Гомология. Гомология (в биологии) Гомология определение

Соответствующих объектов. Эта сущность может быть одинаковой, несмотря на кажущиеся внешние различия. Г. можно противопоставить аналогии как сходству в одном или ряде свойств, не обязательно существенных для сравниваемых вещей. Термин "Г." употребляется в сходном значении в целом ряде наук. В биологии под Г. понимают сходство в строении и происхождении органов, к-рые могут тем не менее иметь различный внешний и нести различные функции (напр., крыло птицы гомологично передней лапе млекопитающего, в то как крыло птицы и крыло бабочки являются лишь аналогичными органами, обладающими сходной функцией, но различным строением и происхождением). Представление о гомологичных органах способствовало развитию эволюционных взглядов в биологии, установлению генетич. связей организмов. Ч. Дарвин отмечал, что гомологичные органы склонны изменяться в одинаковом направлении, что подтверждает их родство. Это обстоятельство позволило Н. Вавилову сделать успешных предсказаний о существовании растений с неизвестными ранее признаками, что подчеркивает практич. Г.

Велико значение понятия "Г." для химич. наук. В неорганич. химии гомологичными называют ряды сходных элементов (напр., литий, натрий, калий, рубидий) или ионов (напр., СlO4, MnО4, BF4).

Особенно часто "Г." применяется к рядам химич. соединений, построенным так, что члены ряда отличаются друг от друга на нек-рую структурную единицу, взятую n раз. Для простейшего случая обычных гомологич. рядов органич. химии такой единицей является метиленовая (СН2). Однако эта группа может быть и более сложной, что приводит κ возникновению иных рядов высших гомологов (напр., винилоги, фенилоги, карбинологи).

Гомологич. ряды имеют важное значение для познания закономерностей химич. соединений. Учитывая сходство гомологов, можно по одному соединению определить ряда веществ, в том числе и неизвестных. Вместе с тем между членами гомологич. ряда имеют и различия, вызванные как отмечал Ф. Энгельс, переходом количественных изменений в изменения качественные при увеличении или уменьшении числа однотипных структурных единиц. Г. показывает специфич. форму действия указанного закона , когда при количественно-качественных переходах сохраняется нек-рая общая качественная закономерность ряда химич. соединений, обладающих одинаковой функцией.

В гомологич. рядах представлен особый дискретности материи. Если внутри атома единицами дискретных изменений являются ядерные частицы (протоны и нейтроны), если в неорганич. химии такими дискретными единицами являются атомы, то гомологич. ряды органич. соединений представляют собой более высокий тип усложнения вещества, когда единицей дискретности, мерой перехода от одного соединения к другому становится сперва простая метиленовая, а затем все более сложные группы и радикалы.

Ю. Жданов. Ростов-на-Дону.

А. Уемов. Иваново.

Философская Энциклопедия. В 5-х т. - М.: Советская энциклопедия . Под редакцией Ф. В. Константинова . 1960-1970 .

Смотреть что такое "ГОМОЛОГИЯ" в других словарях:

Гомология … Орфографический словарь-справочник

- (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

- (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

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, 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

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 Тематики биотехнологии EN homology … Справочник технического переводчика

- (др. греч. ὅμοιος подобный, похожий; λογος слово, закон) … Википедия

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

Книги

• Комплект таблиц. Химия. 8-9 класс (20 таблиц) , . Учебный альбом из 20 листов. Валентность. Строение атома, Изотопы. Электронные конфигурации атомов. Образование ковалентной и ионной химических связей. Типы кристаллических решеток.…

Применяемым в тех случаях, когда два сходных органа или гена не имеют общего предшественника, является аналогия .

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]

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 . Путём 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.

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).

• Критерий положения. Гомологичными считаются части, занимающие сходное положение относительно других частей тела. Например, при всех различиях формы черепов кита и человека кости, составляющие их, расположены друг относительно друга сходным образом.
• Критерий специального качества. Гомологичными могут считаться только те структуры, которые сходны между собой по тонкому строению (например, жировая ткань, возникающая на месте удаленного глаза, не гомологична глазу, хотя и занимает его место, соответствуя первому критерию).
• Критерий переходных форм. Если две формы не сходны друг с другом, но связаны непрерывным рядом «переходных форм», то их можно считать гомологичными.

Другие критерии гомологии

• Критерий состава . Гомологичными считаются органы, состоящие из сходных и сходным образом расположенных относительно друг друга частей (пример - расположение костей в конечности позвоночных). Этот критерий в сущности совпадает со вторым критерием Ремане.
• Критерий развития . Гомологичными считаются органы, сходным образом развивающиеся из одинаковых эмбриональных зачатков.
• Генетический критерий . Гомологичными считаются структуры, в основе развития которых лежит одна и та же генетическая программа (система взаимодействующих генов), унаследованная от общих предков.

Родственные и производные понятия

Олигомеризация гомологичных (гомодинамных) органов

Олигомеризация гомологичных (гомодинамных) органов - принцип Догеля - процесс (в ходе эволюции животных) уменьшения количества гомологичных и гомодинамных образований до некоторого определенного числа, связанный с интенсификацией функций системы . Реализуется в эволюции всех основных филогенетических стволов многоклеточных животных, сопровождаясь их прогрессивной морфологической и функциональной дифференцировкой.

