Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Документ'
Размер вырубленной карты – 86 х 54 мм. Соответственно все элементы карты должны вписаться в этот размер. Но размер макета - 90 х 57 мм (запас на выруб...полностью>>
'Документ'
103, 89,9 Партизанский 8 940,9 9 308,1 99,5 97,9 100,0 89,0 Первомайский 1 73,4 1 530,9 107,4 105,5 10 ,3 119,9 Советский 11 470,8 11 751,8 10 , 101,...полностью>>
'Документ'
п.Ванино, ул. Первая Линия, д.11, тел. 7 394 Парикмахерские услуги, маникюр, педикюр 3....полностью>>
'Документ'
1. Ввести в действие с 1 января 1974 г. нормы отпуска мыла на туалетные и санитарно-гигиенические надобности, помывку в бане и нормы расхода моющих ср...полностью>>

Главная > Документ

Сохрани ссылку в одной из сетей:
Информация о документе
Дата добавления:
Размер:
Доступные форматы для скачивания:

ов

БИОЛОГИЯ

аннотация
В учебнике изложен систематический курс биологии для студентов медицинских вузов, адаптированный с учетом задач высшего медицинского образования. При этом авторский коллектив исходил из положений действующих типовых программ по биологии для медицинских вузов (2001г. – утверждена в установленном порядке и 2011 г. – проект, составленный и принятый рабочей группой соответствующей учебно-методической комиссии Минздравсоцразвития РФ с учетом рекомендаций УМО по медицинским и фармацевтическим вузам России), требований вводимого с 2011-2012 уч. г. Государственного образовательного стандарта, положений оригинальной рабочей программы по биологии, подготовленной коллективом кафедры биологии педиатрического факультета РНИМУ им. Н.И.Пирогова в связи с реализацией в вузе положений названного стандарта. В общих чертах охарактеризованы сверхновые биологические (биомедицинские) дисциплины – геномика, протеомика, метаболомика, биология живых систем, предиктивная медицина, освещены основные свойства жизни, гипотезы происхождения жизни. Биологические основы жизнедеятельности и развития живых форм, включая человека, рассмотрены в соответствии со всеобщими уровнями организации жизни (молекулярно-генетический, организменный или онтогенетический, популяционно-видовой, экосистемный или биогеоценозный – Н.В.Тимофеев-Ресовский, с дополнением), а также, исходя из системного принципа морфо-функциональной организации и эволюции главных биологических категорий (геном и генотип, кариотип, клетка и клеточная популяция классической цитологии или клетка и клеточная тканевая система современной клеточной биологии, особь или организм, популяция организмов, биологический вид и таксоны надвидового ранга, биогеоценоз или экосистема, биосфера, ноосфера и техносфера). Описаны события, определяющие эволюционный процесс на различных уровнях организации иерархической системы жизни. Проанализированы и прокомментированы особенности проявления общебиологических закономерностей (биологического “наследства”) жизнедеятельности и развития (в частности, индивидуального) людей, значение указанных закономерностей для их здоровья и, следовательно, для практического здравоохранения.
Большое внимание уделено биосоциальной сущности человека, роли человечества во взамоотношениях с природой (окружающим миром), вопросам общей экологии (включая проблему экологических кризисов) и экологии человека (включая проблему антропогенных экологических кризисов). Обращено внимание на особенности людей, выступающих, с одной стороны, как объект действия экологических факторов и, с другой стороны, как самостоятельный экологический фактор. В области частной экологии рассмотрены биологические аспекты медицинской паразитологии, в частности, под углом зрения организации эффективной профилактики паразитарных заболеваний человека. Даны также современные представления об антропогенезе, человеческих расах и расогенезе, адаптивных (экологических) типах людей.
  • Предисловие

