Поглавје 13. И ПОВТОРНО ЗА ЖИВОТОТ И НЕЖИВОТОТ МАТЕРИЈАТА Сите откритија и заклучоци за зачувувањето на енергијата и зголемувањето на ентропијата, за слободната енергија и катализата се добиени врз основа на проучувањето на неживиот свет. Целата прва половина од книгата ја поминав во опишување и објаснување на овие механизми само на

НИВОА НА ЖИВОТНАТА ОРГАНИЗАЦИЈА

Живата природа е интегрален, но хетероген систем, кој се карактеризира со хиерархиска организација.Под систем,во науката тие разбираат единство, или интегритет, составен од многу елементи кои се во редовни односи и врски меѓу себе. Главните биолошки категории, како што се геном (генотип), клетка, организам, популација, биогеоценоза, биосфера, се системи. Хиерархиские систем во кој деловите или елементите се распоредени по редослед од најниско кон највисоко. Така, во живата природа, биосферата е составена од биогеоценози, претставени со популации на организми од различни видови, а телата на организмите имаат клеточна структура.

Хиерархискиот принцип на организација ни овозможува да разликуваме поединец нивоа,што е погодно од гледна точка на проучување на животот како сложен природен феномен.

Во биомедицинската наука тие широко се користат класификација на нивово согласност со најважните делови, структури и компоненти на телото, кои се директни објекти на проучување на истражувачите од различни специјалности. Такви предмети можат да бидат организмот како таков, органи, ткива, клетки, интрацелуларни структури, молекули. Идентификацијата на нивоата на класификацијата што се разгледува е во добра согласност со резолуцијата на методите што ги користат биолозите и лекарите: проучување на објект со голо око, користење на лупа, светло-оптички микроскоп, електронски микроскоп и модерни физички и хемиски методи. Поврзаноста помеѓу овие нивоа и типичните големини на биолошките објекти што се проучуваат е очигледна (Табела 1.1).

Табела 1.1. Ниво на организација (студија) се разликува во повеќеклеточен организам (според E. Ds. Roberts et al., 1967 година, како што е изменето)

Меѓусебната пенетрација на идеи и методи од различни области на природните науки (физика, хемија, биологија), појавата на науките на пресекот на овие области (биофизика, биохемија, молекуларна биологија) доведоа до проширување на класификацијата, до раздвојување на молекуларно и електроно-атомско ниво. Биомедицинските истражувања спроведени на овие нивоа веќе обезбедуваат практичен пристап до здравствената заштита. Така, уредите засновани на феноменот на електронска парамагнетна и нуклеарна магнетна резонанца успешно се користат за дијагностицирање на болести и состојби на телото.

Способноста да се проучуваат фундаменталните биолошки процеси што се случуваат во телото на клеточно, субклеточно, па дури и молекуларно ниво е извонредна, но не и единствената карактеристика на модерната биологија. Таа се карактеризира со длабок интерес за процесите во заедниците на организмите кои ја одредуваат планетарната улога на животот.

Така, класификацијата беше надополнета со нивоа на надорганизам, како што се видови, биогеоценотични и биосфера.

Класификацијата дискутирана погоре ја следат мнозинството специфични биомедицински и антропобиолошки науки. Ова не е изненадувачки, бидејќи ги одразува нивоата на организација на живата природа преку историски утврдените нивоа на нејзиното проучување. Целта на курсот по биологија на медицинското училиште е да се научи најцелосниот опис на биолошкото „наследство“ на луѓето. За да се реши овој проблем, препорачливо е да се користи класификација која најтесно се одразува точно нивоа на животна организација.

Во оваа класификација, се разликуваат молекуларно генетско, клеточно, органско или онтогенетско, популационен вид и биогеоценотско ниво. Особеноста на оваа класификација е што поединечните нивоа на хиерархискиот систем на живот се дефинирани во него на општа основа на распределба за секое ниво елементарна единицаИ елементарен феномен.Елементарна единица е структура или објект, чиишто редовни промени, означени како елементарен феномен, претставуваат придонес специфичен за соодветното ниво во процесот на зачувување и развој на животот. Соодветноста на идентификуваните нивоа со клучните моменти на еволутивниот процес, надвор од кои не стои ниту едно живо суштество, ги прави универзални, проширувајќи се на целата област на животот, вклучувајќи ги и луѓето.

Основна единица на молекуларно генетско нивослужи како ген - фрагмент од молекула на нуклеинска киселина во која се евидентира одредена количина на биолошки (генетски) информации во квалитативна и квантитативна смисла. Елементарниот феномен лежи првенствено во процесот конваријантно редупликација,или само-репродукција, со можност за некои промени во содржината на информациите кодирани во генот. Со редупликација на ДНК, се копираат биолошките информации содржани во гените, со што се обезбедува континуитет и зачувување (конзервативизам) на својствата на организмите во повеќе генерации. Така, редупликацијата е основа на наследноста.

