Мутант ржи sy1 (фотографии мейоза sy1 и дикого типа)

Тезисы моей работы по исследованию мутанта ржи sy1

understanding of meiosis in rye is important for comprehension of how this process is carried out in wheat, which is important for breeding programs. Insight into molecular mechanisms of recombination will provide opportunities for direct gene transfer to increase genetic variability through recombination between unrelated genomes and increase the efficiency of selection of cereals. The aim of our work was to analyze the cytological manifestation of asynaptiс mutation sy1 in rye. In the course of our work we found that chromosomes of sy1 mutant are not paired and remain as univalents at metaphase I.

Рожь Secale cereale L. (2n=14) – великолепный объект для цитогенетических исследований. Пыльники ржи, на стадии осуществления мейоза, отличаются большими размерами, легкодоступны и удобны для использования в эксперименте. Понимание мейоза у ржи будет иметь важное значение в осознании этого процесса у пшеницы, а это немаловажно для осуществления селекционных программ. Осмысление молекулярных механизмов рекомбинации, в том числе между чужеродными хромосомами, откроет возможности для направленного переноса генов, увеличения генетической изменчивости за счет рекомбинации между неродственными геномами и повышения эффективности селекции хлебных злаков.

Целью нашей работы был анализ цитологического проявления асинаптической мутации sy1 у ржи.

В задачи работы входило:

1)Определение числа унивалентов и бивалентов в каждом микроспороците, находящемся на стадии метафазы I (MI).

2)Вычисление частот клеток с унивалентами.

3)Исследование расхождения хромосом у мутанта sy1.

Материал: давленные препараты пыльников ржи, которые окрашены ацетокармином.

Используемые методы: цитологический (световая микроскопия) и аналитический анализ.

Готовые препараты изучали под микроскопом, производили подсчет числа хромосом в М I, анализ их взаимодействия: подсчитывали число унивалентов и бивалентов в каждом микроспороците, фотографировали клетки, в которых все хромосомы (2n=14) были хорошо видны.

Результаты и обсуждение:

Мы сравнили характеристики метафазы I мейоза у асинаптического мутанта sy1 с мейозом у ржи дикого типа.

В ходе нашей работы было просмотрено 40 клеток sy1 (растение N145/22), 110 клеток ржи дикого типа с бивалентным мейозом (растение N 229/2, выщепившееся в потомстве растения с бивалентным мейозом в семье расщепившейся по мутации sy10) и получены следующие результаты:

Таблица 1. Характеристика метафазы I у растения ржи дикого типа и у мутанта sy1.

Параметр учета	Дикий тип	Мутант sy1
Число унивалентов на клетку	1,58	13,85
Число бивалентов на клетку	6,21	0,07
Число хиазм на клетку	8,29	0,07

Выводы:

1)    Выявлены нарушения процесса спаривания хромосом у мутанта sy1, что может быть следствием полного отсутствия кроссинговера.

2)    В пахитене мутанта ржи sy1 видны отдельные неспаренные участки хромосом (без детального анализа), следовательно можно сказать, что процесс образования бивалентов нарушен уже на этой стадии.

3)    На стадиях диплотены и диакинеза выявлены картины полного нарушения спаривания хромосом у исследованного мутанта sy1.

4)    В МI хромосомы представлены унивалентами, не выстраиваются в экваториальной плоскости клетки, а образуют группы у полюсов, при этом чаще всего встречаются клетки с 8-ю хромосомами у одного полюса веретена и 6-ю у другого.

Фотографии sy1 

Фотографии дикого типа ржи

Смертность. (Mortality. Is it necessary or not?)

Смертность. (In english see below)

В самом деле, любое потенциально бессмертное существо неизбежно столкнулось бы с очень серьезной проблемой: в окружающей среде происходят постепенные изменения,и со временем она может оказаться совершенно иной. Соответственно, данное существо должно быть не только бессмертным, но и способным приспосабливаться к любой окружающей среде. Это настолько сложно,что практически невыполнимо. Таким образом, быть бессмертным - нецелесообразно. Гораздо конструктивнее жить сравнительно недолго, но при этом быть приспособленным к определенным условиям.

