Генетическая информация - программа жизни биологических сложных систем

ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ – ПРОГРАММА ЖИЗНИ СЛОЖНЫХ БИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ. Моим внучкам Валерии, Марии и Софии – посвящается.

ПРЕДИСЛОВИЕ.

Все живые организмы, населяющие нашу Планету, при явных различиях в их условиях существования, форм поведения, способов размножения и прочих различиях, имеют общие, схожие между собой, механизмы формирования их внутренних структур, органов их тела, обеспечивающих их существование в качестве живых особей. Общим для всех живых организмов, является наличие клеток, которые формируют ткани, являющиеся основой формирования всех функциональных органов этих организмов. В свою очередь, для формирования клеток, служат не менее сложные механизмы, в обязанности которых входит не только обеспечить построение клеток, но и выработать наследственные признаки, которые передаются из поколения в поколение. Вот о работе всех этих сложных механизмов пойдёт речь в рассматриваемой статье.

ГЛАВА 1.МОЛЕКУЛА ДНК, ГЕН, ХРОМОСОМА. Организм любого живого существа, животного или растительного происхождения, имеет клеточное строение. Клетки формируют ткани, ткани формируют органы, а органы формируют весь организм в целом. Из тканей формируются такие органы как кости скелета, сухожилия, жир, кожа, кровь, серое вещество головного и спинного мозга , мышцы, роговица глаза и другие органы человеческого тела. Организм взрослого человека, в среднем, состоит из 10^14 степени живых клеток, сами же клетки не являются идентичными по своему строению. Для формирования различных по своей структуре и по своему назначению органов используются примерно 250 видов различных клеток. Основу любой живой клетки составляют белковые молекулы. А сами молекулы состоят из множества аминокислот. Белки – строительный материал для формирования различных, по своим функциональным предназначениям, клеток. Из белков вырабатываются и более сложные белковые формирования – ферменты, которые непосредственно участвуют и , в то же время, контролируют все химические процессы, протекающие при сборке (синтезе) белков из определённого типа аминокислот. Какие аминокислоты должны непосредственно участвовать в синтезе определённого вида белков определяют гены. Причём, каждый отдельный ген кодирует соответствующие аминокислоты для синтеза (сборки) определённого типа белка, который, в данный момент времени, формирует определённую клетку, определённого органа организма. В качестве примера рассмотрим процесс формирования такой белковой молекулы, как гемоглобин. Эта белковая молекула состоит из цепи более мелких молекул – аминокислот. А каждая в отдельности аминокислота состоит из определённого количества атомов, расположенных строго определённым способом. Для того, чтобы из этих отдельных молекул аминокислот собрать (синтезировать) одну белковую молекулу, например, гемоглобина, определённые гены должны расставить (кодировать) отдельные молекулы аминокислот в определённый порядок ( в определённую последовательность). А таких молекул аминокислот 547, и для того чтобы сформировать одну молекулу гемоглобина необходимо из 547 молекул аминокислот собрать четыре цепи, перекрутить их между собой только после этого образуется невероятно сложная структура молекулы гемоглобина. Кодировкой всей этой последовательности операций занимается определённый набор генов. Гены состоят из дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), которая содержит определённый код – программу, определяющую последовательность синтеза белков. Сами гены между собой отличаются по размерам, в зависимости от размеров синтезируемого белка, которые они кодируют. ДНК представляет собой длинную двойную спираль , похожую на винтовую лестницу с миллионами ступенек. В одной ДНК содержится около 50000 генов, каждый из которых отвечает за осуществление определённой жизненно необходимой функции . Одни предназначены для построения элементов конкретной клетки, другие – за производство молекул ДНК и их ремонта, третьи - за доставку пищи в сформированную клетку и т.д РАЗДЕЛ 1.1. СТРУКТУРА ДНК. ДНК – это клеточный генетический материал, содержащийся в ядре клетки в наборе хромосом. Представляет собой молекулу, которая несёт в себе генетическую инструкцию по развитию и функционированию каждого отдельного живого организма. Генетическая инструкция ( генетический код ) - способ, свойственный всем живым организмам, кодирования аминокислотной последовательности белков при помощи последовательности нуклеотидов. В каждой клетке живого существа, в том числе и человека, расположено ядро. Хромосомы находятся в ядре клетки и представляют собой нуклеопротеидные структуры. Самым главным компонентом хромосомы является ДНК. Средняя длина ДНК в каждой отдельной человеческой клетке составляет, примерно, четыре метра. Вдоль её молекулярной длины ( нити) находится вся генетическая информация, соответствующая этой рассматриваемой клетке. Гены являются именно теми органами, которые считывают эту информацию, производят её распознавание и, далее, дают команду на синтезирующие механизмы, которые производят набор различных необходимых белков. Белковые молекулы всех существующих на Земле живых организмов построены всего из 20 аминокислот. Ген – единица наследственности, с помощью которой родители передают своему потомству свойства и функции. Совокупность всех генов любого живого организма называется геномом. В каждую клетку зачастую включается более одного типа хромосом, например, своя собственная, небольшая «частица наследственности». Каждая хромосома обладает индивидуальным строением. Формы набора хромосом имеют различный вид. Различают хромосомы а) Равноплечие. б) Субметацентрические, или неравномерные. в) Пальчиковидные, или акроцентрические. г) С неопределённой формой, или точковые.

