|
|
База готовых уникальных дипломных и курсовых
Реферат. Проблемы семьи и семейная политика государства 2012
ВВЕДЕНИЕ
Семья является важнейшим общественным институтом, имеющим решающее значение как для индивидуальной жизни человека, так и для социального, экономического культурологического развития общества. Семья - уникальная подсистема государства, способная успешно решать специфические функции по воспроизводству населения и социализации новых поколений. Именно по этим причинам актуализируется задача профессионального изучения семьи как социальной системы, отношений семьи и государства, концептуальных основ государственной семейной политики. Семья как социальная общность во всех цивилизациях выступала важнейшим элементом глобального развития. Идеология приоритета семьи, ее непреходящая ценность для жизни и развития человека и общества закреплена во многих нормативных актах. Одно из основных положений этих документов - укрепление и защита института семьи со стороны общества, разработка всеми государствами национальной семейной политики.
Но острота существующих сегодня проблем российских семей вызывает тревогу. Больно ударяют по семье демографический кризис, сопровождающийся депопуляцией, ростом смертности, падением рождаемости, постарением населения, снижением продолжительности жизни, ухудшением здоровья людей, инвалидизацией; продолжающееся падение уровня жизни большинства населения России; рост безработицы, алкоголизма, наркомании, преступности, неуверенность в завтрашнем дне. Государственная семейная политика, объектом которой является семья, формируется на основе закономерностей функционирования института семьи. |
|
Реферат. Регуляция активности генов. 2012
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 2
Избирательность метилирования 4
Родительский геномный импринтинг 5
Волны метилирования в онтогенезе 7
Как импринтинг возник в эволюции 8
Метилирование и возникновение рака 9
Инактивация Х-хромосомы 11
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 13
ЛИТЕРАТУРА 14
ВВЕДЕНИЕ
В процессе развития многоклеточных организмов меняется активность генов – одни гены до поры до времени неактивны (репрессированы), тогда как другие активны в раннем развитии, но инактивируются позднее. Наблюдаемые изменения активности генов лежат в основе клеточной дифференцировки. Обратимые изменения активности генов в процессе индивидуального развития организма, не связанные с нарушением нуклеотидной последовательности ДНК, но приводящие к сохранению неактивного или активного состояния генов в ряду клеточных поколений, называют эпигенетическими. Самостоятельный интерес представляет исследования тех эпигенетических изменений генной активности, которые могут наследоваться при размножении особей, в последующих поколениях. Неактивное состояние гена может быть обусловлено особой компактной структурой хроматина (гетерохроматина), которая образуется в результате взаимодействия ДНК со специфическими хромосомными белками. В некоторых случаях образование такой структуры хроматина объясняют метилированием ДНК и, напротив, деметилирование ДНК может сопровождаться активацией гена. Метилирование представляет собой временную химическую модификацию нуклеотидной последовательности без нарушения кодирующей способности ДНК. В этом случае обратимое метилирование рассматривается как эпимутация в отличие от мутации, вызываемой нуклеотидными заменами, нехваткой участка гена или, наконец, вставкой нуклеотидов, включая такой случай, как внедрение подвижного элемента.
Метилирование ДНК осуществляется главным образом в результате обратимой химической модификации азотистого основания – цитозина (С), что приводит к присоединению метильной группы к углероду, расположенному в положении 5 пиримидинового кольца. Особую роль метилирование ДНК играет в развитии позвоночных. Метилирование катализируется ферментом – ДНК-метилтрансферазой. При присоединении фермента к ДНК водородные связи цитозина с комплементарным основанием гуанина (G) в двухнитевой ДНК разры-ваются, и метильная группа присоединяется к цитозину, находящемуся в момент метилирования вне двойной спирали ДНК. Затем 5-метилцитозин возвращается на место цитозина напротив гуанина, водородные связи между метилированным цитозином и гуанином восстанавливаются. Цитозин метилируется в том случае, если рядом с ним находится гуанин (G) в сочетании CpG, где р – остаток фосфорной кислоты, связывающийся с сахарными остатками с образованием сахарофосфатного остова ДНК. После репликации метилированной ДНК новообразованная цепь не будет метилированной, такую ДНК назовем полуметилированной. Полуметилированная ДНК – это субстрат для ДНК-метилтранферазы, которая метилирует цитозин комлементарный гуанину в новообразованной цепи ДНК. Таким образом, если отдельные молекулы цитозина, соседствующие с гуанином в родительской ДНК, уже метилированы, то метилированы будут и молекулы цитозина в комплементарной, вновь синтезированной цепи ДНК. В результате благодаря способности метилтрансферазы узнавать полуметилированные районы ДНК рисунок распределения метилированных оснований будет автоматически поддерживаться при репликации ДНК в процессе клеточных делений.
Для каких целей служит метилирование в организме? Установлено, что нормальное развитие млекопитающих невозможно без метилирования. Если направленно инактивировать, разрушить ген, ответственный у мышей за образование ДНК-метилтрансферазы, то развитие эмбриона приостанавливается на ранних стадиях. В то же время наличие в ДНК 5-метилцитозина (mC) опасно для организма, поскольку он может спонтанно дезаминироваться, превращаясь в тимин. В таком случае при репликации ДНК против Т встанет А и в результате G≡C-пара превратится в А=Т–пару. Таким образом, изменится кодирующая последовательность нуклеотидов в гене, и функции белка, кодируемого этим геном, могут быть нарушены. Другими словами, дезаминирование 5-метилцитозина может провести к мутации, вредной для организма. Если же дезаминируется неметилированный цитозин, то последний превращается в урацил, после чего специальные ферменты репарации устраняют урацил из ДНК и вставляют на их место снова тот же цитозин. Мутация возникает только после дезаминирования метилированного цитозина. Тем не менее, несмотря на грозную опасность метилирования, оно сохраняется в эволюции позвоночных, но, как будет видно, поддерживается естест-венным отбором.
Избирательность метилирования
Потенциально метилируемые остатки цитозина в соседстве с гуанином (CpG), встречающиеся по длине гена, обычно метилированы. В геномах млекопитающих последовательности CpG представлены неравномерно: обнаруживаются участки, где такие последовательности сгруппированы, образуя так называемые CpG-островки. Эти островки занимают около одной тысячи нуклеотидных пар ДНК. Островки чаще встречаются в районах промоторов генов позвоночных, распространяясь в область начала гена. С промоторной областью связываются регуляторные белки, обеспечивающие активную транскрипцию гена. Островки могут быть в значительной степени метилированы, что сопровождается инактивацией гена. По-видимому, метилирование ДНК препятствует взаимодействию регуляторных белков (факторов транскрипции) с промотором. Метилирование ДНК способствует привлечению к району промотора белков, подавляющих транскрипцию. Степень репрессии активности гена пропорциональна плотности метилирования цитозинов на условную единицу длины ДНК.
Однако в отдельных случаях метилирование может препятствовать взаимодействию участка ДНК с репрессорными белками, подавляющими активность гена и конкурирующими за связывание ДНК с белками, обеспечивающими транскрипцию гена. Так, например, метилирование района интрона может обеспечить активность гена. В этом нет ничего удивительного, поскольку в интронах могут располагаться усилители (энхансеры) транскрипции, с которыми взаимодействуют факторы транс-крипции, в свою очередь контактирующие с РНК-полимеразой. В таком случае метилирование района интрона может препятствовать взаимодей-ствию с белками-репрессорами.
Родительский геномный импринтинг
Итак, отдельным генам свойствен определенный рисунок распределения метилированных остатков цитозина, которые располагаются в основном в промоторной области. Этот рисунок может автоматически поддерживаться после каждого акта редупликации ДНК, то есть сохраняться в ряду клеточных поколений делящихся клеток благодаря активности ДНК-метилтрансферазы, узнающей полуметилированные участки ДНК после репликации. Оказалось, что рисунок метилирования гена, регистрируемый в соматических клетках млекопитающих, стирается в процессе образования зародышевой ткани и гамет. В некоторых случаях специфичный рисунок метилирования устанавливается вновь уже при образовании гамет: один характерен для гена в сперматозоиде, а другой – для гомологичного (аллельного) гена в яйцеклетке.
Во многих других случаях для аллельных генов, унаследованных от отца и матери, соответствующий рисунок метилирования устанавливается позднее, на ранних стадиях развития эмбриона. Оказывается, например, что ген, пришедший от отца, сильнее метилирован и неактивен, тогда как гомологичный материнский ген активно транскрибируется. В этом случае говорят о наличии родительского импринтинга (от англ. imprint – оставлять отпечаток, след, запечатлевать). Понятие импринтинга широко используется в психологии и социальных науках для описания способности фиксировать в памяти особенности воздействий на организм, связанные, например, с родительским влиянием. Импринтинг генов наблюдается и у человека. Механизм импринтинга активно исследуют на модельных объектах, например у мышей. Следует иметь в виду, что импринтингу подвергается относительно небольшое число генов млекопитающих – около 0,1% из 50–70 тысяч имеющихся, среди них идентифицировано около двадцати генов. Наличие импринтинга выявляется у человека в результате анализа семейных наследственных болезней. Представим себе, что носители мутантного варианта (аллеля) гена, подвергающегося импринтингу, гетерозиготны по мутации. Примем также, что метилирование (инактивация) наблюдается для гена, наследуемого от отца. В таком случае попадание отцовского мутантного аллеля потомку не будет замечено (ген импринтирован и неактивен), поскольку необходимую функцию будет исполнять неметилированный материнский ген, импринтированный на активность. Если же мутантный ген будет получен от матери, то у гетерозиготы аА* болезнь проявится, поскольку отцовский нормальный (не мутантный) аллель будет нести отцовский импринтинг – гиперметилирование, – сопровождающийся инактивацией гена.