And in english.

In fact, any potentially immortal creature inevitably will face a very serious problem: the environment are gradual changes, and over time it may be totally different. Accordingly, the creature must be not only immortal but able to adapt to any environment. It is so complicated that it is almost impossible. Thus, to be immortal is inappropriate. Much more constructive to live a relatively short time, but to be adapted to the specific conditions.

Что такое жизнь?

What is life? The basic properties of living systems. (In English, see below)

Что же такое жизнь? И каковы особенности живых систем?

По современным представлениям, жизнь - это способ существования открытых коллоидных систем, обладающих свойствами саморегуляции, воспроизведения и развития на основе биохимического взаимодействия белков, нуклеиновых кислот и других соединений вследствие преобразования веществ и энергии из внешней среды.

Живые системы обладают рядом общих свойств и признаков, которые отличают их от неживой природы.

Основные свойства живого:

1) Питание (способность поглощать определенные вещества из окружающей среды и затем строить из них свои собственные вещества.)

При питании организм поглощает определенные вещества из окружающей среды и с помощью сложных химических реакций преобразуют их в собственно молекулы.

2) Энергообеспечение (дыхание, т.е. способность окислять часть собственных веществ, используя для своей жизнедеятельности высвобождающуюся энергию)

В процессе энергообеспечения (дыхание,брожение,гликолиз) организм частично или полностью окисляет часть своих собственных органических веществ с высвобождением энергии, которую он использует на свои нужды.

3) Выделение (способность выводить вредные вещества, образующиеся как побочные продукты жизнедеятельности)

В процессе необходимых органических реакций образуются некоторые ненужные (и даже вредные) для организма вещества. Они должны удаляться путем выведения в окружающую среду или безопасно складироваться в организме.

4) Рост (способность изменять свои количественные параметры (линейные размеры площадь поверхности, объем или массу) за счет накопленных в результате питания веществ.)

Изменение количественного показателя без изменения качественного показателя.

5) Развитие (способность изменять свое строение или приобретать какие-то новые функции)

Чаще всего развитие связано с усложнением строения. Однако нередко встречаются и прямо противоположные ситуации (типичный пример: отпадение пуповины у младенца)

6) Смертность (ограниченность срока жизни любого живого объекта. Как ни странно, это имеет глубокий биологический смысл)

7) Размножение (способность живых объектов давать начало новым живым объектам)

Это единственная реальная компенсация за смертность.

Потомки - прямое продолжение жизни своих родителей.

8-9) Наследственная изменчивость (наследственность + изменчивость) (способность живых объектов претерпевать изменения, которые в дальнейшем могут быть переданы потомкам.)

(Достаточно вспомнить,что каждый из вас похож на своих предков, но в то же время чем то отличается от них.)

10) Чувствительность (раздражимость) (способность живых существ воспринимать различные внутренние и внешние сигналы и адекватно реагировать на них)

А неживая природа:

1) Питание: питание реки.

2) Энергообмен: термоядерные реакции.

3) Выделение: химические реакции в целом.

4) Рост: кристаллы.

5) Развитие: кристаллы.

6) Смертность: конечное существование.

7) Размножение: дочерние кристаллы.

8-9) Наследственная изменчивость: компьютерные вирусы.

10) Чувствительность: Земля же не улетает; приливы и отливы.

Каждое в отдельности свойство присуще неживой природе.

Но если совокупность, то у некоторых живых нет отдельных свойств (имаго поденок не может питаться; личинка не умеет размножаться).

Так что сам по себе аналитический подход не дает ответа на поставленный вопрос (Что такое жизнь?)

And in english.

According to modern concepts, life is a way of existence open colloidal systems, with properties of autoregulation, reproduction and development on the basis of the biochemical interactions of proteins, nucleic acids and other compounds in consequence of the transformation of matter and energy from the environment.