Поради ограничената стабилност на молекулите или грешките во синтезата на ДНК (од време на време, но неизбежно), се случуваат нарушувања кои ги менуваат информациите на гените. Во последователната редупликација на ДНК, овие промени се репродуцираат во молекулите на копирање и се наследени од организмите од генерацијата ќерки. Овие промени се јавуваат и се реплицираат природно, што ја прави редупликацијата на ДНК конваријантна, т.е. понекогаш се јавуваат со некои промени. Овие промени во генетиката се нарекуваат генетски(или точно) мутации.Според тоа, конваријантноста на редупликацијата служи како основа за мутациска варијабилност.

Биолошките информации содржани во молекулите на ДНК не се директно вклучени во животните процеси. Се трансформира во својата активна форма со тоа што се пренесува во протеински молекули. Забележаниот трансфер се врши благодарение на механизмот синтеза на матрица,во која оригиналната ДНК служи, како во случајот на редупликација, како матрица (форма), но за формирање не на ќерка ДНК молекула, туку на гласник РНК, која ја контролира биосинтезата на протеините. Горенаведеното дава основа да се класифицира матричната синтеза на информациските макромолекули како елементарен феномен на молекуларното генетско ниво на животната организација.

Олицетворението на биолошките информации во одредени животни процеси бара посебни структури, енергија и разновидни хемикалии (супстрати). Условите опишани погоре во живата природа ги обезбедува клетката, која служи како елементарна структура клеточно ниво.Претставен е елементарен феномен реакции на клеточниот метаболизам,формирајќи ја основата на тековите на енергија, супстанции и информации. Благодарение на активноста на клетката, супстанциите кои доаѓаат однадвор се претвораат во супстрати и енергија, кои се користат (во согласност со достапните генетски информации) во процесот на биосинтеза на протеини и други соединенија неопходни за телото. Така, на клеточно ниво, механизмите на пренос на биолошки информации и трансформација на супстанции и енергија се споени. Елементарен феномен на ова ниво служи како енергетска и материјална основа на животот на сите други нивоа на неговата организација.

Елементарна единица тело/тоа нивое индивидуалнаво неговиот развој од моментот на настанување до престанокот на постоењето како жив систем, што ни овозможува да го наречеме и ова ниво онтогенетски.Редовните промени во телото во индивидуалниот развој претставуваат елементарен феномен на ова ниво. Овие промени обезбедуваат раст на организмот, диференцијација на неговите делови и во исто време интеграција на развојот во една единствена целина, специјализација на клетките, органите и ткивата. За време на онтогенезата, под одредени услови на животната средина, се случува олицетворение на наследни информации во биолошки структури и процеси, а фенотипот на организмите од даден вид се формира врз основа на генотипот.

Елементарна единица ниво на популација-видслужи популација -збирка на индивидуи од ист вид. Обединувањето на поединците во популација се случува поради заедницата генски базен,се користи во процесот на сексуална репродукција за да се создадат генотипови на индивидуи од следната генерација. Населението, поради можноста за меѓунаселени премини, е отворен генетски систем.Ефектот врз генскиот базен на популација на елементарни еволутивни фактори, како што се процесот на мутација, флуктуации во бројот на поединци, природната селекција, доведува до еволутивно значајни промени во генскиот базен, кои претставуваат елементарни појави на дадено ниво.

Организмите од еден вид населуваат област со познати абиотски индикатори (клима, хемија на почвата, хидролошки услови) и комуницираат со организми од други видови. Во процесот на заеднички историски развој на одредена територија на организми од различни систематски групи, се формираат динамични, временски стабилни заедници - биогеоценози,кои служат како елементарна единица биогеоценотичен(екосистем) ниво.Елементарната појава на нивото што се разгледува е претставена со енергетски текови и циклуси на супстанции. Водечката улога во овие циклуси и текови им припаѓа на живите организми. Биогеоценозата е материјално и енергетски отворен систем. Биогеоценозите, кои се разликуваат по составот на видовите и карактеристиките на нивниот абиотски дел, се обединуваат на планетата во единствен комплекс - област на дистрибуција на животот, или биосфера.

Горенаведените нивоа ги одразуваат најважните биолошки феномени, без кои еволуцијата и, следствено, самото постоење на живот се невозможни. Иако елементарните единици и појави на идентификуваните нивоа се различни, сите тие се тесно поврзани меѓусебно, решавајќи ја својата специфична задача во рамките на еден единствен еволутивен процес. Елементарните основи на овој процес во форма на феномени на наследност и вистинска мутациска варијабилност се поврзани со конваријантна редупликација на молекуларно генетско ниво. Посебната улога на клеточното ниво е да обезбеди енергетска, материјална и информативна поддршка за она што се случува на сите други нивоа. На онтогенетско ниво, биолошките информации содржани во гените се трансформираат во комплекс од карактеристики и својства на организмот. Фенотипот што се појавува така станува достапен за дејството на природната селекција. На ниво на популација-вид, се одредува еволутивната вредност на промените поврзани со молекуларното генетско, клеточно и онтогенетско ниво. Специфичната улога на биогеоценотичното ниво е формирање на заедници на организми од различни видови прилагодени да живеат заедно во одредено живеалиште. Важна карактеристика на таквите заедници е нивната стабилност со текот на времето.