Только специальный генетический анализ позволит выявить различия в генотипах особей аА* и аа, страдающих заболеванием. К числу болезней человека, обусловленных мутациями в импринтированных генах, относятся заболевания нервной системы, сопровождающиеся аномальным поведением.
Выяснилось, что импринтированные гены как у человека, так и мыши в некоторых случаях находятся сравнительно недалеко друг от друга, расстояния между ними могут составлять около 100 тыс. нуклеотидных пар, но в целом импринтинг охватит протяженный участок хромосомы. Изучение метилирования при хромосомных перестройках также привело к заключению, что в хромосомах имеются районы, регулирующие метилирование в генах, расположенных на расстоянии сотен тысяч нуклеотидных пар от предполагаемого центра распространения импринтинга. Этот вывод основан на обнаружении из-менений метилирования генов при хромосомных перестройках.
Волны метилирования в онтогенезе
ДНК-метилтрансфераза поддерживает неизменным рисунок распределения 5-метилцитозина по ДНК в процессе циклов репликации. Однако рисунок метилирования может стираться при образовании зародышевой ткани – яичников и семенников, а затем вновь формироваться в зрелых гаметах или в процессе раннего развития эмбриона. Возможно, что деметилирование ДНК может осуществляться пассивно: после репликации полуметилированная ДНК (метилированная лишь в одной цепи) не будет превращаться в полностью метилированную из-за неполной активности метилазы. Тогда после следующего цикла репликации ДНК возникнут как полуметилированные, так и полностью неметилированные ДНК. В результате последующих клеточных делений появятся клетки с деметилированными генами.
Однако, скорее всего, могут происходить процессы активного деметилирования. Есть основания считать, что метилированные С-нуклеотиды вырезаются из ДНК, а образующиеся бреши застраиваются (репарируются) неметилированными нуклеотидами. Вероятно, присоединение к промоторам генов регуляторных белков – факторов транскрипции способствует деметилированию промоторов, причем сам процесс транскрипции не является обязательным для деметилирования. Детали механизмов деметилирования остаются неизвестными.
Очевидно, заново возникающее метилирование полностью неметилированной ДНК может осуществляться с помощью самостоятельного, особого фермента. Действительно, разрушение гена, кодирующего известную ДНК-метилтрансферазу, приводит к полному исчезновению метилирования. Исследования закономерностей программированных волн метилирования / деметилирования, наблюдаемых в процессе развития, представляют не только большой фундаментальный, но и практический медицинский интерес, поскольку процессы метилирования тесно связаны с возникновения опухолей.
Как импринтинг возник в эволюции
Как уже упоминалось, метилирование цитозина в ДНК является потенциально опасным, поскольку спонтанное дезаминирование метилцитозина ведет к нуклеотидным заменам и мутациям. Такова приро-да значительной части мутаций в гене, кодирующем белок р53, присутствие которого предотвращает процесс злокачественного перерождения. Тем не менее, у млекопитающих сохраняется система метилирования, несмотря на потенциальный груз мутаций, обусловленный присутствием сочетаний GpC, способных метилироваться. Предполагается, что в процессе эволюции метилирование возникло уже у одноклеточных как средство защиты от проникающих в клетку ДНК, например вирусных. Метилирование могло бы инактивировать гены инфекционных агентов, проникающих в клетку. Метилирование могло бы также препятствовать размножению так называемых подвижных элементов генома, которые часто рассматриваются как геномные паразиты, цель ко-торых состоит лишь в распространении по геному собственной ДНК.
Существует гипотеза, которая объясняет возникновение импринтинга в процессе естественного отбора, исходя из представлений так называемого "конфликта интересов", иногда возникающего между отдельными генами. Примером могут служить гены одного из факторов роста и его ингибитора у мышей и человека. Подвергающийся импринтингу ген фактора роста стимулирует рост органов, в особенности плаценты. Плацента ответственна за питание эмбриона: чем она больше, тем больше материнских питательных ресурсов может получить эмбрион. Ген фактора роста активен, если наследуется от отца, и гиперметилирован (неактивен), если приходит от матери. Напротив, ген, ингибирующий фактор роста, активен лишь в том случае, если наследуется от матери. Эмбриону выгодно для собственного успешного развития получить побольше питательных ресурсов от матери с большой, хорошо выросшей плацентой. Однако, пренебрегая интересами данного эмбриона, но исходя из интересов всей популяции (сообщества индивидуумов данного вида), можно предполагать, что для выживания и эволюции вида было бы полезно иметь потомство, родившееся от данной матери и нескольких разных отцов. В таком случае набор различных аллелей генов в последующих поколениях популяции будет более разнообразным, что может способствовать выживанию отдельных особей в меняющихся усло-виях окружающей среды. Большая плацента и большое число потомков от одного отца способствовали бы преждевременному истощению организма матери. В результате способность иметь заметное число потомков от других отцов была бы утрачена. Поэтому активность материнского гена, кодирующего ингибитор фактора роста, является противодействием тенденции развития большой плаценты. Этот ген, пришедший от отца, неактивен. Предполагается, что подобный баланс интересов эмбриона (большая плацента) и популяции (потомство от разных отцов) поддерживается механизмом геномного импринтинга.
Отметим, что система метилирования генов и геномный импринтинг возникли у позвоночных. У беспозвоночных метилирование цитозина, как правило, отсутствует. По крайней мере метилирование отсутствует у дрозофилы (насекомые) и нематоды (черви) – модельных объектов в современных исследованиях молекулярных механизмов развития многоклеточных. Регуляция активности генов, основанная на механизме метилирования, возникает в геноме млекопитающих, имеющих достаточно большое количество генов (около 50–70 тыс.) по сравнению с беспозвоночными (10–25 тыс.). Можно предполагать, что с увеличением в 5-10 раз числа потенциально работающих генов возникает необходимость использовать принципиально новые способы регуляции, основанные на метилировании ДНК.
Метилирование и возникновение рака
Случаи возникновения опухолевого роста могут быть вызваны мутациями, в том числе теми, которые возникают при спонтанном дезаминировании 5-метилцитозина. Кроме того, нарушение мети-лирования и, следовательно, программированной инактивации генов может приводить к несвоевременной активации так называемых протоонкогенов. Протоонкогены кодируют белки, нарушение регуляции образования которых приводит к злокачественному росту. К тому же ненормально высокий уровень метилирования генов-супрессоров, подав-ляющих злокачественный рост, к числу которых относится ген р53, также будет способствовать развитию раковой опухоли. Предполагается следующий ход событий, связанный с нарушением импринтинга и располагающий к возникновению опухоли. Организм может быть гетерозиготным по мутации в гене-супрессоре. Нормальный аллель продолжает выполнять функции супрессора. Однако гиперметилирование этого аллеля, приводящее к инактивации гена-супрессора, полностью лишает клетку супрессора и предрасполагает ее к раковому перерождению. Наблюдается двустадийность процесса возникновения рака, характерная для многих случаев ракового перерождения: сначала возникает мутация, затем метилирование (эпимутация). Например, таков механизм возникновения карциномы почек у человека. Роль метилирования в онкогенезе детских опухолей хорошо установлена, например, в случае ретинобластом – опухолей сетчатки глаза, возникающих в ряде случаев в результате метилирования промотора гена Rb (retinoblastoma), обогащенного CpG сочетаниями нуклеотидов. Ген Rb кодирует белок, регулирующий рост клеток. Таким образом, нарушение эпигенетических систем обратимого метилирования генов может приводить к возникновению опухолей.
Обнаружение роли метилирования в развитии рака открыло принципиальную возможность использования для лечения рака агентов, известных как ингибиторы ДНК-метилтрансферазы. Однако при этом очень вероятны побочные неблагоприятные последствия применения подобных ингибиторов.
Инактивация Х-хромосомы
У многих организмов эволюция половых хромосом влекла за собой коэволюцию механизмов, уравнивающих дозу Х-сцепленных генов между мужским (XY) и женским (XX) полом. Дозовая компенсация у насекомых (дрозофилы) достигается у самцов путем двукратного увеличения транскрипции генов единственной Х-хромосомы. У нематод дозовая компенсация происходит у самок путем избирательного уменьшения транскрипции обеих Х-хромосом. У самок млекопитающих компенсация дозы генов возникает в результате глобальной инактивации одной из Х-хромосом в клетках с ХХ-хромосомной конституцией, которая выключает транскрипцию большинства генов, локализованных на инактивированной Х-хромосоме.