Рис.1 Структура участка ДНК.

В клетках животных ( в том числе и человека), ядерные хромосомы образованы конденсированным веществом – хроматином. В состав хроматина входят:

---ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота);

--- РНК ( рибонуклеиновая кислота);

--- Белки – гистоны.

Нуклеиновые кислоты принимают самое непосредственное участие в биосинтезе аминокислот и белков ( собирают определённые типы белков из определённых аминокислот), и обеспечивают передачу наследственных признаков из поколения в поколение. ДНК сосредоточено в ядре клетки, РНК сосредоточена в цитоплазме клетки.

ДНК образуют двойную спираль, цепи которой состоят из нуклоидов, составляющих основание молекулы ДНК. Нуклоиды, в свою очередь, представляют собой : -а.)углевод дезоксирибозу; -б.) фосфатную группу; - в.)четыре азотистых основания: 1) А – адеин; 2) Г – гуанин; 3) Т – тимин; 4) Ц – цитозин.

Рис.2 Расположение хромосом в ядре клетки. Последовательное распределение генов в одной молекуле ДНК.

РАЗДЕЛ 1.2. ХРОМОСОМНЫЙ НАБОР. Хромосомный набор – совокупность всех хромосом в клетке. Каждый биологический вид обладает постоянным и характерным набором хромосом, закреплённым в эволюции каждого отдельного вида. Различают два основных типа наборов хромосом: - одиночный (гаплоидный) – вид набора хромосом в половых клетках животных ( человека); - двойной ( диплоидный) набор хромосом – располагаются в соматический ( неполовой клетке) и содержащий пары сходных гомологических хромосом от матери и отца. Для более компактного расположения генома в ДНК Природа разбила геном на своеобразные молекулы ДНК. Геном клетки человека разбит на 46 пар молекул ДНК. Одна такая пара называется хромосомой. Диплоидные наборы хромосом для некоторых организмов таковы:

--- человека - 46 хромосом;

--- слон - 56 хромосом»

--- лошадь - 66 хромосом

--- шимпанзе – 48 хромосом;

--- кошки – 60 хромосом;

--- крысы – 42 хромосомы;

--- мухи дрозофилы – 8 хромосом;

--- в некоторых растениях – до сотен и тысяч хромосом.

