Явление кооперации обычно рассматривают на примере наследования формы гребня у кур (см. ниже), где имеется 2 дискретных гена, контролирующих 2 различных признака. При совместном действии доминантных аллелей этих генов происходит их кооперирование и появляется новый третий признак (новообразование).
Следует обратить внимание на принципиальное сходство кооперации и кодоминантности. Различие между ними состоит только в том, что при кооперации взаимодействуют аллели разных генов, а при кодоминантности – аллели одного и того же гена.
Таким образом, кооперация или новообразование – это такой тип взаимодействия двух или нескольких генов, при котором их доминантные аллели, имеющие собственное фенотипическое проявление, при совместном действии обусловливают появление нового третьего признака.
Расщепление во втором поколении – 9:3:3:1.
Обозначения: у кур за форму гребня отвечает два гена: R – розовидная форма; Р – гороховидная форма; rrрр – простая листовидная форма гребня, а при наличии обеих доминантных аллелей – форма гребня ореховидная.
41.Комплиментарность.
Комплемента́рность (в химии, молекулярной биологии и генетике) - взаимное соответствие молекул биополимеров или их фрагментов, обеспечивающее образование связей между пространственно взаимодополняющими (комплементарными) фрагментами молекул или их структурных фрагментов вследствие супрамолекулярных взаимодействий (образование водородных связей, гидрофобных взаимодействий, электростатических взаимодействий заряженных функциональных групп и т. п.).Взаимодействие комплементарных фрагментов или биополимеров не сопровождается образованием ковалентной химической связи между комплементарными фрагментами, однако из-за пространственного взаимного соответствия комплементарных фрагментов приводит к образованию множества относительно слабых связей (водородных и ван-дер-ваальса) с достаточно большой суммарной энергией, что приводит к образованию устойчивых молекулярных комплексов. Вместе с тем, следует отметить, что механизм каталитичекой активности ферментов определяется комплементарностью фермента и переходного состояния либо промежуточного продукта катализируемой реакции - и в этом случае может происходить обратимое образование химической связи. Принцип комплементарности используется в синтезе ДНК. Это строгое соответствие соединения азотистых оснований, соединёнными водородными связями, в котором: А-Т (Аденин соединяется с Тимином) Г-Ц (Гуанин соединяется с Цитозином)
42.Эпистаз рецессивный и доминантный.
ЭПИСТАЗ
- один из типов взаимодействия генов, при котором аллели одного гена подавляют (эпнетатируют) проявление аллелей других генов. Символически эпистатирование обозначают знаком > («больше»). Различают рецессивный эпистаз (эпистатируют рецессивные аллели; выражается формулой аа > В?, вв) и доминантный эпистаз (эпистатируют доминантные аллели; выражается формулой А > В?, вв). Характерным для эпистаза является то, что определенные группы особей, обозначаемые разными фенотипическими радикалами, имеют одинаковый фенотип. Если признак контролируется, например двумя генами, эпистаз выражается в изменении соотношения расщепления по фенотипу среди гибридов второго поколения: 9:3:3:1 -> 12:3:1 при доминантном или 9:3:4 при рецессивном эпистазе. Биохимической основой эпистаза может быть многоэтапность процесса биосинтеза продукта, участвующего в формировании анализируемого признака, причём этапы этого процесса должны контролироваться разными генами. При этом аллели гена, контролирующего более ранние этапы этого процесса, будут эпистатировать над аллелями более «поздних» генов. При рассмотрении эпистаза на биохимическом уровне (когда признак - продукт конкретной реакции) эпистаз «превращается» в случай обычного независимого наследования разных элементарных признаков.
^ Рецессивный эпистаз -форма эпистаза, при которой рецессивный аллель эпистатического гена, находясь в гомозиготном состоянии, подавляет экспрессию др. (гипостатического) гена. Доминантный эпистаз - подавление доминантным аллелем одного (эпистатического) гена действия аллельной пары другого (гипостатического) гена; классический пример Д.э. - взаимодействие генов оперения кур С (гипостатический) и I (эпистатический).
Формы социального поведения проявляются в сообществах животных, при общение - когда контакты между животными начинают осуществляться через специальные сигнальные действия.
