Что такое гомология кратко

Гомология (биология)

Гомологичными (др.-греч. ὅμοιος — подобный, похожий; λογος — слово, закон) в биологии называют сопоставимые части сравниваемых биологических объектов.

Содержание

Терминология

В биологии понятие гомологии используется в сравнительной анатомии (см., например, Список гомологичных органов репродуктивной системы человека) с середины XIX века, и — в ревизованном виде — в сравнительных исследованиях генома. В рамках эволюционной биологии гомология интерпретируется как сходство, обусловленное происхождением от общего предка. В некотором смысле противоположным по значению термином, применяемым в тех случаях, когда два сходных органа или гена не имеют общего предшественника, является аналогия.

Кроме того, понятие гомологии используется в родственном, но несколько ином значении, в работах Н. И. Вавилова и более поздних авторов о законе гомологических рядов в наследственной изменчивости.

Гомология в сравнительной анатомии

История понятия

«…a part or organ in one animal that has the same function as another part or organ in a different animal…»
[часть или орган животного, который имеет ту же самую функцию, что и другая часть или орган у иного животного]

и гомологичные структуры:

«the same organ in different animals under every variety of form and function…»
[тот же самый орган у различных животных при всех вариациях формы и функции] [4]

Примерами аналогичных структур могут служить крылья насекомых и птиц. Примерами гомологичных — крыло птицы и рука человека. С понятием гомологии Оуэн связывал понятие архетипа или плана строения. Путем сопоставления скелетов Оуэн реконструировал архетип позвоночного и архетипы каждого из признанных на тот момент классов позвоночных животных (рыб, рептилий, птиц и млекопитающих). Скелеты конкретных позвоночных он рассматривал как реальные воплощения этих архетипов. По его примеру Томас Хаксли реконструировал архетип (план строения) моллюсков. Поиск планов строения для разных групп животных и растений стал одной из важнейших задач сравнительной анатомии второй половины XIX века.

Со становлением эволюционного учения, начиная с работ Чарльза Дарвина, понятия гомологии и архетипа были переинтерпретированы. Гомологичные органы стали считать органами, унаследованными от общего предка, а архетип стали рассматривать как гипотетического общего предка группы, для которой он реконструирован. [5]

Следует отметить, что ещё до работ Оуэна предпринимались попытки формализовать процедуру сравнения живых существ и выработать общие принципы сравнительной анатомии. Так, Этьен Жоффруа Сент-Илер в своей работе Анатомическая философия развивал теорию аналогов и сформулировал закон коннексий. Отталкиваясь от учения Аристотеля об аналогиях, он пытался придать понятию аналога большую строгость, найти критерии и параметры сравнения, предложив называть так органы, которые занимают сходное положение относительно других органов у сравниваемых организмов. На основе этой теории он, по сути, одним из первых приступил к установлению гомологий. В своих построениях Э. Жоффруа Сент-Илер нередко увлекался (например, он утверждал, что в основе организации членистоногих и позвоночных лежит общий план строения, только у членистоногих внутренности находятся внутри, а не снаружи от позвоночника). Его ученики также развивали идеи о единстве плана строения всех животных, в том числе, моллюсков и позвоночных, что послужило одним из поводов к знаменитой дискуссии между Э. Жоффруа Сент-Илером и Жоржем Кювье (1830).

К предшественникам Оуэна можно отнести и Иоганна Вольфганга Гёте — не только поэта, но и естествоиспытателя, а также ряд анатомов конца XVIII — начала XIX века, занимавшихся сходными проблемами. В частности, Гёте, благодаря сравнительным исследованиям черепа позвоночных, обнаружил в черепе человека части, соответствующие межчелюстной кости (до этого её отсутствие считалось важным отличием человека от животных).

Другой важной темой в ранних исследованиях в области установления гомологий у позвоночных (от Гёте и Жоффруа Сент-Илера до Оуэна) стала позвоночная теория черепа, согласно которой череп позвоночных представляет собой продукт слияния нескольких позвонков. Несмотря на то, что эта теория позднее была окончательно отброшена (это произошло в конце XIX века), она имела значительную эвристическую ценность. Например, современные представления о том, что голова насекомых состоит из нескольких сросшихся между собой сегментов, берут свое начало от работ начала XIX века, выполненных учениками Жоффруа Сент-Илера, которые пытались распространить позвоночную теорию черепа за пределы позвоночных.

