Реферат: Дрозофила-объект научных исследований - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Дрозофила-объект научных исследований

Банк рефератов / Биология

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 989 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

9 Я - тоже муха : Мой краток век. А чем ты , муха , Не человек ? ВИЛ ЬЯМ БЛЕЙК. "Муха " Если почистить фрукты и то , что считается несъедобным , день-другой не выносить на помойку , можно заметить , как вокруг этого при родного растительного материала разовьется своя особая жизнь . Вокруг отвергнутых человеком остатков пищи начн ут роиться маленькие мушки размером по крайней мере на порядок , как говорят математики (т.е . примерно в 10 раз ), меньше , чем обычные комнатные мухи . Они настолько малы , что , если заведется всего несколько штук , их можно и не заметить . Размеры мушек составл яют только 2-3,5 мм . Однако это крохотное создание вошло в историю науки , а следовательно , и в историю человечества как бесценный объект генетических исследований. В русский язык уже прочно вошло их на звание - дроз офила , в точности повторяющее латинское наименование рода мух семейства плодовых мушек Drosophilia. На земном шаре существует свыше 1000 видов этих прелестных существ , и наибольшее распространение они получили в субтропиках и тропиках - на одних только Гав айских островах обитает более 300 видов дрозофилы . На территории же нашей страны их на порядок меньше . Наиболее используемым в науке видом является Drosophilia melanogaster. Сами плодовые мушки питаются соком растений , гниющими растительными остатками , а л ичинки - микроорганизмами . Их жизненный цикл очень короток , и развитие от яйца до мухи занимает в среднем 10 суток . Можно получить массу удовольствий , часами разглядывая эти крошечные создания под микроскопом с небольшим увеличением , лучше под бинокулярным микроскопом , позволяющим получать объемное изображение . В нем легко разглядеть детали строения переливающихся крылышек , удивительно красиво посаженные глазки , прямые или вилочкообразные щетинки и многое , многое другое . Малые размеры , плодовитость и ряд д р угих преимуществ перед большинством живых организмов на долгое время сделали дрозофилу главным объектом генетики , и не один нобелевский лауреат кроме своего могучего интеллекта обязан и ей своими высшими научными достижениями. Одним из нобелевских лауреато в , которому дрозофилы оказали неоценимую услугу, был замечательный американский зоолог и генетик Томас Хант Морган . Именно его имя использовалось для шельмования отечественных биологов в период "лысенковщины ", когда были введены ругательные тогда слова вей сманисты-морганисты , менделисты-морганисты или просто морганисты. Морган родился в 1866 г . в семье дипломата . Мать его была внучкой композитора Фрэнсиса Скопа Ли сочинившего американский национальный гимн . Не испытывая влияния биологов , Томас с детства инт ересовался биологическими объектами - он приносил в дом окаменелости , собрал коллекцию различных птиц , а первые свои научные исследования он выполнил , используя морских пауков. В 1902 г . американский биолог Уильям С . Саттон высказал предположение , что един ицы наследственности (гены ) размещаются в хромосомах . Морган решил его опровергнуть , считая , что хромосомы не являются носителями наследственности , а возникают на ранних стадиях развития . Теперь мы уже знаем , что в конце концов он изменил свое мнение на п р отивоположное , доказав прямую роль хромосом в процессах наследования макроскопических признаков живых организмов . Для выполнения этой работы в 1908 г . лучшего объекта , чем дрозофила , Морган найти не смог . Ему понадобилось вырастить и изучить несколько милл ионов мушек , чтобы прийти к твердому убеждению , что хромосомы напрямую связаны с наследственностью . И это только один ученый . Дрозофилу использовали наверняка не менее нескольких сотен генетиков , и , следовательно , число мушек , понадобившихся науке , сравни м о с численностью людей на земном шаре. Результаты некоторых экспериментов Моргана с дрозофилой , казалось , противоречили менделевскому закону независимого наследования , согласно которому каждый организм обладает генами , контролирующими тот или иной признак, и наследование одного признака , например пола , не зависит от наследования другого - например цвета глаз . Оказалось , что некоторые признаки все же связаны между собой , т.