
Аллополиплоидия. Этот тип полиплоидии возникает при скрещивании особей из разных видов или подвидов, приводя к комбинированию их геномов и образованию нового гибридного вида. Аллополиплоидия часто является результатом восстановления фертильности у стерильных гибридов.

Полиплоидия имеет широкий спектр последствий для организма. Она может приводить к увеличению размеров и усилению проявления некоторых признаков, таких как цвет и форма, а также улучшению адаптивных характеристик организма. В некоторых случаях полиплоидия может быть преимущественной и способствовать эволюции организмов. Однако она также может иметь негативные эффекты, включая нарушение репродуктивной системы и болезни.

Генные мутации

Изменение нуклеотидной последовательности приводит к генной мутации

Это изменение нуклеотидной последовательности в одной молекуле ДНК. При этом в том случае, когда под действием мутации изменяется лишь один нуклеотид, мутация называется точечной. При точечной мутации одно азотистое основание в ДНК или РНК заменяется другим. Если же один участок ДНК заменяется участком другой длины и другого нуклеотидного состава, то такая генная мутация уже называется не точечной, а сложной. Строго говоря, к генной мутации может приводить не только замена одного нуклеотида другим, но и просто вставка другого нуклеотида (без выпадения прежнего) или, наоборот, выпадение нуклеотида без его замены на другой.

Пример генной мутации у животных и человека

Фенилкетонурия. Это встречающееся у людей наследственное заболевание, кстати, одно из немногих, поддающихся успешному лечению. Оно связано с нарушением метаболизма аминокислот, главным образом фенилаланина.

Какое влияние оказала научная революция на европейское чудо

30 интересных фактов о Каспийском море

Эмбриологические доказательства

К ним относят: сходство гаметогенеза, наличие в развитии одноклеточной стадии — зиготы; сходство зародышей на ранних этапах развития; связь между онтогенезом и филогенезом.

Зародыши организмов многих систематических групп сходны между собой, причем, чем ближе организмы, тем до более поздней стадии развития зародыша сохраняется это сходство. На основе этих наблюдений Э. Геккель и Ф. Мюллер сформулировали биогенетический закон — каждая особь на ранних стадиях онтогенеза повторяет некоторые основные черты строения своих предков. Таким образом, онтогенез (индивидуальное развитие) есть краткое повторение филогенеза (эволюционного развития).

Общие сведения

Органоиды, или органеллы, — это органы клетки, которые обеспечивают ряд важнейших функций для поддержания жизнедеятельности клетки: движения, деления, синтеза и переноса веществ, передачи генетической информации.

В современной биологии все клетки делятся на два вида: прокариоты (безъядерные) и эукариоты (ядерные). Прокариоты, к которым относятся бактерии и сине-зеленые водоросли, отличаются примитивным строением и состоят из цитоплазмы, в которой расположена ДНК или РНК. К эукариотам относятся все растительные и животные клетки — их строение гораздо более сложное. Клетки человека также являются эукариотами.

Органоиды делятся на две основные группы:

Мембранные. В свою очередь, бывают одномембранные (комплекс Гольджи, вакуоли, лизосомы, ЭПС) и двумембранные (клеточное ядро, митохондрии и пластиды).
Немембранные (рибосомы, клеточный центр).

Рис. 1. Органоиды клетки.

Палеонтологические доказательства

На основе находок ископаемых форм в отложениях горных пород можно проследить историческое развитие живой природы. К палеонтологическим доказательствам эволюции относятся ископаемые переходные формы или установленные филогенетические ряды между многими систематическими группами:

переходные формы — организмы, являвшиеся переходными между типами, классами и т.д. Например:
- стегоцефал — переходная форма между рыбами и земноводными,
- археоптерикс — переходная форма между пресмыкающимися и птицами,
- зверозубые рептилии — переходная форма между пресмыкающимися и млекопитающими
- ..и т.д.;
филогенетические ряды — последовательности предков. Например, обнаружены останки эволюционного ряда лошади.