Хромосомы с соответствующими наборами ген несут в себе наследственные признаки обеих родителей . В организме человека присутствует 23 пары хромосом (46 хромосом). 22 хромосомы несут в себе наследственные признаки отца и такие же 22  -несут в себе наследственные признаки матери. Одни хромосомы определяют рост будущего человека, другие – форму черепа, третьи – форму ушей, какие то – цвет глаз, цвет и структуру волос ( чёрные, светлые, ровные, кучерявые, волнистые) и т.д. 23 - я хромосома отца и матери определяют пол будущего ребёнка. У женщин 23 хромосома находится в яйцеклетке и структурно состоит из хромосом ХХ, а мужская сперматозоида структурно состоит из хромосом ХУ. Если при оплодотворении яйцеклетки соединятся в единую пару две хромосомы Х – женщины и Х – мужчины, то родится девочка, если произойдёт соединение хромосом Х и У , то родится мальчик. У – хромосом меньшего размера. Х – хромосома содержит намного больше генов, чем У – хромосома, при этом, у многих этих генов функции не ограничиваются определением пола. Сразу же, после оплодотворения яйцеклетки, образуется одна единственная клетка будущего ребёнка и начинается процесс деления клеток. С первой клетки образуются две клетки будущего ребёнка, эти две клетки образуют уже следующие четыре, эти образуют следующие восемь клеток и так, в геометрической прогрессии, происходит сначала образование клеток определённого органа тела ребёнка. Из этих клеток образуется ткани, из которых строится конкретный орган будущего организма, в определённой последовательности происходит образование тех или иных органов, из которых затем образуется сначала зародыш, а затем из зародыша образовывается тело будущего человека. Различают процессы не прямого деления клеток ( МИТОЗ) – наиболее распространённый способ репродукции животных (зукареотических) клеток и митотический цикл – совокупность процессов, которые происходят в клетке в период от одного деления до следующего. Биологическое значение митоза состоит в строго одинаковом распределении хромосом между дочерними ядрами, что обеспечивает образование генетически идентичных дочерних клеток. Этот цикл заканчивается образованием удвоенных клеток следующей генерации. На рисунке 4 изображён набор хромосом в ядре клетки. Хранение и передача наследственной информации возможна благодаря сложной организации спирали ДНК. Мы уже уяснили, что структура всех белков, из которых состоят клетки органов, зашифрованы в генах. Первично создавшийся во время зачатия код, заложенный в структуре белков, на протяжении всей жизни человека будет копировать сам себя. Личный набор хромосом (кариотип) не изменяется во время обновления клеток органов. Передача информации осуществляется с помощью половых гамет – мужских и женских В ядре клетки постоянно происходят важные процессы. Вся информация, записанная в хромосомах, используется для построения белков из аминокислот. Но вся цепочка ДНК расположена только в ядре клетки и никогда его не покидает. Для того, чтобы реализовать наследственную информацию необходима помощь другой важной молекулы РНК. Эта молекула расположена в цитоплазме клетки и способна проникнуть через мембрану ядра для дальнейшего взаимодействия с цепочкой ДНК. Посредством взаимодействия ДНК и трёх видов РНК – транспортной РНК (тРНК), информационной РНК (иРНК) и рибосомы ( небольшие молекулы РНК) происходит реализация всей закодированной информации. Трансформация – это процесс в котором информация, закодированная в ДНК переводится ( преобразуется) в рибонуклеиновую кислоту (РНК). РНК представляет собой длинную цепь , похожую на структуру ДНК, за исключением того, что одно из оснований Т (тимин) заменено на основание У(урацин). Таким образом, как и ДНК, РНК содержит в себе четыре основания, составляющую кодированную триплетную информацию. После начала перевода (транскрипция) ДНК в РНК, часть двойной спирали ДНК раскрывается и расплетается. Одна из нитей ДНК, которая расплелась, становится матрицей для образования связанной (комплектарной) с ней нити РНК. Эта комплектарная нить РНК получила название информационной РНК (и РНК) . Отделившись от ДНК , информационная РНК (и РНК) покидает ядро клетки и перемещается в цитоплазму. Там ( иРНК) присоединяется к рибосоме, которая является крошечным структурным элементом клетки, где осуществляется синтез (сборка) белка. Во время трансляции код (иРНК ), полученный от ДНК, указывает рибосоме порядок и тип связанных друг с другом аминокислот. Аминокислоты доставляются в рибосому посредством значительно меньшей, так называемой, транспортной РНК (тРНК). Каждая транспортная РНК транспортирует одну аминокислоту для её внедрения в собираемую (растущую) цепь белка, который вырастает в сложную трёхмерную структуру.

Рис .3 Удвоение (репликция) молекулы ДНК.

Рис.3а. Формирование удвоенной молекулы ДНК - процесс копирования двух « дочерних» цепей ДНК.

После завершения процесса копирования (удвоения), спираль ДНК вновь восстанавливается

