Սիմբիոզ

Սիմբիոզը երկու կամ ավելի կենսաբանական տեսակների միջև փակ և հաճախ՝ երկարատև փոխազդեցությունը։ Սիմբիոզի ամենահայտնի օրինակներից է միջատների միջոցով բույսերի ծաղիկների փոշոտումը, որի ընթացքում միջատները սնվում են նեկտարով։

Կոոպերացիա` Կոոպերացիայի դասական օրինակ է մենակյաց խեցգետնի և կորալյան պոլիպների՝ ակտիաների համատեղ կեցությունը, երբ երկու տեսակներն էլ օգուտ են ստանում։ Խեցգետինը բնակվում է փափկամարմնի դատարկ խեցու մեջ և իր վրա տանում է ակտինիային։ Անշարժ պոլիպի համար դա ձեռնտու է, քանի որ, հատակով տեղաշարժվելով, խեցգետինը ընդարձակում է ակտինիայի որսի համար տարածությունը։ Որոշակի օգուտ է ստանում նաև խեցգետինը։ Նրան է հասնում ակտինիայի կողմից որսած սննդի որոշ մասը։ Նման փոխազդեցությունների դեպքում երկու տեսակն էլ օգուտ են ստանում, սակայն դրանց համատեղ գոյությունը յուրաքանչյուր տեսակի համար պարտադիր պայման չի։

Կոմենսալիզմ` Կոմենսալիզմի դեպքում երկու փոխազդող տեսակներից միայն մեկն է օգուտ ստանում։ Մյուս տեսակի համար կոմենսալի հետ փոխազդեցությունն անտարբեր է։ Շատ տեսակներ սնվում են այլ տեսակների սննդի մնացորդներով, կամ օգտագործում ուրիշների թաքստոցը, նրանց չվնասելով և ապրելով աննկատ։ Բույսերի շատ տեսակներ օգտագործում են այլ բույսերին որպես ապրելավայր։ Էպիֆիտ բույսերը՝ որոշ ջրիմուռներ, քարաքոսներ, մամուռներ, պտերներներ օգտագործում են ծառաբույսերին որպես հենարան, այլ ոչ թե որպես սննդանյութերի աղբյուր։ Հետևաբար նշված օրգանիզմները ստանում են օգուտ՝ չվնասելով ծառերը։

Ամենսիալիզմ՝ Մի տեսակը ճնշում է մյուսին, բայց ինքը չի կրում բացասական ազդեցություն։

Պրոկտոկոոպերացիա՝ տեսակները փոխադարձ օգուտ են ստանում, սակայն կարող են կենսագործել նաև առանց դրա։ Այդպիսի փոխհարաբերության վառ օրինակ են լուսասեր խոտաբույսերը, որոնք աճում են խոշոր ծառերի հովանու տակ։ Խոտաբույսերը տուժում են, քանի որ աճում են անբավարար լուսավորության պայմաններում, այն ժամանակ, երբ ծառին դա ոչ վնաս է բերում, ոչ օգուտ։

Էկոլոգիական գործոններ, դրանց դասակարումը:

Միջավայրի պայմանները մշտապես փոփոխվում են, և ցանկացած կենդանի էակ իր գոյությունը պահպանելու համար հարմարվում է այդ պայմաններին: Կենսոլորտի սահմաններում տարբերում են կյանքի չորս հիմնական միջավայրեր՝ ջրային, ցամաքաօդային, հողային միջավայրեր և կենդանի օրգանիզմները որպես կյանքի միջավայր:

Արտաքին միջավայրի այն բաղադրիչները, որոնք ուղղակի կամ անուղղակի ազդում են կենդանի օրգանիզմների կենսագործունեության, թվաքանակի, աշխարհագրական տեղաբաշխման և տարածվածության վրա, կոչվում են էկոլոգիական գործոններ: Էկոլոգիական գործոններն ըստ իրենց բնույթի և օրգանիզմների վրա ունեցած ազդեցության՝ շատ բազմազան են: Պայմանականորեն՝ ըստ ծագման, միջավայրի գործոնները դասարակգվում են երեք մեծ խմբերի՝ ոչ կենսածին, կենսածին և մարդածին:

Ոչ կենսածին գործոններ: Այս խմբի գործոնների շարքին են դասվում անկենդան մարմինների գործոնները: Առաջին հերթին կլիմայական (լույս, ջերմություն, խոնավություն), հողի հատկությունները, տվյալ տարածքի ռելիեֆը, քամիները և այլն: Այս գործոնները կարող են ազդել օրգանիզմների վրա ինչպես ուղղակի, օրինակ լույսը, ջերմությունը, այնպես էլ անուղղակի, օրինակ՝ տվյալ տարածքի ռելիեֆը, որից կախված է մյուս գործոնների՝ քամիների և լույսի ազդեցության աստիճանը:

Կենսածին գործոններ: Այս խմբի գործոնները կենդանի օրգանիզմների միջև բոլոր հնարավոր փոխազդեցություններն են: Օրինակ, միջատներով բույսերի հոշոտումը, մեկ տեսակի օրգանիզմների կողմից մյուսներին ուտելը և այլն: Կենսածին գործոններով պայմանավորված փոխազդեցությունները բարդ են ու առանձնահատուկ և նույնպես կարող են լինել ուղղակի և անուղղակի:

Մարդածին գործոններ: Գործոնների այս շարքին են դասվում մարդկային գործունեության բոլոր ձևերը, որոնք փոխում են կենդանի օրգանիզմների գոյության միջավայրի պայմանները կամ անմիջականորեն ազդում են բույսերի, կենդանիների կամ այլ օրգանիզմների տարբեր տեսակների վրա: Մարդու կողմից բնության այս կամ այն տեսակների ոչնչացումը մարդածին ուղղակի գործոնի օրինակ է: Անուղղակի մարդածին գործոնի օրինակ է միջավայրի աղտոտումը:

Գոյության կռիվ, բնական ընտրություն, օրգանիզմների հարմարվածությունը արտաքին միջավայրին

Դարվինը իր շուրջերկրյա ճանապարհորդության ընթաքում ուշադրություն դարձրեց օրգանիզմների բազմացման առանձնահատկությունների վրա: ոլոր օրգանիզմները բազմանում և սերունդ են թողնում բավականին մեծ քանակով: Օրինակ՝ լուսնաձուկը դնում է մոտ 300 մլն. ձկնկիթ, գորշ մեծամուկը տարեկան ծնում է հինգ անգամ միջին հաշվով 8-ական ձագ, որոնք էլ 3 ամսից սկսում են բազմանալ: Ըստ Դարվինի եզրակացության բնության մեջ բոլոր կենդանիները և բույսերը բազմանում են երկրաչափական պրոգրեսիայով, սակայն յուրաքանչյուր տեսակի հասուն առանձնյակնրի քանակությունը բնության մեջ մնում է գրեթե անփոփոխ: Դարվինը գտնում է, որ ծնված առանձնյակների մեծ մասը մինչև սեռահասուն դառնալը ոչնչանում է, որի պատճառը բնության մեջ գործող գոյության կռիվն է: «Գոյության կռիվ» ասելով հասկանում ենք տեսակի ներսում առանձնյակների միջև, տարբեր տեսակների առանձնյակների միջև, ինչպես նաև առանձնյակների և անօրգանական աշխարհի միջև տեղի ունեցող բարդ և բազմազան հարաբերությունները: Գոյության կռվի հիմնական պատճառը տեսակների թվաքանակի հնարավոր անսահմանափակ աճի և միջավայրի պայմանների, պաշարների միջև եղած անհամապատասխանությունն է: Դարվինը տարբերում էր գոյության կռվի 3 հիմնական ձևեր, ներտեսակային, միջտեսակային, և կռիվ անօրգանական, աշխարհի անբարենպաստ պայմանների դեմ:

Ներտեսակային գոյության կռիվ-տեղի է ունենում նույն տեսակին պատկանող առանձնյակների միջև: Գոյության կռվի այս ձևը ամենատարածվածն է, քանի որ նույն տեսակի առանձնյակները միջավայրի նկատմամբ նույն պահանջներն ունեն: Ներտեսակային գոյության կռվի օրիանկ է մրցակցությունը միևնույն տեսակի առանձնյակների միջև ապրելատեղի, սննդի համար, մրցաքցություն էգին տիրանալու համար: Օրինակ՝նույն տեսակին պատկանող թրչունների և կաթնասունների արուները բազմացման շրջանում պայքարի մեջ են մտնում միմյանց հետ՝էգին տիրանալու հնարավորության համար: Ներտեսակային գոյության կռիվը, անշուշտ նպաստում է տեսակների կատարելագործմանը, հարմարվածության աստիճանի բարձրացմանը այն գործոնների նկատմամբ, որոնք հարուցում են կռվի այս ձևը:

Միջտեսակային գոյության կռիվ-տեղի է ունենում տարբեր տեսակների պատկանող պոպուլյացիաների առանձնյակների միջև: Միջտեսակային գոյության կռվի օրինակները բազմաթիվ են: Դրանք գիշատչի և զոհի, միջատների և միջատակեր թրչունների, մակաբույծների և տիրոջ, մշակովի բույսերի և մոլախոտերի միջև գոյություն ունեցող փոխհարաբերություններն են։

Կռիվ անօրգանական աշխարհի անբարենպաստ պայմանների դեմ

Անօրգանական աշխարհի անբարենպաստ պայմանների դեմ ընթացող գոյության կռվին Դարվինը մեծ դեր էր հատկացնում։ Այդ կռիվը նկատվում է տեսակի արեալի ցանկացած մասում՝ կապված արտաքին պայմանների փոփոխման հետ։ Դարվինը նշում էր, որ, օրինակ, Անգլիայում խիստ ձմռան պատճառով ոչնչացան թռչունների մոտ 80%-ը։ Ջերմության կամ խոնավության տատանումները լուրջ ազդեցություն են ունենում պոպուլյացիայի առանձնյակների վրա։ Ձմեռային քուն մտնող շատ կենդանիներ՝ երկկենցաղներ, սողուններ, կրծողներ, սակավաձյուն ձմռանը կարող են ցրտահարվել, ոչնչանալ։ Ձմռանը ջրում լուծված թթվածնի պակասից ջրավազաններում ոչնչանում են ձկները։ Լեռներում կլիմայական անբարենպաստ պայմանների դեպքում հանդիպում են հյուծված ծառեր և թփեր, թեև նրանց այլ բույսեր չեն ճնշել։ Անապատներում ապրող բույսերի տերևները ձևափոխվել են փշերի, արմատները երկարել և այլն։