У разных организмов дозовая компенсация осуществляется через контроль структуры хроматина. У самцов дрозофилы особые MSL-белки (Male sex lethal) специфически присоединяются к единственной гипертранскрибируемой Х-хромосоме, изменяя структуру хроматина. У самок нематод дозовая компенсация осуществляется путем ассоциации белка DPY27 с Х-хромосомой, что приводит к конденсации данного участка и уменьшению его транскрипции. У млекопитающих компенсация дозы генов возникает в результате экспрессии гена Xist (X inactive specific transcript), расположенного в центре инактивации Х-хромосомы (Xic). Здесь же локализуется антисмысловой ген Tsix. Инактивация Х-хромосомы является многоступенчатым процессом. Предполагается наличие 4 стадий инактивации Х-хромосомы у млекопитающих: 1) подсчет числа Х-хромосом в клетке; 2) инициация инактивации с центра, контролирующего этот процесс; 3) распространение гетерохроматинизации вдоль всей длины Х-хромосомы; 4) поддержание неактивного состояния Х-хромосомы в ходе последующих митотических делений. В ходе инактивации нетранслируемая РНК, продуцируемая геном Xist, покрывает Х-хромосому, в результате чего она конденсируется и инактивируется [27]. Ген Tsix репрессирован на неактивной Х-хромосоме, но является активным на активной Х-хромосоме. Предполагается, что РНК гена Tsix прямо блокирует действие РНК генам Xist [28]. На инактивированной Х-хромосоме отмечается гиперметилирование CpG-островков и недоацетилирование гистона Н4, однако взаимодействие между этими модификациями хроматина и РНК гена Xist остается неясным.
В заключение следует указать на некоторое сходство между феноменом геномного импринтинга и инактивацией Х-хромосомы. Если геномный импринтинг является способом регуляции работы отдельных аутосомных генов, то инактивация Х-хромосомы является способом регуляции активности большинства генов целой половой Х-хромосомы женского генома. Импринтированные гены, однако, также часто располагаются на аутосомах в виде кластеров. В основе геномного импринтинга и инактивации Х-хромосомы лежат сходные эпигенетические механизмы регуляции генной активности. В аутосомах имеется центр импринтинга, а в Х-хромосоме - центр инактивации, которые инициируют выключение транскрипции через продукцию нетранслируемой РНК, а последующее метилирование ДНК закрепляет это состояние. Таким образом, в ходе эволюции эпигенетических механизмов регуляции генной активности природа отбирала и закрепляла некие общие глобальные стратегии и механизмы регуляции работы генома.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Последние годы ознаменовались заметными успехами молекулярно-биологических исследований механизмов эпигенеза – наследуемых в клеточных поколениях, но обратимых изменений генной активности, лежащих в основе возникновения различий в структуре и функциях клеток и тканей одного организма – клеточных дифференцировок. Выявлены районы генов, которые, связываясь с комплексами репрессорных или активирующих хромосомных белков, ответственны за временное состояние активности или репрессии генов. К таким районам относятся участки, определяющие метилирование гена или нескольких рядом лежащих генов. Химическая модификация ДНК с помощью метилирования рассматривается как один из механизмов эпигенетического наследования в поколениях делящихся соматических клеток. Распространенное у млекопи-тающих явление родительского геномного импринтинга, большей частью связанного с процессами метилирования, показывает, что роль отцовских и материнских генов может быть неравноценной в развитии организма. Принимая во внимание эти закономерности, можно искать новые пути борьбы с определенными видами рака, обусловленными метилированием генов, а также грамотно осуществлять прогноз развития заболевания на основании результатов генетического анализа.
ЛИТЕРАТУРА
1. Гвоздев В.А. Регуляция активности генов, обусловленная химической модификацией (метилированием) ДНК // Соросовский образовательный журнал. – 1999. – № 10. – С. 11–17.
2. Уоддингтон К. Морфогенез и генетика. М.: Мир, 1964.
3. Уоддингтон К. Организаторы и гены. М.: ИЛ, 1947.
4. Brink R.A. A genetic change associated with the R locus in maize which is directed and potentially reversible // Genetics. 1956. Vol. 41. P. 872-889.
5. Kleinjan D-J., Heyningen V. van. Position effect in human genetic disease. // Hum. Mol. Genet. 1998. Vol. 7. P. 1611-1618. |
|
Реферат. Социальные реформы Петра первого. 2012
Социальные реформы Петра I - преобразования в государственной и общественной жизни, осуществлённые в период правления в России Петра I. Всю государственную деятельность Петра I условно можно разделить на два периода: 1696-1715 годы и 1715-1725.
Особенностью первого этапа были спешка и не всегда продуманный характер, что объяснялось ведением Северной войны. Реформы были нацелены прежде всего на сбор средств для ведения войны, проводились насильственным методом и часто не приводили к желаемому результату. Кроме государственных реформ на первом этапе проводились обширные реформы с целью модернизации уклада жизни. Во втором периоде реформы были более планомерными.
Ряд историков, например В. О. Ключевский, указывали, что реформы Петра I не являлись чем-то принципиально новым, а были лишь продолжением тех преобразований, которые осуществлялись в течение XVII в. Другие историки (например, Сергей Соловьев), напротив, подчеркивали революционный характер преобразований Петра.
Историки, проводившие анализ петровских реформ, придерживаются разных взглядов на его личное в них участие. Одна группа полагает, что как в составлении программы реформ, так и в процессе их осуществления Петр не играл главной роли (которая была ему приписана как царю). Другая группа историков, наоборот, пишет о большой личной роли Петра I в проведении тех или иных реформ.
При Петре радикальным изменениям подверглась судебная система. Функции верховного суда получили Сенат и Юстиц-коллегия. Ниже их находились: провинциях - хофгерихты или надворные апелляционные суды в крупных городах, и провинциальные коллегиальные нижние суды. Провинциальные суды вели гражданские и уголовные дела всех категорий крестьян кроме монастырских, а также горожан, не включенных в посад. Судебные дела горожан, включенных в посад, с 1721 года вел магистрат. В остальных случаях действовал так называемый единоличный суд (дела единолично решал земской или городовой судья). Однако в 1722 г. нижние суды были заменены провинциальными судами, возглавляемыми воеводой.
Одним из преобразований Петра I была осуществлённая им реформа церковного управления, направленная на ликвидацию автономной от государства церковной юрисдикции и подчинение российской церковной иерархии Императору. В 1700 году, после смерти патриарха Адриана, Пётр I вместо созыва собора для выборов нового патриарха временно поставил во главе духовенства митрополита Рязанского Стефана Яворского, получившего новый титул Блюстителя патриаршего престола или «Экзарха».
Для управления имуществом патриаршего и архиерейских домов, а также монастырей, в том числе и принадлежащими им крестьянами (примерно 795 тыс.) был восстановлен Монастырский приказ во главе с И. А. Мусиным-Пушкиным, который вновь стал ведать судом над монастырскими крестьянами и контролировать доходы от церковно-монастырских землевладений. В 1701 году вышла серия указов для реформирования управления церковно-монастырскими владениями и устройства монашеского быта; наиболее важными были указы 24 и 31 января 1701 г .
В 1721 году Пётр утвердил Духовный регламент, составление которого было поручено псковскому епископу, приближённому царя малороссу Феофану Прокоповичу. В результате произошла коренная реформа церкви, ликвидировавшая автономию духовенства и полностью подчинившая его государству. В России было упразднено патриаршество и учреждена Духовная коллегия, вскоре переименованная в Святейший Синод, который был признан восточными патриархами равночестным патриарху. Все члены Синода назначались Императором и приносили ему верноподданническую присягу при вступлении в должность. Военное время стимулировало изъятие ценностей из монастырских хранилищ. Пётр не пошёл на полную секуляризацию церковно-монастырских владений, которая была осуществлена значительно позже, в начале царствования Екатерины II.
Основная цель, преследуемая Петром I в социальной политике, - юридическое оформление сословных прав и обязанностей каждой категории населения России. В результате сложилась новая структура общества, в которой более отчётливо сформировался сословный характер. Были расширены права и определены обязанности дворянства, и, в то же время, усилен крепостной гнёт крестьян .
Основные вехи:
Указ об образовании 1706 года: боярские дети в обязательном порядке должны получить либо начальное школьное, либо домашнее образование.
Указ о вотчинах 1704 года: дворянская и боярская вотчины не делятся и приравниваются друг к другу.
Указ о единонаследии 1714 года: землевладелец, имеющий сыновей, мог завещать всё своё недвижимое имущество только одному из них по своему выбору. Остальные были обязаны нести службу. Указ знаменовал окончательное слияние дворянского поместья и боярской вотчины, тем самым, окончательно стерев разницу между двумя сословиями феодалов.
«Табель о рангах» 1721(1722) года: разделение военной, гражданской и придворной службы на 14 рангов. При достижении восьмого класса любой чиновник или военный мог получить статус потомственного дворянства. Тем самым карьера человека зависела прежде всего не от его происхождения, но от достижений на государственной службе.