У головоногих моллюсков и членистоногих, но особенно у насекомых, можно найти четкие системы коммуникации с передачей данных по разным каналам. Это относится прежде всего к муравьям и пчелам, у них можно увидеть строго разграниченную структуру сообщества с разделением функций между обитателями. В свое время сообщества этих насекомых называли даже вводящими в заблуждение названием “общественные животные”. Именно муравьи и пчелы проявляют яркий пример элементов социального поведения – кооперации. Кооперация проявляется в согласованном поиске пищи, защите от врагов, охране территории. Передача информации у муравьев происходит посредством специфических выделений – т.е химических сигналов. Например, в случае опасности выделения распространяются по воздуху, их “воспринимают” другие муравьи “солдаты ” и спешат на помощь. Чем больше опасность тем больше муравьев выделяют сигналов тревоги, тем больше придет на помощь “солдат”. Таким образом муравьи кооперируются,объединяются для отражения атаки. Химические сигналы муравьев, служат также для указания сородичам пути муравья, интенсивность сигнала говорит о количестве пищи в том месте куда ведет след, что можно рассматривать как элемент кооперации в поведении.
Интересен следующий пример кооперации муравьев: муравьи организовывают ямку под землей, натаскивают туда листьев, споры грибов, и затем питаются выросшими грибами.
Некоторые пчелы также передают информацию химическим способом, это относится к пчелам из подсемейства Meliponinae, у них нет языка танца. Сборщица принесшая взяток, приводит соты в вибрирующее состояние, затем возвращается к обнаруженным цветам и на обратном пути оставляет пахучие метки на камнях, ветках деревьях, эти метки приводят других пчел к источнику пищи.
Но основным средством общения для пчел, являются “танцы”. Найдя источник пищи и вернувшись в улей, пчела раздает другим пчелам-сборщицам пробы нектара и приступает к “танцу”, пробежке по сотам, тем самым кооперируя других пчел на совместное использование найденного источника пищи.
Исследователи С.Л. Эллен и Л.Д. Мэч наблюдали весьма интересные элементы кооперации в стае волков. Стая из 20 волков жила за счет ослабевших животных.
Если животное яростно защищалось, лося оставляли в покое. Но если зверь был ослаблен, члены стаи вдруг собирались вместе, толкали друг друга мордами, виляли хвостами, т. е. проявляли соглашение о серьезной охоте.
Элемент кооперации под названием “мобинг”(от анг. толпа). наблюдается у стадных животных. Когда животные в случае опасности скопом нападают на хищника.
Исследование поведения летучих мышей-вампиров. В нем ученые показали, что вампиры делятся добытой на охоте кровью с другими особями в группе, не обязательно родственниками, и таким образом образуют «социальные связи», помогающие им выжить. Вампиры не могут долго голодать, после трех ночей «поста» они погибают. Поэтому чем с большим количеством собратьев делится пищей летучая мышь, тем больше «доноров» поделятся с ней в трудный период. Такое поведение вампиров далеко не самый необычный пример кооперации у животных. Мы решили вспомнить, какие формы может принимать кооперация у животных.
«Детские сады»
Императорский пингвин - самый крупный представитель семейства пингвиновых, обитает на льдинах вокруг Антарктиды, а для высиживания яиц и ухода за потомством мигрирует на стабильный лед рядом с материком и дальше, на материк. Брачный период у императорских пингвинов начинается в начале антарктической зимы, поэтому в самые суровые морозы с сильными ветрами пингвины вынуждены проводить на суше. Пингвины держат сначала яйцо, а потом птенца на лапах и накрывают сверху кожаной складкой, так называемой наседной сумкой, которая защищает яйцо и птенца от холода. Через 45 - 50 дней птенцы вырастают настолько, что перестают помещаться в сумке. При этом снаружи еще очень холодно и птенцы без укрытия могут замерзнуть. И тогда пингвины изобрели интересный способ кооперации. Птенцы сбиваются в плотную кучу, своеобразный «детский сад» во-первых, чтобы не растерять тепло, во-вторых, для защиты от хищных птиц - гигантского буревестника и антарктического поморника. За «детским садом» присматривают взрослые птицы, готовые в случае необходимости защитить птенцов.
Не только императорские пингвины присматривают за птенцами в «детских садах», но и другие птицы - гаги, пеганки, канадские гуси. «Детские сады» встречаются и у млекопитающих, преимущественно тех, которые живут близкородственными группами. Львицы
в прайде не только сообща присматривают за детенышами, но и кормят
молоком и своих и чужих львят. Интересно, что когда львицы уходят на
охоту, за львятами «присматривают» самцы. Бобры ,
живущие в одной хатке, выделяют «дежурных», которые по очереди следят
за бобрятами и часто играют роль «спасателей», так как детеныши еще не
очень хорошо плавают.