Разгледаните нивоа ја одразуваат општата структура на еволутивниот процес, чиј природен резултат е човекот. Затоа, елементарните структури и појави типични за овие нивоа важат и за луѓето, иако со одредени особености поради нивната социјална суштина.

Молекуларна генетска. Основната единица на организација е генот. Елементарен феномен е редупликација на ДНК, пренос на генетски информации во клетка ќерка. Молекуларното ниво на организација на животот е предмет на изучување на молекуларната биологија. Таа ја проучува структурата на протеините, нивните функции (вклучително и како ензими), улогата на нуклеинските киселини во складирањето, репликацијата и имплементацијата на генетските информации, т.е. процеси на синтеза на ДНК, РНК, протеини.

Клеточно ниво.Ова ниво на организација на живите суштества е претставено со клетки - независни организми (бактерии, протозои и др.), како и клетки на повеќеклеточни организми. Најважната специфична карактеристика на клеточното ниво е тоа од ова ниво животот започнува, бидејќи синтезата на матрицата што се случува на молекуларно ниво се јавува во клетките. Способни за живот, раст и репродукција, клетките се главната форма на организација на живата материја, нејзините елементарни единици од кои се изградени сите живи суштества. Карактеристична карактеристика на клеточното ниво е специјализацијата на клетките. На клеточно ниво, постои диференцијација и подредување на животните процеси во просторот и времето.

Ниво на ткиво.Ткивото е збир на клетки кои имаат заедничко потекло, слична структура и вршат исти функции. Кај цицачите, на пример, постојат четири главни типа на ткиво: епително, сврзно, мускулно и нервно.

Организам (онтогенетско) ниво.На органско ниво, тие ја проучуваат поединецот и неговите структурни карактеристики како целина, физиолошките процеси, вклучително и диференцијацијата, механизмите на адаптација и однесувањето. Елементарната неделива единица на животната организација на ова ниво е индивидуата. Животот секогаш е претставен во форма на дискретни поединци. Овие можат да бидат едноклеточни поединци или повеќеклеточни, составени од милиони и милијарди клетки.

Ниво на популација-видови.Основна елементарна структурна единица на ова ниво е населението. Популација- локална, географски одвоена до еден или друг степен од другите група индивидуи од ист вид, кои слободно се вкрстуваат едни со други и имаат заеднички генетски фонд. Елементарниот феномен на ниво на популација-вид е промена на генотипскиот состав на популацијата, а елементарен материјал е мутација. На ниво на популација-видови, се проучуваат факторите кои влијаат на големината на популациите, проблемите на зачувување на загрозените видови и динамиката на генетскиот состав на популациите.

Биоценотично ниво.Популациите од различни видови секогаш формираат сложени заедници во биосферата на Земјата. Ваквите заедници во одредени области на биосферата се нарекуваат биоценози. Биоценоза- комплекс кој се состои од растителна заедница (фитоценоза), животинскиот свет што го населува (зооценоза), микроорганизми и соодветната површина на површината на земјата. Сите компоненти на биоценозата се меѓусебно поврзани со циклус на супстанции. Биоценозата е производ на заедничкиот историски развој на видовите кои се разликуваат по систематска положба.

Постојат такви нивоа на организација на живата материја - нивоа на биолошка организација: молекуларна, клеточна, ткиво, орган, организам, популација-вид и екосистем.

Молекуларно ниво на организација - ова е нивото на функционирање на биолошките макромолекули - биополимери: нуклеински киселини, протеини, полисахариди, липиди, стероиди. Од ова ниво започнуваат најважните животни процеси: метаболизам, конверзија на енергија, пренос наследни информации. Ова ниво се изучува: биохемија, молекуларна генетика, молекуларна биологија, генетика, биофизика.

Клеточно ниво- ова е ниво на клетки (клетки на бактерии, цијанобактерии, едноклеточни животни и алги, едноклеточни габи, клетки на повеќеклеточни организми). Клетката е структурна единица на живите суштества, функционална единица, единица за развој. Ова ниво го проучува цитологијата, цитохемијата, цитогенетиката и микробиологијата.

Ниво на организација на ткивото - ова е нивото на кое се проучува структурата и функционирањето на ткивата. Ова ниво го проучува хистологијата и хистохемијата.

Органско ниво на организација- Ова е нивото на органи на повеќеклеточни организми. Анатомијата, физиологијата и ембриологијата го проучуваат ова ниво.

Организам ниво на организација - ова е нивото на едноклеточни, колонијални и повеќеклеточни организми. Специфичноста на органското ниво е што на ова ниво се случува декодирање и имплементација на генетски информации, формирање на карактеристики својствени за поединци од даден вид. Ова ниво се изучува по морфологија (анатомија и ембриологија), физиологија, генетика и палеонтологија.