е . их сочетание встречается у потомков чем следует из законов Менделя .Так , например , б елоглазость - мутантный признак - почти всегда встречается только у самцов . Это явление Морган назвал сцеплением с полом . Тенденция к сцеплению подсказало ученому , что гены , по-видимому , располагаются на одной и той же хромосоме в тесной близости друг к дру гу . Было обнаружено что таких сцепленных групп у дроздофилы - четыре , и эта величина в точности совпала числом пар хромосом Свои эксперименты Морган проводил в помещении , которое он называл мушиной комнатой . В 19 14 г . в эту комнату явился студент-выпускник Герман Джозеф Меллер , которому впоследствии на той же дрозофиле суждено было открыть мутации под действием рентгеновского излучения . А пока Морган , Меллер и другие сотрудники старались ответить на вопрос , почему гены , расположенные на одной и той же хром о соме , наследовались реже , чем этого можно ожидать. Они предположили , что хромосомы , собранные в пары, могут расщепляться и обмениваться своими участками , генами , и назвали этот процесс кроссинговером . Предположение основывалось на обнаруженном бельгийским ученым Ф.А.Янсеном в 1909 г . (с помощью светового микроскопа ) тесном переплетении хромосом. Морган рассуждал так : чем больше расстояние между двумя генами в одной хромосоме , тем больше вероятность разрыва . Если это верно , то гены не будут наследоваться вме сте , и наоборот - гены , расположенные в хромосоме близко друг от друга , имеют меньше шансов быть разделенными , т.е . верна гипотеза американского генетика Альфреда Генри Стертеванта о том , что сцепление двух генов в хромосоме определяется величиной линейног о расстояния между ними . Иными словами , была высказана замечательная мысль , что , гены расположены вдоль хромосомы линейно , т.е . представляют собой линейную матрицу . Используя данные о частотах кроссинговера , Морган первым начал составлять хромосомные (или генетические ) карты , где в линейной последовательности указывались гены , ответственные за тот или иной макроскопический признак (цвет глаз или брюшка , формой щетинок или крыльев и т.д .). Так , если частота обмена между двумя генами равна 5, то это означает, что они расположены в одной и той же хромосоме на расстоянии 5 условных линейных единиц . В дальнейшем имя Моргана , как ранее имена ряда других выдающихся ученых , например Дальтона , Ньютона , Джоуля , Ангстрема и других , стали использовать для наименования э тих единиц , и в настоящее время они называются морганидами . В 1933 г . Т. X. Моргану была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине за открытия , связанные с ролью хромосом в наследственности. Морган изучал в основном самопроизвольно возникающие мутации . Но они могут быть вызваны и искусственно , например путем физических или химических воздействий . Первым физическим мутагенным фактором было рентгеновское излучение . Его использовал ученик Моргана Герман Меллер . Химический мутагенез еще в 30-е гг. открыл наш соотечественник Иосиф Абрамович Рапопорт , герой Великой Отечественной войны (он дважды был представлен к званию Героя Советского Союза ) и настоящий герой науки во времена борьбы с "лысенковщиной ". Однако опубликовать свои результаты о мутагенном действии формальдегида и других карбонильных соединений он смог только в 1946 г . одновременно с шотландкой Шарлоттой Ауэрбах , сообщившей в научной печати об аналогичных свойствах иприта . И опять объектом исследования было неприметная мушка. Ричард Эксел ( Richard Axel ) и его коллеги изучили функции двух десятков генов , ответственных за восприятие вкуса у дрозофилы . Об этом - статья в Cell от 9 марта. Группа Эксела продолжила исследования молекулярных биологов из Йельского университета Питера