Рис.4.. Хромосомный набор ДНК ядра клетки. (полный набор хромосом). Полный набор хромосом( 22 пары - общие пары родителей + 23 отдельная пара) – называется геномом человека. Геном у всех животных, в том числе и человека, делится на две части. Большая( значительная) часть генома называется основной или ядерной ( расположен в ядре клетки), а очень малая часть генома называется митохондральной. Ядерный геном собирается из двух половинок, полученных от отца и от матери. Митохондральный геном человек получает только от матери. В отличие от ядерного генома , митохондральный геном (митохондральная ДНК) – это генетический материал, который располагается не в ядре клетки, а в её цитоплазме. При половом размножении миохондральная ДНК (мтДНК), в отличие от генетического маркера У – ДНК, который передаётся только по мужской линии, от отца к сыну (что позволяет определить отцовство), передаётся по материнской линии , от матери к сыновьям и дочерям. Что в некоторых случаях позволяет определить родственность детей по отношению к матери. Исследования показали, что из – за возникновения дефектов мтДНК клетки в организме человека могут возникнуть различного рода заболевания. Сегодня уже насчитано порядка 400 болезней, связанных с такими дефектами. Кроме того, определено, что именно мтДНК провоцирует старение организма. Митохондриальная ДНК имеет высокую скорость мутирования, вследствие чего она является хорошим объектом для изучения эволюционного родства живых организмов. Схожесть организмов одного вида ( между родителями и их потомками) определяется наследственностью, а их отличия – изменчивостью. Наследственность – свойство повторять в ряду поколений ( из поколения в поколение) одинаковые признаки и особенности развития. Например, по наследству, из поколения в поколение, по мужской линии передаётся рыжий цвет волос. Эти свойства обусловленные передачей, в процессе размножения, от одного поколения к другому одних и тех же материальных структур клеток, с заложенной в них программой развития новых особей. Изменчивость – различия между родителями и детьми. Процесс формирования плода происходит после оплодотворения мужской спермотозоидой женской яйцеклетки. После этого происходит передача плоду наследственных функций родителей, определение и формирование пола будущего ребёнка. Во внутриутробном развитии ребёнка различают два периода :--- период эмбрионального развития – составляющий до 8 недель беременности включительно. В этот период зародыш называется эмбрионом и приобретает характерные для человека черты лица . --- Второй период, период непосредственного формирования плода. Этот период получил название « фетальный». Его продолжительность с 9 – й недели и до родов. Выше по тексту уже было отмечено, в какой последовательности происходит формирование организма человека: гены формируют набор белков, из которых собираются клетки, клетки формируют различные виды тканей, из тканей формируются все органы человеческого тела, а сформированные органы составляют само тело человека, его организм. Каким образом, в какой временной последовательности происходит формирование организма человека, рассмотрим в следующей главе.     ГЛАВА 2. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ПРОЦЕССА ВНУТРИУТРОБНОГО ФОРМИРОВАНИЯ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ОРГАНИЗМА. О том, как работает механизм размножения и передачи наследственных признаков от родителей к детям, рассмотрим на примере процесса внутриутробного формирования и развития человеческого плода на протяжении всего периода его формирования. РАЗДЕЛ 2.1. Последовательность внутриутробного развития человеческого плода, на этапе формирования зародыша (эмбриона). А) Развитие эмбриона в первый месяц (1 – 4 недели): ---- Первая неделя (1 – 7 дни). Беременность начинается с момента оплодотворения – слияния зрелой мужской клетки ( спермотозоида) с женской яйцеклеткой. Этот процесс, как правило, происходит в маточной трубе. Через несколько часов оплодотворённая клетка начинает делиться в геометрической прогрессии и спускается по маточной трубе в полость матки. Этот процесс происходит в течении пяти дней после оплодотворения. В результате деления получается многоклеточный организм, получивший название «морус» , из – за своей схожести с ягодой ежевики ( ежевика по латыни – морус), отчего на этой стадии зародыш называют морулой. Приблизительно на 7- е сутки происходит имплантация – внедрение морулы в стенку матки. В это время происходит соединение зародыша с кровеносными сосудами матки, впоследствии из них образуется плацента. ----- Вторая неделя( 8 – 14 дни). У зародыша начинает формироваться пуповина, плацента, а так же, нервная трубка, из которой впоследствии начнёт формироваться нервная система плода. --- Третья неделя ( 15 – 21 дни). В течение этого времени начинают закладываться важные органы и системы плода. В этот период начинают закладываться важные органы и системы плода: появляются зачатки дыхательной, пищеварительной, кровеносной, нервной и выделительной систем. На том месте, где вскоре появится головка плода, формируется широкая пластинка, которая даёт начало формированию головного мозга. На 21 день у эмбриона начинает биться