Living systems have a number of common characteristics and features that distinguish them from non-living nature.

Basic properties of living things:
1) Nutrition (ability to absorb certain substances from the environment and then build from them their own material.)
When feeding the body absorbs certain substances from the environment and use of complex chemical reactions convert them into actual molecules.

2) Energy supply (breathing, ie the ability to oxidize some of its own agents, using for their life energy which was released)
In the process of energy (respiration, fermentation, glycolysis), the body oxidizes (partially or completely) of their own organic compounds to release energy, which it uses for its needs.

3) Excretion (ability to remove harmful substances produced as by-products)
In the process the necessary organic reactions are produced some unnecessary (and even harmful to the body) substances. They should be removed by removing the environment or stored safely in the body.

4) Growth (the ability to change their quantitative parameters (linear dimensions of the surface area, volume or mass) from accumulated as a result of food substances.)
Changing quantitative indicator without changing the quality indicator.

5) Development (the ability to change its structure or acquires some new features)
Most often  the development is associated with the complication of the structure. Often, however, there are also opposite situation (typical example: falling off of a baby's umbilical cord)

6) Mortality (life span of any living object is limited . Ironically, it has a deep biological sense)

7) Reproduction (the ability of living things give rise to new living objects)
This is the only real compensation for mortality. Descendants are a direct continuation of the lives of their parents.

8-9) Genetic variability (heredity + variability) (the ability of living things to evolve, which can then be passed to descendants.)
Suffice it to recall that each of us are similar to their ancestors, but at the same time, something is different.)

10) Sensitivity (irritability) (the ability of living beings to perceive different internal and external signals and respond to them)


A lifeless nature:
1) Nutrition: power of the river.
2) Energy exchange: thermonuclear reactions.
3) Excretion: chemical reactions in general.
4) Growth: growth of Crystals.
5) Development: development of Crystals.
6) Mortality: finite existence.
7) Reproduction: daughter crystals.
8-9) genetic variability: computer viruses.
10) Sensitivity: The earth does not fly away, ebb and flow.


Each individual property is inherent in inanimate nature.
But if the set, then any living things has not individual properties (adults of some insects can not eat, the larva can not reproduce).
So analytical approach does not answer the question (What is Life?)

Почему прокариоты "такие маленькие"?

Малая форма клетки прокариот обусловлена особенностью «штучного» транспорта веществ в клетку (для каждой молекулы – свой переносчик). Требуется как можно большее соотношение площади поверхности тела к объему клетки.

Можно задать вопрос: прокариоты так малы из-за своего строения или прокариотный морфотип является следствием микроскопического размера?

Оказывается, размер прокариотной клетки определяется прокариотным морфотипом.
Прокариоты - осмотрофные организмы. Они диффузионным способом импортируют питательные субстраты и экспортируют продукты метаболизма.

При использовании такой транспортной стратегии приобретает значение отношения поверхности клетки к ее объему. Рассмотрим простейший случай, когда клетка имеет форму сферы.

S/V = (4piR^2)/(4/3 piR^2) = 3/R

Таким образом, с уменьшение линейного размера увеличивается ее относительная поверхность, а значит осмотрофное питание будет более эффективно.

Now in english:

Small form of prokaryotic cells is caused feature of "piece" transport substances into the cell (for each molecule - a carrier). Requires the largest possible ratio of body surface area to volume of the cell.

We may ask: are prokaryotes so small because of their structure or prokaryotic morphotype is the result of microscopic size?

Size of prokaryotic cell is determined by the prokaryotic morphotypes. Prokaryotes is osmotrophic organisms. They import by diffusion method nutrient substrates and they export metabolism products.

When using transport strategy, like this, takes the ratio of cell surface to its volume. Consider the simplest instance, when the cell has a spherical shape.

S/V = (4piR^2)/(4/3 piR^2) = 3/R

With decreasing the size increases its relative surface, so osmotrophic nutrition is more efficient.

И пусть это будет маленький блог о биологии :)