Ниво на популација-видови - ова е нивото на агрегати на поединци - популацииИ видови. Ова ниво го изучува систематиката, таксономијата, екологијата, биогеографијата, популациона генетика. На ова ниво, генетски и еколошки карактеристики на популациите, елементарен еволутивни фактории нивното влијание врз генскиот базен (микроеволуција), проблемот на зачувување на видовите.

Ниво на организација на екосистемот - ова е нивото на микроекосистеми, мезоекосистеми, макроекосистеми. На ова ниво се изучуваат видовите на исхрана, видовите односи меѓу организмите и популациите во екосистемот, големината на населението, динамика на населението, густина на населеност, продуктивност на екосистемот, сукцесија. Ова ниво ја проучува екологијата.

Исто така се разликуваат ниво на организација на биосфератажива материја. Биосферата е огромен екосистем кој зафаќа дел од географската обвивка на Земјата. Ова е мега екосистем. Во биосферата има циркулација на супстанции и хемиски елементи, како и трансформација на сончевата енергија.
2. Основни својства на живата материја

Метаболизам (метаболизам)

Метаболизам (метаболизам) е збир на хемиски трансформации што се случуваат во живите системи кои обезбедуваат нивна витална активност, раст, репродукција, развој, самоодржување, постојан контакт со околината и способност да се прилагодат на неа и нејзините промени. Во текот на метаболичкиот процес, молекулите кои ги сочинуваат клетките се разградуваат и синтетизираат; формирање, уништување и обновување на клеточните структури и меѓуклеточната супстанција. Метаболизмот се заснова на меѓусебно поврзаните процеси на асимилација (анаболизам) и дисимилација (катаболизам). Асимилација - процеси на синтеза на сложени молекули од едноставни со трошење на енергија складирана при дисимилација (како и акумулација на енергија при таложење на синтетизираните супстанции). Дисимилација е процес на разградување (анаеробно или аеробно) на сложени органски соединенија неопходни за функционирање на телото.
За разлика од телата од нежива природа, размената со животната средина за живите организми е услов за нивното постоење. Во овој случај, се јавува самообновување. Метаболичките процеси кои се случуваат внатре во телото се комбинираат во метаболички каскади и циклуси со хемиски реакции кои се строго наредени во времето и просторот. Координираната појава на голем број реакции во мал волумен се постигнува преку наредена дистрибуција на поединечни метаболички единици во клетката (принципот на компартментизација). Метаболичките процеси се регулираат со помош на биокатализатори - специјални ензимски протеини. Секој ензим има специфичност на супстратот да ја катализира конверзијата на само еден супстрат. Оваа специфичност се заснова на еден вид „препознавање“ на супстратот од страна на ензимот. Ензимската катализа се разликува од небиолошката катализа по својата исклучително висока ефикасност, како резултат на што брзината на соодветната реакција се зголемува за 1010 - 1013 пати. Секоја ензимска молекула е способна да врши од неколку илјади до неколку милиони операции во минута без да биде уништена за време на учеството во реакциите. Друга карактеристична разлика помеѓу ензимите и небиолошките катализатори е тоа што ензимите се способни да ги забрзуваат реакциите во нормални услови (атмосферски притисок, телесна температура итн.).
Сите живи организми можат да се поделат во две групи - автотрофи и хетеротрофи, кои се разликуваат по изворите на енергија и неопходните материи за нивниот живот.
Автотрофи се организми кои синтетизираат органски соединенија од неоргански материи користејќи ја енергијата на сончевата светлина (фотосинтетика - зелени растенија, алги, некои бактерии) или енергија добиена од оксидација на неоргански супстрат (хемосинтетици - сулфур, железни бактерии и некои други) Автотрофни организми. се способни да ги синтетизираат сите компоненти на клетката. Улогата на фотосинтетичките автотрофи во природата е одлучувачка - како примарен производител на органска материја во биосферата, тие обезбедуваат постоење на сите други организми и текот на биогеохемиските циклуси во циклусот на супстанции на Земјата.
Хетеротрофите (сите животни, габите, повеќето бактерии, некои нехлорофилни растенија) се организми на кои за своето постоење им се потребни готови органски материи, кои, кога се снабдуваат како храна, служат и како извор на енергија и како неопходен „градежен материјал“. . Карактеристична карактеристика на хетеротрофите е присуството на амфиболизам, т.е. процесот на формирање на мали органски молекули (мономери) формирани при варење на храната (процес на разградување на сложени супстрати). Таквите молекули - мономери - се користат за составување на сопствените сложени органски соединенија.

