Проявление принципа комплементарности генома в фундаментальных биологических процессах

Комплементарность - пространственная взаимодополняемость поверхностей молекул или их частей, подходящих как ключ к замку, приводящая к образованию вторичных (например водородных)связей между ними. Принцип К проявляется в комплексах АГ-АТ, Фермент-Субстрат. Но наиболее ярко выражен в структуре ДНК. Образование водородных связей м/у пуриновыми и пиримидиновами основаниями обусловлено их пространственным соответствием. Пурины – более крупные молекулы, вкл 2 кольца, пиримидины – 1. Пуриновые основания (А, G) не могут составить пары, т.к. им не хватает места в центре спирали. Напротив, пиримидиновые основания (С, Т) слишком малы для образования м/у ними водородных связей. Т.е. пара из двух пуринов была бы слишком велика, а пара из двух пиримидинов – слишком мала для укладки в правильную спираль молекулы ДНК. Именно соединения оснований в пары по принципу К. (А=Т) (G=С) обеспечивает равную величину ступенек лестницы ДНК. Это и составляет суть принципа К. К азотисты оснований в молекуле ДНК представляет главную сущность молекулярных основ наследственности, т.к. позволяет понять как при делении к-ки синтезируются тождественные молекулы ДНК. Уникальная вторичная и третичная структура тРНК и рРНК также определяется К спариванием оснований с образованием петель и шпилек вдоль цепи. По принципу К происходит узнавание антикодоном тРНК соотв-шего кодона иРНК при транскрипции. Т.о. на принципе К основаны все фундаментальные процессы жизнедеятельности клетки: репликация, транскрипция, трансляция, репарация. Т.е. матричная активность гена базируется на использовании принципа К при считывание и реализации наследственной информации.

53. Основные отличия высших растений от низших. Первенцы наземной флоры отделы Phyniophyta, Zosterophyllophyta: общая характеристика, представители.

Высшие растения в отличие от низших характеризуются рядом признаков более высокой организации. Это наземные обитатели утратившие непосредственную связь с первичной водной обстановкой. Тело высших расчленено на стебель и листья. Большинство имеет корень. Но первоначально функцию всасывания воды и мин. солей и прикрепления к субстрату выполняли ризоиды – выросты поверхности клеток (способствовало развитию ксилемы). С появлением листостебельного растения и увеличения размеров возникли корни. Такое сложное строение отсутствует у низших, тело которых представлено талломом. У высших развивается проводящая система, в виде специальных клеток трахеид, и ситоводных трубок. В дальнейшем проводящие элементы группируются в закономерные сочетания – пучки. В наземной среде появляется сложная система покровных тканей. развивается сложный устьичный аппарат (газообмен, транскрипция). Мощно развились механические ткани. Выход растений на сушу способствовал развитию фотосинтеза. А с появлением листьев возникла необходимость быстрого распределения пластинчатых в-в, что способ-ло развитию флоэмы. У водорослей есть гаметангии и спорангии. А у высших растений мужк. половые органы – антеридии, состоящие из наружных бесплодных клетки сперматогенной тканью, из которой обр. подвижные сперматозоиды и женские – архегонии, сост. из нижней расширенной части – брюшка, и верхней суженной – шейки. Снаружи окружен бесплодными к-ми. Внутри – яйцеклетка. над ней брюшная канальцевая к-ка, а в шейке – шейковые канальцевые к-ки. Характерной чертой высших растений является наличие правильной смены поколений в цикле их развития. Растения представлены 2 фазами: гаметофит (Г) и спорофит (С). Г- половое поколение, на котором обр. половые органы антеридии и архегонии(у многих Г является самостоятельным растением), сменяется бесполым поколение С, на котором обр. органы бесполого размножения спорангии. В них обр. споры. Спорангий одет оболочкой из 1или нескольких слоев клеток. Внутри спорангия возникает многоклеточная спорогенная ткань – археспорей. При делении обр. материнские клетки спор. Они приступают к редукционному делению и образуют 4 гаплоидные клеткики – тетраду спор. С всегда диплоиден. Спора гаплоидна, и от нее начинает развитие Г. Г всегда гаплоиден. Переход от гаплоидного состояния к диплойдному происходит при оплодотворение. Зигота диплоидна. Из нее развивается С.

Для высших растений выделяют модель примитивных признаков:

1. спорангии терминальны, в своем происхождение не связаны с листом

2. листья – выросты на стебле

3. ветвление дихотомическое

4. первичное не сросшение спорангия

5. толстостенные спорангии без механизма вскрытия.

Первенцами наземной флоры являются отделы Phyniophyta, Zosterophyllophyta.

Отдел Phyniophyta. По внешнему облику мало отличается от предков. Нет корней и листьев. Нет мех ткани и камбия. У Psilophyton princes появляется дихотомическое ветвление. Есть проводящая с-ма. В ксилеме – лестничные трахеиды. К прогрессивным признакам относится скручивание теллома и обр. синангиев у Yiaravia(сросшиеся спорангии). Есть эпидерма с устьичным аппаратам.

Отдел Zosterophyllophyta. Боковое положение спорангиев на коротких ножках. Спорангии собраны в рыхлое подобие спороносного колоска. Формирование ксилемы. Считается что это предки плаунов. (форма спорангиев – боковидные на коротких ножках, открывается щелью. Похож на ринеофиты. все тело покрыто листьями – энациями. Zosterophillum – спорангии собраны в колосовидную группу