Хемосинтез і фотосинтез Сучасна клітинна теорія Клітинна

Хемосинтез і фотосинтез.

Сучасна клітинна теорія. Клітинна теорія - це фундаментальне узагальнення біології, яке визначає взаємозв'язок усіх проявів життя на Землі з клітиною, характеризує клітину одночасно як цілісну самостійну живу систему та як складову частину багатоклітинних організмів рослин і тварин.

Сучасна клітинна теорія. 1) Клітина - елементарна одиниця живого: - поза клітини немає життя. 2) Клітина - єдина система, що складається з безлічі закономірно пов'язаних один з одним елементів, що представляють собою певне цілісне утворення, що складається з пов'язаних функціональних одиниць - органел або органоїдів. 3) Клітини подібні - гомологічних - за будовою і за основними властивостями. 4) Клітини збільшуються в числі шляхом розподілу вихідної клітини після подвоєння її генетичного матеріалу: клітина від клітини. 5) Багатоклітинні організм являє собою нову систему, складний ансамбль з багатьох клітин, об'єднаних та інтегрованих в системи тканин і органів, пов'язаних один з одним за допомогою хімічних факторів, гуморальних і нервових. 6) Клітини багатоклітинних організмів тотипотентності, тобто володіють генетичними потенціями всіх клітин даного організму, рівнозначні по генетичній інформації, але відрізняються один від одного різної експресією різних генів, що призводить до їх морфологічному і функціональному різноманітності - до диференціювання.

Хемосинтез — це процес синтезу органічних речовин з вуглекислого газу за рахунок енергії окислення аміаку, сірководню і інших речовин, який здійснюється мікроорганізмами в процесі їх життєдіяльності. Хемосинтезуючі організми (хемотрофи) для синтезу органічних сполук використовують енергію, яка вивільнюється під час перетворення неорганічних сполук. До цих організмів належать деякі групи бактерій: нітрифікуючі, безбарвні сіркобактерії, залізобактерії тощо.

Хемотрофи. Хемотрофи -організми, що отримують енергію за рахунок окислення молекул донорів електрона із свого оточення. Ці молекули можуть бути органічними (органотрофи) або неорганічними (літотрофи). Хемотрофи звичайно протиставляються фототрофам, які використовують сонячну енергію. Хемотрофи може бути або автотрофами, або гетеротрофами. Хемотрофні бактерії: Нітрофікуючі бактерії (окиснюють аміак спочатку до нітритів (солі нітритної кислоти), а згодом - до нітратів (солі нітратної кислоти)); Залізобактерії (окиснюють сполуки двовалентного Феруму до трьохвалентного); Сіркобактерії (окиснюють сірководень та інші сполуки Сульфуру до сульфатної кислоти)

Автотрофи. Автотрофні організми, автотрофи- організми, що синтезують із неорганічних речовин всі необхідні для життя органічні речовини, використовуючи енергію фотосинтезу чи хемосинтезу. Автотрофи — основні продуценти органічної речовини в біосфері. Вони забезпечують існування решти організмів.

Фотосинтез.

Фотосинтез. Фотосинтез-процес синтезу органічних сполук з вуглекислого газу та води з використанням енергії світла й за участю фотосинтетичних пігментів: (хлорофіл у рослин, хлорофіл, бактеріохлорофіл і бактеріородопсин у бактерій), часто з виділенням кисню як побічного продукту. Він відбувається у вищих рослинах, водоростях, багатьох бактеріях, деяких археях і найпростіших організмах, відомих разом як фототрофи.

Фотосинтез. Реакція світлової фози Поглинання світла молекулами хлорофілу “А” ( за участю допоміжних пігментів – хлорофілу “В”, фікобілінів і каротиноїдів) та перетворення енергії світла в хімічну енергію АТФ. Реакції темнової фази. Відновлення молекул СО 2 до молекул вуглеводів ( глюкози)

Значення фотосинтезу. Фотосинтез є основним джерелом біологічної енергії, фотосинтезуючі автотрофи використовують її для утворення органічних речовин з неорганічних, гетеротрофи існують за рахунок енергії хімічних зв'язків, запасеної автотрофами, вивільняючи її в процесах аеробного та анаеробного дихання. Енергія, отримувана людством при спалюванні викопного палива (вугілля, нафта, природний газ, торф), також є запасеною в процесі фотосинтезу. Фотосинтез є головним методом залучення неорганічного вуглецю в біологічний цикл. Весь кисень атмосфери біогенного походження і є побічним продуктом фотосинтезу. Формування окиснювальної атмосфери повністю змінило стан земної поверхні, зробило можливою появу дихання, а надалі, після утворення озонового шару, дозволило життю вийти на сушу

Сучасні цитотехнології. Цитотехнологія— мікроскопічна інтерпретація клітини для виявлення раку та інших патологій.