Издание подготовлено в соответствии с действующими программами по биологии для студентов медицинских специальностей высших учебных заведений РФ. В процессе работы авторский коллектив учитывал особенности курса. Во-первых, по объективным причинам — это конгломерат биологических дисциплин. Во-вторых, ему предшествует изучение основ биологии в общеобразовательной средней школе или в среднем специальном учебном заведении. В-третьих, он включает темы, с которыми в последующем студенты встречаются при изучении других дисциплин, в том числе клинических. Эти особенности порождают задачи — отобрать адекватный в содержательном и количественном отношении материал, избежать повторений, обеспечить неформальную преемственность и целостное восприятие предмета.
С целью решения названных задач авторы использовали два подхода. С одной стороны, отбор вопросов и иллюстративного материала проводили с учетом багажа классической и достижений современной и новейшей (имеется в виду геномный и постгеномный периоды, см. 1.1) биологии. При этом осознавалось, что доказательная характеристика биологии человека невозможна без привлечения материалов, раскрывающих суть базисных макромолекулярных, клеточных, онтогенетических, популяционных, экосистемных механизмов жизнеобеспечения. С другой стороны, чтобы доступно и в полном объеме представить корни и содержание биологической составляющей индивидуального развития и жизнедеятельности человека, авторы ориентировались на систему уровней организации жизни, вытекающих из «инфраструктуры» эволюционного процесса (см. 1.6). Рассматривая от уровня к уровню проявления жизни, можно быть уверенным в том, что все принципиальные биологические факторы существования живых форм, включая человека, окажутся в поле внимания учащихся. Обращение к системе эволюционно обусловленных уровней организации жизни помогает решить еще одну задачу — наглядно и всесторонне продемонстрировать специфику проявления биологических явлений среди людей.
Свое место в издании занимают общие разделы науки о жизни — вопросы ее определения, специфики, характерных свойств, возникновения и исторического развития — и о человеке как о своеобразном продукте биологической эволюции, неотъемлемом и активном элементе биосферы. Этот материал необходим, в том числе, для формирования мировоззрения учащихся.
Человек отличается от других животных тем, что его индивидуальное развитие и жизнедеятельность определяются тремя началами — биологическим, социальным и духовным. Приобретение социального статуса не противопоставляет людей живой природе планеты. Так как человек является результатом эволюции, он разделяет с остальным животным населением Земли основные биологические факторы жизнеобеспечения. Указанные факторы составляют его биологическое «наследство». Среди них такие, которые делают человека, появляющегося на свет, способным к освоению, в дополнение к биоинформационной генетической программе (ДНК; в фенотипическом выражении в области поведения, например, — своеобразная реализация инстинктов), также социальной или культурной информационной программы и, следовательно, к превращению в мыслящее, трудящееся и общественное существо. Духовная составляющая в человеке отражает его принадлежность к определенной духовной нише (этносу, национальности, религии) и присутствует в виде осознанного собственного «Я», оформленной системы жизненных ценностей. Полнота здоровья человека зависит от состояния всех трех начал.
Интересы медицины в сфере биологии группируются по трем направлениям: антропобиология или биология человека, медицинская биология и биомедицина. Первое аккумулирует знания по общебиологическим закономерностям развития и жизнедеятельности человека как живого существа, воспринимаемые с учетом специфики вида H. sapiens. Второе рассматривает биологические предпосылки разнообразия среди людей, семей, производственных коллективов, этнических групп и человеческих популяций (см. 12.1), в частности, по критериям здоровья. Биомедицинское направление (даже в части определения его сущности и дефиниции и в настоящее время допускающее разные мнения) складывалось под влиянием опережающего развития во второй половине XX в. молекулярной и клеточной биологии, молекулярной и популяционной генетики, ряда других дисциплин, а также возникновения такого научно-практического направления, как биотехнология. Согласно одному из мнений, вытекающему из истории оформления названного направления, его отличает неформальное соединение усилий представителей биологической и медицинской науки при проведении исследований в сфере фундаментальной и экспериментальной биологии, ориентированных на решение конкретных задач здравоохранения (инновационный подход; англ., innovation — введение новых, а также усовершенствованных и/или радикально “обновленных” продуктов, технологий и идей в практику).
Исследования живых систем последних десятилетий удовлетворяют критериям «научного прорыва». Завершенный к 2001–2003 гг. проект «Геном человека» — «повивальная бабка» сверхновых биологических дисциплин и научно-практических направлений (новейшая биология и биомедицина) — демонстрирует технические возможности “прочтения” (секвенирования) ДНК-текстов и, следовательно, доступа к биологической (генетической) информации, составляющей основу наследственности, индивидуального и популяционно-группового разнообразия людей. Благодаря достижениям новейшей биологии ситуация в современной медицине такова, что уместно говорить о смене парадигмы (греч., paradеigma — пример, образец; система господствующих научных убеждений, господствующий способ научного и бытового мышления).
Геномные и постгеномные технологии (см. 1.1) делают реальной генетическую паспортизацию населения. Последнее, открывая возможность персонификации терапевтических мероприятий, дает здравоохранению шанс на деле «лечить не болезнь, а больного». Новейшие технологии создают условия для развития профилактической медицины, в частности, оформления в ней такого направления, как предсказательная или предиктивная медицина (лат., praedico, praedictum — предсказывать). Задача этого направления — клинико-физиологическое осмысление функций генома с использованием данных геномного и протеомного тестированияпортретирования») людей для выработки персональных рекомендаций по вопросам как сохранения и преумножения здоровья, так и оптимального его использования в различных жизненных ситуациях. Наличие геномных и протеомных «портретов» людей, в известных пределах, объективизирует выбор каждым профессии, супруга или супруги, вида спорта, местожительства, помогает рационализировать питание, отдых.