Саморепродукција (репродукција)

Способноста за репродукција (репродуцирање на сопствениот вид, саморепродукција) е едно од основните својства на живите организми. Репродукцијата е неопходна за да се обезбеди континуитет на постоењето на видовите, бидејќи Животниот век на поединечен организам е ограничен. Репродукцијата повеќе од компензира за загубите предизвикани од природната смрт на поединците, и на тој начин го одржува зачувувањето на видот во текот на генерации на поединци. Во процесот на еволуција на живите организми, се случи еволуција на методите на репродукција. Затоа, во многубројните и разновидни видови на живи организми кои моментално постојат, наоѓаме различни форми на размножување. Многу видови на организми комбинираат неколку методи на репродукција. Неопходно е да се разликуваат два фундаментално различни типа на репродукција на организми - асексуална (примарниот и постариот тип на репродукција) и сексуална.
Во процесот на бесполово размножување се формира нова единка од една или група клетки (во повеќеклеточни организми) на мајчиниот организам. Во сите форми на бесполово размножување, потомството има генотип (збир на гени) идентичен со мајчиниот. Следствено, сите потомци на еден мајчински организам се генетски хомогени и поединците ќерки имаат ист сет на карактеристики.
Во сексуалната репродукција, нова единка се развива од зигот, кој се формира со спојување на две специјализирани герминативни клетки (процес на оплодување) произведени од два родителски организми. Јадрото во зиготот содржи хибриден сет на хромозоми, формирани како резултат на комбинирање на множества на хромозоми на споени јадра на гамети. Така, во јадрото на зиготот се создава нова комбинација на наследни склоности (гени), воведени подеднакво од двајцата родители. И организмот ќерка што се развива од зиготот ќе има нова комбинација на карактеристики. Со други зборови, за време на сексуалната репродукција, се јавува комбинирана форма на наследна варијабилност на организмите, која обезбедува адаптација на видовите кон променливите услови на животната средина и претставува суштински фактор во еволуцијата. Ова е значајна предност на сексуалната репродукција во споредба со бесполовата репродукција.
Способноста на живите организми да се репродуцираат се заснова на уникатната особина на нуклеинските киселини за репродукција и феноменот на синтеза на матрикс, кој лежи во основата на формирањето на нуклеинската киселина и протеинските молекули. Саморепродукцијата на молекуларно ниво го одредува и спроведувањето на метаболизмот во клетките и само-репродукцијата на самите клетки. Клеточната делба (само-размножување на клетките) лежи во основата на индивидуалниот развој на повеќеклеточните организми и репродукцијата на сите организми. Репродукцијата на организмите обезбедува само-размножување на сите видови што ја населуваат Земјата, што пак го одредува постоењето на биогеоценози и биосферата.

Наследност и варијабилност

Наследноста обезбедува материјален континуитет (протек на генетски информации) помеѓу генерациите на организми. Тоа е тесно поврзано со репродукцијата на молекуларно, субклеточно и клеточно ниво. Генетските информации што ја одредуваат разновидноста на наследни особини се шифрирани во молекуларната структура на ДНК (во РНК за некои вируси). Гените кодираат информации за структурата на синтетизираните протеини, ензимски и структурни. Генетскиот код е систем за „запишување“ на информации за низата на амино киселини во синтетизираните протеини со помош на низата на нуклеотиди во молекулата на ДНК.
Множеството од сите гени на еден организам се нарекува генотип, а множеството карактеристики се нарекува фенотип. Фенотипот зависи и од генотипот и од внатрешните и надворешните фактори на животната средина кои влијаат на активноста на генот и одредуваат редовни процеси. Складирањето и преносот на наследни информации се врши кај сите организми со помош на нуклеински киселини, генетскиот код е ист за сите живи суштества на Земјата, т.е. тоа е универзално. Благодарение на наследноста, карактеристиките се пренесуваат од генерација на генерација кои обезбедуваат адаптација на организмите кон нивната околина.
Ако за време на репродукцијата на организмите се манифестираше само континуитетот на постоечките карактеристики и својства, тогаш на позадината на променливите услови на животната средина, постоењето на организми би било невозможно, бидејќи неопходен услов за живот на организмите е нивната приспособливост кон условите на нивните животната средина. Постои варијабилност во разновидноста на организмите кои припаѓаат на ист вид. Варијабилноста може да се појави кај поединечни организми за време на нивниот индивидуален развој или во група на организми во текот на низа генерации за време на репродукцијата.
Постојат две главни форми на варијабилност, кои се разликуваат во механизмите на настанување, природата на промените во карактеристиките и, конечно, нивното значење за постоењето на живи организми - генотипски (наследни) и модификација (ненаследни).
Генотипската варијабилност е поврзана со промена на генотипот и доведува до промена на фенотипот. Генотипската варијабилност може да се заснова на мутации (мутациска варијабилност) или нови комбинации на гени кои се појавуваат за време на процесот на оплодување за време на сексуалната репродукција. Во мутационата форма, промените се поврзани првенствено со грешки при репликацијата на нуклеинските киселини. Така, се појавуваат нови гени кои носат нови генетски информации; се појавуваат нови знаци. И ако новопојавените ликови се корисни за организмот под специфични услови, тогаш тие се „собрани“ и „поправени“ со природна селекција. Така, приспособливоста на организмите на условите на околината, разновидноста на организмите се засноваат на наследна (генотипска) варијабилност и се создаваат предуслови за позитивна еволуција.
Со ненаследна (модифицирачка) варијабилност, промените во фенотипот се случуваат под влијание на факторите на околината и не се поврзани со промените во генотипот. Модификациите (промени во карактеристиките при варијабилноста на модификацијата) се случуваат во границите на реакциската норма, која е под контрола на генотипот. Модификациите не се пренесуваат на следните генерации. Значењето на варијабилноста на модификацијата е во тоа што обезбедува приспособливост на организмот кон факторите на околината во текот на неговиот живот.

