Биологические науки

Учебное пособие предназначено для студентов высших учебных заведений биологических, зооветеринарных факультетов очной и заочной форм обучения, изучающих дисциплину «Цитология, гистология и эмбриология». Пособие отражает современную методологию преподавания раздела «Цитология» курса «Цитология, гистология и эмбриология», которая ориентирует студента на самостоятельную работу в приобретении знаний при консультировании и направляющей деятельности преподавателей.

Учебное пособие содержит сведения о методах гистологического исследования, особенности строения клеток животного происхождения, способы деления клеток, нарушения их нормального деления, этапы развития многоклеточных организмов в эмбриогенезе, особенности строения различных типов тканей. Издание состоит из трех разделов: «Цитология», «Эмбриология», «Гистология». Каждая тема начинается с теоритического обзора, в конце для проверки степени усвоения матери-ала прилагаются контрольные вопросы.

Повышение содержания провоспалительных цитокинов в крови является стереотипной реакцией воспаления вне зависимости от этиологии и характера течения. Цитокины, обладая плейотропностью, обеспечивают межклеточные взаимодействия, стимулируют функциональную активность клеток, их пролиферацию и дифференцировку. Цель работы – сравнение частоты повышенных уровней цитокинов при дислипопротеинемиях у взрослых жителей Европейского Севера РФ с разной массой тела. Материалы и методы. Обследованы 313 жителей Архангельской области в возрасте 45–60 лет: с нормальной массой тела (211 человек; индекс массы тела до 30 кг/м2) и ожирением (102 человека; индекс массы тела 31–40 кг/м2). Показатели липидного профиля определяли ферментативным и турбидиметрическим методами на биохимическом автоматическом анализаторе, уровень цитокинов – методом твердофазного иммуноферментного анализа. Результаты. Повышенные концентрации в крови изучаемых цитокинов, совпадающие с дислипопротеинемией, у лиц с нормальной массой тела выявлены в 2–12 % случаев. При ожирении частота увеличенных концентраций цитокинов была выше в 2–7 раз; наиболее резкие различия получены относительно интерлейкина-6 (частота повышенных концентраций доходила до 44 %). Значительное увеличение концентрации интерлейкина-1ß в крови северян ассоциировано с ростом уровней липопротеинов низкой (ЛПНП) и очень низкой плотности (ЛПОНП), триглицеридов. Частота повышенного уровня TNF-α была наиболее значимой (36,28 % случаев) при аномально высоких концентрациях триглицеридов. Увеличенные концентрации интерлейкина-6 наиболее часто ассоциировались с ростом содержания в крови нескольких транспортных форм: ЛПНП, ЛПОНП, окисленных ЛПНП, а также триглицеридов. Содержание интерлейкина-10 более чем в 40 % случаев было повышенным в крови у северян с аномально большими уровнями ЛПНП и ЛПОНП. Итак, цитокиновая реакция у северян с ожирением более выражена, при этом она, независимо от массы тела, ассоциирована преимущественно с повышением содержания в крови транспортных форм ЛПНП, ЛПОНП и окисленных ЛПНП.

В учебном пособии приводится краткий теоретический обзор по темам: основные сведения о клетке и её делении; цитологические основы наследственности; структурная организация хромосом; функциональное преобразование хромосом; изменение хромосомного набора; кариотип и его особенности; пути реализации генетической информации; генная инженерия; генетические основ иммунитета. По всем темам и разделам пособия даны контрольные вопросы.

Изучены цитогенетические параметры семенного потомства клонов плюсовых деревьев Pinus sylvestris, произрастающих на Петрозаводской лесосеменной плантации I порядка. В качестве контроля были взяты нормальные деревья P. sylvestris из естественного соснового фитоценоза в Пряжинском районе Карелии. рассматривали следующие показатели: относительное содержание ДНК, число хромосом, частоту и типы патологий митоза на стадиях метафазы, анафазы и телофазы (в процентах от общего числа делящихся клеток на тех же стадиях). Установлено, что в корневой меристеме семенного потомства P. sylvestris в диплоидном наборе содержится 24 хромосомы. У изученных растений были обнаружены единичные анеуплоидные клетки (2n = 23; 2n = 25). Наиболее частотна моносомия (2n = 23) – 81 % от общего числа анеуплоидных клеток. Относительное содержание ДНК в молодой хвое проростков у клонов плюсовых деревьев составило 42,07±0,21 пг, а у нормальных деревьев – 42,95±0,04 пг, при этом разница между ними статистически значима (U-test, p ˂ 0,01). В результате цитогенетического анализа выявлено 7 типов патологий митоза: фрагментация хромосом, мосты, забегание хромосом, обособление хромосом и групп хромосом, отставание хромосом, многополюсность, сложные нарушения. В общем спектре нарушений митоза наиболее распространенной патологией оказалось забегание хромосом. Сравнение различных типов патологий митоза в двух общих выборках нормальных деревьев и клонов плюсовых деревьев показало, что они значимо отличаются по следующим аномалиям митоза: забегание и обособление хромосом в метафазе, фрагментация, отставание, мосты и многополюсность в ана-телофазе. Выявлено: в семенном потомстве нормальных деревьев доля клеток с аномалиями митоза в среднем примерно в 1,5 раза выше, чем в потомстве клонов плюсовых деревьев (3,44±0,32 и 2,38±0,14 % (U-test, p ˂ 0,05) соответственно). Полученные данные свидетельствуют о цитогенетической стабильности семенного потомства клонов P. sylvestris с Петрозаводской лесосеменной плантации I порядка, это в свою очередь, может говорить о высоком качестве семенного материала. Для цитирования: Игнатенко р.В., Ершова М.А., Галибина Н.А., раевский Б.В. Цитогенетическая характеристика семенного потомства клонов плюсовых деревьев сосны обыкновенной в Карелии // Изв. вузов. лесн. журн. 2022. № 1. С. 9–22. DOI: 10.37482/0536-1036-2022-1-9-22 Финансирование: Финансирование исследований осуществлялось из средств федерального бюджета на выполнение государственного задания КарНЦ рАН (0185-2019-0093). Благодарность: Выражаем благодарность сотрудникам лаборатории биотехнологии растений КарНЦ рАН, а также лично канд. с.-х. наук, заместителю директора по научной работе Ил КарНЦ рАН С.А. Мошникову и научному сотруднику лаборатории динамики и продуктивности таежных лесов Ил КарНЦ рАН В.А. Харитонову за помощь в сборе полевого материала. Благодарим Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова за предоставленные семена Triticum aestivum и компанию «Диаэм» за возможность провести исследования на проточном цитофлуориметре Attune NxT (Thermo Fisher Scientific)

В учебном издании проводится краткий теоретический обзор по те-мам: основные сведения о клетке и её делении; структурная организация хромосом; функциональное преобразование хромосом; изменение хромо-сомного набора; кариотип и его особенности. По всем темам и разделам по-собия дан краткий теоретический обзор; задания для самостоятельной работы, задачи, контрольные вопросы.

Известно, что некоторые вирусы и бактерии являются биологическими мутагенами. Цель настоящей работы – изучить частоту встречаемости различных типов цитогенетических нарушений, индуцированных в условиях in vitro инактивированным корпускулярным антигеном Borrelia garinii в культурах лимфоцитов периферической крови здоровых людей. Для хромосомного анализа, изучения кариопатологии и нарушений митоза от 13 здоровых людей, не болевших иксодовым клещевым боррелиозом, были получены фитогемагглютинин-стимулированные культуры лимфоцитов периферической крови. В половину культур клеток добавляли инактивированный корпускулярный антиген боррелий Borrelia garinii, в то время как остальные культуры были интактными. Исследование показало, что добавление в культуры здоровых людей боррелиозного антигена индуцировало существенное повышение (по сравнению с интактными культурами) частоты встречаемости: структурных аберраций хромосом, среди которых преобладали хроматидные разрывы и одиночные фрагменты; клеток с цитогенетическими нарушениями анеугенного типа (с гипоплоидией или полиплоидией); клеток с различными типами патологий митоза, включая отставание хромосом в митозе, многогрупповые метафазы и многополюсные митозы; клеток с нарушением морфологии ядра (бинуклеары, клетки с микроядрами). Установленные цитогенетические нарушения аналогичны типам хромосомных аберраций, выявленных в культурах лимфоцитов периферической крови больных острым иксодовым клещевым боррелиозом, что может свидетельствовать о нестабильности генома этих иммунокомпетентных клеток не только в условиях in vitro но и in vivo.