Используя современные биомедицинские технологии в практическом здравоохранении, необходимо следовать нормам биомедицинской этики (греч., ĕthos — обычай). Биологизация медицины в современном научно-техническом формате предусматривает появление и преумножение числа технологий, допускающих вмешательство врача в фундаментальные биоинформационные, биоэнергетические, регуляторные, метаболические, клеточно-биологические механизмы жизнеобеспечения и развития. В целях определения норм биомедицинской этики на международном уровне работают Этический комитет Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ), Международные комитеты по биоэтике при Совете Европы и ЮНЕСКО, приняты «Конвенция о правах человека и биомедицине» (1996), «Всеобщая декларация о геноме человека и о правах человека» (1997).
В России действуют Основы законодательства по охране здоровья, в которых, к сожалению, этические вопросы медицинских исследований и помощи прописаны неполно. Принят Федеральный закон о генно-инженерной деятельности, подготовлен и обсуждается проект закона «О правовых основах биоэтики и гарантиях ее обеспечения». В стадии разработки находится проект закона «О применении биомедицинских клеточных технологий в медицинской практике». С 01.01.2012 года действует Федеральный Закон “Об основах охраны здоровья граждан Российской Федерации”. В реальной жизни приходится встречаться с частными этическими понятиями, распространяющимися на представителей одной общности людей — этнос, религия — понятиями наднационального уровня и понятиями глобального характера. Ключевые понятия глобальной (всеобщей) биомедицинской этики:
 «автономия личности», понимаемая как право человека самостоятельно решать вопросы, затрагивающие его тело, психику, эмоциональную сферу;
 «справедливость», подразумевающая равный доступ для каждого к имеющемуся общественному (например, национальному) ресурсу, включая отрасль здравоохранения;
 восходящее к Гиппократу «не навреди»;
 не только не навреди, но «сотвори благо».
Наше время характеризуется возникновением банков персонифицированной генетической информации. Такая информация, в принципе, может быть использована во вред человеку. К примеру, генетическая предрасположенность к табакокурению, алкоголизму, асоциальному поведению, определенным болезням, включая психические, если об этом становится широко известно, может послужить препятствием в приеме на работу или карьерном росте, повлиять на результаты голосования в ходе выборов, обусловить повышенный размер страховых взносов.
Сравнительно недавно, когда медицина воспринималась одновременно ремеслом, наукой и искусством, задача высшего медицинского образования виделась в воспитании у врачей клинического, профилактического и профессионально-этического (деонтологического) образа мышления. В наше время перехода медицины в формат науки целесообразно, чтобы клинический, профилактический и профессионально-этический образ мышления дополнялся информационно-технократическим, экологическим, в том числе, социоэкологическим, генетическим, популяционно-генетическим и онтогенетическим образом мышления. В условиях, когда фундаментальная наука дает в руки медиков мощнейшие средства воздействия на человека, профессиональными атрибутами врача, кроме знаний и умений, должны стать высочайшая ответственность и человеколюбие.
Сравнительно недавно, до введения в обиход высшей медицинской школы понятия биомедицинской этики и открытия соответствующих кафедр в медицинских вузах много говорилось о медицинской деонтологии (греч., deon, deontos – должное, надлежащее), то есть о совокупности этических норм и принципах поведения медицинского работника (врача, медбрата или медсестры) при выполнении профессиональных обязанностей. Сравнение задач, которые призавана решать в рамках профессионального медицинского образования подготовка в области биомедицинской этики, с одной стороны, и деонтологии, с другой, обращает внимание на одно важное обстоятельство: задачи деонтологии ограничиваются соответствующей подготовкой людей (врачей, средних медицинских работников) определенной профессиональной сферы, тогда как задачи биомедицинской этики выходят за рамки названной сферы. Действительно, представления о таких принципах глобальной биомедицинской этики (см. здесь же выше), как “автономия личности” и “справедливость” должны иметь не только медицинские работники и организаторы и руководители здравоохранения, но и все люди - реальные и/или потенциальные пациенты. Смена приоритетов (деонтология → биомедицинская этика), на наш взгляд, означает, что задача информирования населения об их правах возлагается, если не исключительно, то в немалой степени на органы здравоохранения и медицинских работников.
В создании настоящего учебника авторский коллектив исходил из многолетнего опыта преподавания биологии на соответствующей кафедре медицинского факультета 2 Московского государственного университета (1918-1930 годы), лечебного и педиатрического (очная и очно-заочная или вечерняя формы обучения) и других факультетов 2 Московского государственного медицинского института, 2 Московского ордена Ленина государственного медицинского института имени Н.И.Пирогова, Российского государственного медицинского университета (1991-2011 годы), Российского национального исследовательского медицинского университета имени Н.И.Пирогова (с 2011-2012 учебного года). Свой вклад внесли контакты с коллегами — преподавателями биологии из медицинских вузов и медицинских училищ СССР и России. Позитивный момент состоит в том, что в коллективе кафедры биологии РГМУ трудятся создатели учебников по биологии для студентов вузов, для учащихся средних общеобразовательных и средних специальных учебных заведений, руководства для лиц, поступающих в медицинские вузы. Все перечисленные издания отмечены высокими премиями в области образования (либо Правительства, либо Президента РФ).
Авторский коллектив выражает признательность коллегам, труды которых способствовали выходу в свет настоящего издания, руководству и сотрудникам Издательской группы «ГЭОТАР-Медиа», чья профессиональная компетентность помогает учебнику, увидевшему свет, выполнять свою образовательную миссию.
Авторы приносят извинения ученым, взгляды которых в силу ограниченного объема издания не нашли в нем должного освещения или же представлены без соответствующих ссылок. Они выражают надежду, что перечень рекомендуемой литературы выполнит в этом отношении позитивную роль.
Авторы будут благодарны за все критические замечания и пожелания.
Коллектив авторов