Клайна и Джона Карлсона , идентифицировавших комплекс генов под общим названием GR . Эти гены отвечают за формирование вкусовых рецепторов дрозофил : кодируемые ими белки присутствуют преимущественно в хоботках , ножках и усиках насекомых. Эксел и его коллеги обнаружили боль шое сходство между GR и обонятельными генами дрозофилы . Это позволяет предположить , что у отдаленных предков мух за распознавание вкуса и запаха отвечали одни и те же гены , и лишь в процессе эволюции постепенно произошло их разделение на "вкусовые " и "обон ятельные ". Исследователи считают , что дальнейшее изучение белков , отвечающих за распознавание вкуса и запаха , может привести к революции в сельском хозяйстве . Разобравшись в структуре молекул ; можно будет создавать экологически чистые препараты , способные сделать сельскохозяйственные культуры невкусными или дурно пахнущими для насекомых-вредителей. Различия в организации эу - и гетерохроматина дрозофилы. Наиболее существенные свойства эу - и гетерохромати на , характеризующие различия в их организации , при вед ены в табл. 1. Даже первого взгляда на эту таблицу достаточно чтобы увидеть , насколько эу - и гетерохроматин различны по строению и функционированию . Некоторые из свойств очень интересны , и мы рассмотрим их боле детально. Эффект положения мозаичного типа Од ним из удивительных свойств гетерохроматина является его способность передавать компактизованное состояние на эухроматиновые фрагменты хромосом , перенесенные в его соседство с помощью хромосомных перестроек (рис. 2). Гены в перенесенном фрагменте инактивир уются , хотя и не во всех клетках одного и того же органа . Например , если ген w + у дрозофилы , обеспечивающий нормальный красный цвет глаз у мухи , переносится с помощью инверсии In ( l ) w m 4 в новое положение - в окружение прицентромерного гетерохроматина , в час ти клеток он инактивируется . В результате на фоне нормально окрашенных участков глаза будут появляться пятна из неокрашенных белых клеток , в которых ген w + инактивирован - образуется как бы мозаика из окрашенных и неокрашенных клеток (см . рис. 2). Это явле ние ; называемое эффектом положения мозаичного типа , в настоящее время изучают весьма интенсивно , поскольку исследо ватели полагают , что оно является удобной моделью для понимания генетического контроля механизмов компактизации - декомпактизации хроматина. Рис. 2. Схема , иллюстрирующая эффект положения мозаичного типа - генетическую инактивацию эухроматинового фрагмента хромосомы , содержащего ген w + , перенесенного в соседство гетерохроматина Во всех этих работах было сделано сенсационное открытие : наследственность можно преднамеренно изменять в лабораторных условиях . Последнюю точку в исследовании хромосом и генов как линейных матриц , по-видимому , поставил еще один наш соотечественник , лауреа т Кимберовской премии (премии по генетике, дополняющей Нобелевские по физиологии и медицине ) Николай Владимирович Тимофеев-Ресовский , который совместно с немецкими учеными Клаусом Циммерманом и Максом Дельбрюком (еще одним нобелевским лауреатом ) в 30-х гг. определил размер гена . И уже не в условных единицах , а в обычных единицах длины (например , в нанометрах ). Полученные величины великолепно совпали с более поздними данными о размерах ДНК. Гены Y-хромосомы. Еще на заре рождения генетики , в 1916 году , америк анский ученый К . Бриджес установил , что экспериментально полученные самцы дрозофилы без Y-хромосомы (то есть ХО в отличие от нормальных самцов XY ) имеют нормальную жизнеспособность и строение всех органов , но они полностью стерильны . В последующих эксперим ентах было показано , что Y-хромосома дрозофилы содержит только девять генов , из которых шесть влияют на способность самцов оставлять потомство (фертильность ). Оставшиеся три гена - это bobbed ( bb ), серия или кластер генов , кодирующих рибосомную РНК и актив ность которых приводит к образованию ядрышка (нужно упомянуть , что второй ядрышкообразующий ген bb у дрозофилы находится также в гетерохроматиновом районе , но Х-хромосомы ). Ген bb, состоящий из повторенных