Место прежнего боярства занял «генералитет», состоящий из чинов первых четырёх классов «Табели о рангах». Личная выслуга перемешала представителей прежней родовой знати с людьми, поднятыми службой. Законодательные меры Петра, не расширяя существенно сословных прав дворянства, существенно изменили его обязанности. Военное дело, бывшее в московские времена повинностью узкого класса служилых людей, становится теперь повинностью всех слоёв населения. Дворянин петровских времён по-прежнему обладает исключительным правом землевладения, но вследствие указов о единонаследии и о ревизии на него возлагается ответственность перед государством за податную исправность своих крестьян. Дворянство обязано для подготовки к службе учиться. Пётр разрушил прежнюю замкнутость служилого класса, открыв путём выслуги через Табель о рангах доступ в среду шляхетства людям других сословий. С другой стороны, законом о единонаследии он открыл выход из дворянства в купцы и духовенство тем, которые хотели этого. Дворянство России становится сословием военно-бюрократическим, права которого создаёт и наследственно определяет государственная служба, а не рождение.
Крестьянство
Реформы Петра изменили положение крестьян. Из разных категорий крестьян, не находившихся в крепостной зависимости от помещиков или церкви (черносошные крестьяне севера, нерусские народности и т. п.), была сформирована новая единая категория государственных крестьян - лично свободных, но плативших оброк государству. Мнение, что данная мера «уничтожила остатки свободного крестьянства» неверно, так как группы населения, составившие государственных крестьян, в допетровский период не рассматривались как свободные - они были прикреплены к земле (Соборное уложение 1649 года) и могли быть пожалованы царём частным лицам и церкви в качестве крепостных. Гос. крестьяне в XVIII веке обладали правами лично свободных людей (могли владеть собственностью, выступать в суде в качестве одной из сторон, выбирать представителей в сословные органы и т. п.), но были ограничены в передвижении и могли быть (до начала XIX века, когда данная категория окончательно утверждается в качестве свободных людей) переведены монархом в разряд крепостных. Законодательные акты, касавшиеся собственно крепостного крестьянства, носили противоречивый характер. Так, было ограничено вмешательство помещиков в заключение браков крепостных (указ 1724 года), запрещено выставлять крепостных вместо себя ответчиками на суде и держать их на правеже за долги владельца. Также была подтверждена норма о передаче в опеку имений помещиков, разорявших своих крестьян, а холопам предоставлена возможность записываться в солдаты, что освобождало их от крепостной зависимости (указом имп. Елизаветы 2 июля 1742 года крепостные лишились этой возможности). Указом 1699 г. и приговором Ратуши 1700 г крестьянам, занимающимся торговлей или ремеслом, было предоставлено право переходить в посады, освобождаясь от крепостной зависимости (если крестьянин в таковой находился).
В то же время были значительно ужесточены меры против беглых крестьян, большие массы дворцовых крестьян розданы частным лицам, помещикам было разрешено отдавать крепостных в рекруты. Указом 7 апреля 1690 г. было разрешено уступать, за неоплаченные долги «поместных» крепостных, что фактически было формой торговли крепостными. Обложение холопов (то есть личной прислуги без земли) подушной податью привело к слиянию холопов с крепостными крестьянами. Церковные крестьяне были подчинены монастырскому приказу и выведены из-под власти монастырей. При Петре создалась новая категория зависимых земледельцев - крестьян, приписанных к мануфактурам. Эти крестьяне в XVIII веке получили название посессионных. Указом 1721 года было разрешено дворянам и купцам-фабрикантам покупать крестьян к мануфактурам для работы на них. Купленные к фабрике крестьяне не считались собственностью её владельцев, а были прикреплены к производству, так что владелец фабрики не мог ни продавать, ни закладывать крестьян отдельно от мануфактуры. Посессионные крестьяне получали фиксированное жалование и выполняли фиксированный объём работ.
Городское население
Городское население в эпоху Петра I было очень невелико: около 3 % населения страны. Единственным крупным городом была Москва, которая до царствования Петра являлась столицей. Хотя по уровню развития городов и промышленности Россия сильно уступала Западной Европе, но в течение XVII в. происходил их постепенный рост. Социальная политика Петра Великого, касавшаяся городского населения, преследовала обеспечение уплаты подушной подати. Для этого население делилось на две категории: регулярных (промышленники, купцы, ремесленники цехов) и нерегулярных граждан (всех остальных). Отличие городского регулярного обывателя конца царствования Петра от нерегулярного заключалось в том, что регулярный гражданин участвовал в городском управлении путём избрания членов магистрата, был записан в гильдию и цех или нёс денежную повинность в доле, падавшей на него по общественной раскладке.
В 1722 году появились ремесленные цехи по западноевропейскому образцу. Основной целью их создания стало объединение разрозненных ремесленных мастеров для производства продукции, необходимой армии. Однако цеховая структура на Руси не прижилась. В период правления Петра изменилась система управления городами. Назначаемые царем воеводы были заменены выборными Городскими магистратами, подчинённые Главному магистрату. Магистраты обеспечивали сбор налогов и выполняли судебные функции. Эти меры означали развитие городского самоуправления .
Преобразования в сфере культуры
Пётр I изменил начало летоисчисления с так называемой византийской эры («от сотворения Адама») на «от Рождества Христова». 7208 год по византийской эре стал 1700 годом от Рождества Христова, а Новый год стал праздноваться 1 января. Кроме того, при Петре было введено единообразное применение юлианского календаря.
После возвращения из Великого посольства Пётр I повёл борьбу с внешними проявлениями «устаревшего» образа жизни (наиболее известен запрет на бороды), но не менее обращал внимание на приобщение дворянства к образованию и светской европеизированной культуре. Стали появляться светские учебные заведения, основана первая русская газета, появляются переводы многих книг на русский. Успех по службе Пётр поставил для дворян в зависимость от образования .
При Петре в 1703 появилась первая книга на русском языке с арабскими цифрами. До того числа обозначались буквами с титлами (волнообразными линиями). В 1710 Пётр утвердил новый алфавит с упрощённым начертанием букв (церковнославянский шрифт остался для печатания церковной литературы), две буквы «кси» и «пси» были исключены.
Петром были созданы новые типографии, в которых за 1700-1725 напечатано 1312 наименований книг (в два раза больше, чем за всю предыдущую историю русского книгопечатания). Благодаря подъему книгопечатания потребление бумаги выросло с 4-8 тысяч листов в конце XVII века, до 50 тысяч листов в 1719 году..
Произошли изменения в русском языке, в который вошли 4.5 тысячи новых слов, заимствованных из европейских языков.
В 1724 Пётр утвердил устав организуемой Академии наук (открылась в 1725 после его смерти).
Особое значение имело строительство каменного Петербурга, в котором принимали участие иностранные архитекторы и которое осуществлялось по разработанному царём плану. Им создавалась новая городская среда с незнакомыми прежде формами быта и времяпрепровождения (театр, маскарады). Изменилось внутреннее убранство домов, уклад жизни, состав питания и пр.
Специальным указом царя в 1718 были введены ассамблеи, представлявшие новую для России форму общения между людьми. На ассамблеях дворяне танцевали и свободно общались, в отличие от прежних застолий и пиров. Реформы, проведённые Петром I, затронули не только политику, экономику, но также искусство. Петр приглашал иностранных художников в Россию и одновременно посылал талантливых молодых людей обучаться «художествам» за границу, в основном в Голландию и Италию. Во второй четверти XVIII в. «петровские пенсионеры» стали возвращаться в Россию, привозя с собой новый художественный опыт и приобретённое мастерство.
30 декабря 1701 г. (10 января 1702 года) Пётр издал указ, которым предписывалось писать в челобитных и прочих документах имена полностью вместо уничижительных полуимен (Ивашка, Сенька и т. п.), на колени перед царём не падать, зимой на морозе шапку перед домом, в котором находится царь, не снимать. Он так пояснял необходимость этих нововведений: «Менее низости, более усердия к службе и верности ко мне и государству - сия то почесть свойственна царю…»
Пётр пытался изменить положение женщин в русском обществе. Он специальными указами (1700, 1702 и 1724 гг.) запретил насильственную выдачу замуж и женитьбу. Предписывалось, чтобы между обручением и венчанием был не менее чем шестинедельный период, «дабы жених и невеста могли распознать друг друга». Если же за это время, говорилось в указе, «жених невесты взять не похочет, или невеста за жениха замуж идти не похочет», как бы на том ни настаивали родители, «в том быть свободе». С 1702 г. самой невесте (а не только ее родственникам) было предоставлено формальное право расторгнуть обручение и расстроить сговоренный брак, причем ни одна из сторон не имела права «о неустойке челом бить». Законодательные предписания 1696-1704 гг. о публичных празднествах вводили обязательность участия в торжествах и празднествах всех россиян, в том числе «женского пола».
Постепенно в среде дворянства складывалась иная система ценностей, мировосприятия, эстетических представлений, которая коренным образом отличалась от ценностей и мировоззрения большинства представителей остальных сословий.
Образование
Петр ясно сознавал необходимость просвещения, и предпринял с этой целью ряд решительных мер.
14 января 1700 года в Москве была открыта школа математических и навигационных наук. В 1701-1721 были открыты артиллерийская, инженерная и медицинская школы в Москве, инженерная школа и морская академия в Петербурге, горные школы при Олонецких и Уральских заводах. В 1705 была открыта первая в России гимназия. Целям массового образования должны были служить созданные указом 1714 года цифирные школы в провинциальных городах, призванные «детей всякого чина учить грамоте, цифири и геометрии». Предполагалось создать по две такие школы в каждой губернии, где обучение должно было быть бесплатным. Для солдатских детей были открыты гарнизонные школы, для подготовки священников создана сеть духовных школ 1721.