Крахмал

Крахмал представляет собой смесь двух полисахаридов, построенных из a, D- глюкопиранозных звеньев: амилозы
(10-20%) и амилопектина (80-90%). Крахмал
образуется в растениях при фотосинтезе и откладывается в виде
«резервного» углевода в корнях, клубнях и семенах. Например, зерна риса, пшеницы, ржы и других злаков
содержат 60-80% крахмала, клубни картофеля – 15-20%. Родственную роль в
животном мире выполняет полисахарид гликоген, «запасающийся», в
основном, в печени.

Крахмал – это белый порошок, состоящий из мелких зерен, не растворимый в
холодной воде. При обработке крахмала теплой водой удается выделить две
фракции: фракцию, растворимую в теплой воде и состоящую из полисахарида амилозы, и фракцию, лишь набухающую в теплой воде с
образованием клейстера и состоящую из полисахарида амилопектина.

Амилоза имеет линейное строение, a, D- глюкопиранозные
остатки связаны (1–4) -гликозидными связями. Элементная ячейка амилозы (и
крахмала вообще) представляется следующим образом:

Молекула амилопектина построена подобным образом, однако
имеет в цепи разветвления, что создает пространственную структуру. В точках
разветвления остатки моносахаридов связаны (1–6) -гликозидными связями. Между
точками разветвления располагаются обычно 20-25 глюкозных остатков.

(амилопектин)

Крахмал легко подвергается гидролизу: при нагревании в
присутствии серной кислоты образуется глюкоза.

(C₆H₁₀O₅)_n(крахмал) + nH₂O––H2SO4,t°nC₆H₁₂O₆(глюкоза)

В зависимости от условий проведения реакции гидролиз
может осуществляться ступенчато с образованием промежуточных продуктов.

(C₆H₁₀O₅)_n(крахмал) (C₆H₁₀O₅)_m(декстрины (m<n))xC₁₂H₂₂O₁₁(мальтоза)nC₆H₁₂O₆(глюкоза)

Качественной реакцией на крахмал является
его взаимодействие с йодом – наблюдается интенсивное синее окрашивание. Такое
окрашивание появляется, если на срез картофеля или ломтик белого хлеба
поместить каплю раствора йода.

Крахмал не вступает в реакцию «серебряного
зеркала».

Крахмал является ценным пищевым продуктом. Для
облегчения его усвоения продукты, содержащие крахмал, подвергают
термообработке, т.е. картофель и крупы варят, хлеб пекут. Процессы декстринизации
(образование декстринов), осуществляемые при этом, способствуют лучшему
усвоению организмом крахмала и последующему гидролизу до глюкозы.

В пищевой промышленности крахмал используется при
производстве колбасных, кондитерских и кулинарных изделий. Применяется также
для получения глюкозы, при изготовлении бумаги, текстильных изделий, клеев,
лекарственных средств и т.д.

Целлюлоза (клетчатка)

Целлюлоза – наиболее распространенный растительный
полисахарид. Она обладает большой механической прочностью и исполняет роль
опорного материала растений. Древесина содержит 50-70% целлюлозы, хлопок
представляет собой почти чистую целлюлозу.

Как и у крахмала, структурной единицей целлюлозы
является D-
глюкопираноза, звенья которой связаны (1-4) -гликозидными связями. Однако, от
крахмала целлюлоза отличается b- конфигурацией гликозидных связей
между циклами и строго линейным строением.

Целлюлоза состоит из нитевидных молекул, которые
водородными связями гидроксильных групп внутри цепи, а также между соседними
цепями собраны в пучки. Именно такая упаковка цепей обеспечивает высокую
механическую прочность, волокнистость, нерастворимость в воде и химическую
инертность, что делает целлюлозу идеальным материалом для построения клеточных
стенок.

b- Гликозидная связь не разрушается пищеварительными ферментами человека,
поэтому целлюлоза не может служить ему пищей, хотя в определенном количестве
является необходимым для нормального питания балластным веществом. В желудках
жвачных животных имеются ферменты, расщепляющие целлюлозу, поэтому такие
животные используют клетчатку в качестве компонента пищи.