Раздел I. ЖИЗНЬ КАК ЯВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛЬНОГО МИРА

Глава 1

  • Введение в биологию

1.1. Биология — область естествознания, комплекс научных дисциплин о жизни во всех ее ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫХ проявлениях.

Термин «биология» (греч., bios — жизнь, logos — слово, учение, наука) предложен в начале XIX в. Ж.-Б. Ламарком и Г. Тревиранусом для обозначения науки о жизни как особом природном явлении. За минувшие два столетия биология проделала плодотворный путь развития. В настоящее время она представляет комплекс дисциплин. Предметом изучения одних остается жизнь как явление окружающего мира, других — проявления жизни на том или ином уровне организации или в том или ином ее сегменте, то есть все живое на планете в его конкретном пространственно-временном воплощении.
Каждая биологическая (как и любая другая) дисциплина характеризуется предметом исследования (познания), преимущественно используемыми методами научного анализа, идеями общего порядка, оформленными в виде теорий или гипотез, и методологическими подходами, отражающими отношение исследователя к предмету познания (таблица 1-1).

Таблица 1-1. Процесс научного познания: предмет, методы, идеи общего порядка и методологические принципы

А. Предмет познания:

Жизнь как явление материального мира

Закономерности структурно-функциональной организации живых систем разного уровня

Морфофункциональные характеристики представителей групп организмов (таксонов): вида, рода и др.

Сообщества организмов: виды, популяции, биогеоценозы, экосистемы, включающие людей

Человек

Биотехнологические конструкции

Примеры сегментов фундаментальной и медицинской биологии, связанных с соответствующим предметом познания:

Общая биология
Системная биология
Биология систем
Систематика

Биология гена
Биология клетки

Биология песца
Биология малярийного плазмодия
Биология отряда приматов

Факторы риска разной природы

Антропобиология
Медицинская биология
Биомедицина

Генные конструкции
Клеточный продукт

Б. Методы познания:

Наблюдение

Эксперимент

Моделирование

Невооруженный глаз
Лупа, световой микроскоп, электронный микроскоп
Методы молекулярной биологии
Методы прижизненной визуализации
Полевые наблюдения (в природных условиях)

На животных (in vivo)
На живых объектах вне организма (in vitro, ex vivo)
Опыты, «поставленные жизнью» (генные болезни, пороки развития)
Методы молекулярной биологии

Математическое моделирование
Экспериментальное моделирование (хирургическое, токсикологическое, алиментарное)
Генетическое моделирование («knock out», «knock in»)

В. Идеи общего порядка:

Клеточная теория

Принцип индивидуального развития

Принцип исторического развития (эволюционное учение)

Принцип экосистемы

Клетка — элементарная структурная, функциональная и генетическая единица жизни

Живые системы (клетка, организм, популяция, вид) организованы во времени и характеризуются определенным «жизненным циклом»

Жизнь как явление не может существовать вне процесса исторического развития, что при наличии приемлемых условий гарантирует ее сохранение во времени и распространение в пространстве

Жизнь представлена сообществами организмов, выполняющих в планетарных вещественно-энергетических круговоротах специфические функции

Г. Методологические принципы, отражающие отношение исследователя к предмету научного познания:

Редукционистский

Интегративный

Системный

Последовательный анализ структур и функций от высших к низшим уровням структурной организации объекта (организм  орган  ткань  клетка  субклеточные структуры  макромолекулы)

Объект есть целостность; данные о структурах и функциональных отправлениях на низших уровнях вносят ограниченный вклад в понимание того, как функционирует целое

Объект есть система, представленная совокупностью однотипных или различающихся элементов, закономерно связанных друг с другом пространственно и функционально; характеристики системы не сводимы к характеристикам элементов, из которых она построена; результат деятельности системы качественно отличен от результата деятельности отдельных элементов; специфичность результата действия системы определяется характером взаимодействия элементов