По оценке ганноверца Вебера, за время правления Петра несколько тысяч россиян были отправлены учиться за границу.
Указами Петра было введено обязательное обучение дворян и духовенства, но аналогичная мера для городского населения встретила яростное сопротивление и была отменена. Попытка Петра создать всесословную начальную школу не удалась (создание сети школ после его смерти прекратилось, большинство цифирных школ при его преемниках были перепрофилированы в сословные школы для подготовки духовенства), но тем не менее в его царствование были заложены основы для распространения образования в России.
Противоречия в реформаторской деятельности Петра
В стране не только сохранялись, но укреплялись и господствовали крепостнические отношения со всеми сопутствовавшими им порождениями как в экономике, так и в области надстройки. Однако изменения во всех сферах социально-экономической и политической жизни страны, постепенно накапливавшиеся и назревавшие в XVII веке, переросли в первой четверти XVIII века в качественный скачок. Средневековая Московская Русь превратилась в Российскую империю. В ее экономике, уровне и формах развития производительных сил, политическом строе, структуре и функциях органов власти, управления и суда, в организации армии, в классовой и сословной структуре населения, в культуре страны и быту народа произошли огромные перемены. Коренным образом изменились место России и ее роль в международных отношениях того времени.
Естественно, все эти изменения происходили на феодально- крепостнической основе. Но сам этот строй существовал уже в совершенно иных условиях. Он еще не утратил возможности для своего развития. Более того, темпы и размах освоения им новых территорий, новых сфер экономики и производительных сил значительно возросли. Это позволяло ему решать давно назревшие общенациональные задачи. Но формы, в которых они решались, цели, которым они служили, все более отчетливо показывали, что укрепление и развитие феодально-крепостнического строя при наличии предпосылок для развития капиталистических отношений превращаются в главный тормоз для прогресса страны.
Уже в период правления Петра Великого прослеживается главное противоречие, свойственное периоду позднего феодализма. Интересы самодержавно-крепостнического государства и класса феодалов в целом, общенациональные интересы страны требовали ускорения развития производительных сил, активного содействия росту промышленности, торговли, ликвидации технико-экономической и культурной отсталости страны. Но для решения этих задач были необходимы сокращение сферы действия крепостничества, образование рынка вольнонаемной рабочей силы, ограничение и ликвидация сословных прав и привилегий дворянства. Происходило же прямо противоположное: распространение крепостничества вширь и вглубь, консолидация класса феодалов, закрепление, расширение и законодательное оформление его прав и привилегий. Замедленность формирования буржуазии и превращения ее в класс, противостоящий классу феодалов-крепостников, приводила к тому, что купечество и заводчики оказывались втянутыми в сферу крепостнических отношений.
Сложность и противоречивость развития России в этот период определили и противоречивость деятельности Петра и осуществленных им реформ. С одной стороны, они имели огромный исторический смысл, так как способствовали прогрессу страны, были нацелены на ликвидацию ее отсталости. С другой стороны, они осуществлялись крепостниками, крепостническими методами и были направлены на укрепление их господства. Поэтому прогрессивные преобразования петровского времени с самого начала несли в себе консервативные черты, которые в ходе дальнейшего развития страны выступали все сильнее и не могли обеспечить ликвидацию социально-экономической отсталости. В результате петровских преобразований Россия быстро догнала те европейские страны, где сохранилось господство феодально-крепостнических отношений, но она не могла догнать те страны, которые встали на капиталистический путь развития. Преобразовательная деятельность Петра отличалась неукротимой энергией, невиданным размахом и целеустремленностью, смелостью в ломке отживших учреждений, законов, устоев и уклада жизни и быта. Прекрасно понимая важное значение развития торговли и промышленности, Петр осуществил ряд мероприятий, удовлетворявших интересы купечества. Но он же укреплял и закреплял крепостные порядки, обосновывал режим самодержавного деспотизма. Действия Петра отличались не только решительностью, но и крайней жестокостью. По меткому определению Пушкина, его указы были "нередко жестоки, своенравны и, кажется, писаны кнутом".
Не было и не могло быть заранее разработанного общего плана реформ. Они рождались постепенно, и одна порождала другую, Удовлетворяя требованиям данного момента. И каждая из них вызывала сопротивление со стороны самых различных социальных слоев, вызывала недовольство, скрытое и открытое сопротивление, заговоры и борьбу, отличающуюся крайним ожесточением.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Джеймс Крейкрафт "Революция Петра: здания, образы, слова " сборник «Петр Великий» под редакцией Е. В. Анисимова 2007 г., стр 84
2. Ерошкин Н. П. История государственных учреждений дореволюционной России. М., 1968.
3. Павленко Н. И. Петр Великий. М, 2010, с. 759
4. Павленко Н. И. Петр Первый. М.: Молодая гвардия, 1975
5. Платонов С. Ф. Полный курс лекций по русской истории. Семейные отношения Петра
6. Седов П. В. Закат Московского царства, царский двор конца XVII века. - СПб.: Петербургский институт истории, изд-во «Дмитрий Буланин», 2006.
7. Серов Д. О. . Фискальская служба России: зигзаги исторического пути. Вестник Новосибирского университета. Сер. Право. 2005. T. 1. Вып. 1. |
|
Реферат. Хромосомы
ВВЕДЕНИЕ
Систематическое изучение наследственности начиналось со сложных в генетическом отношении объектов - растений и животных. Благодаря этим ранним исследованиям была сформулирована концепция неделимого гена как функциональной единицы наследственности и принято положение, что перенос генов от одного поколения к другому подвержен действию разных случайных факторов. Однако до понимания химической природы генов и механизма их функционирования было еще далеко. Исследование генетических молекул и тонких механизмов регуляции наследственности стало возможным лишь тогда, когда в качестве экспериментальных моделей начали использоваться бактерии и вирусы, о существовании которых первые генетики даже не подозревали. Только благодаря этим организмам впервые было показано, что дезоксирибонуклеиновая кислота, рибонуклеиновая кислота и белок - универсальные детерминанты генетического поведения. Стремительность дальнейшего прогресса в этой области и убедительность полученных результатов стали реальными благодаря особым биологическим свойствам микроорганизмов, которые позволяли проводить манипуляции, необходимые для анализа генетических структур. Аналогичные аналитические исследования более сложных генетических систем тогда были невозможны, поэтому на животных и растения этот прогресс не распространялся. Развитие технологии рекомбинантных ДНК разрушило труднопреодолимые технические и концептуальные барьеры на пути расшифровки и понимания сложных генетических систем. Неудивительно, что наши взгляды на структуру и функцию генов значительно изменились, а новое мышление в свою очередь радикально изменило перспективы биологии.
Хромосомы
Во второй половине XIX в. продолжалось детальное изучение морфологии и поведения хромосом. Оказалось, что во всех клетках любого организма, за одним лишь существенным исключением, содержится одно и то же, вполне определенное число хромосом. Например, плодовая мушка Dro-sophila melanogaster имеет 8 хромосом, человек и летучая мышь-46, пшеница-20, носорог - 84. Хромосомы на основе сходства их морфологии могут быть разделены на гомологичные пары: 4 пары у D. melanogaster, 23 - у человека и т.д. Микроскопическое исследование фиксированных и окрашенных клеток дает лишь статическую картинку, но эти картинки можно расположить во временной последовательности, начиная с момента образования клетки при делении и кончая ее делением на две себе подобные. И тогда становится очевидным, что дупликация каждой хромосомы, происходящая в цикле клеточного деления, приводит к удвоению числа хромосом. При делении этот удвоенный набор распределяется таким образом, что каждая из двух дочерних клеток получает такое же число и тип хромосом, что и родительская клетка. Весь процесс в целом называется митозом.
Строение хромосом
Легче всего наблюдать метафазные хромосомы. Под микроскопом их фотографируют или зарисовывают. В этой стадии хромосомы наиболее сконденсированы и образуют дискретные структуры. У многих организмов индивидуальные хромосомы и их гомологи легко различимы по размеру и форме. Каждая метафазная хромосома действительно состоит из двух идентичных частей, называемых сестринскими хроматидами, поскольку дупликация хромосомной ДНК протекает как раз перед метафазой, в S-фазе клеточного цикла.
У хромосомы имеется перетяжка, называемая центромерой. Положение центромеры для каждой хромосомы строго определено. С центромерой связаны специфические хромосомные функции; это последняя точка, соединяющая плечи сестринских хроматид перед полным расхождением при митотическом или II мейотическом делении. Сами плечи имеют вид отдельных образований задолго до расхождения центромер в анафазе.
Образование гаплоидных гамет при мейозе и слияние двух гамет с образованием диплоидной клетки при оплодотворении. Обратите внимание на то, что у D. melanogaster, рассмотренной здесь в качестве примера, как и у других организмов, включая млекопитающих, две половые хромосомы у самца не гомологичны друг другу. При мейозе формируются два типа сперматозоидов, из которых один несет Х-, а другой - Y-хромосому. У самок, несущих пару Х-хромосом, в результате мейоза образуются гаметы одного типа. Пол потомков зависит от того, какую из хромосом - X или Y - несут оплодотворяющие сперматозоиды. У некоторых организмов негомологичную, определяющую пол хромосому несет самка.