Индивидуален развој на организмите

Сите живи организми се карактеризираат со процес на индивидуален развој - онтогенеза. Традиционално, онтогенезата се подразбира како процес на индивидуален развој на повеќеклеточен организам (формиран како резултат на сексуална репродукција) од моментот на формирање на зигот до природна смрт на поединецот. Поради поделбата на зиготот и следните генерации на клетки, се формира повеќеклеточен организам, кој се состои од огромен број различни видови клетки, различни ткива и органи. Развојот на организмот се заснова на „генетска програма“ (вградена во гените на хромозомите на зиготот) и се спроведува под специфични услови на животната средина, кои значително влијаат на процесот на имплементација на генетските информации за време на индивидуалното постоење на индивидуална. Во раните фази на индивидуалниот развој се јавува интензивен раст (зголемување на масата и големината), предизвикано од репродукција на молекули, клетки и други структури и диференцијација, т.е. појавата на разлики во структурата и компликацијата на функциите.
Во сите фази на онтогенезата, различни фактори на животната средина (температура, гравитација, притисок, состав на храна во однос на содржината на хемиски елементи и витамини, различни физички и хемиски агенси) имаат значително регулаторно влијание врз развојот на телото. Проучувањето на улогата на овие фактори во процесот на индивидуален развој на животните и луѓето е од големо практично значење, кое се зголемува како што се засилува антропогеното влијание врз природата. Во различни области на биологијата, медицината, ветеринарната медицина и другите науки, широко се спроведуваат истражувања за проучување на процесите на нормален и патолошки развој на организмите и за разјаснување на моделите на онтогенезата.

Раздразливост

Составно својство на организмите и на сите живи системи е раздразливоста - способноста да се согледаат надворешните или внатрешните дразби (влијанија) и соодветно да се реагира на нив. Кај организмите, раздразливоста е придружена со комплекс на промени, изразени во промени во метаболизмот, електричен потенцијал на клеточните мембрани, физичко-хемиски параметри во цитоплазмата на клетките, во моторни реакции, а високо организираните животни се карактеризираат со промени во нивното однесување.

4. Централната догма на молекуларната биологија - генерализирачко правило за имплементација на генетски информации забележани во природата: информациите се пренесуваат од нуклеински киселиниДо верверица, но не во спротивна насока. Правилото беше формулирано Френсис КрикВ 1958 година и усогласени со податоците акумулирани до тоа време во 1970 година. Трансфер на генетски информации од ДНКДо РНКи од РНК до верверицае универзален за сите клеточни организми без исклучок; тој е основата на биосинтезата на макромолекулите. Репликацијата на геномот одговара на транзицијата на информации ДНК → ДНК. Во природата, постојат и транзиции РНК → РНК и РНК → ДНК (на пример, кај некои вируси), како и промени конформацијапротеини пренесени од молекула до молекула.

Универзални методи за пренос на биолошки информации

Во живите организми постојат три типа на хетерогени, односно се состојат од различни полимерни мономери - ДНК, РНК и протеини. Информациите може да се пренесат меѓу нив на 3 x 3 = 9 начини. Централната догма ги дели овие 9 типа на пренос на информации во три групи:

Општо - се наоѓа во повеќето живи организми;

Специјални - најдени по исклучок, во вирусии во мобилни елементи на геномотили под биолошки услови експеримент;

Непознато - не е пронајдено.

Репликација на ДНК (ДНК → ДНК)

ДНК е главниот начин за пренос на информации помеѓу генерации живи организми, па затоа прецизното дуплирање (репликација) на ДНК е многу важно. Репликацијата се изведува со комплекс на протеини кои се одмотуваат хроматин, потоа двојна спирала. По ова, ДНК полимеразата и нејзините поврзани протеини градат идентична копија на секој од двата синџири.

Транскрипција (ДНК → РНК)

Транскрипцијата е биолошки процес како резултат на кој информациите содржани во дел од ДНК се копираат на синтетизираната молекула гласник РНК. Се врши транскрипција фактори на транскрипцијаИ РНК полимераза. ВО еукариотска клеткапримарниот транскрипт (пред-mRNA) често се уредува. Овој процес се нарекува спојување.

Превод (РНК → протеин)

Се чита зрела мРНК рибозомиза време на процесот на емитување. ВО прокариотскиВо клетките, процесите на транскрипција и транслација не се просторно одвоени, и овие процеси се споени. ВО еукариотскиклеточно место на транскрипција клеточното јадроодвоено од локацијата на емитување ( цитоплазмата) нуклеарна мембрана, па mRNA транспортирани од јадротово цитоплазмата. mRNA се чита од рибозомот во форма на три нуклеотид"зборови". Комплекси фактори на иницијацијаИ фактори на издолжувањеиспорачуваат аминоацилирани трансфер на РНКна комплексот mRNA-рибозом.