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 .

Гомология в сравнительной геномике

Гомологичные последовательности ДНК

Упрощенная схема эволюции глобинов.

Каждый прямоугольник соответствует глобиновому гену. Узлы эволюционного дерева отмечены римскими цифрами.
Все глобины происходят от одного предшественника и, следовательно являются гомологами - ортологами протоглобина. Гемоглобины являются паралогами миоглобинов, так как произошли от гена протоглобина после его дупликации (на эволюционном отрезке между узлами I и II). Паралогами по отношению друг к другу являются, например, и гемоглобины человека: все они возникли в результате дупликаций и последующего накопления мутаций. Гемоглобины человека α1 и α2 являются ортологами α гемоглобинов акулы и курицы, так как происходят от про-α-гемоглобина общего предка, находящегося в узле II. То же верно и для β-гемоглобинов. При этом α-гемоглобины человека можно назвать паралогами, по отношению не только к человеческим, но и акульим, и куриным β-гемоглобинам, поскольку оба эти ряда ортологов восходят в конечном счете к одному протогемоглобину, возникшему на отрезке I-II.

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 α 2 γ 2) имеет большее сродство к кислороду, чем гемоглобин взрослого человека (α 2 β 2).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.

Необходимо отметить, что иногда употребляемые термины «процент гомологии» и «значительная гомология» являются ошибочными, так как гомология последовательностей является понятием качественным, но не количественным. Гомологичные белки, например, могут сохранять лишь 10 % идентичных аминокислот, а негомологичные - иметь 30 % таковых.

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. Описание закономерностей наследственных вариаций позволяло предсказывать и целенаправленно искать ещё не выявленные гомологичные мутации у разных видов культурных растений, что привело к интенсификации Примечания

Литература

• Беклемишев В. Н. Методология систематики. М., 1994.
• Бляхер Л. Я. Аналогия и гомология, в сборнике: Идея развития в биологии. М., 1965.
• Дарвин Ч. Происхождение видов путём естественного отбора, Соч., т. 3. М.-Л., 1939.
• Мамкаев Ю. В. Гомология и аналогия как основополагающие понятия морфологии
• Шмальгаузен И. И. Основы сравнительной анатомии позвоночных животных. 2-е изд. М., 1935.
• Haeckel, Е. Generelle Morphologie der Organismen. Bd 1-2. Berlin, 1866.
• Gegenbaur, G. Vergleichende Anatomie der Wirbelthiere… Leipzig, 1898.
• Owen, R. On the archetype and homologies of the vertebrate skeleton. London, 1847.

ГОМОЛОГИЯ (греческий ομολογ?α - соответствие) в биологии, соответствие органов и структур у организмов, обусловленное общностью происхождения. Первоначальное подобие строения гомологичных образований может быть вторично завуалировано различиями, возникшими в ходе эволюции в связи с развитием разных приспособлений и приобретением новых функций. Например, слуховые косточки в среднем ухе млекопитающих (стремечко, наковальня и молоточек) гомологичны соответственно гиомандибулярной, квадратной и сочленовной костям висцерального черепа других позвоночных. Гомология как первичное сходство, основанное на родстве, противостоит аналогии - вторичному сходству, возникающему у разных (в том числе не родственных друг другу) видов при развитии сходных приспособлений. Дал определение гомологии и противопоставил её аналогии Р. Оуэн (1843). Эволюционный смысл явлений гомологии объяснён Ч. Дарвином (1859). Доказательство гомологии органов у разных видов основывается на 4 важнейших критериях: сходстве морфологического плана строения органов; сходстве их положения в организме по отношению к другим органам; сходстве их развития в онтогенезе; эволюционной преемственности промежуточных форм вплоть до общего предкового состояния. Немецкий зоолог и анатом К. Гегенбаур (1898) назвал гомологию органов у разных видов «частной гомологией», противопоставив её «общей гомологии», под которой понимается соответствие структур в одном организме, возникающих из сходных эмбриональных зачатков и занимающих сходное положение по отношению к оси или плоскости симметрии. Выделяют 3 формы общей гомологии: гомодинамию, гомотипию и гомономию.

В 20 веке термин «гомология» стали использовать также для обозначения соответствия генов и процессов морфогенеза, ведущих к формированию гомологичных органов. Однако у отдалённо родственных видов организмов между гомологией генов и гомологией органов нет простого соответствия, так как развитие сложных структур организма контролируется многими генами, взаимодействующими в онтогенетических процессах, и изменения одних генов могут быть компенсированы воздействием других. Поэтому гомология генов и гомология органов являются самостоятельными категориями. Особую категорию представляет также гомология хромосом - соответствие хромосом, несущих одинаковые наборы гомологичных генов (хотя при этом гомологичные гены могут быть представлены разными аллелями).

Лит.: Гиляров М. С. Современные представления о гомологии // Успехи современной биологии. 1964. Т. 57. № 2; Бляхер Л. Я. Проблемы морфологии животных. М., 1976; Иорданский Н. Н. Гомология и аналогия // Биология в школе. 1991. № 5.