фрагментов , занимает около 5% всей ДН К Y -хромосом ы. В пределах гена bb находятся участки , контролирующие процесс коньюгации хромосом в мейозе . Дело в том , что в мейозе спариваются гомологичные хромосомы за счет конъюгации гомологичных последовательностей нуклеотидов ДНК . Поскольку половые Х - и Y -хромосом ы морфологически и функционально совершенно различны , вопрос о механизмах спаривания этих элементов в мейотической профазе I достаточно актуален . Начиная с 1930-х годов накапливались данные о наличии участков спаривания в гетерохроматине Х-хромосомы , в рай оне локализации гена bobbed . Их назвали сайтами collohores ( col ). В 1990 году удалось показать , что ответственными за опознание Х - и Y-хромосом и их последующую конъюгацию и расхождение в мейозе являются короткие последовательности нуклеотидов длиной в 240 п.н ., расположенные в промежутках между генами рибосомной РНК , как в Х -, так и Y- хромосоме . Участок локализации локуса со / занимает в Y- хромосоме около 7% ее длины . Удаление bb с помощью хромосомных нехваток (делений ) полностью нарушает правильную конъюга цию половых хромосом. Еще один ген - crystal ( cry ) влияет на поведение хромосом в мейозе и правильное формирование гамет . Разрывы участка хромосом , занимаемого этим геном , не приводят к развитию каких-либо фенотипических изменений у самцов дрозофил . Однако при полном или частичном удалении этого участка с помощью делений в первичных сперматоцитах , в клетках , из которых образуются сперматозоиды , появляются белковые кристаллы , а во время мейоза нарушается расщепление хромосом . Интересно отметить , что есть ещ е один ген , расположенный в эухроматине Х-хромосомы, - Stellate ( Ste ), который взаимодействует с геном crystal . При этом , если в Х-хромосоме присутствует нормальный аллель гена Stellate (Ste + ), кристаллы имеют игловидную форму , если мутантный Ste - - они при обретают вид звезды . Ген Ste + был клонирован , и в результате анализа ДНК было показано , что он содержит тандемно повторенную (до 200 раз ) последовательность длиной 1250 п.н . Нужная степень повторенности этого фрагмента соответствует аллелю Ste + (игловидные кристаллы у Ste + /0 самцов , то есть тех , которые не имеют Y-хромосомы ). Высокая степень повторенности приводит к образованию звездовидных кристаллов у Ste - /О . Транскрипты гена Ste - находят в семенниках . Ген Ste + кодирует бета-субъединицу фермента казеин-к иназы -2. Этот белок , по-видимому , вовлечен в процессы конденсации хромосом и их последующего расхождения по гаметам. Присутствие нормального аллеля гена crystal ингибирует накопление РНК гена Ste + . По существующим представлениям сгу + контролирует активност ь гена Ste + : удаление Y-хромосомы приводит к сверхпродукции Ste + - PHK , в результате чего избыток белка этого гена кристаллизуется в сперматоцитах и нарушает их функциональные возможности , что и приводит к стерильности. У D . melanogaster найдено шесть фактор ов фертильности самцов ( kl -5, kl -3, kl -2, kl -1, ks - I и ks -2 нарис . З ) Из них три очень больших : kl-5, kl-3 и ks -1 — занимают по 10% Y-хромосом каждый , то есть примерно по 4000 т.п.н. Интересно проявляется активность факторов фертильности у дрозофилы . В 196 1 году три немецких ученых ( G . F . Меуег , О . Hess , W . Beermann ) описали особые нитевидные структуры в ядрах развивающихся сперма тоцитов D . melanogaster , которые впоследствии стал называть петлями (рис. 5). Такие структуры нашли фактически у всех 50 изучаемы х видов дрозофилы . Показано , что петли - это декомпактизованные , а следовательно , активные участки Y-хромосом. В них синтезируется РНК и накапливаются белки . Каждая петля ядре данного вида дрозофилы имеет характерные размеры , ультраструктуру и внешний вид (см . рис. 5). У других видов морфология набора петель другая. О том , что петли формируются из материала Y - xp омосомы , свидетельствуют следующие факты. 1. У самцов , не имеющих Y-хромосомы (ХО ), нет и петель , а у особей с двумя Y-хромосомами ( XYY ) они присутс твуют в двойном наборе . Если происходит делеция части Y-хромосомы, обнаруживаются не все петли . В линиях с дупликациями частей Y-хромосом число петель соответственно увеличивается. 