В англоязычной учебной литературе называют 2 методологических подхода, характерные для современной биологии — индуктивный и дедуктивный. Индуктивный подход (см. также редукционизм) — это обобщения, вытекающие из результатов изучения «частностей». В европейской науке он стал доминирующим с XVII в., что связано с именами Ф. Бэкона и И. Ньютона, заложившими в основание сформулированных ими законов результаты конкретных опытов (см. закон всемирного тяготения — «яблоко, упавшее с яблони на голову ученого»). Дедуктивный подход (см. также интегратизм и системный подход) исходит из возможности предсказать «частности», имея представления об общих характеристиках объекта познания.
К классическим биологическим дисциплинам относятся общая и системная биология, зоология, ботаника, микология, протистология, микробиология, вирусология, морфология (анатомия, гистология, цитология — в зависимости от структурного уровня, см. 1.6 и табл. 1-2), физиология, биохимия и биофизика, этология, биология развития (эмбриология, геронтология), палеонтология, антропология, генетика, экология.
Осознание того, что живое представлено формами, объединенными в группы (таксоны), представители которых различаются по степени исторического родства или же не состоят в таком родстве вовсе (парафилитические группы, например, среди прокариот, см. 1.4.5), дало систематику. Последняя относит организм к определенному виду, роду, семейству, отряду, классу, типу, порядку. С появлением новых данных положение группы живых существ в системе органического мира пересматривается. Так, использование методов макромолекулярной систематики (метод «молекулярных часов») показало, что генетическое расстояние между орангутан(г)ом и африканскими человекообразными обезьянами (шимпанзе, горилла), относимыми приматологией к одному семейству Pongidae, превосходит названное расстояние между последними и человеком. Поставлен вопрос о выделении орангутан(г)а в отдельное семейство.
Сохраняющие свое значение принципы классификации растительного и животного мира принято (обосновано) связывать с именем Карла Линнея, введшего в употребление, в частности, бинарную номенклатуру (см. также 10.1), согласно которой каждый вид (см. также 1.9) обозначается латинскими названиями – родовым и видовым (например, вид Homo sapiens или Человек разумный), установившего четкое соподчинение систематических категорий или таксонов – в мире животных: тип, класс, отряд, семейство, род, вид, разновидность (подвид ?). Вместе с тем, с позиций современной науки о жизни линнеевская классификация растительного и животного мира носит искусственный характер, так как основывается на объединение организмов в группы на основе наличия относительно небольшого числа произвольно выбранных признаков (экспертный подход). Преобразование систем классификаций растительного и животного мира из искусственных в естественные связано с введением в качестве основы для объединения организмов в группы (таксоны) принципа исторического, то есть эволюционного родства (генеалогический подход).
Закономерности исторического развития жизни в виде ее отдельных форм или их природных совокупностей изучаются в рамках эволюционного направления (эволюционной теории или учения) – см. главы.10, 11, 12 и 13.
В масштабе реального времени жизнь организована в виде сменяющихся поколений организмов. Механизмы, обеспечивающие указанное явление, изучает репродуктивная биология (см. главы 6, 7 и 8).
Вторая половина ХХ в. отмечена успехами в познании фундаментальных механизмов жизнедеятельности. Описан в деталях поток биологической информации в живых системах, в основных чертах поняты молекулярные механизмы энергетического обеспечения процессов жизнедеятельности. Исследования по названным направлениям — задача таких оформившихся во второй половине ХХ столетия биологических дисциплин, как молекулярная биология и молекулярная генетика, биоинформатика, биоэнергетика.
Молодой дисциплиной является клеточная биология, возникшая на рубеже третьей и последней четвертей минувшего (ХХ) века как следствие развития цитоморфологии, включая электронную микроскопию, цитохимии и цитофизиологии первой половины - середины ХХ в.
