Вопросы и упражнения

1. Как вы думаете, почему эукариоты не смогли обойтись простыми и эффективными способами регуляции генов, свойственными прокариотам?
Ответ:
Эукариоты не смогли обойтись простыми и эффективными способами регуляции генов, свойственными прокариотам, из-за различий в организации и сложности их генома и клеточной структуры.

У эукариотических организмов гены обычно находятся внутри ядра, отделенного от цитоплазмы мембраной. Это создает дополнительный уровень сложности в регуляции генов, так как гены должны быть транскрибированы и транслированы через ядерную оболочку.

Кроме того, у эукариотов геномы обычно гораздо больше и сложнее, содержащие большое количество некодирующих участков ДНК (называемых интронами) и повторяющихся последовательностей. Это требует более сложных механизмов регуляции, чтобы точно контролировать экспрессию генов и предотвращать возможные ошибки или повреждения.

Кроме того, эукариотические организмы имеют развитые системы регуляторных белков и сложные сигнальные пути, которые позволяют им откликаться на различные внутренние и внешние сигналы. Это обеспечивает более точную и гибкую регуляцию генов, а также возможность адаптироваться к различным условиям и требованиям окружающей среды.

В целом, эти различия в геноме, клеточной структуре и регуляторных механизмах между эукариотами и прокариотами привели к необходимости развития более сложных и точных способов регуляции генов у эукариотических организмов.

2. В чём заключается разница между понятиями «детерминация» и «дифференцировка»?
Ответ:
Детерминация - это процесс, при котором клетки получают определенный генетический набор, который определяет их будущее развитие. Этот генетический набор может быть унаследован от предков, изменен в результате мутаций или редактирован с помощью эпигенетических механизмов. Однако детерминация не означает, что клетки уже имеют определенную форму и функцию - это только начальная стадия их развития.

Дифференцировка - это процесс, при котором клетки приобретают определенную форму и функцию, специфичную для их типа. Дифференцировка происходит в результате активации и инактивации определенных генов в клетках. Например, эмбриональные стволовые клетки могут дифференцироваться в различные клетки, такие как нервные, мышечные или эпителиальные, с разными функциями и характеристиками.

Таким образом, детерминация определяет, какой генетический набор получат клетки, а дифференцировка определяет, какой формы и функции они приобретут в конечном итоге. Детерминация и дифференцировка - это связанные, но разные процессы, которые необходимы для правильного развития многоклеточных организмов.

3. Как включаются и выключаются гены в ходе эмбриогенеза? Ответ оформите в виде таблицы или схемы.

4. Как меняется функционирование генома в ходе эмбрионального развития?
Ответ:
В ходе эмбрионального развития функционирование генома постепенно меняется, и это происходит в несколько этапов:

1. Оплодотворение: когда сперматозоид и яйцеклетка соединяются, образуется зигота. Это начало формирования нового организма, и происходят первые изменения в функционировании генома. Происходит слияние геномов родительских клеток, и начинается процесс активации генов, что приводит к началу развития зиготы.

2. Клеточное деление и дифференцировка: зигота начинает делиться на две клетки, затем на четыре, и т.д. Каждая клетка в процессе деления получает полный комплект генов, но начинает проявлять только те гены, которые необходимы для ее конкретной функции. Таким образом, происходит дифференцировка клеток, и формируются различные типы тканей и органов.

3. Морфогенез: это процесс формирования тела эмбриона. Гены начинают контролировать процессы роста, распределения и дифференциации клеток, что приводит к формированию различных структур тела, таких как голова, торс, конечности и т.д.

4. Органогенез: это последний этап развития эмбриона, когда начинают формироваться конкретные органы и системы органов. В этом процессе гены продолжают контролировать дифференциацию клеток и их функции, чтобы обеспечить правильное развитие органов и систем.

Таким образом, функционирование генома постепенно меняется в ходе эмбрионального развития, и это происходит благодаря контролю генов над различными процессами, связанными с ростом, дифференциацией и формированием тела.