Однако «детские сады» настолько эффективны, что этот способ кооперации используют и животные, живущие в группах, но не являющиеся родственниками. Например, самки чернохвостых оленей следят за оленятами других самок из своей группы, и при появлении хищника защищают не только своих детенышей, но и чужих. «Детские сады» устраивают даже рептилии, у кайманов одна из самок заботится о своих и чужих детенышах в течение первых одного - двух месяцев их жизни.
Фотография: Wikimedia Commons
Охота
Хищники, живущие в группах, такие как львы, гиеновые собаки, волки, охотятся обычно тоже вместе. Например, в прайде обычно охотятся львицы , львы присоединяются к ним, когда прайд охотится на крупную добычу - жирафа или буйвола. Несколько хищников подкрадываются к стаду с разных сторон и быстро атакуют, выбирая в качестве добычи ближайшее к ним животное. У каждой львицы есть одна и та же предпочтительная позиция - «с флангов» или «центровая», которую хищница занимает на охоте. Львицы «с флангов» начинают охоту и гонят добычу по направлению к «центровым» особям, а те, в свою очередь, ловят убегающее животное «на лету», когда оно делает большие прыжки, стремясь уйти от преследования.
Много различных способов групповой охоты изобрели дельфины косатки , млекопитающие из подотряда зубатых китов, семейства дельфиновых. Косатки - широко распространенный вид, они обитают во всех океанах и во многих морях от Арктики до Антарктики. Поэтому и питаются они разнообразно, теми животными, что водятся рядом с ними. Косатки охотятся на стайных рыб вроде лосося или сельди, на акул, скатов, на морских птиц, морских млекопитающих - различные виды тюленей, морскую выдру и даже китов (кашалотов, малых полосатиков, серых китов). Соответственно, для охоты на разные виды добычи, эти животные выработали различную тактику.
Косатки, живущие у берегов Норвегии охотятся на стайную рыбу небольшой группой. Дельфины окружают рыбий косяк и начинают пускать пузыри, издавать звуки или плавать вокруг косяка, чтобы испугать рыбу и собрать ее в плотный шар у поверхности воды. Затем косатки бьют по косяку хвостом, оглушая или убивая несколько рыбин сразу, и поедают их. Охотясь на китов, дельфины выбирают либо детеныша, либо слабую (больную или раненную) особь. Группа косаток преследует самку с китенком плывущих рядом до тех пор, пока им не удается разделить их. Тогда косатки окружают детеныша и не пускают его на поверхность, то есть фактически топят его. Задокументирован случай охоты косаток на группу кашалотов, во время которой самки нападали на нескольких кашалотов, кусая их и затем отплывая в сторону. Затем самцы косаток убили одного серьезно раненного кита. В Антарктике во время охоты на тюленей, лежащих на льдинах, группа косаток поднимает большие волны, которые смывают тюленей в воду и они становятся добычей дельфинов.
Защита и охрана группы
Одно из преимуществ обитания в группе - возможность коллективной защиты и охраны членов группы от хищников. Например пока сурикаты из семейства мангустовых роются в земле в поисках насекомых, группу охраняют часовые, которые сменяются приблизительно каждый час. Если часовой замечает опасность, то подает сигнал остальным и вся группа разбегается по норам. В группе горилл один или двое часовых прячутся на деревьях недалеко от других, кормящихся или отдыхающих, особей. В случае опасности часовой криками предупреждает остальных членов группы и может напасть на пришельцев, чтобы попытаться остановить их и дать группе убежать.Овцебыки , если у них нет возможности убежать от хищников, чтобы защититься сбиваются в круг, в середину которого ставят телят. Взрослые животные поворачиваются к приближающемуся врагу и один из самцов атакует хищника, сразу возвращаясь в круг. Таким же образом защищаются и бизоны. Кашалоты для защиты от косаток образуют похожую конструкцию: они образуют круг головой внутрь, хвостом наружу и в центр круга прячут китят.
Фотография: Wikimedia Commons
Строительство
Некоторые животные сообща строят себе жилища. Самый знакомый для нас пример, это, конечно, бобры . Это социальные животные, которые обитают группами по пять - восемь особей и живут в одной норе или хатке. На низких, заболоченных берегах, где нору вырыть невозможно, бобры строят хатку, представляющую собой кучу хвороста, скрепленную землей и илом. Стены также обмазываются глиной или илом, что делает жилище неприступным для хищников, а также обеспечивает хорошую теплоизоляцию. Зимой температура в хатке не опускается ниже нуля градусов. Воздух поступает в жилище через отверстие в потолке.Общественные ткачики строят из травы, соломы и веток настоящие коммунальные гнезда, в которых может обитать от 10 до 400 птиц. Самое большое известное гнездо ткачиков больше шести метров в ширину и около трех метров в высоту. Оно насчитывает больше 100 отдельных гнезд. Хорошая теплоизоляция гнезд помогает ткачикам переносить суровый климат саванн Южной Африки с большим перепадом температур зимой и летом.
Таким образом, кооперация и альтруизм в мире животных образует целый спектр форм с одной стороны которого эусоциальные животные, с другой стороны - животные, живущие в группах, но при этом не являющиеся родственниками. Чем животные генетически ближе друг к другу, тем их альтруизм выше, вплоть до самопожертвования в интересах группы. Например, всем известная медоносная пчела , которая кусает животных или людей, разоряющих улей и при этом погибает. Если же группа состоит из животных, которые родственниками не являются, то их альтруизм - взаимный, «ты - мне, я - тебе». Хороший пример реципрокного альтруизма - упоминавшиеся в начале статьи летучие мыши-вампиры.
Возникновение и эволюцию альтруизма сейчас много изучают. Вот хороший обзор исследований по этой теме. Причем ученые исследуют альтруистичное поведение не только у животных, но и у растений и у микроорганизмов. Так что кооперация и альтруизм, которые мы наблюдаем в человеческом обществе, хотя и впечатляющее, но не уникальное явление.
Фотография: Anders Mohlin / flickr.com
Екатерина Русакова
«Трансляция» - Запрограммированный сдвиг рамки считывания. Регуляция трансляции мРНК ферритина (слева) и рецептора трансферрина (справа) ионами железа. Регуляция трансляции: рибо-переключатели. «Макромолекулярная мимикрия» фактора IF3. Структура тРНК и мРНК, связанных с рибосомой. Регуляция разных этапов трансляции у эукариот.
«Генномодифицированные растения» - Яблоко с генами апельсина. Генномодифицированные растения получены путем пересадки целых генов и частей молекулы ДНК от одного вида в клетки другого организма. Вот такие экзотические розы выведены методом генной инженерии. Генетически модифицированные растения. Чем полезны и вредны генномодифицированные продукты.
«Трансгенные организмы» - Кукуруза – на 80 % состоит из генетически модифицированных сортов. ГМП - большой и перспективный бизнес. Чья продукция содержит трансгенные компоненты. Томаты с геном камбалы. В Китае на свет появилась необычная "свинообезьяна". ЕСТЬ ИЛИ НЕ ЕСТЬ? - вот в чём вопрос. Генная инженерия. Продукты с добавками трансгенной сои.
«Открытия в генетике» - Г. Меллер. Хуго де Фриз. Развитие хромосомной теории. Настоящее генетики. 1917 год - открытие Института экспериментальной биологии, созданного Н. К. Кольцовым. Проект юных биологов Руководитель Караваева Н.М. Гимназия №1 имени А.Н.Барсукова. 1944 год -М. 1935 год -Н. В 1953 г. английский биофизик и генетик Ф. Крик н американский биохимик Дж.
«Основные понятия генетики» - 1900 год – рождение генетики. Томас Хант Морган (1866 – 1945). Значение генетики в современном мире: Творческое задание для всего класса. Муж и жена имеют волнис- тые волосы. Потомство, или гибриды, обозначаются буквой F от слова (Filli) – потомство, дети. Генетика: история развития науки. Основные генетические понятия.
«Генотип» - АА аа. Генотип Фенотип. Хромосомы Генетика. Изменчивость признаков, не связанную с изменением генотипа особи, называют: А – модификационной; Б – мутационной; В – полиплоидией; Г – гетерозисом. Вв. Найди ошибки: Храмосомы Гинетика. 1 закон Менделя. Аа Аа. Кодоминирование – отсутствие доминантно – рецессивных отношений.
Всего в теме 14 презентаций