сердце. ---- Четвёртая неделя(22 – 28 дни). Закладываются зачатки кишечника, печени, почек и лёгких. Сердце начинает работать более интенсивно, прокачивая через кровеносную систему всё большее количество крови. Начинают формироваться складки туловища и появляется зачаток позвоночника ( хорда ). К 25 дню завершается формирование нервной трубки, а к 28 дню формируются мышечная система и позвоночник, который разделяет эмбрион на две симметричные половинки и верхние и нижние конечности. В этот период начинают формироваться ямки на головке, которые впоследствии станут глазами плода. Б) Развитие эмбриона в течение второго месяца ( 5 – 8 недели) ----Пятая неделя (29 – 35 дни). Начинается формирование следующих органов и систем: а) Пищеварительная система, печень и поджелудочная железа; б) Дыхательная система --- гортань, трахея, лёгкие; в) Кровеносная система; г) Половая система – формируются предшественники половых желёз; д) Продолжается формирование глаз и внутреннего уха; е) Начинается формирование нервной системы – отделов головного мозга; В этот период появляется слабозаметная пуповина. Продолжается формирование конечностей, появляются первые зачатки костей. На лице сформирована верхняя губа и носовая полость. ---- Шестая неделя (36 – 42 дни). а) Начинается формирование плаценты; б) Продолжается формирование головного мозга и его отделов; в) Начинается формирование мышц лица. Продолжают формироваться глаза и начинают формироваться веки; г) Начинают изменяться верхние конечности, они удлиняются и появляются зачатки кистей и пальцев. Нижние конечности остаются в зачаточном состоянии; д) Завершается формирование желудочка, предсердия и камер сердца; е) Формируются мочевыводная система, первичные почки и мочеточник; ж) Начинается формирование органов пищеварительной системы: отделы желудочно – кишечного тракта желудка, тонкого и толстого кишечников. Печень и поджелудочная железа к этому периоду уже практически завершили своё развитие. ---- Седьмая неделя ( 43 – 49 дни). а) Завершается формирование пуповины и устанавливается маточно –плацентарное кровообращение. С этого времени, дыхание и питание эмбриона осуществляется за счёт циркуляции крови по сосудам пуповины и плаценты; б) Продолжается развитие верхних конечностей. Пальцы сформированы , но между собой не разделены; в)Полностью сформировались глаза, уже прикрытые веками. Сформировался и уже открывается рот; г) Происходит закладка носовых складок и носа. Начинают закладываться ушные раковины; Сам эмбрион находится в дугообразно согнутом положении, на тазовой части имеется маленький хвостик. ---- Восьмая неделя (50 – 56 дни). а) Продолжается формирование пищеварительной системы, сердца, лёгких, мозга, мочевыводительной системы. Развиваются органы слуха. У мальчиков формируются и развиваются яичники; б) Происходит интенсивный рост головы, верхних и нижних конечностей. Закончилось формирование пальцев, между ними уже отсутствует кожные перепонки. Процесс формирования тела эмбриона завершён. К концу восьмой недели длина тела эмбриона от темени до кончиков хвоста составляет 20 – 21 миллиметров. РАЗДЕЛ 2.2. Второй – фетальный период развития плода. ---- Девятая неделя ( 57 – 63 дни ). а) Совершенствуются сосуды плаценты, улучшается кровоток. б) Продолжается развитие костно – мышечной системы, начинается процесс окостенения, формируются суставы пальцев рук и ног. Плод начинает совершать активные движения. в) Продолжается дальнейший рост и развитие головного мозга. Формируются структуры мозжечка. г) Интенсивно развиваются надпочечники, идёт выработка важных гормонов. д) Совершенствуется хрящевая ткань: ушные раковины, хрящи гортани, идёт формирование голосовых связок. ---- Десятая неделя (64 – 70 дни) . а) Начинают развиваться ягодицы, пропадает хвостик. Плод находится в матке в полусогнутом состоянии. б) Продолжает развиваться нервная система. в) Формируются сосательные рефлексы. г) Завершается развитие диафрагмы, которая начнёт активное участие в дыхательном процессе. ---- Одиннадцатая неделя ( 71 – 77 дни). а) Полностью сформирована плацента, обеспечивается поступление к плоду кислорода и питательных веществ, выводится углекислый газ и продукты обмена. б) Происходит дальнейшее формирование глаз плода, в это время развивается радужная оболочка, которая определяет цвет глаз. Тело плода в этот период остаётся непропорциональным: маленькое туловище, большие размеры головы, длинные руки и короткие ноги, согнутые в суставах и прижатые к животу. ---- Двенадцатая неделя (78 – 84 дни ) а) Продолжается развитие половых органов. б) Совершенствуется пищеварительная система. Кишечник вытягивается в длину и укладывается петлями. Начинаются периодические сокращения его мышц. Плод начинает совершать глотательные движения , заглатывая околоплодную воду. в) Продолжается развитие и совершенствование нервной системы. Развивается головной мозг, хорошо развиты большие полушария и другие отделы мозга. г) В крови уже выработаны красные клетки ( эритроциты), но и начинается выработка белых кровяных клеток (лейкоцитов). д) К концу недели появляются брови и ресницы, сформирована шея. ---- Четвёртый месяц беременности, тринадцатая неделя ( 85 – 91 дни). а) Начинают изменяться