Критерии гомологии по Ремане

Другие критерии гомологии

Разными авторами предлагались и другие критерии гомологии, в том числе

Родственные и производные понятия

Олигомеризация гомологичных (гомодинамных) органов

Принцип множественной закладки новообразующихся органов Догеля — новые органы возникают (напр., из-за перемены образа жизни — перехода от сидячего образа жизни к подвижному или от водного к наземному) обычно в большом числе, слабо развиты, однородны и часто располагаются без определенного порядка. По мере дифференциации они приобретают определенную локализацию, количественно уменьшаясь до постоянного числа для данной таксономии. Например, сегментация тела в типе кольчатых червей носит множественный и неустановившийся характер. Все сегменты однородны. У членистоногих (произошедших от кольчатых червей) число сегментов в большинстве классов сокращается, становится постоянным, отдельные сегменты тела, объединяемые обычно в группы (голова, грудь, брюшко и т. п.), специализируются на выполнении определенных функций.

Выяснение, сохраняют они множественный характер или уже подверглись олигомеризации те или иные органы, позволяет судить о степени древности их возникновения. По комбинации органов разного возраста иногда можно судить о филогении.

Для эволюции одноклеточных характерна не олигомеризация, а полимеризация, то есть, увеличение, умножение частей клетки (органоидов).

Гомология в сравнительной геномике

Гомологичные последовательности ДНК

Сравнительный анализ последовательностей нуклеотидов в ДНК и аминокислот в белках потребовал развития традиционного понятия гомологии. При анализе последовательностей принято различать ортологию и паралогию (и, соответственно, ортологи и паралоги).

Гомологичные последовательности называют ортологичными, если к их разделению привел акт видообразования: если ген существует у некоего вида, который дивергирует с образованием двух видов, то копии этого гена у дочерних видов называются ортологами. Гомологичные последовательности называют паралогичными, если к их разделению привело удвоение гена: если в пределах одного организма в результате хромосомной мутации произошло удвоение гена, то его копии называют паралогами.

Ортологи обычно выполняют идентичные или сходные функции. Это не всегда справедливо в отношении паралогов. Ввиду отсутствия давления отбора на одну из копий гена, подвергшегося удвоению, эта копия получает возможность беспрепятственно мутировать далее, что может привести к возникновению новых функций.

Так, например, гены, кодирующие миоглобин и гемоглобин, обычно считаются древними паралогами. Сходным образом, известные гены гемоглобинов (α, β, γ и т. д.) — паралоги друг друга. В то время как каждый из этих генов служит той же самой основной функции транспорта кислорода, их функции уже несколько дивергировали: гемоглобин зародыша (фетальный гемоглобин с субъединичной структурой α₂γ₂) имеет большее сродство к кислороду, чем гемоглобин взрослого человека (α₂β₂).

Другой пример: гены инсулина у крыс и мышей. У грызунов имеется пара паралогичных генов, однако вопрос о том, произошла ли дивергенция функций, остается открытым. Паралогичными обычно называют гены, принадлежащие одному и тому же виду, однако это вовсе не необходимо. Например, паралогами можно считать гены гемоглобина человека и миоглобина шимпанзе.

Одним из методов, применяющихся в современной биоинформатике для исследования гомологичности белков с известными аминокислотными последовательностями является выравнивание белков, суть которого заключается в нахождении с помощью различных алгоритмов наиболее консервативных остатков в этих последовательностях, которые обычно являются ключевыми для выполнения одной или нескольких функций белка, исследовании доменной структуры данного белка с помощью поиска известных структурных мотивов и доменов в исследуемом белке. Также с помощью различных баз данных можно осуществить поиск гомолога данного белка в различных организмах, построить филогенетическое дерево различных белковых последовательностей и тому подобное.