Несмотря на нерастворимость целлюлозы в воде и обычных
органических растворителях, она растворима в реактиве Швейцера (раствор
гидроксида меди в аммиаке), а также в концентрированном растворе хлористого
цинка и в концентрированной серной кислоте.

Как и крахмал, целлюлоза при кислотном гидролизе дает
глюкозу.

Целлюлоза – многоатомный спирт, на элементную ячейку
полимера приходятся три гидроксильных группы. В связи с этим, для целлюлозы
характерны реакции этерификации (образование сложных эфиров). Наибольшее
практическое значение имеют реакции с азотной кислотой и уксусным ангидридом.

целлюлоза

+ 3n HNO₃

H₂SO₄

––––

тринитрат целлюлозы

+ 3nH₂О

Полностью
этерифицированная клетчатка известна под названием пироксилин, который после
соответствующей обработки превращается в бездымный порох. В зависимости от
условий нитрования можно получить динитрат целлюлозы, который в технике
называется коллоксилином. Он так же используется при изготовлении пороха и
твердых ракетных топлив. Кроме того, на основе коллоксилина изготавливают
целлулоид.

При взаимодействии целлюлозы с уксусным ангидридом в
присутствии уксусной и серной кислот образуется триацетилцеллюлоза.

+ 3n

триацетилцеллюлоза

+ 3n СH₃СOOН

Триацетилцеллюлоза (или ацетилцеллюлоза) является ценным продуктом для
изготовления негорючей кинопленки и ацетатного шелка. Для этого ацетилцеллюлозу
растворяют в смеси дихлорметана и этанола и этот раствор продавливают через
фильеры в поток теплого воздуха. Растворитель испаряется и струйки раствора
превращаются в тончайшие нити ацетатного шелка.

Целлюлоза не дает реакции «серебряного зеркала».

Говоря о применении целлюлозы, нельзя не сказать о том, что большое
количество целлюлозы расходуется для изготовления различной бумаги. Бумага –
это тонкий слой волокон клетчатки, проклеенный и спрессованный на специальной
бумагоделательной машине.

Из приведенного выше уже видно, что использование
целлюлозы человеком столь широко и разнообразно, что применению продуктов
химической переработки целлюлозы можно посвятить самостоятельный раздел.

Характеристика мембранных органоидов

Мембранные органоиды — полые структуры, стенки которых образованы одинарной или двойной мембраной. Они замыкаются на себе таким образом, что создают замкнутые полости.

Ядро — самый главный органоид, который контролирует все процессы в клетке. Ядро содержит информацию о наследственности, то есть генетический материал (ДНК).

Здесь осуществляется регуляция процессов обмена веществ в клетке.
Комплекс Гольджи — группа полостей, отделенных от цитоплазмы мембраной. Осуществляют синтез жиров и углеводов на мембране.
Митохондрии — «энергетические станции» клетки, органоиды, в которых окисляются органические вещества и синтезируются молекулы АТФ с участием ферментов.
Пластиды — органоиды растительных клеток, отвечающие за функцию фотосинтеза — образования органических веществ из воды и углекислого газа под воздействием солнечного света.
Лизосомы — органоиды, необходимые для расщепления сложных молекул.
Вакуоли — полости в цитоплазме, заполненные клеточным соком, отвечают за накопление запасных питательных веществ и запасание воды в клетке.
ЭПС (эндоплазматическая сеть) — система разветвленных канальцев, которая отвечает за синтез белков, углеводов и липидов, транспорт веществ внутри клетки.

Рис. 2. Ядро — важнейший органоид эукариотов.