Обоснована актуальность и дана краткая характеристика современного состояния проблемы изучения цикличности среднесуточного радиального прироста несущих побегов ивы белой (Salix alba L.). На примере одновозрастного генетически выровненного мате-риала, выращенного в однородных условиях, показано, что в цикличности среднесуточного радиального прироста несущих побегов ивы белой существуют определенные закономерности. Описан процесс синтеза объекта исследования – аутбредной семьи ивы белой. Предложена методика изучения исходных данных и построения выровненных эмпирических рядов динамики среднесуточного радиального прироста. Каждый эмпирический ряд рассматривается как реализация случайной функции. Предложен алгоритм расчета математических ожиданий случайных функций, основанный на суммировании трендовых и циклических компонент. Изложены результаты собственных исследований ритмичности среднесуточного радиального прироста разновозрастных несущих побегов. Описано два основных типа эмпирических рядов динамики среднесуточного радиального прироста: I тип характеризуется отчетливо выраженным периодом среднелетнего относительного покоя без предшествующего локального максимума; II тип отличается наличием локального максимума среднесуточного радиального при-роста перед среднелетним минимумом. Проанализирована структура математических ожиданий случайных функций. Установлено, что последовательное введение циклических компонент повышает надежность аппроксимации эмпирических рядов. Циклические компоненты различаются по ряду параметров, в первую очередь, по продолжи-тельности периода, в меньшей степени – по амплитуде. Выявлены длинно- и коротко-периодические циклические компоненты математических ожиданий случайных функций. Показано, что основной вклад в динамику среднесуточного радиального прироста вносят длиннопериодические циклические компоненты (в большинстве случаев продолжительность периодов составляет 48…54 сут). Длиннопериодические циклические компоненты характеризуют побеговую систему особи в целом, короткопериодические – разновозрастные побеги в пределах побеговых систем. Вклад короткопериодических циклических компонент (продолжительность периодов 13…36 сут) в общую динамику среднесуточного радиального прироста определяется их интерференцией. Локальные экстремумы эмпирических рядов динамики определяются сочетаниями дополнительных эндогенных ритмов с различными периодичностью и амплитудой. Циклические компоненты случайных функций рассматриваются как генетические программы морфогенеза. Выявлено влияние индивидуальных особенностей растений на общую динамику среднесуточного радиального прироста несущих побегов.

В учебнике излагается материал по всем разделам цитологии, включая историю и современные методы изучения клеток, понятия: дифференцировка и стволовые клетки, классические представления цитологии дополнены современными данными, полученными в этой области в последнее десятилетие, разбираются проблемы патологии клетки, в частности, современные взгляды на процессы некроза, апоптоза, рассматривается биология раковых клеток. В учебнике представлена глава «Руководство к практическим занятиям по цитологии», где кратко изложен материал 18 практических занятий.

В учебнике излагается материал по всем разделам цитологии, включая историю и современные методы изучения клеток, понятия: дифференцировка и стволовые клетки, классические представления цитологии дополнены современными данными, полученными в этой области в последнее десятилетие, разбираются проблемы патологии клетки, в частности, современные взгляды на процессы некроза, апоптоза, рассматривается биология раковых клеток. В учебнике представлена глава «Руководство к практическим занятиям по цитологии», где кратко изложен материал 18 практических занятий.

Методические указания и рабочая тетрадь для лабораторных занятий.

Российские ученые отвечают на вопрос, что бы вы сделали, если бы уже сегодня можно было секвенировать последовательность ДНК, равную по длине человеческому геному.

В тексте лекций излагаются основы синтетической науки - биологии клетки, освещается современное состояние общецитологических проблем, приводятся общие закономерности организации клетки во всем многообразии их проявления у разных объектов. Широко используется сравнительный материал. Текст лекций предназначен для студентов, обучающихся по специальностям 020201 Биология и 020801 Экология, а также направлению 020800 Экология и природопользование (дисциплина "Цитология", блоки ЕН и ОПД), очной и заочной форм обучения. Ил. 8. Библиогр.: 5 назв.

В тексте лекций излагаются основы синтетической науки - биологии клетки, освещается современное состояние общецитологических проблем, приводятся общие закономерности организации клетки во всем многообразии их проявления у разных объектов. Широко используется сравнительный материал. Ил. 8. Библиогр.: 5 назв.