Различие между областью центромеры и плечами хромосом становится очевидным после обработки определенными красителями. После окрашивания центромеры выглядят более плотными и компактными по сравнению с плечами. Такие плотные, интенсивно окрашиваемые хромосомные области называются гетерохроматиновыми. Гетерохроматин центромеры можно наблюдать после окрашивания даже в плохо различимых интерфазных хромосомах. Другие, негетерохроматиновые области хромосом принято называть эухроматиновыми. Эухроматиновые области окрашиваются гораздо менее интенсивно, чем гетерохроматиновые.
Концевые участки хромосом называются теломерами. Часто они тоже гетерохроматиновые. Нередко в митотических хромосомах можно наблюдать небольшие перетяжки, называемые районом ядрышкового организатора. В мейотических хромосомах они имеют вид утолщений. В пределах данного вида районы ядрышковых организаторов встречаются на одной или нескольких специфических хромосомах, и если они есть, то всегда находятся в одном и том же месте. В G1-фазе клеточного цикла некоторые ядрышковые организаторы начинают разрастаться; если их больше, чем один, то такие разросшиеся области объединяются в одну или несколько больших, почти сферических структур - нуклеолей. Этот рисунок достоверно воспроизводится, и каждую хромосому в наборе можно идентифицировать. На рис. I.9 представлен полный набор прометафазных хромосом в клетке человека. На этом изображении, называемом кариотипом человека, отражены относительный размер и форма хромосом наряду с положением центромеры и характерным видом полос.
В интерфазе хромосомы сильно растягиваются и, как правило, не видны. Встречаются, однако, и существенные исключения, которые уже много лет интенсивно исследуются. Секреторные клетки личинок некоторых насекомых разрастаются до огромных размеров и проходят несколько S-фаз без митоза и клеточного деления. В результате формируется комплекс из множества, иногда вплоть до тысячи, хроматид, которые остаются сцепленными и лежат рядом друг с другом, образуя толстые нити, называемые политенными хромосомами. Так же как и все интерфазные хромосомы, политенные хромосомы растянуты значительно сильнее, чем конденсированные метафазные хромосомы. При окрашивании политенных хромосом специальными красителями выявляется определенный рисунок чередования темных и светлых полос. В отличие от того, что наблюдается в высококонденсированных метафазных хромосомах, число полос огромно. Например, на четырех политенных хромосомах D. me-lanogaster можно насчитать почти 5000 темных полос, а в полном наборе из 23 метафазных хромосом человека видны по крайней мере 2000 полос.
Четко различимые морфологические признаки индивидуальных прометафазных и политенных хромосом стабильно воспроизводятся из поколения в поколение у данного вида. Необычная форма хромосом или характер полос наряду с атипичным числом хромосом сигнализируют о повреждении хромосомного материала. Наличие таких измененных хромосом часто связано с наследственными заболеваниями. Например, сегмент одной хромосомы иногда перемещается на совершенно неродственную хромосому, и такие перестройки сразу выявляются по необычному размеру или характеру полос. Подобные транслокации иногда бывают реципрокными, т.е. две неродственные хромосомы могут обменяться фрагментами. Другим примером изменений, или аберраций, хромосом служат делеции части нормальной хромосомы, дупликации некоторых областей и даже инверсии сегментов. Иногда наблюдаются потери хромосом или, напротив, появление лишних. Например, заболевание человека, известное как синдром Дауна, обусловлено присутствием трех копий 21-й хромосомы вместо обычных двух. Успехи в изучении структуры хромосом определялись выбором подходящих экспериментальных объектов. Так, огромные политенные хромосомы D. melanogaster стали излюбленной экспериментальной системой еще на заре развития области биологии, именуемой теперь цитогенетикой; систематическое изучение небольших по размеру хромосом человека и других млекопитающих могло начаться лишь с усовершенствованием экспериментальной техники в начале 50-х годов. Хромосомы прокариот не видны в световом микроскопе; недоступны для анализа с помощью светового микроскопа и мелкие, диффузные хромосомы таких низших эукариот, как дрожжи и трипаносомы.
Связь между генами и хромосомами
В начале XX в. была обнаружена корреляция между физическим поведением хромосом и положениями менделевской генетики. Каждый член аллельной пары генов мог быть ассоциирован с одной из хромосом пары, а независимое распределение аллелей можно было объяснить, если считать, что различные аллельные пары находятся на разных хромосомах. Томас Гент Морган и его коллеги доказали, что у D. melanogaster гены ассоциированы с хромосомами. Они выбрали этот организм для генетических исследований, поскольку короткое время генерации и большое число особей в потомстве, получаемом от каждого скрещивания, делает генетический анализ удобным и точным; кроме того, хромосомы D. melanogaster легкоразличимы в световом микроскопе. В ходе экспериментов было установлено, что наследование аллеля, приводящего к появлению у потомства белых, а не обычных красных глаз, всегда сцеплено с наследованием Х-хромосом и никогда-Y-хромосомы. Были обнаружены и другие аллели, коррелирующие с разными признаками, также связанные с наследованием Х-хромосом, и аллели, наследуемые совместно, сцепленными группами, но независимо от Х-хромосомы. Таким образом, стало очевидным, что число групп совместно наследуемых аллелей соответствует числу хромосомных пар. В ходе исследования было установлено, что аллели, ассоциируемые с различными хромосомами, распределяются в потомстве независимо, а группы аллелей, связанные с определенной хромосомой, остаются сцепленными и в потомстве.
Рекомбинация
Почти одновременно с выявлением групп сцепления были обнаружены и неожиданные исключения. Например, такие аллели, как а1 и b1 или а2 и b2, как правило, наследовались сцепленно, но иногда появлялись новые сочетания, a1b2 и а2^, которые наследовались в последующих поколениях. С помощью цитогенетического анализа было установлено, что при мейозе гомологичные хромосомы обвиваются друг вокруг друга, поэтому Морган предположил, что они могут обмениваться между собой частями, давая тем самым новые комбинации сцепленных аллелей. Этот процесс получил название кроссинговера или рекомбинации. Совершенно не зная химической природы этого явления, генетики использовали феномен рекомбинации в качестве основного инструмента генетических исследований. Определение частот рекомбинации между сцепленными парами аллелей у D. melanogaster позволило сделать три важных заключения: гены расположены в линейном порядке, и члены аллельных пар обычно занимают одинаковое относительное положение на гомологичных хромосомах; рекомбинация происходит только внутри одной группы сцепления; частота, с которой два разных сцепленных аллеля перекрещиваются, зависит от расстояния между ними на хромосоме. Относительное положение различных генов на хромосоме D. melanogaster, а в дальнейшем и других организмов было установлено именно исходя из этих принципов. К 1922 г. Морган и его коллеги смогли картировать несколько сотен генов на четырех хромосомах D. melanogaster.
Связь между генами и белками
Одно из первых предположений о том, как информация, заключенная в генах, проявляется в специфических свойствах клетки и целого организма, было высказано еще до того, как изобрели слово "ген". В первом десятилетии XX в. английский врач Арчибальд Гаррод заметил, что наследование некоторых метаболических идиосинкразий и других расстройств у людей происходит в соответствии с правилами Менделя. Он предположил, что причиной подобных наследственных расстройств служит недостаток или отсутствие особых ферментов, необходимых для нормального метаболизма.
Тогда же Гаррод высказал гипотезу, что детерминанты наследственности контролируют образование ферментов. Таким образом, способность к синтезу особых ферментов или даже их свойства связывались с генами. Предположение казалось очень заманчивым даже при отсутствии экспериментальных доказательств, потому что оно связывало имеющиеся в то время генетические данные, полученные для мух и растений, с биологией человека.
Дальнейшее развитие идеи Гаррода могли получить лишь с появлением новых экспериментальных подходов. В конце 1930-х годов такие подходы появились благодаря использованию в качестве экспериментальных объектов микроорганизмов. Вначале в центре внимания исследователей оказались низшие грибы из родов Aspergillus и Neurospora. Эти организмы хорошо росли в определенных условиях культивирования и достаточно быстро размножались. К середине 40-х годов было накоплено и проанализировано достаточно генетических и биохимических данных для того, чтобы прийти к выводу, что наличие или отсутствие фермента наследуемо и зависит от экспрессии одного гена. Джордж Бидл и Эдвард Татум обобщили связь между ферментом и геном в виде постулата один фермент - один ген. Поскольку ферменты - это белки, а многие белки состоят из более чем одного типа полипептидных цепей, постулат в дальнейшем стал формулироваться как "один полипептид - один ген". Проведенные исследования показали, что некоторые гены кодируют белки, не являющиеся ферментами, а другие гены контролируют образование молекул РНК, которые необходимы для синтеза белков.