Методи і технології дослідження. Цитотехнологія — відносно нова галузь біологічних досліджень. Вона використовує різні методи, насамперед, методи виділення клітин з організму і перенесення їх на поживні середовища. Там клітини продовжують жити і розмножуватися. Технологія включає в себе вивчення зразків, узятих з шийки матки, легень, шлунково-кишкового тракту або порожнини тіла. Зразки оцінюють фахівці-медики відповідних спеціалізацій. У деяких лабораторіях комп'ютер виконує початкову оцінку, виділивши слайди, області, які можуть становити особливий інтерес для подальшого розгляду. Аномальні зразки для остаточної інтерпретації розглядають фахівці-медики, патологоанатоми.

Основними перевагами такої технології є: Вплив на окремі клітини; високі чутливість діагностики та ефективність руйнування ракових клітин; механічне, а не теплове руйнування окремих клітин. Оптичні властивості мікропузирей дозволяють використовувати їх в ролі оптичних маркерів для контролю в реальному часі ефективності руйнування пухлинних клітин.

я. н н ва у н о л К

Клонування. Клонування — процес створення ідентичних копій (тиражування) організмів або інших об'єктів у біології.

Клітинне клонування — клонування, при якому відбувається виведення популяції клітин із однієї клітини. У випадку простих одноклітинних організмів, чи то бактерій, чи то дріжджів, цей процес є достатньо простим. Однак, для клонування клітин багатоклітинних організмів потрібно докласти значно більше зусиль — це набагато важче завдання, окрім того, такі клітини розвиваються дуже повільно у звичайних умовах.

Молекулярне клонування. Молекулярне клонування — група методів у молекулярній біології та біотехнології, пов'язаних зі створенням рекомбінантних молекул ДНК і отриманням багатьох копій цієї молекули in vivo. Термін "клонування" в даному випадку означає, що з однієї клітини, що містить рекомбінантну молекулу ДНК, шляхом мітотичного поділу утворюється велика кількість ідентичних за генетичною інформацією клітин – клонів. Клонування часто використовується для ампліфікації фрагмента ДНК, що містить гени, але може використовуватися і для ампліфікації будь-якої послідовності ДНК, наприклад промоторів, некодуючих послідовностей і випадкових фрагментів ДНК. Молекулярне клонування широко використовується в багатьох біологічних експериментах та находить багато практичних застосувань, наприклад виробництво білків у значній кількості.

Технології клонування. Технологія клонування в наш час ще не повністю є відшліфованою. І тут постає немало як теоретичних, так і суто практичних питань. Проте вже сьогодні є методи, що дозволяють із певною мірою впевненістю сказати, що загалом питання технології вирішене. Одним із найефективніших методів клонування виявився метод «переносу ядра» . На думку вчених, така методика є поки що найкращою серед тих, які ми маємо, щоби приступити безпосередньо до розробки методики клонування людей.

Всупереч поширеній думці, клон не є завжди точною копією людини, на основі якої був склонований, оскільки при клонуванні копіюється лише генотип, а фенотип може бути відмінним, у залежності від навколишнього середовища, обставин. Так, наприклад, якщо взяти шість різних клонів і вирощувати їх у різних умовах: клон при поганому харчування виросте низьким і худим клон, якого постійно перегодовувати і обмежувати у фізичних навантаженнях, буде страждати ожирінням клон, який харчувався висококалорійною, але недостатньою на вітаміни та мінерали необхідні для росту, виросте товстим, але невисоким клон, забезпечений нормальним харчуванням і серйозними фізичними навантаженнями, виросте сильним і мускулястим клон, якому довелося в період росту носити важкі речі, виросте невисоким, але мускулястим клон, якому в ембріональному періоді вводили тератогенні речовини, буде мати вроджені відхилення від розвитку

Перше клонування . Першим клонованим організмом була вівця Доллі. Експеримент проводився у Великобританії, у місті Мітлодіан, Шотландія. Тут вона народилася 5 липня 1996 року, преса ж повідомила про це лише через 7 місяців — 22 лютого 1997 року. Проживши 6 років, вона померла 14 лютого 2003 року.

Дя ку ю за ув аг у.