2. У межвидовых гибридов морфология петель такая же , как и у вида - донора Y-хромосомы. Более детальный анализ показал , что гены ферментильности самцов локализованы в петлях. 1.Сначала были установлены корреляции между числом генов и петель . Затем , используя хромосомные – перестройки , установили прямое соответствие в их локализац ии . Так , фактор kl -5 соответствует петле А , поскольку и петля , и фактор располагаются между точками разрывов одних и тех же перестроек (см . рис. 3). Фактор kl - 3 расположен в петле B , ks -1 - в петле С. 2. При удалении делециями хотя бы одной петли самец ст ановится стерильным. После получения клонов ДНК из Y-хромосом дрозофил появилась возможность анализа молекулярной организации этой хромосомы . Общая длина петель составляет около 1000 мкм , или 1/12 всей длины ДНК в Y-хромосоме. Функции остальных 11/12 пока неизвестны . В состав ДНК Y-хромосомы входят два типа повторенных последовательностей. Рис . 3. Общий вид ядра спермотоцита у самца Drosofilia hydei (из [1], с .62). TR , P , THD , CL , THP , NS – названия петель , С – центромера , N - ядрышко Вывод : Таким образом , муха Дрозофила играет большую роль , как объект генетических исследований . Исследование ее генов принесло известность многим генетикам . Изучая гены Дрозофилы , ученые открыли много законов , таких как : закон Моргана - сцепленного наследования генов и закон Менделя . К тому же у Дрозофилы нашли много различных генов , отвечающих за наследование некоторых признаков . В последствии многие из этих открытий применялись к людям . И если бы не было эт и х мух , ученые еще долго бы не открыли законы наследования у людей. Таблица 1. Свойства Эухроматин Гетерохроматин Доля генома 67% 33% Расположение в хромосомах Плечи хромосом В прицентромерных областях , вся Y -хромосом Состояние компактности в к леточном В ходе митотического и мейоти- На протяжении всего клеточного цикла Цикле ческого делений Компактизующее влияние на приближен Не оказывает Участки эухроматина , приближенные к гетеро ные участки хромосом (эффект положе хроматину , также стан овятся компактными, ния мозаичного типа ) гены в них инактивируются Способность объединяться с другими Не отмечена Гетерохроматиновые участки объединяйте ; районами хромосом образуя хромоцентры Образование хромосомных перестроек Обычная частота обнар ужения Повышенная частота обнаружения Расположение в клеточном ядре По всему объему ядра Главным образом на ядерной оболочке Время синтеза ДНК в клеточном цикле Первые 3/4 периода синтеза ДНК Последняя половина S-периода. Завершени в интерфазе (S-пери ода ) процесса репликации ДНК сильно задержано Дифференциальная окраска специфичес Отсутствие окраски Интенсивная окраска кими красителями (С-окраска ) Фракции ДНК по степени повторенности -90% уникальных последователь Основная масса ДНК представлен а высокопое ностей и -10% умеренно повто торенными фракциями , в меньшей степен ренных умеренными повторами и совсем мало уникал ! ных последовательностей Наличие особых компактизующих бел Почти отсутствует Обильно присутствует по всему гетерох ромг ков , например белка НР 1 тину Варьирование количества материала в Заметное варьирование не обна Варьирование количества гетерохроматина un хромосомах ружено роко представлено в каждой хромосоме Генетическое содержание Основная часть всех генов г енома Гены почти отсутствуют локализована в эухроматине Литература : «Соросовский Образовательный Журнал» том 6 № 2 2000 И . Ф . Жимулев «Молекулярная и генетическая организация гетерохромотина в хромосомах дрозофилы». Биология № 14 1996. А.А . Замятнин «Хромосомные матрицы , или Ода в честь плодовой мушки-дрозофилы» Газета «Поиск» № 11 2001
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Алкоголик Степан пошёл в лес, чтобы посетить белок с ответным визитом.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по биологии "Дрозофила-объект научных исследований", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru