Архивы категории: Կենսաբանություն

Նուկլեինաթթու․

Կրկնակի բեղմնավորում

Դարվինի Էվալուցիա Պրեզենտացիա

ՄՈՒՏԱՑԻԱՆԵՐ, ԴԱՍԱԿԱՐԳՈՒՄԸ,ՔՐՈՄՈՍՈՄԱՅԻՆ ԵՒ ԳԵՆԱՅԻՆ ՄՈՒՏԱՑԻԱՆԵՐ Խմբային աշխատանք

Կենսոլորտ

Գենետիկայի զարգացման պատմությունը: Գենետիկայի հիմնական հասկացությունները:

Գենետիկան գիտություն է օրգանիզմներում հատկանիշների ժառանգման օրինաչափությունների մասին: Այն ուսումնասիրում է ժառանգականության և փոփոխականության օրենքները: Գենետիկայի հիմնադիրը չեխ գիտնական Գրեգոր Մենդելն է, որը 19-րդ դարի վաթսունական թվականներին առաջինը մշակեց գենետիկական հետազոտությունների մեթոդները և տվեց հատկանիշների ժառանգման հիմնական օրինաչափություները: <<Գենետիկա>> գիտության զարգացման հաջորդ փուլ է համարվում 20-րդ դարի առաջին տասնամյակում մի շարք գիտնականների կողմից հաստատված ժառանգականության քրոմոսոմային տեսությունը: Գենետիկայի զարգացման երրորդ շրջանը կապված է 20-րդ դարի հիսունական թվականներին բնագիտության կարևորագույն հայտնագործություններից մեկի՝ ԴՆԹ-ի երկպույր շղթայի կառուցվածքի հայտնագործման հետ:

Գենետիկա հասկացությունը գիտության մեջ առաջ է քաշել չեխ գիտնական Գրեգոր Մենդելը։ Նա  19-րդ դարի 60-ական թվականներին առաջինը մշակեց գենետիկական հետազոտությունների մասին մեթոդները և տվեց հատկանիշների ժառանգման հիմնական օրինաչափությունները:

Ժառանգականություն ասելով մենք հասկանում ենք ծնողական օրգանիզմներում ՝ իրենց  հատկանիշների առանձնահատկությունները հաջորդ սերունդին փոխանցելու հատկությունը: Սեռական բազմացման դեպքում, ժառանգականությունն ապահովում է հատուկ սեռական բջիջների ՝ գամետների միջոցով, իսկ անսեռ բազմացման ժամանակ ՝ մարմնական, սոմատիկ, բջիջների միջոցով: 

Ֆենոտիպ կոչվում է օրգանիզմների բոլոր հատկանիշների ամբողջությունը։ Այն իր մեջ ներառում է արտաքին, տեսանելի հատկանիշների, օրինակ ՝ մաշկի, կամ մազերի գույնը, քթի կամ ականջի ձևը, ծաղիկների գույները և այլն, իսկ ներքինն էլ ՝ կենսաքիմիական և հյուսվածքաբանական հատկանիշների ամբողջությունն է։

Հասկացություն գենի և գենոմի մասին: Մենդելի բացահայտած ժառանգմանօրինաչափությունները: Միահիբրիդ խաչասերում: 

Գենոմ, օրգանիզմի բոլոր գեների ամբողջություն, դրա ամբողջական քրոմոսոմային հավաքածուն։ Գեն, ժառանգակիր, ժառանգականության տարրական միավոր, դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթվի (ԴՆԹ), իսկ որոշ վիրուսներում՝ ռիբոնուկլեինաթթվի (ՌՆԹ) մոլեկուլի մի հատվածը, որը իրականացնում է որոշակի ֆունկցիա։ 

Միահիբրիդ խաչասերում

Խաչասերում, հիբրիդացում, ժառանգականորեն տարասեռ երկու ծնողական ձևերի սեռական բջիջների բնական կամ արհեստական միավորում։ Բնական կամ ինքնաբեր խաչասերումը կատարվում է բնության մեջ՝ առանց մարդու միջամտության։ 

Մենդելի առաջին` միակերպության օրենքը:

Մենդելի առաջին օրենքն իրենից ներկայացնում է առաջին սերնդի միակերպության կանոնը։ Եթե խաչասերվող օրգանիզմները միմյանցից տարբերվում են մեկ հատկանիշով, ապա այդպիսի խաչասերումը կոչվում է միահիբրիդային խաչասերում: Այսպիսով, միահիբրիդային խաչասերման ժամանակ ուսումնասիրվում է միայն մեկ հատկանիշ։ Միահիբրիդային խաչասերման առաջին սերնդում առաջացած օրգանիզմների ձևերը բոլորը միմյանց նման են և նման են դոմինանտ ծնողին։

• Գենետիկայի զարգացման պատմությունը: Գենետիկայի հիմնական հասկացությունները:
• Հասկացություն գենի և գենոմի մասին: Մենդելի բացահայտած ժառանգմանօրինաչափությունները: Միահիբրիդ խաչասերում: 

Գենետիկայի զարգացման պատմությունը

Կենսաբանությունը շատ ծավալուն գիտություն է, որը ներառում է յուրաքանչյուր կենդանի գոյության կյանքի բոլոր ասպեկտները `սկսած մարմնի մեջ գտնվող իր միկրոօրգանիզմների կառուցվածքով եւ ավարտվում արտաքին միջավայրի եւ տիեզերքի հետ կապակցությամբ: Դրա համար էլ այդ կարգապահության մեջ շատ բաժիններ կան: Այնուամենայնիվ, գենետիկան այսօր ամենափոքր, բայց խոստումնալից եւ առանձնահատուկ կարեւորություններից մեկն է: Այն ծագել է ավելի ուշ, քան մյուսները, սակայն կարողացել դառնալ առավել համապատասխան, կարեւոր եւ ծավալուն գիտություն, ունենալով սեփական նպատակներ, նպատակներ եւ ուսումնասիրության առարկա: Դիտարկենք գենետիկայի զարգացման պատմությունը եւ ինչ կենսաբանության այս մասն է:

Գենետիկայի հիմնական հասկացությունները, ժառանգականություն և փոփոխականություն, Մենդելի 1-ին օրենք, գենոտիպ և ֆենոտիպ:

Գենետիկա հասկացությունը գիտության մեջ առաջ է քաշել չեխ գիտնական Գրեգոր Մենդելը։ Նա  19-րդ դարի 60-ական թվականներին առաջինը մշակեց գենետիկական հետազոտությունների մասին մեթոդները և տվեց հատկանիշների ժառանգման հիմնական օրինաչափությունները:

Ժառանգականություն ասելով մենք հասկանում ենք ծնողական օրգանիզմներում ՝ իրենց  հատկանիշների առանձնահատկությունները հաջորդ սերունդին փոխանցելու հատկությունը: Սեռական բազմացման դեպքում, ժառանգականությունն ապահովում է հատուկ սեռական բջիջների ՝ գամետների միջոցով, իսկ անսեռ բազմացման ժամանակ ՝ մարմնական, սոմատիկ, բջիջների միջոցով: Գամետները և սոմատիկ բջիջները իրենց մեջ կրում են ոչ թե ապագա օրգանիզմի հատկանիշները և հատկությունները, այլ դրանց նախադրյալները, որոնք ստացել են գեներ անվանումը: Գենը ԴՆԹ-ի մոլեկուլի այն հատվածն է, որը տեղեկատվություն է պարունակում սպիտակուցի առաջնային կառուցվածքի մասին։ Քրոմոսոմների հապլոիդ հավաքում, որը բնորոշ է սեռական բջիջներին, միայն մեկ գեն է պատասխանատու տվյալ հատկանիշի դրսևորման համար, իսկ մնացած սոմատիկ բջիջներում առկա քրոմոսոմների դիպլոիդ հավաքում ՝ երկու գեն: Այդ գեները գտնվում են հոմոլոկ քրոմոսոմների միևնույն լոկուսներում և կոչվում են ալելային գեներ կամ ալելներ: Փոփոխականությունը օրգանիզմի ՝ իր անհատական զարգացման ընթացքում նոր հատկանիշների ձեռք բերելու հատկությունն է: Այս երևույթները խիստ հակադիր են։ Յուրաքանչյուր առանձնյակի բոլոր գեների ամբողջությունը կոչվում է գենոտիպ, իսկ հատկանիշների ամբողջությունը՝ ֆենոտիպ։

Ֆենոտիպ կոչվում է օրգանիզմների բոլոր հատկանիշների ամբողջությունը։ Այն իր մեջ ներառում է արտաքին, տեսանելի հատկանիշների, օրինակ ՝ մաշկի, կամ մազերի գույնը, քթի կամ ականջի ձևը, ծաղիկների գույները և այլն, իսկ ներքինն էլ ՝ կենսաքիմիական և հյուսվածքաբանական հատկանիշների ամբողջությունն է։

Մենդելի 1-ին օրենք

Մենդելի առաջին օրենքն իրենից ներկայացնում է առաջին սերնդի միակերպության կանոնը։ Եթե խաչասերվող օրգանիզմները միմյանցից տարբերվում են մեկ հատկանիշով, ապա այդպիսի խաչասերումը կոչվում է միահիբրիդային խաչասերում: Այսպիսով, միահիբրիդային խաչասերման ժամանակ ուսումնասիրվում է միայն մեկ հատկանիշ։ Միահիբրիդային խաչասերման առաջին սերնդում առաջացած օրգանիզմների ձևերը բոլորը միմյանց նման են և նման են դոմինանտ ծնողին։

———————————————————————————————————————————-

ԳԵՆՈՄ

Գենոմ, օրգանիզմի բոլոր գեների ամբողջություն, դրա ամբողջական քրոմոսոմային հավաքածուն։ «Գենոմ» տերմինը առաջարկվել է Հանս Վինկլերի կողմից 1920 թվականին՝ մի կենսաբանական տեսակի օրգանիզմների քրոմոսոմների հապլոիդային հավաքածուում ներառված գեների ամբողջության նկարագրության համար։ Այս տերմինի սկզբնական իմաստը վկայում էր այն մասին, որ «գենոմ» հասկացությունը, ի տարբերություն գենոտիպի, հանդիսանում է ամբողջ տեսակի գենետիկական բնութագրիչ, այլ ոչ թե առանձնյակի։

Մոլեկուլյար գենետիկայի զարգացմանը զուգահեռ՝ տվյալ հասկացության իմաստը նույնպես փոխվեց։ Հայտնի է, որ ԴՆԹ-ն հանդիսանում է օրգանիզմների մեծամասնության մոտ գենետիկական տեղեկատվության կրիչ, հետևաբար, կազմում է գենոմի հիմքը՝ ներառելով ոչ միայն գեները դրա ժամանակակից իմաստով։ ԴՆԹ-ի էուկարիոտիկ բջիջների մեծ մասը ներկայացված է իր մեջ սպիտակուցների և ՌՆԹ-ի մասին տեղեկատվություն պարունակող նուկլեոտիդների չկոդավորվող (ավելցուկային) հաջորդականությամբ։

Գենետիկական տեղեկությունները գտնվում են ոչ միայն կորիզի քրոմոսոմներում, այլ նաև ԴՆԹ-ի ոչ քրոմոսոմային մոլեկուլներում։ Բակտերիաների մոտ այդպիսի ԴՆԹ-ների թվին են պատկանում պլազմիդները և մի շարք չափավոր վիրուսներ, Էուկարիոտ բջիջներում միտոքոնդրիումի, քլորոպլաստների և բջիջների այլ օրգանոիդների ԴՆԹ-ները։ Սաղմնային բջիջներում (սեռական բջիջների նախորդները և հենց իրենք՝ գամետները) և սոմատիկ բջիջներում, գենետիկական ինֆորմացիայի ծավալները մի շարք դեպքերում զգալիորեն տարբերվում են։ Օնտոգենեզի ժամանակ սոմատիկ բջիջները կարող են ծախսել սաղմնային գծի բջիջերի գենետիկական ինֆորմացիայի մի մասը, ամպլիֆիկացնել հաջորդականություների խմբերը և (կամ) զգալիորեն վերաբաշխել ելակետային գեները։

Հետևաբար, գենոմ ասելով՝ հասկանում են քրոմոսոմների հապլոիդային հավաքածուի և արտաքրոմոսոմային գենետիկական տարրերից յուրաքանչյուրի գումարային ԴՆԹ-ն։ Առանձին կենսաբանական տեսակի գենոմի որոշման համար անհրաժեշտ է հաշվի առնել նախ օրգանիզմի սեռի հետ կապված գենետիկական տարբերությունները, քանի որ կնոջ և տղամարդու սեռական քրոմոսոմները տարբերվում են։ Այնուհետև գեների ալելային տարբերակների մեծ թվի և ուղեկցող հաջորդականությունների պատճառով, որոնք առկա են մեծ պոպուլյացիաների գենոֆոնդում, կարելի է խոսել միայն որոշակի միջինացված գենոմի մասին, որը ինքնին կարող է ունենալ զգալի տարբերություններ առանձնյակների գենոմից։ Տարբեր տեսակի օրգանիզմների գենոմների չափերը զգալիորեն տարբերվում են իրարից, ընդ որում՝ հաճախ չի նկատվում կենսաբանական տեսակի էվոլյուցիոն բարդության մակարդակի և դրա գենոմի չափի միջև կորելյացիա։

ԳԵՆ

Գեն, ժառանգակիր, ժառանգականության տարրական միավոր, դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթվի (ԴՆԹ), իսկ որոշ վիրուսներում՝ ռիբոնուկլեինաթթվի (ՌՆԹ) մոլեկուլի մի հատվածը^[2][3], որը իրականացնում է որոշակի ֆունկցիա։ ԴՆԹ-ի հիման վրա ամենասկզբում սինթեզվում են ՌՆԹ-ներ, որոնք կարող են ունենալ որոշակի ֆունկցիա կամ ծառայել կաղապար՝ սպիտակուցների սինթեզի համար։ Օրգանիզմի գեների փոխանցումը սերունդներին՝ ֆենոտիպային հատկանիշների ժառանգման հիմքն է։ Այս գեներն առաջացնում են ԴՆԹ-ի տարբեր հաջորդականություններ՝ գենոտիպեր։ Գենոտիպը միջավայրային և զարգացման գործոնների հետ որոշում է, թե ինչպիսին պետք է լինի ֆենոտիպը։ Կենսաբանական հատկանիշների մեծամասնությունը պոլիգեն են՝ պայմանավորված շատ գեներով կամ կարող են պայմանավորված լինել գեն-միջավայր փոխհարաբերությամբ։ Որոշ գենետիկական հատկանիշներ միանգամից տեսանելի են, օրինակ՝ աչքի գույնը կամ վերջույթների քանակը, իսկ որոշներն անտեսանելի են, օրինակ՝ արյան խումբը, որոշ հիվանդություններ ունենալու նախատրամադրվածությունը կամ բազմաթիվ կենսաքիմիական գործընթացները, որոնք պայմանավորում են կյանքը։

Գեները կարող են ենթարկվել մուտացիաների, որը պոպուլյացիայում բերում է նույն գենի տարբերակների՝ ալելների առաջացմանը։ Այս ալելները գաղտնագրում են նույն սպիտակուցի միմյանցից քիչ տարբերվող ձևեր, որոնք առաջացնում են ֆենոտիպային տարբեր հատկանիշներ։ «Գեն ունենալ» արտահայտությունը («լավ գեներ», «մազի գույնի գեն» և այլն) սովորաբար նշանակում է, որ նույն գենը ունի տարբեր ալելներ։ Գեները էվոլուցվում են ալելների բնական ընտրության և գոյության կռվի արդյունքում։

Գենի կոնցեպտը անընդհատ փոփոխվում է՝ նոր հայտնագործությունների իրականացմանը զուգահեռ^[4]։ Օրինակ՝ գենի կարգավորիչ շրջանները կարող են առանձնացվել գաղտնագրող հատվածներից իսկ գաղտնագրող հատվածները կարող են բաժանվել մի քանի էկզոնների։ Որոշ վիրուսների գենոմը պահպանվում է ՌՆԹ-ում, իսկ գենի որոշ պրոդուկտներ՝ ՌՆԹ չկոդավորող հատվածներ են։ Այդ պատճառով գենի ժամանակակից սահմանումը այսպիսին է՝ ժառանգական, գենոմային հաջորդականության որոշակի տեղամաս, որը ազդում է օրգանիզմի հատկանիշների վրա՝ արտահայտվելով որպես ֆունկցիոնալ արտադրանք կամ կարգավորելով գեների էքսպրեսիան։

Միահիբրիդ խաչասերում

Խաչասերում, հիբրիդացում, ժառանգականորեն տարասեռ երկու ծնողական ձևերի սեռական բջիջների բնական կամ արհեստական միավորում։ Բնական կամ ինքնաբեր խաչասերումը կատարվում է բնության մեջ՝ առանց մարդու միջամտության։ Արհեստական խաչասերումը լայնորեն կիրառվում է բույսերի և կենդանիների սելեկցիայում՝ հիբրիդներն խառնացեղեր ստանալու համար։ Խաչասերման ժամանակ զիգոտում վերականգնվում է քրոմոսոմների դիպլոիդ քանակությունը՝ զույգ հոմոլոգ քրոմոսոմները։ Հիբրիդային կամ խառնացեղային առաջին սերունդն արտաքինից լրիվ համասեռ է, իսկ գենետիկորեն՝ բարդ հետերոզիգոտ։ Երկրորդ և հաջորդ սերունդներում դիտվում է օրինաչափ ճեղքում, որն ուղեկցվում է ձևակազմման պրոցեսով։ Ծագում են գեների նոր զուգակցություններ, որոնք տալիս են նոր հատկություններ և հատկանիշներ, երևան են գալիս նաև հեռավոր նախնիների հատկանիշներ (ատավիզմ)։

Հիբրիդային և խառնացեղային սերնդին բնորոշ է հետերոզիսի երևույթը, որն ի հայտ է գալիս առաջին սերնդում և մարում է հաջորդ սերունդներում։ Խաչասերման ժամանակ ձևառաջացման բնույթի վրա ազդում է ժառանգականության բջջապլազմային գործոնը, որը հատուկ է ձվաբջջին։ Ուստի և կարևոր է, թե ելակետային ցեղերից որն է վերցված որպես մայր և որը՝ հայր։ Այս առումով կատարում են փոխադարձ կամ ռեցիպրոկ խաչասերումներ, անհատի գենոտիպային կառուցվածքը պարզելու համար՝ վերլուծողական խաչասերում, իսկ հիբրիդում ծնողներից որևէ մեկի հատկանիշները ուժեղացնելու նպատակով՝ հետադարձ խաչասերում (բեկրոս)։

1․Մարդու տնտեսական գործունեության հետևանքով առաջացած բնապահպանական հիմնախնդիրները։

Մարդու տնտեսական գործունեության և որսի հետևանքով հարստահարվել են բնական պաշարները, անվերադարձ ձևով ոչնչացել են խոշոր կենդանիները, ինչպիսիք են ռնգեղջյուրները, ձիերը, մամոնտները և այլն։ Մարդու գործունեության ազդեցությունն այսօր ընդունել է մոլորակային և միջմոլորակային մակարդակ:

2.Գաղափար կենսոլորտի մասին:Կենսոլորտի բաղադրիչներ:

Կենսոլորտը երկրի արտաքին թաղանթն է պատված կենդանի օրգանիզմներով: Այդ շերտերում կան միջավայրի այնպիսի պայմաններ, որոնք նպաստավոր են կենդանի օրգանիզմների համար:Կենսոլորտի հիմնական բաղադրիչներից են բույսերը և կենդանիները: Դրանք իրենց չափերով տարբեր են, ունեն տարբեր կառուցվածք:

Հղում

3.Մուտացինաերի դասակրգում:

Հղում

4․Քրոմոսոմային և գենային մուտացիաներ։

Հղում

5․Ուռոցքային բջիջներ։

6.Ներկայացնել Դարվինի էվոլյուցիոն տեսությունը և էվոլյուցիայի շարժիչ ուժերը։

Հղում

7.Ցիտոպլազմա

Հղում

Կենսոլորտը Երկրի թաղանթն է, որը բնակեցված է կենդանի օրգանիզմներով և գտնվում է նրանց ազդեցության տակ, նրանց կենսագործունեության առարկաներով զբաղված։ Կենսոլորտը Երկիր մոլորակի երկրաբանական թաղանթների այն հատվածն է, որը բնակեցված է կամ նախորդ դարաշրջաններում բնակեցված է եղել կենդանի օրգանիզմներով։ Կենսոլորտի ամբողջական ուսմունքը ստեղծել է ռուս կենսաերկրաքիմիկոս և փիլիսոփա Վ.Ի. Վերնադսկին։ Նա առաջին անգամ կենդանի մարմիններին հատկացրել է Երկիր մոլորակի կարևորագույն վերարտադրողական ուժի տեղը, հաշվի առնելով նրանց գործունեությունը ոչ միայն ներկայիս ժամանակում, այլև անցյալում։ Կենսոլորտի մասին Վերնադսկու ուսմունքում կենտրոնական տեղ է հատկացվում կենդանի նյութ հասկացողությանը : Կենդանի նյութը՝ կենդանի էակների ամբողջությունն է, որը կարելի է արտահայտել քանակապես՝ զանգվածի կամ էներգիայի միավորներով։ Կենդանի նյութի ընդհանուր զանգվածը կազմում է կենսոլորտի մի չնչին մասը, սակայն այն հզոր երկրաքիմիական և էներգիական գործոն է։ Կենդանի օրգանիզմները հանդես են գալիս մեր մոլորակի փոփոխություններն ու զարգացումն ուղղորդող գործոն։ Կենսոլորտն իր մեջ ներառում է ոչ միայն կենդանի օրգանիզմները և դրանց գոյության միջավայրը, այլև հանդիսանում է կյանքի գոյության արդյունք և դրա ածանցյալ։ Կենդանի նյութը վերափոխվում է և որոշակի ձևով կազմավորում կենսոլորտը։

Գոյություն ունի նաև այլ ավելի լայն պարզաբանություն.

• Կենսոլորտը` տիեզերական մարմնի վրա կյանքի տարածման ոլորտ։ Այն դեպքում, երբ կյանքի գոյությունը տիեզերական այլ մարմինների վրա դեռևս հայտնաբերված չէ, բացի Երկրից։ Կարծիք կա, որ կենսոլորտը կարող է տարածվել նրանց վրա ավելի թաքնված բնագավառներում, օրինակ՝ քարոլորտ, խոռոչներում կամ սառցատակային օվկիանոսներում։ Այսպես, օրինակ, դիտարկվում է կյանքի գոյության հավանականությունը Եվրոպայի Յուպիտերի արբանյակների մեջ։

Կենսոլորտը տեղակայված է քարոլորտի վերին մասի, մթնոլորտի ստորին մասը է տրոպոսֆերան, և զբաղեցնում է ողջ ջրոլորտը։ Ժամանակի ընթացքում կենսոլորտը ավելի անկայուն է դառնում։ Գոյություն ունի մարդկության համար մի քանի ողբերգական վաղաժամ փոփոխություն, որից մի քանիսը կապված են մարդկության գործունեության հետ։ Մի քանի փիլիսոփաներ, օրինակ Դևիդ Պիրսը, հանդես են գալիս կենսոլորտի մոդիֆիկացման առաջարկով, բոլոր կենդանի օրգանիզմներին տառապանքներից ազատելու նպատակով՝ և բառի բուն իմաստով Երկրի վրա դրախտ ստեղծելու(աբոլիցիոնիզմ)։ Մարդը չի կարող գոյություն ունենալ կենսոլորտից դուրս, սակայն ձգտում է հետազոտել տիեզերական տարածությունը։ Դեռ Կոնստանտին Էդուարդի Ցիալկովսկին կապում էր տիեզերքի յուրացումը արհեստական կենսոլորտի ստեղծման հետ։ Ներկային ժամանակում նրա ստեղծման գաղափարը դարձել է նորից արդիական Լուսնի և Մարսի յուրացման կապակցությամբ։ Սակայն ներկա պահին ամբողջովին ինքնուրույն արհեստական կենսոլորտի ստեղծման փորձը հաջողությամբ չի պսակվել։ Դիտարկվում է տերրաֆորմավորման միջոցով այլ մոլորակների վրա ոչ երկրային կենսոլորտի ստեղծման հնարավորությունը (առայժմ ոչ մոտ ապագայում)։

Մուտացիան գենոտիպի կայուն փոփոխությունն է որն իրականանում է արտաքին կամ ներքին միջավայրի ազդեցության տակ։ Մուտացիաները լինում են՝ ինքնաբուխ, առաջանում են ինքնաբերաբար օրգանիզմի ողջ կյանքի ընթացքում իր համար նորմալ շրջակա միջավայրի պայմանների դեպքում և աջակցված, գենոմի ժառանգվող փոփոխությունները, որոնք առաջանում են շրջակա միջավայրի ոչ բարենպաստ ազդեցության կամ արհեստական պայմաններում այս կամ այն մուտագեն ազդեցությունների արդյունում։ Մուտացիաների առաջացմանը հանգեցնող հիմնական պրոցեսներն են՝ ԴՆԹ-ների կրկնապատկումը, ԴՆԹ-ների վերականգնման խախտումները:

Մուտացիաների դասակարգում

Գոյություն ունեն մուտացիաների մի քանի դասակարգումներ՝ ըստ տարբեր չափանիշների։

• հիպոմորֆ (փոփոխված ալլելները գործում են նույն ուղղությամբ, ինչ որ վայրի տեսակի ալլելները՝ սինթեզելով միայն ավելի քիչ քանակի սպիտակուցային նյութ), ամորֆ (մուտացիան նման է գենի գործառնության լրիվ կորստին),
• հակաամորֆ (մուտացիոն հատկանիշը փոխվում է, օրինակ եգիպտացորենի սերմերի կարմիր գույնը փոխվում է մոխրագույնի),
• նեոամորֆ։

Կարճ ասած՝

• գենոմային,
• քրոմոսոմային,
• գենային

Գենոմային պոլիպլոիդիզացում

Օրգանիզմների կամ բջիջների առաջացում, որոնց գենոմը ներկայացված է քրոմոսոմների երկուսից ավել հավաքածուով և անեուպլոիդիացում` գապլոիդ հավաքածուին ոչ բազմապատիկ քրոմոսոմների թվի փոփոխություն։ Կախված քրոմոսոմային հավաքածուների ծագումից՝ պոլիպլոիդների մեջ տարբերում են՝

• ալլոպոլիպլոիդներ, որոնք ունեն տարբեր տեսակի՝ հիբրիդացումից ստացված քրոմոսոմների ավաքածուներ,
• աուտոպոլիպլոիդներ, որոնց մոտ տեղի է ունենում սեփական գենոմի քրոմոսոմների թվի ավելացում n անգամ։

Քրոմոսոմային մուտացիա

Այդ ժամանակ տեղի են ունենում առանձին քրոմոսոմների կառուցվածքի խոշոր փոփոխություներ։ Այդ դեպքում դիտվում է մեկ կամ մի քանի քրոմոսոմների գենետիկական նյութի կորուստ  կամ կրկնապատկում, ինչպես նաև առանձին քրոմոսոմների հատվածների կողմնորոշման փոփոխություն, և գենետիկական նյութի տեղափոխություն մեկ քրոմոսոմից մյուսի վրա: Գենային մակարդակով ԴՆԹ-ի սկզբնական կառուցվածքի փոփոխությունները մուտացիայի ազդեցության տակ նվազ նշանակալից են, քան քրոմոսոմային մուտացիաների դեքում, սակայն գենային մուտացիաերը առավել հաճախ են հանդիպում։

Գենային մուտացիա

Դրա արդյունքում տեղի են ունենում մեկ կամ մի քանի նուկլեոտիդների փոփոխություններ, դելեցիաներ, ներդրումներ և տրանսլոկացիաներ, դուպլիկացիաներ և ինվերսիաներ՝ գեների տարբեր հատվածներում, այն դեպքում, երբ մուտացիայի ազդեցության տակ փոփոխվում է միայն մեկ նուկլեոտիդ, ապա խոսքը կետային մուտացիաների մասին է։ Քանի որ ԴՆԹ-ի կազմի մեջ մտնում են միայն երկու տիպի ազոտային միացություններ` պուրիններ և պիրիմիդիններ, ապա հիմքերի փոփոխությամբ բոլոր կետային մուտացիաները բաժանվում են երկու դասի՝ տրանզիցիա (պուրինի փոփոխությունը պուրինով և պիրիմիդինի փոփոխությունը պիրմիդինով) և տրանսվերսիա (պուրինի փոփոխությունը պիրիմիդինով և հակառակը)։ Հնարավոր են գենային մուտացիաների հետևյալ գենետիկական հետևանքները.

• կոդոնի իմաստի պահպանում՝ գենետիակական կոդի ընդարձակվածության պատճառով (նուկլեոտիդի հոմանիշային փոփոխություն),
• կոդոնի իմաստի փոփոխություն, որը հանգեցնում է պոլիպեպտիդային շղթայի համապատասխան մասում ամինաթթուների փոխարինման (միսսենս-մուտացիա),
• անիմաստ կոդոնի առաջացում (նոնսենս- մուտացիա)։
• Երեք անիմաստ կոդոն՝ ամբեր – UAG, օխր- UAA և օպալ- UGA (սրանց համապատասխան էլ ստացվում են մուտացիաների անվանումները, որոնք բերում են անիմաստ տրիպլետների առաջացմանը՝ ամբեր-մուտացիա) հետադարձ փոփոխություն։

 Ըստ գեների արտահայտման (էքսպրեսիայի) վրա ազդեցության՝ մուտացիաները բաժանվում են 2 կատեգորիայի՝

1. հիմքերի զույգերի փոփոխման տիպի մուտացիաներ
2. հաշվառման շրջանակի շեղման տիպի (frameshift)։ Վերջիններս իրենցից ներկայացնում են դելեցիաներ կամ նուկլեոտիդների մեջբերումներ, որոնց թիվը բազմապատիկ չէ երեքի, ինչը կապված է գենետիկական կոդի եռահյուսման հետ։

Առաջնային մուտացիան հաճախ անվանում են ուղիղ մուտացիա, իսկ գենի ելակետային կառուցվածքը վերականգնող մուտացիան՝ հակառակ մուտացիա կամ ռեվերսիա։ Մուտանտ օրգանիզմի մոտ ելակետային ֆենոտիպի վերադարձը մուտացիոն գործառույթի՝ վերականգնման հետևանքով, տեղի է ունենում ոչ թե իրական ռեվերսիայի հաշվին, այլ նույն գենի կամ մեկ ուրիշ՝ ոչ ալլելային գենի այլ հատվածում մուտացիայի հետևանքով։ Այդ դեպքում հետադարձ մուտացիան անվանում են սուպրեսսորային։ Այն գենետիկական մեխանիզմները, որոնց շնորհիվ տեղի է ունենում մուտանտ ֆենոտիպի սուպրրեսիան, խիստ բազմազան են։

Մուտացիաների հետևանքները բջջի և օրգանիզմի համար

Մուտացիաները, որոնք վատթարացնում են բջջի գործունեությունը բազմաբջիջ օրգանիզմում, հաճախ հանգեցնում են բջջի վերացմանը (մասնավորապես բջջի ծրագրավորվող մահվան՝ ապապտոզին)։ Եթե ներքին և արտաքին բջջային մեխանիզմները չեն հայտնաբերել մուտացիան և բջիջը անցել է բաժանումը, ապա մուտանտային գենը փոխանցվում է բջջի բոլոր սերունդներին, և առավել հաճախ հանգեցնում նրան, որ բոլոր այդ բջիջները սկսում են այլ կերպ գործել։ Բարդ բազմաբջիջ օրգանիզմի սոմատիկ բջիջների մուտացիան կարող է բերել չարորակ կամ լավորակ նորագոյացությունների, սեռական բջջում՝ սերնդի ամբողջ օրգանիզմի հատկությունների փոփոխություն։ Գոյատևման հաստատուն պայմաններում առանձնյակներից շատերն ունեն օպտիմալին մոտ գենոտիպ, իսկ մուտացիաներն առաջացնում են օրգանիզմի գործառույթների խախտում, նվազեցնում նրա հարմարվածությունը և կարող են բերել առանձնյակի մահվան։ Սակայն, շատ հազվադեպ մուտացիան կարող է նպաստել օրգանիզմի մոտ օգտակար հատկանիշների առաջացմանը, և այդ դեպքում մուտացիաները շրջակա միջավայրին հարմարվելու միջոցներ են ձեռք բերում և համապատասխանաբար կոչվում են հարմարվողական։

Մուտացիաների դերն էվոլյուցիոն պրոցեսում

Գոյության պայմանների զգալի փոփոխության դեպքում այն մուտացիաները, որոնք ավելի վաղ վնասակար էին, կարող են դառնալ օգտակար։ Այսպես՝ մուտացիաները բնական ընտրության նյութ են։ Մելանիստ մուտանտներն առաջին անգամ գիտնականների կողմից հայտնաբերվել էին կեչու թրթուրի պոպուլյացիաներում 19-րդ դարի կեսերին Անգլիայում՝ իրենց բնորոշ առավել բաց գունավորում ունեցող առանձնայակների մեջ։ Մուգ գունավորումն առաջ է եկել մեկ գենի մուտացիայի արդյունքում։ Թիթեռներն իրենց օրն անցկացնում են ծառերի բների և ճյուղերի վրա, որոնք սովորաբար ծածկված են քարաքոսներով, որոնց հիմնագույնի վրա գորշ գունավորումը քողարկող է։ Մթնոլորտի աղտոտմամբ ուղեկցվող արդյունաբերական հեղափոխության արդյունքում քարաքոսները մահացան, իսկ կեչիների բաց գունավորում ունեցող բները ծածկվեցին մրով։ Արդյունքում 20-րդ դարի կեսերին արդյունաբերական շրջաններում մուգ գունավորումը գրեթե ամբողջությամբ դուրս մղեց բացին։ Ապացուցված էր, որ սև ձևի գերադասելի գոյատևման գլխավոր պատճառը թռչունների գիշատչ դերն է, որոնք աղտոտված վայրերում ընտրողաբար ուտում էին բաց գունավորում ունեցող թիթեռներին

Մուտացիա, (լատ.՝ mutatio — փոփոխություն), գենոտիպի կայուն (այսինքն՝ այնպիսին, որ կարող է ժառանգվել տվյալ բջջի կամ օրգանիզմի սերնդների կողմից) փոփոխություն, որը իրականանում է արտաքին կամ ներքին միջավայրի ազդեցության տակ։ Մուտացիաների առաջացման պրոցեսը ստացել է մուտագենեզ անվանումը։

Մուտացիայի պատճառներ

Մուտացիաները լինում են՝

• ինքնաբուխ, առաջանում են ինքնաբերաբար օրգանիզմի ողջ կյանքի ընթացքում իր համար նորմալ շրջակա միջավայրի պայմանների դեպքում   մոտավոր հաճախականությամբ յուրաքանչյուր նուկլեոտիդի բջջային գեներացիայի ընթացքում,
• աջակցված, գենոմի ժառանգվող փոփոխությունները, որոնք առաջանում են շրջակա միջավայրի ոչ բարենպաստ ազդեցության կամ արհեստական պայմաններում այս կամ այն մուտագեն ազդեցությունների արդյունում։

Մուտացիաների առաջացմանը հանգեցնող հիմնական պրոցեսներն են՝ ԴՆԹ-ների կրկնապատկումը, ԴՆԹ-ների վերականգնման խախտումները և գենետիկական ռեկոմբինացումը։

Մուտացիաների կապը ԴՆԹ-ի կրկնապատկման հետ

Բազում ինքնաբախ նուկլեոտիդների քիմիական փոփոխությունները հանգենում են մուտացիաների, որոնք առաջացնում են կրկնապատկման ժամանակ։ Օրինակ՝ ցիտոզինի ամինազերծման հետևանքով ԴՆԹ-ի շղթա կարող է ներառվել ուրացիլը (առաջանում է ՈՒ-Գ զույգ համապատասխան Ց-Գ զույգի փոխարեն)։ ԴՆԹ-ի կրկնապատկման ժամանակ ուրացիլի փոխարեն շղթա է մտնում ադենինը՝ առաջացնելով ՈՒ-Ա զույգ, իսկ հաջորդ կրկնապատման ժամանակ այն փոխարինվում է Տ-Ա զույգով, այսինքն՝ իրականանում է տրանզիցիա կամ փոխարինում (պերիմիդինի կետային փոխարինումը մեկ ուրիշով կամ պուրինի փոխարինումը մեկ այլ պուրինով)։

Մուտացիաների կապը ԴՆԹ-ի վերակառուցման (ռեկոմբինացում)

Վերակառուցման հետ կապված գործընթացներից մուտացիաները առավել հաճախ հանգեցնում են ոչ հավասար կրոսինգովերի։ Այն սովորաբար իրականանում է այն դեպքերում, երբ քրոմոսոմում առկա են ելակետային գենի մի քանի դուպլիկացված պատճեններ, որոնք պահպանել են նման նուկլեոտիդային հաջորդականություն։ Ոչ հավասար կրոսինգովերի արդյունքում վերակառուցվող քրոմոսոմներից մեկում իրականանում է դուպլիկացիա, իսկ մյուսում դելեցիա։

Մուտացիաների կապը ԴՆԹ-ի վերականգնման հետ

ԴՆԹ-ի ինքնաբախ վնասվածքները բավական հաճախ են հանդիպում, այսպիսի դեպքեր տեղ են գտնում յուրաքանչյուր բջջում։ Նման վնասվածքների հետևանքների վերացման համար գոյություն ունեն հատուկ ռեպարացիոն մեխանիզմներ։ (Օրինակ ԴՆԹ-ի սխալ հատվածը կտրվում և դրա փոխարեն վերականգնվում է ելակետայինը)։ Մուտացիաներն առաջանում են միայն այն ժամանակ, երբ ռեպարացիոն մեխանիզմը ինչ-որ պատճառով չի աշխատում կամ էլ չի հասցնում հեռացնել վնասվածքները։ Մուտացիաները, որոնք առաջանում են վերականգնման համար պատասխանատու սպիտակուցները կոդավորող գեներում, կարող են հանգեցնել այլ գեների մուտացիայի հաճախականության բազմակի անգամ ավելացմանը (մուտատոռ էֆեկտ) կամ նվազեցմանը (հակամուտատոռ էֆեկտ)։ Այսպես՝ ծայրահեղ վերականգնման համակարգի շատ ֆերմենտների գեների մուտացիաները հանգեցնում են մարդու սոմատիկ բջիջների մուտացիաների հաճախականությունների կտրուկ բարձրացմանը, և դա էլ իր հերթին հանգեցնում է պիգմենտային քսերոդերմիայի կամ չարորակ ուռուցքային ծածկույթի զարգացմանը։

Մուտագեններ

Հիմնական հոդված՝ Մուտագեններ

Գոյություն ունեն մի շարք գործոններ, որոնք կարող են զգալի չափով ավելացնել մուտացիաների հաճախականությունները։ Դրանց շարքին են դասվում.

• քիմիական մուտագեններ, մուտացիա առաջացնող նյութեր,
• ֆիզիկական մուտագեններ, իոնացնող ճառագայթներ, այդ թվում՝ բնական ռադիացիոն ֆոն, ուլտրամանուշակագույն ճառագայթներ, բարձր ջերմաստիճան և այլ գործոններ,
• կենսաբանական մուտագեններ, ռետրովիրուսներ, ռետրոտռանսպոզոններ

1․ Ներկայացնել կենսոլորտի ընդհանուր բնութագիրը ։

Կենսոլորտի հիմնական բաղադրիչներից են բույսերը և կենդանիները, չափերով տարբեր են, ունեն տարբեր կառուցվածք ։Կենսոլորտը երկրի մակերեսի ամբողջ գազային, պինդ և հեղուկ տարածքն է, որը զբաղեցնում է կենդանի էակները: Կենսոլորտը կազմված է անկանոն չափսերի բարակ շերտից:Քիչ թե շատ, կենսոլորտը տարածվում է ծովի մակարդակից մոտ 10 կմ բարձրության վրա և հողի մակարդակից մոտ 10 մետր բարձրության վրա, որտեղ թափանցում են ծառերի և բույսերի արմատները, և գոյություն ունեն միկրոօրգանիզմներ:Կենսոլորտում, ընդհանուր առմամբ, կենդանի էակները չեն ապրում մեկուսացված, այլ անհրաժեշտ է փոխազդել այլ կենդանի էակների և աբիոտիկ գործոնների հետ: բնության մեջ կան կազմակերպման տարբեր մակարդակներ: Կախված կենդանի էակների փոխազդեցությունից և թե որքան մեծ են խմբերը, կան բնակչություն, համայնքներ և էկոհամակարգեր:

2․ Մարդու տնտեսական գործունեության հետևանքով առաջացած ինչպիսի բնապահպանական հիմնախնդիրներ գիտեք ։

Մարդը իր տնտեսական գործունեության հետևանքով առաջացրել է մի շարք խնդիրներ , դրանք են ՝ անտառա հատումներ , որսորդւթյուն , գետերի լճերի ծովերի (ջրերի ) աղտոտում , աղբահանություն , գործարաների ստեղծում և այլն ։

3․ Բերել առօրյաում ձեզ հանդիպող մարդու տնտեսական գործունեության հետևանքով առաջացած բնապահպանական խնդիրներ օրինականեր , տալ դրանց լուծում ։

Բնապահպանական խնդիրներից է օրինակ ՝ աղբահանությունը , պետք է լուծում տալ և բոլոր վայրերում տեղադրվեն թափոն ամաներ և փողոցներում և հանգստայն գոտիներում , մասնավորապես ափերում , քանի որ մարդիկ շատ են աղտոտում լողափը իրանց սննդի մնացորդներով , որի պատճառով նաև աղբը լցվում է ջրի մեջ ։ Հաջորդը դեպքը նաև որսորդությունն է , կան շատ մարդիկ ովքեր կատարում են որս անօրինական ճանապարհով ։ Խնդիրներից մեկը դա անտառահատումն է , մարդիկ ծառել հատելով տալիս են և վնաս և օգուտ ։ Վնաս է նրանով որ վերանում է կանաչը և մենք չենք շնչում մաքուր օդ ։ Պետք է քիչ հատվեն ծառեր և քաղաքում ևս աճեցվեն շատ ծառեր ։

Չարլզ Դարվինը սահմանել է բնական ընտրության միջոցով տեղի ունեցող էվոլյուցիոն տեսությունը։ Բնական ընտրության միջոցով տեղի ունեցող էվոլյուցիան ապացուցված է։ Ստեղծվում են ավելի շատ սերունդներ, քան կարող են գոյատևել։

Էվոլյուցիայի շարժիչ ուժերը

Էվոլյուցիայի շարժիչ ուժերն են՝ ժառանգականությունը, փոփոխականությունը և բնական ընտրությունը:Այդ տեսությունը, ի պատիվ ստեղծողի, կոչվել է դարվինիզմ:Գրել ինչ է իրենից ներկայացնում գոյության կռիվը և բերել օրինակներ։

• Գրել ինչ է իրենից ներկայացնում գոյության կռիվը, բերել օրինակներ։

Գոյության կռիվը բնության մեջ ընթացող պայքարն է օրգանական աշխարհի ներկայացուցիչների միջև։

Գոյության պայքարի 3 ձևերն են․Ներտեսակային պայքար,Միջտեսակային պայքար,Պայքար բնության ուժերի դեմ։

Ներտեսակային ֊ Տեղի է ունենում նույն տեսակին պատկանող առանձնյակների միջև։

Միջտեսակային ֊ Տեղի է ունենում տարբեր տեսակների պատկանող պոպուլյացիաների առանձնյակների միջև։

Անօրգանական ֊ Կռիվը նկատվում է տեսակի արեալի ցանկացած մասում՝ կապված արտաքին պայմանների փոփոխման հետ։

• Ներկայացնել բնական ընկերությունը և օրգանիզմների հարմարվածությունը արտաքին միջավայրում։

Բնական ընտրություն է կոչվում այն գործընթացը, որի հետևանքով գոյատևում և իրենցից հետո սերունդ են թողնում։

Բնական ընտրության ընթացքում հաճախ գոյատևում են ոչ թե ամենաուժեղները։

Կրկնակի բեղմնավորում, ծածկասերմ բույսերի սեռական պրոցես, բեղմնավորվում են ձվաբջիջը և սաղմնային պարկի երկրորդային կորիզը։ Բացահայտել է ռուս գիտնական Ա. Նավաշինը (1898 թվականին), բույսերի 2 տեսակի՝ շուշանի (Lilium martagon) և արքայապսակի (Fritillaria orientalis) վրա կատարած հետազոտությունների ժամանակ։ Սաղմնային պարկը 8-կորիզանի բջիջ է, յուրաքանչյուր բևեռում 4-ական։ Բևեռներից մեկական կորիզ շարժվում է դեպի կենտրոն և կազմում բևեռային կորիզներ։ Մեկ բևեռում մնացած 3 կորիզներից մեկը դառնում է ձվաբջջի կորիզ, մնացածները քայքայվում են։ Հապլոիդ միկրոսպորը զարգանում է փոշեպարկում, որպես փոշեհատիկ, որի կորիզը բաժանվում է 2 տարաչափ կորիզի՝ վեգետատիվ և գեներատիվ։ Վերջինս նորից է կիսվում և առաջացնում է երկու սերմնաբջիջ։ Միկրոպիլային անցքով մտնելով փոշեհատիկի մեջ, փոշեհատիկային խողովակի ծայրը պատռվում է, 2 գեներատիվ կորիզներն ընկնում են սաղմնային պարկ։ Նրանցից մեկը շարժվում է դեպի ձվաբջջի կորիզը, միաձուլվում նրա հետ և առաջացնում դիպլոիդ զիգոտ, որն աճելով դառնում է սերմ։ Գեներատիվ մյուս կորիզը մոտենում է 2 բևեռային կորիզներին, միաձուլվում նրանց հետ, և էնդոսպերմի կորիզն է գոյանում, որն ունի քրոմոսոմների եռակի հավաք։ Բեղմնավորումից հետո զիգոտը բազմաթիվ անգամ բաժանվելով առաջացնում է սաղմը։ Ըստ իգական և արական կորիզների միաձուլման եղանակի, տարբերում են կրկնակի բեղմնավորման 2 տիպ. նախամիտոտիկ, երբ սպերմի կորիզը ընկղմվում է իգական ձվաբջջի կորիզի մեջ, քրոմոսոմները ենթարկվում են ապագալարացման։ Երկու կորիզների քրոմոսոմները միանում են ինտերֆագում (զիգոտում)։ Ետմիտոտիկ իգական և արական կորիզները պահպանում են իրենց թաղանթները, և միաձուլումն սկսվում է պրոֆազի վերջում։ Արական և իգական քրոմոսոմային հավաք ունեցող ինտերֆազ կորիզներն առաջանում են միայն զիգոտի առաջին միտոտիկ բաժանումից հետո։ Կրկնակի բեղմնավորումը ունի կենսաբանական կարևոր նշանակություն. այն զարգացող սաղմին ապահովում է սնունդով մայրական և հայրական տարրերի հաշվին, և սաղմի զարգացումն ընթանում է կրկնակի ժառանգական ազդեցության ներքո։