Гомологичные хромосомы

Гомологичными хромосомами в диплоидной клетке называют парные хромосомы, каждая из которых досталась от одного из родителей. За исключением половых хромосом у представителей гетерогаметного пола, последовательности нуклеотидов в каждой из гомологичных хромосом имеют значительное сходство по всей длине. Это означает, что в типичном случае они содержат одни и те же гены в одинаковой последовательности. Половые хромосомы у гетерогаметного пола также имеют гомологичные участки (хотя они занимают лишь часть хромосомы). С точки зрения анализа последовательностей, половые хромосомы следует считать паралогичными.

Гомологические ряды в наследственной изменчивости

В своей работе Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости [12] Николай Иванович Вавилов описал явления параллелизма мутаций в близкородственных группах растений. По аналогии с гомологическими рядами органических соединений, он предложил назвать это явление Гомологические ряды в наследственной изменчивости. Описание закономерностей наследственных вариаций позволяло предсказывать и целенаправленно искать ещё не выявленные гомологичные мутации у разных видов культурных растений, что привело к интенсификации селекционной работы.

Следует отметить, что, в отличие от химии, здесь речь идет об эмпирическом обобщении, а не о формальной теории, позволяющей выработать рациональную номенклатуру органических молекул, исходящую из определенного закона построения гомологического ряда.

Источник

Например, если говорить о гомологическом ряде алкинов, он состоит из следующих гомологов:

Гомологический ряд алканов в таблице

Алканы обладают следующими свойствами:

в последовательности гомологического ряда происходят изменения агрегатных состояний веществ с газообразного на жидкое и на твёрдое;

нерастворимы в воде, но могут растворяться в неполярных растворителях;

Алканы могут вступать в следующие реакции:

Замещение с галогенами: CH₄ + Cl₂ = CH₃Cl + HСl.

Разложение при высокой температуре: СН₄ = C + 2H₂.

Гомологический ряд алкенов в таблице

Алкены обладают следующими свойствами:

не способны растворяться в воде, но полностью растворяются при взаимодействии с органическими растворителями;

имеют очень высокую температуру плавления и кипения;

применяются в промышленности для синтеза таких важных соединений, как фенола, полипропилена, стирола, ацетона, глицерина и других.

Алкены участвуют в следующих химических реакциях:

Галогенирование (присоединение к галогенам): CH₂=CH₂ + Cl₂ = Cl-CH₂-CH₂-Cl.

Гомологический ряд альдегидов

К примерам альдегидов относятся метаналь, этаналь, пропаналь, бутаналь, пентаналь, гексаналь и так далее.

Альдегиды принимают участие в следующих реакциях:

Присоединение воды: R-CH = O + H₂O = R-CH(OH)-OH.

Восстановление водородом: R-CH = O + H₂ = R—CH₂-OH.

Альдегиды обладают следующими свойствами:

низшие представители класса имеют резкий запах;

в гомологическом ряду происходит изменение агрегатных состояний от жидкого до твёрдого;

используются в лекарственной промышленности, парфюмерии и т. д.

Хоть органическая химия и требует внимательного изучения, совсем необязательно полностью зазубривать все классы веществ. Намного проще для понимания и качественного запоминания обращать внимание именно на закономерности изменения свойств и характеристик ближайших соединений, следуя плану.

Источник

Гомология

Гомоло́гия (др.-греч. ὅμοιος — подобный, похожий; λογος — слово, закон)

См. также

Список значений слова или словосочетания со ссылками на соответствующие статьи. Если вы попали сюда из другой статьи Википедии, пожалуйста, вернитесь и уточните ссылку так, чтобы она указывала на статью.