пропорции тела, удлиняются верхние и нижние конечности и туловище. б) Продолжается совершенствование пищеварительной и нервной систем. Начинают зарождаться молочные зубы. в) Лицо плода полностью сформировано, веки глаз сомкнуты. ---- Четырнадцатая неделя (92 – 98 дни). а) Сформировано пропорциональное тело. На лице сформирован лоб , щёки и подбородок. Появляются первые бесцветные волосы. б) Совершенствуется костно – мышечная система. Плод начинает поворачиваться, изгибаться, совершать плавающие движения. в) Завершается формирование почек, мочевого пузыря и мочеточников. Почки начинают выделять мочу, которая смешивается с околоплодными водами. г) Совершенствуется эндокринная система: начинают работать клетки поджелудочной железы, вырабатывается инсулин и клетки гипофиза. д) Идёт совершенствование половых органов, у мальчиков формируется предстательная железа, у девочек яичники мигрируют в область таза. ---- Пятнадцатая неделя ( 99 – 105 дни). а) Рост рук и ног начинают опережать рост головы. б) Совершенствуется кровеносная система, уже можно определить группу крови и резус – фактор. Растут в длину кровеносные сосуды ( вены, артерии, каппиляры), укрепляются их стенки. в) Начинается выработка первородного кала, который вырабатывается после заглатывания околоплодных вод, которые попадают в желудок, затем в кишечник и наполняют их. г) Полностью сформированы пальцы рук и ног. На них появляется индивидуальный рисунок. В конце 15 недели размер плода от темени до копчика составляет около 10 см, вес – примерно 70 – 75 грамм . ---- Шестнадцатая неделя ( 106 – 112 дней). а) К концу недели плод полностью сформирован, у него есть все органы и системы, активно работают почки. б) Кожа плода очень тонкая, подкожная жировая клетчатка практически отсутствует. в) Формируются мимические мышцы – плод начинает «гримасничать». Наблюдается подобие улыбки. Вес плода к концу недели увеличивается до100 грамм. ---- Пятый месяц беременности, семнадцатая неделя(113 – 119 дни). а) Под кожей начинает развиваться подкожная клетчатка. Продолжают развиваться молочные зубы, которые покрываются зубной эмалью. Под ними начинают развиваться зародыши постоянных зубов. б) Меняется положение плода, Головка поднята и находится в вертикальном положении. Руки согнуты в локтевых суставах, пальцы согнуты в кулачки. в) Прослушивается отчётливое сердцебиение. г) Появляется реакция на звуковые раздражители. Плод начинает реагировать на резкие звуки. ---- Восемнадцатая неделя ( 120 – 126 дни). а) Начинает формироваться режим сна и бодрствования. Большую часть времени плод спит. Уже на этой недели женщина может ощущать движение плода. ---- Девятнадцатая неделя ( 127 – 133 дни). а) Полностью сформированы глаза, появляется рефлекс моргания. б) Улучшается координация движения. Длина тела плода 23 – 25 см, вес до340 грамм. ---- Двадцатая неделя ( 134 – 140 дни) – экватор беременности. а) Изменяется внешность плода. Кожа, благодаря постепенному накоплению подкожного жира становится менее прозрачной б) Через сердце проходит более 25 крови в сутки ---- Шестой месяц беременности, двадцать первая неделя ( 141 – 147 дни). а) Слой подкожной клетчатки увеличивается. Кожа плода морщинистая с множеством складок. б) Улучшается координация движения, женщина чаще ощущает движение плода. в) Изменяется режим сна и бодрствования – плод меньше спит ---- Двадцать вторая неделя ( 148 – 154 дни). а) Полностью сформирован позвоночник плода. Продолжается процесс укрепления костей. б) Совершенствуется нервная система, головной мозг содержит уже все нервные клетки ( нейроны) и имеет массу около 100 грамм. в) Существенно увеличиваются размеры сердца, совершенствуются функциональные возможности сердечно – сосудистой системы. ---- Двадцать третья неделя ( 155 – 161 дни). а) Продолжается развитие внутренних половых органов: у мальчиков – мошонка, у девочек - яичники. б) Увеличивается частота дыхательных движений до 50 – 60 раз в минуту. ---- Двадцать четвёртая неделя ( 162 – 168 дни). а) Уже сформированы органы чувств: начинает функционировать зрение, полностью развит слуховой аппарат. При появлении приятных звуках плод ведёт себя спокойно, при неприятных – начинает активно шевелиться. б) Между матерью и ребёнком устанавливается эмоциональная связь. При негативных эмоциях женщины ( страх, тревога, тоска) ребёнок испытывает такие же эмоции. К концу недели масса плода увеличивается до 600 грамм, длина достигает 30 – 32 см. ---- Седьмой месяц беременности. Двадцать пятая неделя ( 160 – 175 дни). а) Ещё полностью не сформированы хрящи ушей, они пока ещё тонкие и мягкие. б) Продолжается интенсивное развитие костного мозга, который берёт на себя основную роль в кроветворении в) Формируются мелкие элементы лёгочных тканей. До рождения ребёнка лёгочные ткани находятся без воздуха и наполнены сплющенными шариками, которые расправляются только после первого крика новорождённого С 25 недели мелкие элементы лёгочной ткани начинают вырабатывать особое вещество ( сурфактант), необходимый для поддержания формы лёгочных тканей. ---- Двадцать шестая неделя ( 167 – 182 дни). а) Продолжается рост мышечных тканей и подкожной жировой клетчатки. Укрепляются кости и продолжают