Անօրգանական աշխարհի անբարենպաստ պայմանների դեմ ընթացող գոյության կռվին Դարվինը մեծ դեր էր հատկացնում: Այդ կռիվը նկատվում է տեսակի արեալի ցանկացած մասում՝ կապված արտաքին պայմանների փոփոխման հետ: Օրինակ՝ Անգլիայում խիստ ձմռան պատճառով ոչնչացան թռչունների մոտ 80%-ը։ Ջերմության կամ խոնավության տատանումները լուրջ ազդեցություն են ունենում պոպուլյացիայի առանձնյակների վրա։

Արհեստական ընտրություն-այս տեսությունը Դարվինը տվել է իր էվոլյուցիոն ուսմունքում: Հակառակ բնական ընտրության, արհեստական ընտրության, նպատակն է ամրացնել ոչ թե տվյալ օրգանիզմին օգտակար հատկությունները, այլ այն հատկությունները, որոնք պետք են մարդուն: Օրինակ՝ խոշոր եղջերավոր անասունների կաթնատվությունը, մսատվությունը, ձիերի արագաշարժությունը, ուժը թրչունների ձվատվությունը և այլն:

Բնական ընտրություն-ըստ Դարվնի տեսության միայն բնական ընտրության շնորհիվ է, որ տեսակները հարմարվում են միջավայրի պայմաններին ու նրա  փոփոխություններին: Բնական ընտրությունը ազդեցություն է թողնում, ոչ միայն ֆենոտիպային հատկանիշների և նրանց կոդավորող գեների, այլև ժառանգական փոփոխականության և դրա տեմպերի վրա: Գիտնականները առանձնացնում են բնական ընտրության հիմնականում 2 ձև՝շարժական և կայունացնող:

Կայունացնող ընտրություն-սա բնական ընտրության հիմնական հետևանքներից մեկն է: Այն որպես կանոն տեղի է ունենում համեմատաբար կայուն միջավայրում, որտեղ պայմանները ձկտում ն կրճատել ֆիզիկական բազմազանությունը: Էվոլյուցիայի այս պահպանողականությունն աշխատում է ընտրություն կատարել ավելի ծայրահեղ ֆենոտիպերի հետ, այն ոչնչացնում է պոպուլյացիայի ծայրահեղ ձևերը:

Շարժական ընտրություն-այս ձևը հիմնավոր դեր է կատարում էվոլյուցիայում հարմարանքների զարգացման գործում: Պոպուլյացիայում առանձնյակների նախկին հատկանիշների փոփոխությունը արտաքին միջավայրի պայմանների փոփոխման հետևանքով կոչվում է շարժական ընտրություն:

Օրգանիզմների հարմարվածությունը շրջակա միջավայրի պայմաններին: Կենդանի օրգանիզմներր տարածված են կենսոլորտի տարբեր շերտերում՝ ջրում, հողում, օդում: Սակայն նրանցից յուրաքանչյուրր հարմար­ված է իր ապրելու միջավայրին, դրանում կատարվող սեզոնային փոփո­խություններին: Այդ պատճառով նա ունի տարբեր հարմարանքներ:

Չոր պայմաններում ապրող բույսերը ջուր հայթայթում են տարբեր ե­ղանակներով: Մի դեպքում դա մի քանի, նույնիսկ տասնյակ մետր երկարությամբ արմատային համակարգն է, որր հողում հասնում է հողի խորը շերտերին: Այդպիսին է, օրինակ, անապատներում աճող ուղտի փուշը, որի արմատի երկարությունը հասնում է 20 մետրի: Մի այլ դեպքում դա տերևների փոքր մակերևույթն է, դրանց վրա մազմզուկնե­րի զարգացումը: Կան բույսեր, օրինակ՝ կակտուսները, ո­րոնք հյութալի մասերում պաշարում են ջուր:

Ցրտին դիմանալու համար կենդանիները ճարպակալում են, կան այնպիսիները, որոնք ծածկված են փետուրներով կամ բրդով: Կան կենդանի­ներ, որոնք քուն են մտնում: Հողում ապրող շատ կենդանիները կույր են, բայց ունեն սուր հոտառություն. նրանք լավ են տարբերակում հոտերը: Այդ հարմարանքն օգնում է սնունդ գտնել:

Շրջակա միջավայրին կենդանի օրգանիզմների հարմարվածությունը նրանց կառուցվածքի և կենսագործունեության առանձնահատկություննե­րի արդյունք է: Շրջակա միջավայրին կենդանի օրգանիզմների հարմարվածությունը հարաբերական է: Միջավայրի պայմանների փոփոխման հետ որոշ հար­մարանքներ կարող են կորցնել իրենց նշանակությունը։ Այդ պատճառով մի միջավայրում հարմարված բույսերը և կենդանիները մի այլ միջավայ­րում կարող են րնկճվել և նույնիսկ մահանալ:

Սեռի գենետիկա, սեռի հետ շղթայակցված հատկանիշների ժառանգում, ժառանգական հիվանդություններ:Դարվինի էվոլյուցիոն տեսություն,էվոլյուցիայի շարժիչ ուժերը:

Գիտություն օրգանիզմների ժառանգականության և փոփոխանակության, ինչպես նաև գենետիկորեն ամրագրված հատկանիշների ժառանգման օրինաչափությունների մասին։ «Գենետիկա» տերմինը մտցվել է Վիլյամ Բետսոնի կողմից 1906 թվականին։ Կախված հետազոտվող օբյեկտի բնույթից՝ առանձնացնում են բույսերի գենետիկա, միկրոօրգանիզմների գենետիկա, կենդանիների գենետիկա, մարդու գենետիկա և այլն։ Կախված ուսումնասիրություններում օգտագործվող մեթոդներից՝ առանձնացնում են մոլեկուլյար գենետիկա, էկոլոգիական գենետիկա, թունագենետիկա, ֆարմակոգենետիկա, ֆարմակոգենոմիկա: Գենետիկական հետազոտությունները մեծ դեր ունեն բժշկության, գյուղատնտեսության, մանրէաբանական արդյունաբերության մեջ և գենետիկական ճարտարագիտությունում:

Կենդանիների սեռը որոշվում է բեղմնավորման արդյունքում՝ ձևավորված զիգոտի քրոմոսոմային հավաքակազմով։Զիգոտն ունի ձևով,չափերով և գեների հավաքով միանման,այսինքն՝ հոմոլոգ քրոմոսոմների զույգերից կազմված դիպլոիդ հավաք։

Հայտնի է,որ մարդու բջիջների կորիզում առկա են 23 զույգ քրոմոսոմներ,որոնցից 22 զույգը տղամարդկանց և կանանց մոտ միանման են։Այսպես,եթե կանանց քրոմոսոմների 23-րդ զույգը նույնպես հոմոլոգ(համապատասխանություն, կառուցվածքով և ծագմամբ իրար համապատասխանող օրգանների նմանություն) քրոմոսոմներից է կազմված,ապա տղամարդկանց 23-րդ զույգի քրոմոսոմները  միմյանց հոմոլոգ չեն։Այն 22 զույգ քրոմոսոմները,որոնք տղամարդկանց և կանանց մոտ չեն տարբերվում,կրում են աուտոսոմներ (ցանկացած ոչ սեռական քրոմոսոմ)անվանումը:Այն քրոմոսոմները,որոնցով տղամարդիկ և կանայք միմյանցից տարբերվում են,կոչվում են սեռական։Այսպիսով,մարդու քրոմոսոմային հավաքակազմը կազմված է  22 զույգ աուտոսոմներից և 1 զույգ սեռական քրոմոսոմներից։Կանանց միանման սեռական քրոմոսոմներն անվանում են X-քրոմոսոմներ։Տղամարդիկ ունեն մեկ X քրոմոսոմ և մեկ Y քրոմոսոմ։

Այսպիսով,օրգանիզմի սեռը որոշվում է բեղմնավորման պահին և կախված է զիգոտի քրոմոսոմային հավաքակազմից։

Բնական է,որ սեռական քրոմոսոմներում գտնվում են սեռական հատկանիշները պայմանավորող գեներ։Բայց X և Y քրոմոսոմները պարունակում են նաև այլ,ոչ սեռական հատկանիշներ պայմանավորող գեներ։Այդ ոչ սեռական հատկանիշները,որոնք պայմանավորող գեները գտնվում են սեռական քրոմոսոմներում,կոչվում են սեռի հետ շղթայկցված հատկանիշներ։

Օրինակներ՝

Այսպես,դրոզոֆիլ պտղաճանճի X քրոմոսոմում է գտնվում միջատի աչքերի գունավորումը պայմանավորող գենը։Իսկ մարդու  X քրոմոսոմը պարունակում է արյան մակարդելիությունը որոշող դոմինանտ գենը,որն ընդունված է նշանակել H տառով,քանի որ նրա ռեցեսիվ ալելը (h-գենը)առաջացնում է ծանր հիվանդություն՝հեմոֆիլիա,որը բնութագրվում է արյան ցածր մակարդելիությամբ։Նույն X քրոմոսոմում է գտնվում նաև կարմիր և կանաչ գույների նկատմամբ կուրության՝դալտոնիզմի ռեցեսիվ գենը (d-գենը) և այլն։Y-քրոմոսոմը նույնպես պարունակում է ոչ սեռական հատկանիշներ պայմանավորող գեներ,օրինակ՝հիպերտրիխոզի (ականջի մազակալում առաջացնող)գենը։

Բացի վերը նշված ժառանգական հիվանդություններից,որոնց պատճառը X կամ Y քրոմոսոմներում գտնվող,այսինքն՝սեռի հետ շղթայակցված հատկանիշ պայմանավորող գենի ռեցեսիվ ալելի առկայությունն է,հայտնի են ևս մոտ 3000 այլ ժառանգական հիվանդություններ,որոնք հիմնականում աուտոսոմներում գտնվող գեների կամ քրոմոսոմների կառուցվածքի փոփոխությունների (մուտացիաների)արդյունք են։

Առանձնապես հաջողվում է սահմանել այն դեպքերում,երբ մարդու բջիջներում քրոմոսոմների թվի փոփոխություններ են տեղի ունենում։ Կան դեպքեր,երբ մարդու քրոմոսոմների համալիրում մի ավելորդ քրոմոսոմ է հայտնվում,և նրանց ընդհանուր թիվը դիպլոիդ հավաքակազմում դառնում է 47:Այս աննշան թվացող խախտումը շատ ծանր հետևանքներ ունի։Զարգանում է դաունի հիվանդությունը։Այն արտահայտվում է հետևայլ կերպ․ հիվանդն ունենում է անհամաչափ փոքր գլուխ,աչքերի նեղ բացվածք,տափակ դեմք և խիստ արտահայտված մտավոր հետամնացություն։

Աուտոսոմներոում գտնվող գեների կառուցվածքի փոփոխություններով պայմանավորված հիվանդություններից են՝ալբինիզմը (գունակի՝պիգմենտի բացակայություն),մանգաղաձև բջիջների անեմիան (հեմոգլոբին սպիտակուցի կառուցվածքում մեկ ամինաթթվի մեկ այլ ամինաթթվով փոխարինում),պոլիդակտիլիան (վեցերորդ մատի առաջացում),շաքարային դիաբետը։

Մենդելի 2-րդ օրենքը:Ոչ լրիվ դոմինանտություն:

Մենդելի 2-րդ օրենքը:Ոչ լրիվ դոմինանտություն:Գամետների մաքրության վարկած Դոմինանտը ունի նաև հակադիր ձև, որի մասին ասվում է, որ այն գտնվում է ոչ լրիվ դոմինատության վիճակում։ Երբ խաչասերում են անդալուզիական հավերի սև և սպիտակ մաքուր գծերը, հիբրիդների առաջին սերնդում ծնվում են մոխրագույն գունավորմամբ ճտեր։

Գենետիկայի հիմնական հասկացությունները, ժառանգականություն և փոփոխականություն Մենդելի 1-ին օրենք, գենոտիպ և ֆենոտիպ

Գենետիկայի զարգացման հիմնական փուլերը

Գենետիկան գիտություն է օրգանիզմներում հատկանիշների ժառանգման օրինաչափությունների մասին: Այն ուսումնասիրում է ժառանգականության և փոփոխականության օրենքները: Գենետիկայի հիմնախնդիրը չեխ գիտնական Գրեգոր Մենդելն է, որը 19-րդ դարի վաթսունական թվականներին առաջինը մշակեց գենետիկական հետազոտությունների մեթոդները և տվեց հատկանիշների ժառանգման հիմնական օրինաչափությունները: «Գենետիկա» գիտության զարգացման հաջորդ փուլ է համարվում 20-ր դարի առաջին տասնամյակում մի շարք գիտնականների կողմից հաստատված տեսությունը: Գենետիկայի զարգացման երրորդ շրջանը կապված է 20-րդ դարի հիսունական թվականներին բնագիտության կարևորագույն հայտնագործություններից մեկի՝ ԴՆԹ-ի երկպարույր շղթայի կառուցվածքի հայտնագործման հետ:

Ժառանգականություն և փոփոխականություն

Սրանք կենդանի օրգանիզմների հիմնարար հատկություններից են: Ժառանգականություն ասելով հասկանում ենք ծնողական օրգանիզմների՝ իրենց հատկանիշները և զարգացման առանձնահատկություննրը հաջորդ սերնդին փոխանցելու հատկությունը: Այն իրականացվում է բազմացման միջոցով: Ընդ որում, սեռական բազմացման դեպքում ժառանգականությունն ապահովվում է հատուկ սեռական բջիջների՝ գամետների միջոցով, իսկ անսեռ բազմացման ժամանակ՝ մարմնական (սոմատիկ) բջիջների միջոցով: Թե՛ գամետները և թե՛ սոմատիկ բջիջներն իրենց մեջ կրում են ոչ թե ապագա օրգանիզմի հատկանիշներն ու հատկությունները, այլ միայն դրանց նախադրյալները, որոնք ստացել են գեներ անվանումը: Գենը ԴՆԹ-ի մոլեկուլի կամ քրոմոսոմի որոշակի հատված է, որը որոշում է սպիտակուցային որևէ մոլեկուլի սինթեզը կամ որևէ տարրական հատկանիշի զարգացման հնարավորությունը: Փոփոխականությունն օրգանիզմի՝ իր անհատական զարգացման ընթացքում նոր հատկանիշներ ձեռք բերելու հատկությունն է: Փոփոխականության շնորհիվ առանձնյակները տեսակի սահմաններում տարբերվում են իրարից: Այսպիսով, ժառանգականությունը և փոփոխականությունը օրգանիզմների երկու հակադիր, բայց փոխադարձ կապված հատկություններ են: Ժառանգականության շնորհիվ պահպանվում է տեսակի միակերպությունը, իսկ փոփոխականությունը, հակառակը, տեսակը դարձնում է ոչ միակերպ: Նույն տեսակին պատկանող առանձնյակների միջև դիտվող տարբերություններն ինչպես տարբեր գեների գործունեության, այնպես էլ տարբեր արտաքին պայմանների առկայության արդյունք են: Այսինքն՝ փոփոխականությունը որոշվում է նաև արտաքին պայմաններով: Այսպիսով, ցանկացած հատկանիշի դրսևորման մեջ կարևոր դեր ունի ոչ միայն տվյալ հատկանիշը պայմանավորող գենը, այլև միջավայրի պայմանները: Միջավայրի պայմաններ ասելով հասկանում ենք ոչ միայն արտաքին կենսապայմանները, որտեղ գործում է օրգանիզմը, այլև օրգանիզմի ներքին միջավայրի պայմանները, այդ թվում նաև այլ գեների առկայությունը տվյալ գենի հետ դրանց հնարավոր փոխներգործությունը: Հետևաբար, գեների դրսևորման պայմանների հետազոտումը նույնպես գենետիկայի կարևոր խնդիրներից է:

Գենոտիպ և ֆենոտիպ

Յուրաքանչյուր օրգանիզմի բոլոր գեների ամբողջությունը կոչվում է գենոտիպ: Սակայն գենոտիպը գեների մեխանիկական գումար չէ, այլ միմյանց հանդեպ փոխներգործող գեների ամբողջություն: Միևնույն տեսակին պատկանող բոլոր օրգանիզմներում յուրաքանչյուր գեն գտնվում է որոշակի քրոմոսոմի միևնույն տեղում կամ լոկուսում: Քրոմոսոմների հապլոիդ հավաքում, որը բնորոշ է սեռական բջիջներին, միայն մեկ գեն է պատասխանատու տվյալ հատկանիշի դրսևորման համար, իսկ մնացած սոմատիկ բջիջներում առկա քրոմոսոմների դիպլոիդ հավաքում՝ երկու գեն: Այս գեները գտնվում են հոմոլոգ քրոմոսոմների միևնույն լոկուսներում և կոչվում են ալելային գեներ կամ ալելներ: Գեները նշվում են լատիներեն այբուբենի տառերով: Եթե զույգ ալելային գեները կառուցվածքով լրիվ նույնն են, այսինքն՝ ունեն նուկլեոտիդների միևնույն հաջորդականությունը, ապա կարող են նշվել, օրինակ՝ AA: Սակայն հնարավոր մուտացիաների հետևանքով կարող է տեղի ունենալ նուկլեոտիդներից մեկի՝ այլ նուկլեոտիդով փոխարինում, այսինքն՝ մուտացիան կարող է հանգեցնել գենի կառուցվածքի փոփոխության: Այդ դեպքում տվյալ գենով պայմանավորված հատկանիշն էլ կարող է որոշ չափով փոփոխության ենթարկվել: Միևնույն գենը կարող է բազմիցս մուտացիայի ենթարկվել, և, հետևաբար, կառաջանան մի քանի ալելային գեներ: Օրգանիզմների բոլոր հատկանիշների ամբողջությունը կոչվում է ֆենոտիպ: Այն իր մեջ ներառում է ինչպես արտաքին, տեսանելի հատկանիշների (մաշկի կամ մազերի գույնը, քթի կամ ականջի ձևը, ծաղիկների գույները և այլն), այնպես էլ ներքին՝ կենսաքիմիական (սպիտակուցների կառուցվածքը, ֆերմենտների ակտիվությունը, արյան մեջ հորմոնների քանակը և այլն), հյուսվածքաբանական (բջիջների ձևը և չափերը, հյուսվածքների և օրգանների կազմությունը), կազմաբանական (մարմնի կառուցվածքը, օրգանների փոխադարձ դիրքը) հատկանիշների ամբողջությունը:

Գ. Մենդելի հատկանիշների ժառանգման ուսումնասիրման հիբրիդոլոգիական մեթոդը

Օրգանիզմների հատկանիշների սերնդեսերունդ փոխանցման երևույթի փորձարարական ուսումնասիրություններ կատարվում էին դեռևս 19-րդ դարում, սակայն արված փորձերի հիման վրա գիտնականներին չէր հաջողվում ի հայտ բերել ժառանգման հստակ օրինաչափություններ, որի պատճառը, հիմնականում, միաժամանակ մեծ թվով հատկանիշների հետազոտումն էր: Այդ սխալից խուսափեց Գ. Մենդելը: Որպես հետազոտվող հատկանիշներ Գ. Մենդելը դիտարկում էր «այլընտրանքային», միմյանց փոխադարձելիորեն բացառող հատկանիշները: Մենդելի կիրառած հիբրիդոլոգիական մեթոդի էությունը կայանում էր հենց դրանում, որ նա խաչասերում էր մեկ զույգ փոխադարձելիորեն միմյանց բացառող (հակադիր) հատկանիշներ ունեցող բույսերը, և այնուհետև մի շարք սերունդների կյանքի ընթացքում յուրաքանչյուր խաչասերման արդյունքների վերլուծության համար կատարում էր մաթեմատիկական հաշվարկներ: Այսպիսով, Մենդելի փորձերի բնորոշ գիծը բոլոր առանձնյակների մեջ ուսումնասիրվող հատկանիշների դրսևորումների քանակական ստույգ հաշվառումն էր: Դա հնարավորություն տվեց նրան սահմանելու ժառանգման որոշակի քանակական օրինաչափություններ: Մենդելը հատկապես ընդգծում էր իր իսկ հայտնագործած օրինաչափությունների միջին վիճակագրական բնույթը և այդ օրինաչափությունների բացահայտման համար բազում (հազարավոր) սերունդների ուսումնասիրման անհրաժեշտությունը:

Միահիբրիդային խաչասերում

Հիբրիդացումը երկու օրգանիզմների խաչասերումն է: Զույգ առանձնյակների խաչասերումից առաջացած սերունդը անվանում են հիբրիդային, իսկ առաջացած առանձնյակը՝ հիբրիդ: Ժառանգականության օրինաչափությունների վերլուծությունը Մենդելը սկսեց միահիբրիդային խաչասերումից, այսինքն՝ խաչասերելու համար վերցնում էր միայն մեկ հատկանիշով տարբերվող ծնողական ձևեր: Այսպես, որպես հատկանիշ վերցրեց ոլոռի սերմերի գույնը, որպես հատկանիշի հակադիր տարբերակներ՝ դեղին և կանաչ գունավորմամբ սերմերը: Այդ օրգանիզմներին բնորոշ մնացած բոլոր հատկանիշները հաշվի չէին առնվում:

Դոմինանտ և ռեցեսիվ հատկանիշներ. Մենդելի առաջին օրենքը

Դեղին և կանաչ սերմերով ոլոռների խաչասերման արդյունքում ստացված հիբրիդների առաջին սերնդի (F₁) բոլոր բույսերի սերմերը դեղին էին: Հակադիր հատկանիշը (սերմերի կանաչ գույնը) կարծես անհետանում էր: Տվյալ փորձում միակերպությունը արտահայտվում է նրանում, որ մեկ հատկանիշը (սերմերի դեղին գույնը) ճնշում է հակադիր հատկանիշի (կանաչ գույնի) դրսևորմանը, և հիբրիդների բոլոր սերմերը դեղին (միակերպ) են ստացվում: Նման արդյունքներ էին ստացվում նաև այլ հատկանիշի՝ սերմերի մակերևույթի ձևի հակադիր դրսևորումներ (հարթ և կնճռոտ) ունեցող ոլոռի բույսերի խաչասերման արդյունքում, երբ առաջին սերնդում դրսևորվում էր միայն մեկ (հարթ մակերևույթ) հատկանիշը: Այս արդյունքների հիման վրա Գ. Մենդելը սահմանեց իր առաջին օրինաչափությունը, որը կոչվեց Մենդելի առաջին օրենք, և որը կարելի է անվանել նաև հիբրիդների առաջին սերնդի միակերպության կամ դոմինանտության օրենք: Հիբրիդային առանձնյակներում ծնողական ձևերից մեկի հատկանիշի գերակշռման երևույթը Գ. Մենդելն անվանեց դոմինանտություն: Նա դոմինանտ անվանեց հատկանիշի այն դրսևորումը կամ այն հատկանիշը, (սերմերի դեղին գույնը, հարթ մակերևույթը), որը «քողարկում էր» հակադիր հատկանիշի դրսևորումը (սերմերի կանաչ գույնը, կնճռոտ մակերևույթը): Արտաքուստ անհետացող հակադիր հատկանիշը կոչվեց ռեցեսիվ: Հատկանիշի դոմինանտ ալելային գենը ընդունված է նշանակել լատինական մեծատառով, իսկ ռեցեսիվը՝ փոքրատառով:

Հոմոզիգոտ և հետերոզիգոտ առանձնյակներ

Եթե օրգանիզմի գենոտիպում կամ երկու միանման ալելային գեներ, որոնք ունեն նուկլեոտիդների բացարձակ միևնույն հաջորդականությունը, ապա օրգանիզմը կկոչվի հոմոզիգոտ (լատ. «հոմո»՝ հավասար, միանման) այդ զույգ ալելային գեների: Օրգանիզմը կարող է հոմոզիգոտ լինել նաև ըստ դոմինանտ (օրինակ՝ AA կամ BB և այլն) կամ ռեցեսիվ գեների ևս (aa կամ bb և այլն): Իսկ եթե ալելային գեները նուկլեոտիդների հաջորդականությամբ տարբերվում են միմյանցից (այսինքն՝ մեկը դոմինանտ է, մյուսը՝ ռեցեսիվ), ապա օրգանիզմը կկոչվի հետերոզիգոտ (լատ. «հետերո» տարբեր) ըստ այդ գեների (Aa կամ Bb և այլն):

Օրգանիզմի անհատական զարգացում՝սաղմնային և հետսաղմնային, լրիվ և թերի կերպարանափոխություն, որն է դրնաց կենսաբանական նշանակությունը։

Օնտոգենեզը, որը սեռական ճանապարհով բազմացող օրգանիզմների անհատական զարգացումն է սկսվում է զիգոտի առաջացման պահից մինչև օրգանիզմի վախճանը։ Այն բաժանվում է սաղմնային և հետսաղմնային շրջանների։ Սաղմնային շրջանը ընդգրկում է զիգոտի ձևավորման պահից մինչև օրգանիզմի ծնունդը կամ ձվի թաղանթից դուրս գալը, իսկ հետսաղմնային շրջանը ՝ օրգանիզմի ծնվելուց կամ ձվաբջի թաղանթից դուրս գալուց նրա վախճանը։ Օնտոգենեզի սաղմնային շրջանը բաժանվում է երեք հիմնական փուլերի։ Դրանք են ՝ տրոհումը, գաստրուլյացիան և առաջնային օրգանոգենեզը։

Առաջինը՝ աճի և ձևավորման շրջանն է: Այդ շրջանի հենց սկզբում բոլոր օրգանները հասնում են տարբերակման այն աստիճանի, որում երիտասարդ կենդանին կարող է գոյություն ունենալ և զարգանալ մոր օրգանիզմից անկախ ։ Այդ ժամանակաշրջանում արդեն գործում են ստամոքս աղիքային ուղին, շնչառական, զգայական օրգանները։  Աճի և ձևավորման շրջանում վերջնականապես հիմք Է դրվում օրգանիզմի  առանձնահատկություններին, և անհատը հասնում Է տեսակին բնորոշ չափերի։

