Гомология (в биологии). Гомология (биология) Что такое гомология в биологии 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.…

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.

от греч. ???????? – согласие, соответствие) – сходство важнейших свойств, выявляющих сущность 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 вид и нести различные функции (напр., крыло птицы гомологично передней лапе млекопитающего, в то время 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 ряд успешных предсказаний о существовании растений с неизвестными ранее признаками, что подчеркивает практич. значение 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 понятие "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 группа (СН2). Однако эта группа может быть и более сложной, что приводит? 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 свойства целого ряда веществ, в том числе и неизвестных. Вместе с тем между членами гомологич. ряда имеют место 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 диалектики, когда при количественно-качественных переходах сохраняется нек-рая общая качественная закономерность ряда химич. соединений, обладающих одинаковой функцией. В гомологич. рядах представлен особый тип 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. ...

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.