развиваться зародыши постоянных зубов. б) Продолжается формирование половых органов: у мальчиков яички опускаются в мошонку ( весь процесс длится в течение 3 – 4 недель), у девочек завершается формирование наружных половых органов и влагалища. в) У ребёнка появляется обоняние ( ощущение запахов). ---- Двадцать седьмая неделя ( 183 – 189 дна). а) Продолжает накапливаться жировая клетчатка, темнеют брови, ресницы и волосы на голове. Продолжают формироваться ногти на пальцах рук и ног. б) Начинает активно функционировать одно из полушарий мозга. Если в это время активизируется правое полушарие мозга, то ребёнок будет левшой и, наоборот. К этому периоду плод становится практически жизнеспособным. Если в этот период родится недоношенный ребёнок, то, при отсутствии патологии органов, этот ребёнок может выжить. Вес ребёнка – 900 грамм, длина тела – 38 см. ---- Восьмой месяц беременности. Двадцать девятая неделя ( 197 – 203 дни). а) Плод начинает принимать определённое положение в матке, головой или ягодицами вниз. б) Почки начинают выделять до 500 мл. литров мочи в сутки, увеличивается нагрузка на сердечно – сосудистую систему. ---- Тридцатая неделя( 204 – 210 дни). а) Легкие готовятся к рождению ребёнка, к началу дыхания. б) Продолжается развитие головного мозга, увеличивается число извилин и площадь коры. ---- Тридцать первая неделя ( 211 – 217 дни). а) Полностью закончилось формирование глаз. Цвет радужки у всех детей одинаковый – голубой. После рождения ребёнка, через некоторое время, цвет глаз может поменяться. Плод реагирует на яркий свет сужением зрачков. ---- Тридцать вторая неделя (218 – 224 дни). а) Увеличиваются размеры головного мозга. Его объём достиг 25% от объёма мозга взрослого человека. б) Продолжают совершенствоваться органы эндокринной системы – интенсивно вырабатываются гормоны, в лёгких накапливается сурфакмат. в) Вырабатывается специальный гормон, который способствует образованию в организме матери астрогена, в результате молочные железы начинают готовиться к выработке молока. ---- Девятый месяц беременности. Тридцать третья неделя (225 – 231 дни). а) Кожа плода становится светлой и гладкой, полностью сформировались ногти на руках и ногах. б) Увеличивается масса сердца , повышается тонус кровеносных сосудов, лёгкие готовы к заполнению воздухом. Полностью сформирован головной мозг. ----Тридцать четвёртая неделя ( 232 – 238 дни). а) Ребёнок занимает в матке устойчивое положение. б) Интенсивно растут волосы на голове и принимают определённую окраску. Но после родов цвет волос может поменяться. в) За счёт материнского кальция отмечается интенсивное укрепление костей плода. г) Наблюдается постоянное заглатывание околоплодных вод, чем стимулируется желудочно – кишечный тракт и работа почек. ---- Тридцать пятая неделя ( 239 – 245 дни). а) Каждый день ребёнок прибавляет в весе 25 – 35 грамм. Масса ребёнка может составлять 2200 – 2500 грамм. Рост увеличивается до 46 см. б) Интенсивно откладывается жировая клетчатка, ребёнок становится более упитанным. в ) В кишечнике скопилось достаточное количество околоплодной воды ( мелонии ), которая должна отойти через 6 – 7 часов после родов. ---- Тридцать шестая неделя ( 246 – 252 дни). а) Кости черепа, по сравнению с другими костьми, остаются мягкими, со щелями ( родничками), что позволяет головке ребёнка быть более податливой, при прохождении через родовые пути. ---- Десятый месяц беременности. Тридцать седьмая неделя ( 254 – 259 дни). а) Хрящи носа и ушных раковин становятся более плотными и упругими б) Полностью сформированы и зрелы лёгкие. в ) Закончилось созревание пищеварительной системы – в желудке и кишечнике происходят сокращения мышц, необходимые для проталкивания пищи (перестальтика) ---- Тридцать восьмая неделя ( 260 – 266 дни ). а) Плод полностью зрелый и готов к рождению. ---- Тридцать девятая неделя( 267 – 273 дни). Полностью изменились пропорции тела, хорошо развиты грудная клетка и плечевой пояс, округлый живот, длинные конечности. За две недели до родов плод начинает опускаться, прижимаясь к костям таза. Плацента начинает постепенно состаривается и в ней ухудшаются обменные вещества. б) Полностью развиты органы чувств: ребёнок улавливает все звуки, видит яркие цвета, может фокусировать зрение, развиты вкусовые рецепторы. ---- Сороковая неделя ( 274 – 280 дни). Все показания плода соответствуют новорождённому. Матка начинает периодически сокращаться ( переходит в тонус), что проявляется ноющими болями внизу живота. Матка приоткрывается и головка плода теснее прижимается к полости таза. Кости черепа, по – прежнему , мягкие и податливые, что позволяет головке ребёнка изменять форму и легче проходить через родовые пути. Вот таким образом, разные по своему функциональному назначению гены, из разных, по своим химическим составам, аминокислот, формируют разные, по – своей сложности и по своим функциям, биологические клетки. А далее, из этих клеток формируются различные ткани, из которых формируются все органы будущего человеческого тела . Объединённый в единый организм все сформированные органы человеческого тела становятся новым человеком, наследующим характерные черты не только своих биологических родителей, но и их предков