Բոլոր օրգան համակարգերից ուշ ձևավորվում է սեռական համակարգը, երբ ավարտվում է նրա ձևավորումը, սկսվում է հետսաղմնային կյանքի երկրորդ՝ հասունացման շրջանը, որի ընթացքում տեղի է ունենում բազմացումը։ Այդ փուլի տևողությունը տարբեր տեսակների մոտ տարբեր է։ Որոշ տեսակների մոտ այն տևում Է մի քանի օր, շատերի մոտ՝ երկար տարիներ։

Հասունացման շրջանին հաջորդում է երրորդ՝ ծերացման շրջանը օրգանների պարզեցմամբ. ծերացումը հանգեցնում է անհատի բնական մահվան։

Ֆոտոսինթեզ

Ֆոտոսինթեզ ածխաթթու գազից և ջրից` լույսի ազդեցության տակ օրգանական նյութերի առաջացումն է։ Ֆոտոսինթետիկ գունանյութերի (բույսերի մոտ` քլորոֆիլ, բակտերիաների մոտ՝ բակտերիոքլորոֆիլ և բակտերիոռոդօպսին) մասնակցությամբ։ Բույսերի ժամանակակից ֆիզիոլոգիայում ֆոտոսինթեզի տակ հասկանում են նրանց ֆոտոավտոտրոֆ գործառույթը՝ ֆոտոնի կլանման, էներգիայի փոխակերպման և օգտագործման գործառույթների համախմբությունը տարբեր էնդերգոնիկական ռեակցիաներում, այդ թվում ածխաթթու գազի փոխակերպումը օրգանական նյութերի։

Սպիտակուցներ

Սպիտակուցները օրգանական միացություններ են, որոնք կազմված են իրար միացած ալֆաամինաթթուներից:   Դրանք շատ կարևոր են նյութափոխանակության համար։

Սպիտակուցները կամ պրոտեինները կազմում են մեր օրգանիզմի չոր զանգվածի համարյա կեսը` 44%-ը: Տարբերվում են լիարժեք եւ ոչ լիարժեք սպիտակուցներ,  Սպիտակուցները նպաստում են սննդի մարսողությանը, վերականգնում են հյուսվածքները եւ նպաստում օրգանիզմի աճին:  Սպիտակուցի հիանալի աղբյուր են համարվում կաթնամթերքը, ընկուզեղենը, ձուն, հնդկահավը, սոյան եւ լոբազգիները, արեւածաղկի սերմերը, ձուկը եւ անյուղ միսը:  Հետաքրքիր է , որ սպիտակուցները օրգանիզմում չեն պահեստավորվում եւ սննդում սպիտակուցի դեֆիցիտի դեպքում օրգանիզմը ստիպված է լինում օգտագործել իր ֆունկցիոնալ պրոտեինները։

Տրանսլյացիա, տրանսկրիպցիա

Տրանսլյացիա՝ բջջում սպիտակուցի կենսասինթեզն է, որը իրենից ներկայացնում է ՌՆԹից սպիտակուց ինֆորմացիայի փոխանցումը։

ԴՆԹ-ում և ՌՆԹ-ում պոլիպետիդային կապի այն մասը, որը պայմանավորում է ապագա ամինաթթվի հաջորդականությունը, կոչվում է կոդոն։ Կոդոնը կարող է ունենալ A (ադենին), T (թիմին), C(ցիտոզին) կամ U (ուրացին), G (գուանին) նուկլեոտիդներից որևէ երեքը (օրինակ՝AAG, որը առաջացնում է լիզին (Լիզ) ամինաթթուն)։ Կոդոնի նուկլեոտիդների դասավորության AUG ձևը առաջացնում է մեթիոնին (ՄԵԹ) ամինաթթուն, որը կոչվում է նաև ստարտ կոդոն, քանի որ այն պոլիպետիդային շղթան սկսելու հրահանգ է տալիս։ Կան երեք կոդոններ, որոնք ամինաթթուներ չեն սինթեզում, այլ պոլիպետիդային շղթան ավարտելու հրահանգ են տալիս։ Դրանք կոչվում են ստոպ կոդոններ։

Տրանսլյացիայի նախորդող փուլը տրանսկրիպցիան է, որը Դնթից ինֆորմացիայի փոխանցումն է տՌՆԹ (տեղեկատու ՌՆԹ)-ին։ Տրանսկրիպցիայից հետո տՌՆԹ-ն ենթարկվում է ապլայսինգի (պրոցեսինգ)։ Սպյայսինգը տՌՆԹ-ին պատրաստում է տրանսյացիայի։ Տրանսկրիպցիան կատարվում է կորիզի ներսում, որտեղ ԴՆԹն և ՌՆԹ-ն պաշտպանված են ֆերմենտներից։ Տրանսլյացիան ի տարբերություն տրանսկրիպցիայի տեղի է ունենում կորիզից դուրս՝ ռիբոսոմներում։ Այդ իսկ պատճառով տՌՆԹի ծայրերին ավելանում են լրացուցիչ նուկլեոտիդներ, որոնք կոչվում են գլուխ և պոչ։ Վերջիններս պաշտպանում են տՌՆԹ-ին ֆերմենտներից։ տՌնթ-ի մեջ տրանսկրիպցիայից հետո առաջանում են կոդավորող և չկոդավորող հատվածներ, որոնք համապատասխանաբար էքսոններ և ինտրոններ։ Սպլայսինգի ժամանակ ինտրոնները հետանում են տՌՆԹ-ից։ Այսպիսով սպլայսինգից հետո տՌՆԹ-ն կազմված է լինում կոդավորող հատվածից, գլխից և պոչից։