Полезное

Смотреть что такое «Гомология» в других словарях:

гомология — гомология … Орфографический словарь-справочник

ГОМОЛОГИЯ — (греч.). Сходство, основанное на одинаковых элементах строения организмов, в отличие от аналогии, вытекающей из сходства функций органов, различно устроенных. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910.… … Словарь иностранных слов русского языка

ГОМОЛОГИЯ — (от греч. homologfa соответствие, согласие), соответствие органов у организмов разных видов, обусловленное их филогенетич. родством. Первичное морфологич. сходство гомологичных органов может быть в той или иной степени вторично затемнено… … Биологический энциклопедический словарь

гомология — сходство, преобразование Словарь русских синонимов. гомология сущ., кол во синонимов: 3 • полимергомология (1) • … Словарь синонимов

гомология — и, ж. homologie, нем. homologie <гр. homologia согласие. Сходство органов, имеющих общую схему строения, развивающихся из сходных зачатков, но выполняющих у разных видов животных или растений неодинаковые функции. Крысин 1998. Лекс. Березин… … Исторический словарь галлицизмов русского языка

ГОМОЛОГИЯ — ГОМОЛОГИЯ, сходство основных структур и органов организмов, основанных на общем генетическом наследстве. Это часто относится к органам, которые теперь имеют различный внешний вид и функции у различных организмов. Например, несмотря на внешний вид … Научно-технический энциклопедический словарь

ГОМОЛОГИЯ — (греч.) согласие; у стоиков – согласие поступков с разумом и тем самым с природой. Философский энциклопедический словарь. 2010. ГОМОЛОГИЯ … Философская энциклопедия

ГОМОЛОГИЯ — 1. Сходство у разных организмов органов одинакового происхождения, развивающихся из одинаковых зачатков и обнаруживающих одинаковое морфологическое строение. 2. Геометрическое понятие, расширяющее учение о симметрии к лов. Однозначное… … Геологическая энциклопедия

гомология — Вещества с идентичными свойствами [http://www.dunwoodypress.com/148/PDF/Biotech Eng Rus.pdf] Тематики биотехнологии EN homology … Справочник технического переводчика

Гомология — I Гомология (греч. homologia соответствие) (биологическая), сходство органов, построенных по одному плану и развивающихся из одинаковых зачатков у разных животных и растений; такие Гомологичные органы могут быть неодинаковы по внешнему… … Большая советская энциклопедия

Источник

ГОМОЛОГИЯ

Смотреть что такое ГОМОЛОГИЯ в других словарях:

ГОМОЛОГИЯ

— Г. называется соответствие двух органов, принадлежащих разным животным или растениям, в морфологическом отношении; оно основывается на общности происхождения двух организмов. Противоположность Г. составляет аналогия органов, соответствие их по физиологическому значению. Так, мы называем гомологичными передние конечности всех позвоночных, каково бы ни было их физиологическое значение, т. е. будут ли они руками, ногами, плавниками, крыльями. Напротив, аналогичны, но не гомологичны друг другу крыло птицы и крыло насекомого, нога позвоночного и суставчатого животного и т. п. Крыло птицы и крыло летучей мыши гомологичны в качестве передних конечностей позвоночных, но аналогичны в качестве органов летания.
. смотреть

ГОМОЛОГИЯ

гомология ж. Соответствие органов у организмов разных видов, обусловленное общностью их происхождения (в биологии).

ГОМОЛОГИЯ

ГОМОЛОГИЯ

Гомология — Г. называется соответствие двух органов, принадлежащих разным животным или растениям, в морфологическом отношении; оно основывается на общности происхождения двух организмов. Противоположность Г. составляет аналогия органов, соответствие их по физиологическому значению. Так, мы называем гомологичными передние конечности всех позвоночных, каково бы ни было их физиологическое значение, т. е. будут ли они руками, ногами, плавниками, крыльями. Напротив, аналогичны, но не гомологичны друг другу крыло птицы и крыло насекомого, нога позвоночного и суставчатого животного и т. п. Крыло птицы и крыло летучей мыши гомологичны в качестве передних конечностей позвоночных, но аналогичны в качестве органов летания.