Ги има вкупно 8. Што лежи во основата на поделбата на живата природа на нивоа? Факт е дека на секое ниво има одредени својства. Секое следно ниво нужно го содржи претходното или сите претходни. Ајде да го разгледаме секое ниво подетално:

1. Молекуларно ниво на организација на живата природа

· Органски и неоргански материи,

процеси на синтеза и разградување на овие супстанции,

ослободување и апсорпција на енергија

Сите овие се хемиски процеси кои се случуваат во секој жив систем. Ова ниво не може да се нарече „во живо“ 100%. Тоа е прилично „хемиско ниво“ - затоа е прво, најниско од сите. Но, токму ова ниво ја формираше основата за поделба на Живата природа на царства - според резервната хранлива материја: кај растенијата - јаглени хидрати, кај габите - хитин, кај животните - протеини.

· Биохемија

· Молекуларна биологија

· Молекуларна генетика

2. Клеточно ниво на организација на живата природа

Вклучува молекуларно ниво на организација. На ова ниво, „најмалиот неделив биолошки систем - клетката“ - веќе се појавува. Вашиот метаболизам и енергија. Внатрешната организација на клетката се нејзините органели. Животни процеси - потекло, раст, саморепродукција (поделба)

Науки кои го проучуваат клеточното ниво на организација:

Цитологија

· (Генетика)

· (Ембриологија)

Науките кои го проучуваат ова ниво се наведени во загради, но тоа не е главниот предмет на проучување.

3. Ниво на организација на ткиво

Вклучува молекуларни и клеточни нивоа. Ова ниво може да се нарече „повеќеклеточно“ - на крајот на краиштата, ткивото е збирка клетки со слична структура и ги извршуваат истите функции.

Науката која го проучува ткивото ниво на организација - хистологија.

4. Ниво на орган на животна организација

Во едноклеточните организми ова се органели - секој има своја структура и функции

Во повеќеклеточните организми, ова се органи кои се обединети во системи и јасно комуницираат едни со други.

Овие две нивоа - ткиво и орган - ги проучува науката:

Ботаника - растенија,

Зоологија - животни,

Анатомија - човек

· Физиологија

· (лек)

5. Ниво на организам

Вклучува молекуларни, клеточни, ткива и нивоа на органи.

На ова ниво, живата природа е веќе поделена на царства - растенија, габи и животни.

Својства на ова ниво:

· Метаболизам (и на клеточно ниво - гледате, секое ниво го содржи претходното!)

· Структура на телото

· Исхрана

Хомеостаза - постојаност на внатрешната средина

· Репродукција

Интеракција помеѓу организмите

· Интеракција со околината

Анатомија

· Генетика

· Морфологија

· Физиологија

6. Ниво на животна организација на население-видови

Вклучува молекуларни, клеточни, ткива, органи и нивоа на организам.

Ако неколку организми се морфолошки слични (со други зборови, имаат иста структура) и имаат ист генотип, тогаш тие формираат еден вид или популација.

Главните процеси на ова ниво:

Интеракција на организмите меѓу себе (или конкуренција или репродукција)

микроеволуција (промени во телото под влијание на надворешни услови)

Науки кои го проучуваат ова ниво:

· Генетика

· Еволуција

Екологија

7. Биогеоценотско ниво на животна организација (од зборот биогеоценоза)

На ова ниво, речиси сè е веќе земено предвид:

Интеракција на организмите едни со други - синџири и мрежи на исхрана

Интеракција на организмите едни со други - конкуренција и репродукција

Влијанието на животната средина врз организмите и, соодветно, влијанието на организмите врз нивното живеалиште

Науката што го проучува ова ниво е Екологија.

8. Ниво на организација на живата природа на биосферата (последното ниво е највисоко!)

Вклучува:

· Интеракција на живи и неживи компоненти на природата

· Биогеоценози

· Човечко влијание - „антропогени фактори“

· Циклус на супстанции во природата

И го проучува сето ова - Екологија!

Научниот свет почна да зборува за клетката речиси веднаш по пронаоѓањето на микроскопот.

Патем, сега има неколку видови на микроскопи:

Оптички микроскоп - максимално зголемување - ~2000 пати (можете да видите некои микроорганизми, клетки (растителни и животински), кристали итн.

Електронски микроскоп - се зголемува до 106 пати. Веќе можете да ги проучувате честичките и на клетките и на молекулите - ова е веќе нивото на микроструктури

Првиот научник кој можеше да ги види клетките (се разбира преку микроскоп) беше Роберт Хук(1665) - ја проучувал клеточната структура главно на растенијата.

Но, за прв пат почнав да зборувам за едноклеточни организми - бактерии, цилијати А. Ван Левенхук(1674 g)

Ла Марк(1809) веќе почна да зборува за клеточната теорија

Па, веќе во средината на 19 век, М. Шлајден и Т. Шван ја формулирале клеточната теорија, која сега е општо прифатена низ целиот свет.