Объединение молекулярно-генетического, клеточно-биологического, популяционно-клеточного и системного подходов породило современную иммунологию, предметом изучения которой как науки являются механизмы иммунологического надзора с функцией защиты целостности и биологической индивидуальности организма, включая реакцию на выход собственных клеток из-под общеорганизменных регуляторных влияний (см. 3.1.4, онкотрансформация), проникновение в него инфекционных агентов (бактерий, вирусов) и чужеродных белков (факты несовместимости по группам крови АВ0, резус и др.).
Разработки в области молекулярной биологии, генетики и клеточной биологии, ориентированные на решение практических проектов в интересах промышленности, медицины и сельского хозяйства, оформились в научно-практическое биотехнологическое (греч., bios — жизнь, téchnë — ремесло, искусство, мастерство) направлениегенную, клеточную, тканевую инженерию. Биотехнологическое направление, по крайней мере, в части генной инженерии базируется на принципах природного явления — горизонтальном (латеральном) переносе генов между представителями разных систематических групп (таксонов). Это явление распространено в природе, особенно в мире прокариот. В здравоохранении используется ряд лекарственных средств генноинженерной природы, например, инсулин, гормон роста.
Перспективы развития биотехнологического направления в обозримом будущем связывают с нанотехнологиями, в том числе медицинского назначения. Их основу составляют конструкции, не превосходящие по размерам десятки-сотни нанометров (1 нм = 10–9 м) и, следовательно, способные «работать» в качестве диагностических, терапевтических или «надзирающих» (нанороботы) агентов с отдельными клетками и внутриклеточно. Наноподход используется также при создании новых лекарственных средств.
На рубеже ХХ–ХХI вв. в биологии произошли события, кульминационным моментом которых стал проект «Геном человека». В результате его осуществления установлены последовательности нуклеотидов всех 25 (включая митохондриальную) макромолекул (цепей) ДНК клеток человека. Таким образом, практически в полном объеме “прочитаны” (секвенированы) ДНК-тексты и, следовательно, открыт доступ к содержанию генетической (наследственной, биологической) информации, управляющей биологической составляющей индивидуального развития и жизнедеятельности людей. Ведутся работы по определению последовательности нуклеотидов (секвенированию; англ., sequence — последовательность) в геномах других существ, включая ближайших эволюционных «родственников» людей (шимпанзе) и возбудителей паразитарных и инфекционных болезней. В итоге в новейшей биологии появилась дисциплина геномика (genom — совокупность генов или, более точно, нуклеотидных последовательностей, сайтов ДНК гаплоидного набора хромосом).
К носителям генетической информации в клетке, кроме нуклеиновых кислот, относятся белки или протеины (греч., protos — первый; простые белки или полипептиды являются первыми функционально значимыми продуктами активности многих генов; первооснову большинства биологических функций составляют белки). Закономерности реализации генетической информации на уровне белков — предмет изучения «сверхновой» биологической дисциплины протеомики (proteom — совокупность белков, образуемых клетками организмов определенного вида или контролируемых генами определенной хромосомы).
Количество структурных (смысловых, экспрессируемых, транскрибируемых и транслируемых) генов, кодирующих аминокислотные последовательности белков, в геноме человека меньше числа конкретных белков, обнаруживаемых в клетках (см. здесь же ниже). Это пробудило интерес к превращениям или процессингу (англ., processing — обработка, переработка; лат., procedo — прохожу, продвигаюсь) пре-РНК транскриптов, образующихся в результате считывания информации с ДНК (см. 2.4.5.5). Результат — «сверхновая» биологическая дисциплина транскриптомика (transcripton — набор информационных или матричных - и(м)РНК, образуемых клетками организмов конкретного вида на основе соответствующего генома).