Органоиды клетки расположены в цитоплазме. Это внутренняя полужидкая среда клетки, её внутренняя среда, которая обеспечивает связь между ядром и органоидами.

Функции пластид

Каждая растительная клетка имеет пластиды, которые имеют ту или иную форму, форму или форму. Это перекличка их многочисленных функций и показывает, что пластиды лежат в основе функции растительной клетки.

Пластиды являются местом производства и хранения ключевых химических соединений, используемых клетками автотрофных эукариот.
Мембрана тилакоидов содержит все ферментативные элементы, необходимые для фотосинтеза. Взаимодействие между хлорофиллом, переносчиками электронов, а также факторами сцепления и другими компонентами происходит внутри тилакоидного слоя. Вот почему тилакоид представляет собой особую структуру, играющую важную функцию по захвату и хранению электронов и света.
Итак, хлоропласты являются органеллами синтеза и обмена углеводов.
Они важны не только для фотосинтеза, но и для хранения пищевых продуктов, особенно крахмала.
Его назначение в основном зависит от количества пигментов. Пластиды в синтезе пищевых продуктов обычно имеют пигменты, которые также определяют цвет структуры растения (например, красный цветок, зеленый лист или желтый плод и т. д.).
Как и митохондрии, пластиды также имеют индивидуальную ДНК, как и рибосомы. Поэтому их можно использовать в филогенетических исследованиях.

Дисахариды

Дисахариды (биозы) при гидролизе образуют два одинаковых
или разных моносахарида. Для установления строения дисахаридов необходимо
знать: из каких моносахаридов он построен, какова конфигурация аномерных
центров у этих моносахаридов (a- или b-),
каковы размеры цикла (фураноза или пираноза) и с участием каких гидроксилов
связаны две молекулы моносахарида.

Дисахариды подразделяются на две группы:
восстанавливающие и невосстанавливающие.

К восстанавливающим дисахаридам относится, в часности,
мальтоза (солодовый сахар), содержащаяся в солоде, т.е. проросших, а затем
высушенных и измельченных зернах хлебных злаков.

(мальтоза)

Мальтоза составлена из двух остатков D- глюкопиранозы,
которые связаны (1–4) -гликозидной связью, т.е. в образовании простой эфирной
связи участвуют гликозидный гидроксил одной молекулы и спиртовой гидроксил при
четвертом атоме углерода другой молекулы моносахарида. Аномерный атом углерода
(С₁), участвующий в образовании этой связи, имеет a-
конфигурацию, а аномерный атом со свободным гликозидным гидроксилом (обозначен
красным цветом) может иметь как a- (a- мальтоза), так
и b-
конфигурацию (b- мальтоза).

Мальтоза представляет собой белые кристаллы, хорошо
растворимые в воде, сладкие на вкус, однако значительно меньше, чем у сахара
(сахарозы).

Как видно, в мальтозе имеется свободный гликозидный
гидроксил, вследствие чего сохраняется способность к раскрытию цикла и переходу
в альдегидную форму. В связи с этим, мальтоза способна вступать в реакции,
характерные для альдегидов, и, в частности, давать реакцию «серебряного
зеркала», поэтому ее называют восстанавливающим дисахаридом. Кроме того,
мальтоза вступает во многие реакции, характерные для моносахаридов, например,
образует простые и сложные эфиры (см. химические свойства моносахаридов).

СH₃I

––––

NaOH

мальтоза

Октаметилмальтоза

К невосстанавливающим дисахаридам относится сахароза
(свекловичный или тростниковый сахар). Она содержится в сахарном тростнике, сахарной
свекле (до 28% от сухого вещества), соках растений и
плодах. Молекула сахарозы построена из a, D- глюкопиранозы
и b, D-
фруктофуранозы.

(сахароза)

В противоположность мальтозе гликозидная связь (1–2) между моносахаридами
образуется за счет гликозидных гидроксилов обеих молекул, то есть свободный
гликозидный гидроксил отсутствует. Вследствие этого отсутствует
восстанавливающая способность сахарозы, она не дает реакции «серебряного
зеркала», поэтому ее относят к невосстанавливающим дисахаридам.