ГОМОЛОГИЯ

ГОМОЛОГИЯ (греч.)согласие; у стоиков – согласие поступков с разумом и тем самым с природой. Философский энциклопедический словарь.2010. ГОМОЛО́Г. смотреть

ГОМОЛОГИЯ

ГОМОЛОГИЯ(греч.). Сходство, основанное на одинаковых элементах строения организмов, в отличие от аналогии, вытекающей из сходства функций органов, разл. смотреть

ГОМОЛОГИЯ

ГОМОЛОГИЯ

— 1. Сходство у разных организмов органов одинакового происхождения, развивающихся из одинаковых зачатков и обнаруживающих одинаковое морфологическое строение. 2. Геометрическое понятие, расширяющее учение о симметрии к-лов. Однозначное соответствие между фигурами, при котором соответственные элементы фигур являются однородными, но не обязательно равными. Напр., шар, эллипсоид вращения и трехосный эллипсоид гомологичны, любой параллелепипед гомологичен кубу. Преобразование (построение), переводящее данную фигуру в др., ей гомологичную, называется гомологическим преобразованием (построением). Г. имеет широкое применение в кристаллографии. Симметрия есть частный случай Г., при котором обязательно равенство соответствующих элементов фигур. В основе теории Г. лежит новая геометрия Е. С. Федорова (1907); Михеевым (1961) разработано учение о Г. Им выделены элементы Г.: плоскость, оси, центр инверсии и 218 видов Г.

Источник

Гомологи. Гомологический ряд

Урок 5. Химия 10 класс (ФГОС)

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока «Гомологи. Гомологический ряд»

Гомологи – это вещества близкие по строению и свойствам, которые отличаются на одну или несколько групп – СН₂.

Каждый класс органических соединений имеет свою общую формулу и для каждого класса органических соединений можно составить их гомологический ряд.

Например, алканы имеют общую формулу C_nH_2n+2, где n – число атомов углерода, причём каждый член гомологического ряда будет отличаться от предыдущего на группу – СН₂. Такая последовательность соединений называется гомологическим рядом (от греческого homolog – «сходный»), отдельные члены этого ряда называются гомологами, а группа атомов, на которую отличаются соседние гомологи (группа – СН₂) – гомологической разностью.

Понятно, что гомологи отличаются молярной массой, а значит физическими свойствами. Как правило, с увеличение числа атомов углерода в молекуле увеличиваются температуры кипения и плавления, увеличивается плотность.

Для алкенов характерна общая формула С_nH_2n. Первый член гомологического ряда имеет формулу С₂Н₄ и называется этен, второй представитель алкенов – пропен – С₃Н₆, третий – бутен-1,четвёртый – пентен-1. И так далее, то есть в данном гомологическом ряду также каждый последующий член гомологического ряда отличается от предыдущего на группу – СН₂.

Для алкинов также можно составить гомологический ряд. Общая формула алкинов – С_nH_2n-2, поэтому первым представителем этого ряда будет этин, али ацетилен – С₂Н₂, вторым членом ряда является пропин – С₃Н₄, третим – бутин-1 – С₄Н₆, четвёртым – пентин-1 – С₅Н₈.

Составим гомологический ряд альдегидов. Учитывая, что общая формула альдегидов С_nH_2n+1CHO, то первым представителем данного гомологического ряда будет метаналь, или муравьиный альдегид – НСОН, вторым членом ряда – этаналь, или уксусный альдегид – СН₃СНО, третьим – пропаналь, или пропионовый альдегид – СН₃СН₂СНО, четвёртым – бутаналь, или масляный альдегид – СН₃СН₂СН₂СНО и так далее.

Аналогично и для карбоновых кислот. Так, общая формула насыщенных одноосновных карбоновых кислот – C_nH_2n+1COOH. Поэтому первым представителем данного гомологического ряда является метановая кислота, или муравьиная – НСООН, вторым – этановая кислота, или уксусная – СН₃СООН, третьим – пропановая, или пропионовая кислота – СН₃СН₂СООН, четвёртым – бутановая, или масляная кислота – СН₃СН₂СН₂СООН, пятым – пентановая, или валериановая кислота – СН₃СН₂СН₂СН₂СООН.

Таким образом, для каждого класса органических соединений можно составить гомологический ряд, учитывая общую формулу данного класса. Каждый последующий член гомологического ряда отличается от предыдущего на группу – СН₂, которую называют гомологической разность. А сами вещества этого ряда называются гомологами. Как правило, с увеличением числа атомов углерода в гомологическом ряду увеличиваются температуры плавления и кипения, увеличивается плотность.

Источник