Исследования в области транскриптомики и протеомики не могут осуществляться в отрыве от исследований в области геномики. Геном человека содержит порядка 30–35 тыс. (по некоторым последним сообщениям несколько меньше — 20-25 тыс.) участков или сайтов ДНК, кодирующих структуру полипептидов, то есть структурных генов в понимании классической и ранней молекулярной генетики или, что более точно, согласно представлениям, возникшим в связи с развитием молекулярнобиологических исследований, нуклеотидных последовательностей (сайтов) ДНК. Количество белков в клетках людей уже сейчас уверенно оценивается цифрой 200–300 тыс. Ожидаемое же количество составляет по предварительным оценкам не менее 1 млн. В связи с этим протеомику следует рассматривать как элемент функциональной геномики. В таком случае транскриптомика служит «связующим звеном» или интерфейсом между собственно геномикой (структурная геномика), поставляющей сведения о нуклеотидных последовательностях ДНК, и протеомикой, дающей представление о «полном протеомном портрете» или ассортименте белков, образуемых клеткой (организмом). В сферу интересов функциональной геномики входит также получение ответов на вопросы: а) когда, где, при каких условиях и с какой интенсивностью в организме экспрессируются разные структурные гены (образуются разные белки) и б) выяснение связи между генами (нуклеотидными последовательностями или сайтами ДНК) и конкретными патологическими состояниями.
Осознание необходимости представлять феномен реализации генетической информации в процессах жизнедеятельности не столько в биохимических терминах (ДНК, РНК, белки, метаболиты), но раскрывая вклад этой информации в структуру и функцию реальных биологических объектов (ресничка, жгутик, механохимическая сократительная система мышцы, любой сложный фенотипический признак – см. 4.3.1, орган, организм как целое) привело к зарождению в современной науке о жизни направления биология систем (systems biology), в рамках которого редукционистский методологический принцип (см. здесь же выше), доминировавший в биологии XX в. практически безраздельно, сменяется (дополняется) методологическими принципами интегративным, системным.
Исследование внутриклеточного обмена веществ (метаболизма) как существенной составляющей потоков информации, энергии и веществ проводится в рамках еще одной «сверхновой» биологической дисциплины метаболомики или биохимического профилирования (греч., metabole — перемена, превращение; метаболизм или обмен веществ — совокупность процессов биохимических превращений веществ и энергии в клетке, организме, популяции организмов, экосистеме (биогеоценозе). Метаболомика изучает химические взаимодействия, в том числе межбелковые в процессе обмена веществ или, что практически одно и то же, в процессе жизнедеятельности, а также взаимодействия клетки(ток) и организма(ов) с окружающей их средой (см. 1.3). При этом метаболом определяется как совокупность всех метаболитов, присутствующих в клетке или ткани (органе) в известных условиях.
Поток биологической информации в его структурно-временном оформлении невозможен вне клеточной организации, что дает основание ожидать нарождения в науке о жизни в XXI в. еще одной дисциплины — целлюломики (лат., cellula — клетка) или цитомики (греч., cytos — клетка). В отличие от классической цитологии и клеточной биологии, фиксирующих внимание на раскрытии существенных черт клеточной структуры (световая и электронная микроскипия) и функций, а также закономерностей организации и временнóй динамики клеточных тканевых систем (клеточных популяций в терминологии классической гистологии), задача цитомики (целлюломики) видится в расшифровке механизмов генетического обеспечения и контроля клеточной пролиферации, апоптоза, дифференцировки и гистогенезов, а также генотипических и фенотипических основ разнообразия клеток одного морфо-функционального типа в свете данных геномики, транскриптомики и протеомики.
Выше названы фундаментальные биологические дисциплины. Между тем, существуют области исследования биологических объектов, порождаемые практическими соображениями, и таким образом являющиеся в терминах науковедения прикладными. Так, изучается структура паразитоценозов в интересах медицины или животноводства. Прикладной характер имеют биология человека (антропобиология), медицинская биология, биомедицина (см. предисловие). Прикладные исследования опираются на достижения фундаментальной биологии. Вместе с тем, есть много указаний на относительность деления научных разработок на фундаментальные и прикладные.


Похожие документы:

  1. Тема 1 «Биология как наука. Методы научного познания. Признаки и уровни организации живой природы»

    Документ
    ... биологии в жизни и практической деятельности человека. 2) Что такое жизнь? Каковы основные признаки биологических систем. 3)Какие уровни организации ...
  2. Сборник лекций по курсу биологии Астана -2011

    Реферат
    ... исследования живых организмов существуют в биологии? Какие уровни организации жизни вы знаете? Какие основные признаки ... пищеварительной системы, мускулатуры, кровеносной и выделительной систем, а также возникновения скелета у позвоночных и т. п. ...
  3. Биология как наука. Методы научного познания

    Документ
    ... 4) грибах 8. Наивысшим уровнем организации живых систем является 1) организменный 3) ... самый ранний период развития биологии? 1) экспериментальный 3) ... 2) молекулярный 4) популяционный 17. Уровнем организации жизни в приведённом перечне является: 1) ...
  4. Темы занятий 1 Тема 1 «Биология как наука. Методы научного познания» Биология наука о жизни

    Документ
    ... биологии. Роль биологии в формировании современной естественнонаучной картины мира. Системность в природе. Признаки живых систем. Уровни организации ...
  5. Биология пособие для поступающих в вузы под редакцией М. В. Гусева и Л. А. Каменского

    Документ
    ... в биологии называют непрерывное, направленное развитие живого мира, сопровождающееся изменением строения и уровней организации разных ... длительной борьбы двух противоположных систем взглядов на жизнь и ее происхождение ╫ идей божественного ...

Другие похожие документы..