Сахароза – белое кристаллическое вещество, сладкое на вкус, хорошо
растворимое в воде.

Для сахарозы характерны реакции по гидроксильным группам. Как и все
дисахариды, сахароза при кислотном или ферментативном гидролизе превращается в
моносахариды, из которых она составлена.

опухать

Уильям Хованиц: Учебник генетики. Elsevier Press, Inc., Хьюстон, Нью-Йорк, 1953 г. (стр. 190). «(…) если изменение структуры (хромосом) достаточно велико, чтобы быть видимым в цитологических препаратах, это считается хромосомной мутацией. Если он слишком мал, чтобы его можно было легко наблюдать, известен только из генетических результатов сегрегации и может быть локализован на хромосоме, это называется генной мутацией. Между генными и хромосомными мутациями нет четкой границы. В конце концов, все генные мутации в их ультратонкой структуре окажутся структурными, хотя бы в том молекулярном расположении, из которого состоит ген ».
Вернер Бусельмайер, Голамали Таривердиан: Humangenetik. Текст, сопровождающий каталог товаров. Springer Verlag Berlin Heidelberg New York, 1991, ISBN 3-540-54095-4

Анеуплоидия или гетероплоидия

У анеуплоидов нормальное число хромосом увеличивается или уменьшается менее чем на целый набор. Анеуплоиды возникают тогда, когда не расходятся хроматиды отдельных хромосом в митозе или отдельные гомологичные хромосомы в мейозе. В результате нерасхождения хромосом при гаметогенезе могут возникать половые клетки с лишними хромосомами, и тогда при последующем слиянии с нормальными гаплоидными гаметами они образуют зиготу 2n + 1 (трисомик) по определенной хромосоме.

Если в гамете оказалось меньше на одну хромосому, то последующее оплодотворение приводит к образованию зиготы 2n — 1 (моносомик) по какой-либо из хромосом.

Кроме того, встречаются формы 2n — 2 или нуллисомики, так как отсутствует пара гомологичных хромосом, и 2n + n или полисомики.

Анеуплоиды встречаются как у растений и животных, так и у человека. Анеуплоидные растения обладают низкой жизнеспособностью и плодовитостью, а у человека это явление нередко приводит к бесплодию и в этих случаях не наследуется. У детей от матерей старше 38 лет частота анеуплоидии повышена (до 2,5 %).

Кроме того, случаи анеуплоидии у человека вызывают хромосомные болезни.

Анеуплоидные формы часто используются в селекции растений. Скрещивая растения с нуллисомиками и моносомиками, в геном можно вводить определенную хромосому с желательными генами. Таким путем получены новые формы пшеницы, устойчивые к ряду заболеваний.

III. Специфические реакции

Кроме приведенных выше, глюкоза характеризуется и
некоторыми специфическими свойствами — процессами брожения. Брожением
называется расщепление молекул сахаров под воздействием ферментов (энзимов).
Брожению подвергаются сахара с числом углеродных атомов, кратным трем.
Существует много видов брожения, среди которых наиболее известны следующие:

a)спиртовое
брожение

C₆H₁₂O₆2CH₃–CH₂OH(этиловыйспирт) + 2CO₂

b)молочнокислое
брожение

C₆H₁₂O₆2CH₃–

CH–СОOH(молочная кислота)IOH

c)маслянокислое брожение

C₆H₁₂O₆ CH₃–CH₂–СН₂–СОOH(маслянаякислота) + 2Н₂ + 2CO₂

Упомянутые виды брожения, вызываемые микроорганизмами, имеют широкое
практическое значение. Например, спиртовое – для
получения этилового спирта, в виноделии, пивоварении и т.д., а молочнокислое –
для получения молочной кислоты и кисломолочных продуктов.