Сите организми се клеточни освен вируси

Ќелија- елементарна единица на структурата и виталната активност на сите организми, која има свој метаболизам, способна за самостојно постоење, саморепродукција и развој. Сите живи организми или, како повеќеклеточни животни, растенија и габи, се состојат од многу клетки, или, како и многу протозои и бактерии, се едноклеточни организми. Филијалата на биологијата која ја проучува структурата и функционирањето на клетките се нарекува цитологија. Неодамна, исто така стана вообичаено да се зборува за клеточна биологија, или клеточна биологија.

Ќелијае мини-организам. Таа има свои „органи“ - органоиди. Главната органела на клетката е јадрото. Врз основа на тоа, сите живи организми се поделени на ЕУКАРИОТИЧНИ („карио“ - јадро) - што содржи јадро и ПРОКАРИОТИЧНИ („про“ - направи) - преднуклеарни (без јадро).

Одредби на теоријата на клетките на Шлајден-Шван

1. Сите животни и растенија се составени од клетки.

2. Растенијата и животните растат и се развиваат преку појавата на нови клетки.

3. Клетката е најмалата единица на живи суштества, а цел организам е збир на клетки.

Основни одредби на модерната клеточна теорија

· Клетката е единица на структура, витална активност, раст и развој на живите организми, нема живот надвор од клетката.

· Клетка е единствен систем кој се состои од многу елементи природно меѓусебно поврзани еден со друг, што претставува одредена интегрална формација.

· Јадрото е главната компонента на клетката (еукариоти).

· Новите клетки се формираат само како резултат на поделбата на оригиналните клетки.

· Клетките на повеќеклеточните организми формираат ткива, ткивата формираат органи. Животот на еден организам како целина е одреден од интеракцијата на неговите составни клетки.

Главните органоиди на клетката се оние компоненти кои се својствени за сите клетки на живите организми - „општ состав“:

· јадро: нуклеолус, нуклеарна обвивка;

· плазма мембрана;

· ендоплазматичен ретикулум;

· центриол;

· комплекс Голџи;

· лизозом;

· вакуола;

· митохондрион.

Нуклеински киселиникои се наоѓаат во клетките на апсолутно секој организам. Дури и вируси.

„Нуклео“ - „јадро“ - главно се наоѓаат во јадрото на клетките, но се наоѓаат и во цитоплазмата и другите органоиди. Постојат два вида нуклеински киселини: ДНК и РНК

ДНК - деоксирибонуклеинска киселина

РНК - рибонуклеинска киселина

Овие молекули се полимери; мономерите се нуклеотиди - соединенија кои содржат азотни бази.

ДНК нуклеотиди: А - аденин, Т - тимин, Ц - цитозин, Г - гванин

РНК нуклеотиди: А - аденин, У - урацил, Ц - цитозин, Г - гванин

Како што можете да видите, во РНК нема тимин, тој се заменува со урацил - У

Покрај нив, нуклеотидите вклучуваат:

јаглехидрати: деоксирибоза - во ДНК, рибоза - во РНК. Фосфат и шеќер - се дел од двете молекули

Ова е примарна структура на молекулите

Секундарната структура е самата форма на молекулите. ДНК е двојна спирала, РНК е „единечна“ долга молекула.

Основни функции на нуклеинските киселини

Генетскиот код е низата на нуклеотиди во молекулата на ДНК. Ова е основата на секој организам; всушност, тоа е информација за самиот организам (како целото име на секое лице, кое идентификува личност - ова е низа од букви или низа од броеви - серија на пасоши).

Значи, основните функции на нуклеинските киселини- при складирање, имплементација и пренос на наследни информации „снимени“ во молекулите во форма на низа од одредени нуклеотиди.

Поделбата на клетките е дел од животниот процес на апсолутно секој жив организам. Сите нови клетки се формираат од стари (мајки) клетки. Ова е една од главните одредби на клеточната теорија. Но, постојат неколку видови на поделба кои директно зависат од природата на овие клетки.

Поделба на прокариотски клетки

Како прокариотската клетка се разликува од еукариотската клетка? Најважната разлика е отсуството на јадро (за што всушност се нарекуваат така). Отсуството на јадро значи дека ДНК едноставно престојува во цитоплазмата.

Процесот изгледа вака:

Репликација на ДНК (дупликација) ---> клетката се издолжува ---> се формира попречен септум ---> клетките се одвојуваат и се раздвојуваат

Еукариотска клеточна делба

Животот на секоја клетка се состои од 3 фази: раст, подготовка за делба и, всушност, поделба.

Како се подготвувате за поделба?

Прво, протеинот се синтетизира

· второ, сите важни компоненти на клетката се удвојуваат така што секоја нова клетка го има целиот сет на органели неопходни за живот.

· Трето, молекулата на ДНК се удвојува и секој хромозом синтетизира копија од себе. Двоен хромозом = 2 хроматиди (секој со молекула на ДНК).

Овој период на подготовка за заблуда се нарекува ИНТЕРФАЗА.