ПЕРЕЛІК ДИСЦИПЛІН:
  • Адміністративне право
  • Арбітражний процес
  • Архітектура
  • Астрологія
  • Астрономія
  • Банківська справа
  • Безпека життєдіяльності
  • Біографії
  • Біологія
  • Біологія і хімія
  • Ботаніка та сільське гос-во
  • Бухгалтерський облік і аудит
  • Валютні відносини
  • Ветеринарія
  • Військова кафедра
  • Географія
  • Геодезія
  • Геологія
  • Етика
  • Держава і право
  • Цивільне право і процес
  • Діловодство
  • Гроші та кредит
  • Природничі науки
  • Журналістика
  • Екологія
  • Видавнича справа та поліграфія
  • Інвестиції
  • Іноземна мова
  • Інформатика
  • Інформатика, програмування
  • Історичні особистості
  • Історія
  • Історія техніки
  • Кибернетика
  • Комунікації і зв'язок
  • Комп'ютерні науки
  • Косметологія
  • Короткий зміст творів
  • Криміналістика
  • Кримінологія
  • Криптология
  • Кулінарія
  • Культура і мистецтво
  • Культурологія
  • Російська література
  • Література і російська мова
  • Логіка
  • Логістика
  • Маркетинг
  • Математика
  • Медицина, здоров'я
  • Медичні науки
  • Міжнародне публічне право
  • Міжнародне приватне право
  • Міжнародні відносини
  • Менеджмент
  • Металургія
  • Москвоведение
  • Мовознавство
  • Музика
  • Муніципальне право
  • Податки, оподаткування
  •  
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

         
     
    Для чого потрібно статеве розмноження або Чому любов додає розуму ...
         

     

    Біологія і хімія

    Для чого потрібно статеве розмноження або Чому любов додає розуму ...

    1

    І ось тепер, тремтячи від жалю і спека,

    Одно: завити як вовк, одне: до ніг припасти,

    потупити - Зрозуміти - що хтивості кара -

    Жорстока любов і каторжна пристрасть.

    М. Цвєтаєва

    А дійсно: за що ця страшна кара? Навіщо ці шалені страждання, ця вічна, жорстока війна підлог? Хіба природа не могла б обійтися без таких мук? "І ненавиджу, й люблю," - в розпачі вигукнув Гай Валерій Катулл, змучений Лесбі. "Але щоб тривала життя моє,/я вранці повинен бути впевнений,/що з Вами вдень побачуся я ". Це вже, як пам'ятаєте, Онєгін, а точніше А.С. Пушкін. "Зніми долоню з моїх грудей, ми - проводи під струмом ... "- благав кохану Борис Пастернак. Вся світова література ... та що там література - вся світова історія, - Саме про те ж!

    "Для чого потрібно статеве розмноження? "- якось запитав я у старшокласників Пущинская екологічного ліцею. "Для задоволення!" - Хором заволали вони. Наївні! Яке вже тут задоволення, якщо все це можна було б набагато простіше, спокійніше і, головне, ефективніше. Наприклад, простим поділом. Або, на крайній випадок, брунькуванням.

    Нехай початково є два організму. І нехай кожен з них розмножується самостійно поділом. У першому поколінні вони дадуть чотири особи, у другому - вісім. І так далі, поки вся Земля не заповниться ними. А при статевому розмноженні? Як вчить нас великий еволюціоніст сучасності Мейнард Сміт, статеве розмноження знижує репродуктивний вихід на 50% (J. Maynard Smith, Evolution of Sex, 1978). Значить, у порівнянні з безстатевим, статеве розмноження куди менш продуктивно і, отже, з точки зору еволюції, неконкурентоспроможною. Тому, виходячи з найпростіших моделей і розрахунків, статевого розмноження взагалі бути не повинно.

    2

    Як ж ні Любові?

    І. Бунін

    Першим, хто висловив припущення, для чого потрібно статеве розмноження, був Август Вейсманом, який в 1886 році на з'їзді німецьких природознавців і лікарів виголосив промову "Значення статевого розмноження для теорії відбору". Припущення було досить загальним: статеве розмноження необхідно, щоб прискорити поширення корисних мутацій серед особин популяції. І дійсно, при безстатевому розмноженні мутації, що виникли в організму (причому як корисні, так і шкідливі), передаються потомству з покоління в покоління по типу клона, лінійно, а от при статевому розмноженні, за рахунок передачі генів при схрещуванні, тим більш вільних, мутації можуть швидко поширитися в популяції виду. Якщо таким чином будуть поширюватися саме корисні мутації, то прогресивна еволюція увазі забезпечена.

    В Загалом, як справедливо припускав основоположник "вейсманізма-морганізма", статеве розмноження потрібно для збільшення швидкості еволюційного пристосування організмів, тобто для їх кращої адаптації до мінливих умов зовнішнього середовища. Так що перша відповідь: статеве розмноження потрібно для збільшення різноманітності. Генетичного, зрозуміло. І тим самим - для збільшення шансів, що якісь мутації виявляться корисними. (В дужках зазначимо, що швидкість адаптації організмів і збільшення генетичного різноманіття видів не завжди одне і те ж, але в теорії еволюції передбачається, що ці процеси скорреліровани.)

    Здавалося б, при статевому розмноженні повинна збільшуватися швидкість поширення в популяції всяких мутацій - і корисних, і шкідливих, які, відповідно, будуть надавати небудь корисне, або шкідливу дію Але це не так: корисні мутації тут в певному виграші. Згадаймо: основа статевого розмноження - це те, що соматичні клітини диплоїдні, тобто несуть два набори генів, батьківський і материнський, а статеві клітини, або гамети, - гаплоїдний. Диплоїдної означає, що кожна хромосома існує в двох копіях, а гаплоїдного - що в одній. Таким чином, у диплоїдних клітинах майже вся генетична інформація в принципі задублірована, а саме: кожен ген присутній у двох копіях (алелі), нехай не завжди абсолютно ідентичних. (Зверніть увагу на курсив: це те саме рушниця, яка оглушливо вистрілить в кінці п'єси).

    Отже, якщо в одному з двох гомологічних генів (алелей) виникне шкідлива мутація, то її дія може бути скомпенсовано іншим, нормальним, алелей. Це так звані рецесивні (не виявляються в диплоїдної стані) мутації. Їх більшість, проте бувають і домінантні мутації, які пригнічують дію нормального алелі. Але в цілому - подвійний набір хромосом - це підвищення надійності -- шкідливі мутації мають багато шансів не виявитися. Але яке це має відношення до полому розмноженню?

    Новий організм виникає, коли об'єднуються чоловіча та жіноча гаплоїдні гамети, тобто виникає диплоїдні зигота. У ній один з кожної пари хромосом отримана від батька, а інша від матері. Отже, при статевому розмноженні, за рахунок утворення нових комбінацій пар гомологічних хромосом, різко підвищується ймовірність того, що шкідлива мутація, якщо вона рецесивна, опиниться в компанії з нормальним гомологічних геном і тому не виявиться. Це друга причина, для чого потрібно статеве розмноження: для зменшення впливу шкідливих мутацій за рахунок утворення гетерозиготності. На неї вперше, в 1988 році, вказав А.С. Кондрашов, тоді працював у біологічного центру АН СРСР в Пущино-на-Оке (не часто наші співвітчизники публікують статті в самому престижному журналі світу, см. Nature, 1988, 336, 435).

    Однак шкідливі рецесивні мутації, будучи в гетерозиготному, сховищі, стані, не тільки зберігаються, а й, завдяки саме статевого розмноження, безперервно накопичуються в низці поколінь. Тобто саме через схрещувань (тобто, вибачте, любові). І скільки ж у нас, людей, цих самих шкідливих генів? Розрахунки А.С. Кондрашова, що стосуються накопичення потенційно летальних мутацій у нашому геномі, дали йому привід до цілком зрозумілому здивування (що виразилося у заголовку його статті): "... Чому ми не померли 100 раз?"

    Напевно, не буде великою помилкою, якщо припустити, що для цього теж є вагома причина. Третя. Поряд з досить гарною мутацією може виявитися дуже погана. І яке ж тоді "талановитому" гену серед сірого натовпу "озлобленно бездарних"?

    3

    І підгадали же мене чорт з душею і талантом народитися в Росії.

    А. С. Пушкін

    Третю причину в 2001 році виявили американські генетики В. Райс і А. Чіппіндейл, проводили досліди з дрозофілами. Однак перед цим - кілька слів про генетичну рекомбінації.

    Рекомбінація - Це обмін генами (ділянками ДНК), що відбувається після утворення зиготи, в парі гомологічних хромосом, отриманих від батьків. Наприклад, якщо початково в одній хромосомі даної пари були гени ABCD, а в гомологічною хромосомі - їх аллели (модифікації) abcd, то в результаті рекомбінації може вийти так: AbCd в одній хромосомі і aBcD в іншій. І ось результат: з-за таких переміщень багато генів раптом опиняються в новому генетичному оточенні. І не тільки в новому оточенні, але і в нових відносинах зі своїми алельних, розташованими в гомологічною хромосомі партнерами. Це дуже важливо, оскільки, не виключено, при наступному циклі розмноження в гаметах вже будуть міститися хромосоми з новими комбінаціями генів - новими, якщо порівнювати з вихідними, батьківськими. І так далі. Тобто діти, онуки, правнуки etc будуть послідовно нести всі нові комбінації з генами ABCD/abcd.

    Це вихідний теоретичний момент. А що у фіналі? А у фіналі те, що (не дивуйтеся!) в нових комбінаціях генів конкретної пари хромосом може виявитися менше генів з шкідливими мутаціями. От саме це, по суті, і виявили Райс і Чіппіндейл. В експериментах вони отримали дрозофіл, у яких зовсім були відсутні генетичні рекомбінації. Таких дрозофіл в низці поколінь порівнювали з нормальними мушками, тобто рекомбінує. І виявилося, що рекомбінація генів між гомологами може перемістити корисну мутацію з, так сказати, поганого генетичного фону (або контексту) в хороший контекст. А це -- при подальшій передачі хромосоми з такою мутацією в ході послідовного розмноження - позбавить корисну мутацію від шкідливого генетичного фону (Science, 2001, 294, 555).

    Іншими словами, при статевому розмноженні в ряду поколінь відбувається поступове звільнення корисних мутацій від шкідливих. Спасибо рекомбінації. І - статевою розмноження. Хтось дотепно і вірно назвав цей феномен "чищенням геному". Ось вам, як було заявлено вище, і третя причина, для чого необхідно статеве розмноження.

    Але є ще дві причини. Жінки їх знають.

    Але мовчать. Тому що "ця таємниця велика є".

    4

    Я був тільки тим, чого

    стосувалася твоя рука ...

    Йосип Бродський

    Подальший пасаж чоловікам може здатися катастрофічним (удар нижче пояса!), але це, схоже, так: тому, що у людської раси є інтелект, ми зобов'язані жінкам. Точніше, їх генетичної організації і "генетичним перевагам".

    І перша причина цього в тому, що серед пари статевих хромосом у жінок дві однакові хромосоми (XX), а у чоловіків дві різні: одна Х, а інший, суто чоловіче, власне і визначає стать, - Y. Таким чином, жінки з усіх хромосомам диплоїдні, а ми, чоловіки, немає: ми диплоїдні по всіх хромосомами, крім статевих - адже у нас тільки одна Х-хромосома. Але у жінок, так само, як і у чоловіків працює тільки одна хромосома, на ранніх стадіях ембріонального розвитку жіночого організму один з двох Х хромосом інактивується - яка саме - вирішує випадок. І, таким чином, якщо в одній з двох жіночих Х-хромосом, є яка-небудь мутація, хороша чи погана - все одно, то ймовірність, що вона проявиться - 50%, а у чоловіків, в їх єдиною Х-хромосомі - всі 100. І хоча у жінок одна з Х-хромосом (транскрипційної) неактивна (із-за того, що над-сконденсувати), тим не менше - потомству вона передається і активної стати може.

    Приготуйтеся: зараз несподівано вистрілить чеховські рушницю, повішене на початку цієї статті!. А в Х-хромосомах, як з'ясовується, зосереджені гени інтелекту. Перші вказівки, що це саме так, з'явилися ще до початку ери молекулярної діагностики ДНК. Втім, все по порядку.

    По-перше, крива розподілу значень коефіцієнта інтелектуальності (IQ) серед чоловіків має широкий діапазон - як в області низьких значень інтелектуальності, так і в області високих. А ось серед жінок ця крива більш компактна, спектр значень IQ ближче, ніж у чоловіків, до середніх значень у популяції; загалом, менше дисперсія, тобто менше крайніх варіантів в обидві сторони і більше якщо не середні, то "центральних".

    По-друге, у чоловіків психічні захворювання зустрічаються на 30% частіше, ніж у жінок. Зрозуміло, якщо мутації, що змінюють інтелектуальність або призводять до ментальним порушень дійсно часто відбуваються в Х-хромосомі, то жінки на 50% "Застраховані" від їх прояви. Чому у жінок психічні захворювання зустрічають тільки на 30% менше, ніж у чоловіків, а не на всі 50%? Тому що не всі гени "ментальності" розташовані в Х-хромосомах, а більшість. Яка доля!? Чи буде сказано нижче.

    В третє, як вже давно з'ясували медичні генетики, гени, що призводять до психічних захворювань, частіше передаються дітям від матері, ніж від батька, хоча в самих таких матерів психічні захворювання часто не виявляються. Теж зрозуміло. Ну а з настанням масової молекулярної діагностики хромосом людини отримані речові докази, що, по-четверте, дуже багато мутації, що приводять до психічних захворювань дійсно квартира в Х-хромосомах.

    Кожні два роки, починаючи з 1984-го, робочі наради медичних генетиків поповнюють список пов'язаних з Х-хромосомою синдромів, що викликають ментальні порушення (X-chromosomal syndromes associated with mental disability). До 2001 р. таких синдромів налічувалося вже 202 з 958 усіх відомих Це означає, що приблизно 21,1% всіх ментальних порушень викликані мутаціями в Х-хромосомі. А з результатів секвенування геному людини випливає, що тільки 3,7% всіх його генів розташовані в Х хромосомі, отже - в Х-хромосомі кодування ментальних характеристик приблизно в 6 разів вище, ніж у аутосомах. При цьому в індивідуальних генах Х-хромосом, що кодують ментальні характеристики, існують різні аллели, мутації яких призводять до ментальних порушень. В цілому, детальна статистична обробка показала, мутації Х-хромосоми в 3.1 рази частіше приводять до ментальним порушень, ніж мутації у всіх інших генах інших хромосом. 9 з більш, ніж 100 "ментальних" генів Х-хромосоми вже клоновані, як і очікувалося, вони активно працюють саме в мозку і кодують білки, відповідальні за, наприклад, стабілізацію мРНК, за організацію цитоскелету, за передачу регуляторних сигналів між нейронами. Ця група генів відносяться до найбільш законсервовани

         
     
         
    Реферат Банк
     
    Рефераты
     
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

     

     
     
     
      Все права защищены. Reff.net.ua - українські реферати !