Для обоих компонентов этой информационной цепочки часто используются такие термины, как генотип и фенотип, относящиеся соответственно к гену и признаку, который им кодируется. В общем виде генотип иногда трактуется как вся генетическая информация отдельной клетки или организма. Аналогично и термин фенотип применяется более широко для описания видимых свойств клетки или организма, будь то особые белки или функции либо морфологические и даже поведенческие признаки. Фенотип, как правило, является результатом взаимодействия между генетической информацией и условиями окружающей среды, в которой она реализуется. Термин геном применяется к совокупности хромосом, свойственных отдельному организму, в отличие от термина генотип, который относится к информации, заключенной в этих хромосомах.
К 1950 г. была обнаружена еще более заманчивая и многообещающая экспериментальная система для исследования связей между генами и функциями клетки. Обычная кишечная бактерия Escherichia coli имеет примитивные питательные потребности и делится каждые 20-60 мин, давая в потомстве огромное число клеток. У нее было обнаружено множество легко выявляемых генетически контролируемых физиологических признаков. Кроме того, использование мутантов, которые достаточно просто выделить и охарактеризовать, позволило идентифицировать гены, кодирующие специфические функции клетки. Таким образом был открыт путь для более формального генетического анализа и создания генетической карты единственной хромосомы E. coli. Еще одним преимуществом E. coli оказалось то, что эта бактерия является хозяином для нескольких вирусов, для которых в свою очередь характерно значительное генетическое разнообразие инфекционных свойств.
Бактериофаги, или, для краткости, фаги, оказались еще более удобной системой для генетических исследований. Два или даже больше фагов могут обмениваться фрагментами своих гомологичных геномов, порождая фаговое потомство с новыми генетическими свойствами. Фаговые геномы даже способны к обратимой интеграции с бактериальной хромосомой. При выщеплении из хромосомы фаг может включить в свой геном часть бактериального генома и, таким образом, стать носителем бактериальных генов. Анализ подобного обмена генетическим материалом показал, что даже такие примитивные организмы обладают упорядоченным геномом и индивидуальные гены могут составить генетическую карту.
Гены и ДНК
Современная биохимическая генетика ведет свое начало от открытия ДНК в 1869 г. Фридрихом Мишером. Он установил, что вещество, экстрагируемое из гнойной массы и клеточных ядер, химически отличается от белков как по содержанию органического фосфора, так и по устойчивости к расщеплению протеолитическими ферментами. В течение последующих 85 лет были разработаны разные методы выделения ДНК с целью исследования природы ее химических составляющих и связи между ними. Кульминацией этих исследований стало установление основной структурной единицы ДНК: она состоит из фосфорилированного сахара, дезоксирибозофосфата, соединенного с азотистым основанием-либо с одним из пуринов, либо с одним из пиримидинов. Кроме того, с помощью биофизических методов было становлено, что молекула ДНК-это очень длинная цепочка, остов которой построен из дезоксирибозофосфатных единиц, соединенных друг с другом фосфодиэфирными мостиками; к каждой дезоксирибозной единице цепи присоединено либо пуриновое, либо пиримидиновое основание. В 1953 г. Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик обобщили накопленные к тому времени данные о составе и структуре ДНК, построив ставшую теперь классической теорию двойной спирали ДНК. Импульсом к ее созданию послужило обогатившее науку открытие Освальда Эвери и его коллег, а также Альфреда Херши и Маргарет Чейз, состоявшее в том, что только ДНК является носителем генетической информации. Центральная роль в наследственности, приписываемая хромосомам, могла быть теперь отнесена к ДНК, которую они содержат.
ДНК - не единственная нуклеиновая кислота, обнаруживаемая в клетке. Близкородственные молекулы - рибонуклеиновые кислоты - отличаются от ДНК в основном тем, что вместо дезоксирибозы содержат рибозу и чаще имеют одноцепочечную структуру.
Расшифровка структуры ДНК и установление ее центральной роли в наследственности увенчали накопленные наукой данные и позволили генетике из статистической и феноменологической науки превратиться в науку с преобладанием химических и молекулярных направлений развития. Незамедлительная бурная реакция ученых на открытие двойной спирали свидетельствовала об ее адекватности. Модель структуры ДНК не только соответствовала химическим и физическим данным, но и полностью отвечала функциям, присущим генетическому материалу. В линейной последовательности четырех пуринов и пиримидинов могло быть закодировано огромное количество информации, и в принципе эта структура могла обеспечить свою собственную репликацию. Расшифровка структуры ДНК проливала свет на самые разные аспекты биологии и создавала основу для объяснения многих разноречивых данных, полученных ранее. Она обеспечила фундаментальную целостность при интерпретации огромного многообразия жизненных форм. Раз и навсегда наследственность связывалась с определенной молекулярной структурой.
Проблемы механизмов переноса, перераспределения и экспрессии генетических признаков, долгое время не находившие решения, с начала 50-х годов перешли на молекулярный и химический уровни. Как реплицируются и рекомбинируют молекулы ДНК? Каким образом они сохраняются в последующих поколениях? Каким способом информация, закодированная в ДНК, обеспечивает образование фенотипических продуктов - белков? Как регулируется считывание информации, закодированной в ДНК, в процессе роста клеток или развития организма и при других физиологических состояниях? Как нарушаются эти процессы при заболеваниях? Эти и еще многие другие вопросы стояли в центре молекулярно-генетических исследований в течение последних 35 лет. Бурный прогресс в первые 20 из них был достигнут благодаря использованию систем прокариот и связан с идентификацией молекулярных структур, участвующих в процессах хранения, поддержания, передачи и использования генетической информации.
Перенос генетической информации в клетке
Информационные взаимоотношения между ДНК, РНК и белками теперь точно установлены. Репликация, с помощью которой создаются идентичные копии родительской молекулы ДНК, обеспечивает генетическую непрерывность в ряду поколений. Транскрипция ДНК с образованием РНК опосредует трансляцию этой информации на уровень белков. Итак, ДНК выполняет две основополагающие функции. Первая-это осуществление своей собственной репликации. Вторая - это формирование фенотипа через образование молекул РНК, участвующих в трансляции информации, содержащейся в ДНК, на язык белков. И, насколько это известно, только у эукариот информация может передаваться в обратном направлении, от РНК к ДНК, посредством процесса, именуемого обратной транскрипцией.
В основе переноса информации от ДНК к РНК или от РНК к ДНК лежит универсальная способность нуклеиновых кислот служить матрицей. Нуклеиновые кислоты направляют сборку идентичных или родственных молекул и непосредственно участвуют в процессе синтеза белка. Насколько известно, информация не передается от белков к нуклеиновым кислотам. Однако белки помимо самосборки осуществляют важнейшую функцию катализа и информационного переноса между нуклеиновыми кислотами.
Далее мы рассмотрим вкратце ключевые характеристики генетического аппарата и его функционирования: структурные особенности важнейших компонентов молекул - ДНК, РНК и белков - и то, как они работают, обеспечивая сохранение целостности генома и трансляцию генотипа организма в его фенотип. Эти вопросы детально рассматриваются в гл.1, 2 и 3, составляющих первую часть книги.
Молекулярные основы организации, наследования и функционирования хромосом
Проблема репликации хромосом, впервые сформулированная как проблема авторепродукции высокополимерных молекулярных матриц Н. К. Кольцовым в 1924, получила экспериментальное решение благодаря доказательствам генетической роли ДНК (О. Эйвери и др., 1944) и постоянства количества ДНК в хроматидах в цикле митоза и мейоза (Р. Вандрели и К. Вандрели, 1948, Франция; А. Мирский и Г. Рис, 1948, США), и открытию молекулярной организации ДНК (Ф.Крик и Дж.Уотсон,1953, Великобритания). В 1957 Г.Тейлор и др. (США) доказали полуконсервативный характер репликации хромосом, аналогичный репликации молекул ДНК (М. Мезельсон и Ф Сталь, 1957, США) и тем решили загадку точного продольного копирования хромосом в клеточном цикле (в митозе). В той же работе было открыто явление сестринских хроматидных обменов.
Важное место в цитогенетике занимают исследования хромосомных механизмов мейоза и генетической рекомбинации, поскольку явления, происходящие с хромосомами в мейозе, определяют основные закономерности наследования хромосом в ряду поколений организмов и в формировании генотипа потомства. Исследуются закономерности редукции числа хромосом в мейозе и сегрегации аллелей генов. Они определяются предварительным спариванием (конъюгацией) гомологичных хромосом, обменом участками этих хромосом (кроссинговером), приводящим к образованию хиазм - физических перекрестов между несестринскими хроматидами гомологичных хромосом и неспособностью сестринских хроматид разъединяться так как это происходит в митозе. Вследствие этого в первом делении мейоза расходятся не хроматиды, а гомологичные хромосомы. Важным для решении этих проблем было открытие генов мейоза, управляющих этими явлениями (Дж. Гоуен, 1922, Дж. Бидл, 1930, США.) и цитологические доказательства обмена сегментам хроматид при кроссинговере (К. Штерн, Германия; Б. Мак-Клинток, США, 1931). В 1956 г. М. Мозес (США) открыл синаптонемный комплекс - белковую «скелетную» структуру, формирующуюся между спаренными гомологичными хромосомами в профазе первого деления мейоза, Эта структура обеспечивает регулярность и точность этого спаривания и кроссиговера гомологичных хромосом в ходе мейоза.
Проблема дифференциальной активности генов в хромосомах сформулированная Дж. Бидлом (США) и Б. Эфрусси в 30-е годы, была решена в 60-е годы после того, как В. Беерман (1961, Германия) установил, что пуфы в политенных хромосомах личинок комаров являются локусами активных генов, транскрибирующих РНК, а Дж. Голл (США) и Г. Кэллан (Великобритиания) установили, что боковые петли хромосом типа ламповых щеток транскрибируют РНК, и было сформулировано положение о том, что активизация генов связана с декоденсацией их локусов. Развитие этих работ позволило изучать регуляцию активности генов в ходе онтогенеза.
Проблемы молекулярной организации, репродукции и функционирования хромосом, тесно связанные с цитогенетикой, иногда выделяют в самостоятельный раздел клеточной биологии - биологию хромосом (хромосомистику), выходящий за рамки задач собственно цитогенетики, однако их решение создало основу современной молекулярной цитогенетики.
Молекулярная цитогенетика
В 1970-х гг. в практику цитогенетики вошел метод определения локализации генов в хромосомах с помощью РНК-ДНК и ДНК-ДНК «гибридизации» in situ. Этим методом выявляют с какими участками (сайтами) хромосом «гибридизуется» (связывается по матричному принципу с «расплетенной» спиралью ДНК) известный фрагмент ДНК, выбранный в качестве «молекулярного зонда». Зондом может быть повторяющаяся последовательность ДНК, специфичная для данной хромосомы, или уникальный ген. Зонд несет специальную метку. В первых работах (Ф. Ритосса и С. Спигельман, 1966, США; М. Пардью, Дж. Голл, (США); В. Хенниг и другие, 1969-75 гг., ФРГ) и вплоть до конца 1980-х годов использовали радиоактивную метку, в частности 3Н-тимидин, которую выявляли с помощью авторадиографии. В 1990-е годы в качестве метки начали применять цветные флюорохромы, выявляемые с помощью флюоресцентной микроскопии с компьютерным усилением и компьютерной регистрацией «сигнала» (флюоресцирующей метки) в местах «гибридизации» зонда на хромосомах. Метод назван флюоресцентной in situ гибридизацией (FISH). Он существенно облегчил картирование и исследование хромосомных перестроек и решение других задач.
Для анализа происхождения гибридных или аллополиплоидых геномов в качестве молекулярного зонда используют меченую тотальную ДНК всех хромосом предполагаемого родственного вида. При этом на цветном цитологическом препарате выявляются хромосомы полученные видом «реципиентом» от вида «донора» (метод геномной in situ гибридизации - GISH).
Разработка новых подходов к исследованию молекулярной и ультраструктурной организации хромосом привела к созданию нового направления - молекулярной цитогенетики, решающей вопросы молекулярной организации («молекулярной анатомии») специфичесских хромосомных структур: центромерных и теломерных районов, ядрышкового организатора, индивидуальных хромомер, гетерохроматических районов, не несущих структурных генов, но обладающих набором повторяющихся последовательностей ДНК, которые служат специфическими молекулярными маркерами индивидуальных хромосом. Методические основы молекулярной цитогенетики состоят в сочетании микроскопического и субмикроскопического исследования хромосом с изучением генов методами молекулярной биологии и молекулярной генетики. Так, клонирование мобильных генетических элементов (Д. Хоггнес и др. 1976, США, Г. П. Георгиев и др., 1977, СССР) и доказательство мутаций генов в результате внедрения этих элементов в геном (Дж. Рубин и другие, 1982, США) позволили использовать мобильные элементы в качестве ДНК-зондов для обнаружения мест локализации мутантных генов в хромосомах. Цитогенетические карты хромосом послужили основой для локализации всех выявленных к середине 2000 г. генов дрозофилы (13600 генов, кодирующих белки) и человека (около 60 тыс. генов и молекулярных маркеров). Методы работы с таким количеством генов выходят за рамки цитогенетики и основаны на методах геномики.
Цитогенетические исследования, связанные, прежде всего, с визуальными (микроскопическими) методами наблюдения наследственных структур клетки, сыграли важную роль в развитии и обосновании основных теоретических положений современной генетики. Закономерности цитогенетики широко используются при анализе путей эволюции растений и животных, позволяют контролировать генетические явления в ходе селекционного процесса в растениеводстве и животноводстве, осуществлять диагностику наследственных болезней человека, используются для выявления мутагенного действия факторов окружающей среды на живые организмы.
Наиболее активные исследования в области цитогенетики в настоящее время ведутся в США, Великобритании, Германии, Испании. В России они осуществляются в Институте цитологии и генетики СО РАН (Новосибирск) Институте биологии развития им. Н. К. Кольцова, Институте молекулярной биологии им. В. М. Энгельгардта, Институте молекулярной генетики, Институте общей генетики им. Н. И. Вавилова РАН (Москва), Всесоюзном медико-генетическом научном центре РАМН (Москва), Санкт-Петербургсом государственном университете (Санкт-Петербург), и других.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Все типы изменения числа хромосом объединяются понятием геномные перестройки. Помимо них существуют и играют важную роль в наследственности хромосомные перестройки. В 1916 г. В.Робертсон (Великобритания), цитологически, обнаружил у насекомых частный тип транслокаций хромосом, названный его именем. Аналогичные транслокации были выявлены позднее у растений и млекопитающих. При анализе генетических карт хромосом дрозофилы К. Бриджесом в 1917-23 гг. были обнаружены другие типы транслокаций и делеции хромосом, а в 1926 г. А.Стертевантом (США) - инверсии.
Первое детальное микроскопическое и генетическое исследование хромосомных перестроек провела на профазных хромосомах в мейозе у кукурузы Б. Мак-Клинток (1929-31, США), но особенно успешно проблема возникновения и наследования хромосомных перестроек и их влияния на фенотип организмов стала разрабатываться после открытия Г. Меллером (1927, США) мутагенного действия рентгеновских лучей на дрозофилу. Помимо редко возникающих спонтанных перестроек хромосом, появилась возможность индуцировать их искусственно с большой частотой у любых удобных для исследования объектов. Удобным материалом для одновременного цитологического и генетического исследования хромосомных перестроек стали политенные хромосомы дрозофилы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Сойфер В. Н., Э.Р. Пилле, О. Г. Газенко, Л.В. Крушинский, С. Я. Залкинд и др. "История биологии с начала XX века до наших дней" М. 1975.
2. Босток К., Самнер Э. Хромосома эукариотической клетки: Пер. с англ. М., 1981.
3. Основы цитогенетики человека. М., 1969.
4. Смирнов В. Г. Цитогенетика. М., 1991.
5. Цитология и генетика мейоза. М.. 1975.
6. Эллиот Ф. Селекция растений и цитогенетика: Пер. с англ. М., 1961.
7. Ворсанова С. Г. Медицинская цитогенетика. - Москва: Медпрактика-М, 2006.
8. Пухальский В. А.Цитология и цитогенетика растений. - М.: Изд-во МСХА, 2004. |
|
Здоровый образ жизни 2012
ВВЕДЕНИЕ
Охрана собственного здоровья - это непосредственная обязанность каждого, он не вправе перекладывать ее на окружающих. Ведь нередко бывает и так, что человек неправильным образом жизни, вредными привычками, гиподинамией, перееданием уже к 20-30 годам доводит себя до катастрофического состояния и лишь тогда вспоминает о медицине. Здоровье - это первая и важнейшая потребность человека, определяющая способность его к труду и обеспечивающая гармоническое развитие личности. Оно является важнейшей предпосылкой к познанию окружающего мира, к самоутверждению и счастью человека. Активная долгая жизнь - это важное слагаемое человеческого фактора. Здоровый образ жизни (ЗОЖ) - это образ жизни, основанный на принципах нравственности, рационально организованный, активный, трудовой, закаливающий и, в то же время, защищающий от неблагоприятных воздействий окружающей среды, позволяющий до глубокой старости сохранять нравственное, психическое и физическое здоровье. По определению Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) "здоровье - это состояние физического, духовного и социального благополучия, а не только отсутствие болезней и физических дефектов".
Вообще, можно говорить о трех видах здоровья: о здоровье физическом, психическом и нравственном (социальном): Физическое здоровье - это естественное состояние организма, обусловленное нормальным функционированием всех его органов и систем. Если хорошо работают все органы и системы, то и весь организм человека (система саморегулирующаяся) правильно функционирует и развивается.
Психическое здоровье зависит от состояния головного мозга, оно характеризуется уровнем и качеством мышления, развитием внимания и памяти, степенью эмоциональной устойчивости, развитием волевых качеств.
Нравственное здоровье определяется теми моральными принципами, которые являются основой социальной жизни чело века, т.е. жизни в определенном человеческом обществе. Отличительными признаками нравственного здоровья человека являются, прежде всего, сознательное отношение к труду, овладение сокровищами культуры, активное неприятие нравов и привычек, противоречащих нормальному образу жизни. Физически и психически здоровый человек может быть нравственным уродом, если он пренебрегает нормами морали. Поэтому социальное здоровье считается высшей мерой человеческого здоровья. Нравственно здоровым людям присущ ряд общечеловеческих качеств, которые и делают их настоящими гражданами. |
|
|