по отцовской и материнской линиям. Примерно 3,5 миллиардов лет тому назад Природой созданы на Земле первые живые клетки, и с этого времени стал формироваться механизм их размножения. Самые первые живые простейшие организмы, такие как бактерии, сине - зелёные водоросли, амёбы, инфузории и другие одноклеточные стали использовать различные способы бесполого размножения, без участия репродуктивных клеток – гамет. Это - размножение способом деления клетки, которое достигалось простым делением ядра клетки надвое. Далее, растительный и животный мир изобрели способы размножения спорами ( в основном грибы) и методом почкования. Этот способ уже стал применяться для примитивных многоклеточных животных ( губки, кишечнополостные, некоторые черви) и растений ( некоторые грибы и мхи). По мере усложнения живых организмов стал появляться способ размножения делением непосредственно тела (фрагментация), причём, из каждой части вырастает полноценный организм, полностью сходный с родительской особью ( плоские и кольчатые черви). По мере усложнения живых организмов, усложнялись и способы их размножения. Появился способ размножения животных и рыб откладыванием яиц. Такие животные, птицы и рыбы ( у которых икра выполняет роль яиц), называются яйцеродящими, или яйцекладущими. Плод яйцеродящих находится в яйце, и его развитие происходит за счёт белка и желтка, находящихся внутри яйца. У основной массы животного мира, относящегося к млекопитающим, выработался способ воспроизведения потомства, который в полном объёме описан выше. Этот способ называется – живородящие. К живородящим относятся все млекопитающие, за исключением однопроходных – утконоса и ехидны. Существует и промежуточная форма воспроизведения потомства – яйцеживородящие. Яйцо развивается, продолжая находиться в теле самки. Но питание зародыша обеспечивается желтком яйца, а не организмом матери. Яйцеживорождение свойственно некоторым акулам, многим ящерицам и змеям. Несмотря на то, что Природа, в течение эволюционного развития, разработала множественные способы воспроизведения потомства, но во всех случаях используется универсальный наследственный аппарат. Он основан на молекуле ДНК с полным набором генов , несущих наследственные признаки от родителей к детям, присущих данному виду живого организма.                   ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Сегодня генетика представляет собой одну из основных направлений научных исследований. Последние достижения генетики в области генной инженерии, в области исследования генома человека и клонировании, открыли широкие перспективы развития биохимии и лечении различных заболеваний, создали возможности изменения самой сущности человека. Генная инженерия содержит методы генетики и молекулярной биологии, связанные с направленным созданием новых, отсутствующих в природе, комбинаций генов. В современной медицине уже стала применяться генодиагностика – совокупность методов, позволяющих распознавать генетические изменения (дефекты) в клетках, а также по определённым генам возбудителей болезней на ранних стадиях заболевания. Появилась генная терапия – лечение непосредственных заболеваний путём внедрения определённых генов в клетки пациента, с целью направленного изменения генных дефектов, или придания клетка новых функций. Методы генной инженерии нашли широкое практическое применение при выведении трансгенных животных и растений с повышенной продуктивностью и более высоким качеством продукции, в выведении устойчивых к болезням растений и представителей животного мира. На основе методов генной инженерии, учёными уже проведено значительное количество удачных экспериментов в области молекулярного клонирования. Здесь уместно вспомнить успешное проведение шотландскими учёными эксперимента, которые этим методом, из клетки беременной овцы, получили точную её копию, небезизвестную овцу Долли. Причём, эта клонированная овца нормально формировалась и произвела на свет четыре нормальных ягнёнка. Успешные эксперименты, в этом плане, были проведены и американскими учёными, которые смогли получить генетически изменённый эмбрион обезьяны, из которого впоследствии родилась вполне нормальная обезьянка. В последние годы проведено значительное количество удачных экспериментов в клонировании животных из соматических (неполовых) клеток. Кроме того, учёными разработаны и методы искусственного оплодотворения женских особей. С помощью этих методов некоторые женщины, по разным причинам не способным забеременеть, стали матерями одного, или нескольких детей и ощутить радость материнства. В будущем, генная инженерия сможет побороть такие заболевания, которые сегодня не лечатся, сможет изменять физические и психологические качества людей, как в детском, так и во взрослом возрасте. Уже сегодня учёные работают над проблемами раннего старения организма человека, используя результаты исследований влияния митохондриальной ДНК на ускорение процесса старения. Дальнейшая совместная работа микробиологов, генетиков, биохимиков и генных инженеров позволит изменять жизнь людей в лучшую сторону, ибо возможности генной инженерии и генетики в целом, практически безграничны.

  Клещевич Валерий Александрович. г. Харьков. Март 2018 год.