Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

ВОПРОС 2. Этапы развития генетики

История генетики начинается с 1900 года, когда независимо друг от друга Корренс, Герман и де Фриз открыли и сформулировали законы наследования признаков. Генетика в своем развитии прошла три хорошо очерченных этапа - эпоха Классической генетики (1900-1930), эпоха неоклассицизма (1930-1953) и эпоха синтетической генетики, которая началась в 1953 году. На первом этапе складывался язык генетики, разрабатывались методики исследования, были обоснованы фундаментальные положения, открыты основные законы. В эпоху неоклассицизма стало возможным вмешательство в механизм изменчивости, дальнейшее развитие получило изучение гена и хромосом, разрабатывается теория искусственного мутагенеза, что позволило генетике из теоретической дисциплины перейти к прикладной.

I этап 1900-1912 г. - период триумфального шествия менделизма, когда на разных объектах (растения, насекомые, птицы, млекопитающие) была доказана универсальность переоткрытых законов.

II этап 1912-1925 г. - создание хромосомной теории наследственности Т.Н.Морганом и его учениками, коллегами: развивается селекция растений. А в 1924 Bernstain открыл наследования системы АВО группы крови человека.

III этап 1925-1940 г. - открытие индуцированного мутагенеза; американский ученый H.Muller открыл мутагенных эффект рентгеновских лучей, a B.Saharov и S.A.Aulrbach мутагенное действие химических веществ.

IV этап 1940-1950 г. - бурное развитие генетики микроорганизмов вирусов, так же открыт субстрат, вызывающий трансформацию бактерий (O.T.Avery и др.) и наследственный материал вирусов - ДНК и РНК (А.Херши и М.Чейз) 1949 Лайнус Полинг показал, что серповидно-клеточная анемия есть молекулярная болезнь - следствие изменений гена.

V этап 1951 продолжается и поныне - рождение и стремительное развитие молекулярной биологии и молекулярной генетики, генетики человека. Классическая генетика обогащаясь данными молекулярной генетики, составляет современную генетику. Американский химик J.Watson и английский физик F.Crick открыли молекулярную и пространственную структуру ДНК в 1953 году. В 1956 году Tjio и Levari установили 46 хромосом в клетках человека, что вызвало бурное развитие цитогенетики человека.

1960 г. - Создание метода гибридизации соматических клеток (G.Barskia) и развитие генетики соматических клеток.

1951 г. - Fred Sahgner определяет структуру инсулина.

1958 г. - Открытие ферментов репликации и транскрипции.

1961 г. - Расшифровка генетического кода — F.Crick, S.Ochoa, M.Nirenberg.

1961 г. - Теория Оперона и контроля экспрессии гена F.Jacob и LMono.

1969 г. - A.G.Khorana синтезировал первый ген в пробирке

1970 г. - Открытие обратной транскриптазы Говардом, Теминым и Дэвидом Балтимором и раскрытие взаимодействия вируса и клетки

1970 г. - Dausset, Bodmer W.F.,Terasaki P.I. открыли гены гистосовместимости HLA.

1972 - П. Берг получил первые рекомбинантные ДНК.

1977 - У. Гилбелрт и А. Максам, Ф. Сангер методы быстрого определения последовательности нуклеотидов.

1981 - создание трасгенных животных

1985 - технология ПЦР

1986 - создание международной программы «Геном человека», выполнение которой завершается вполне выполнение этой программы. Определена последовательность нуклеотидов ДНК молекул человека

2003 - завершение программы «Геном человека».

Важную роль в решении этого вопроса сыграли исследования датского генетика В.Иогансена (1903 г.), изучавшего наследование количественных признаков (веса и размера бобов) на чистых линиях фасоли. Он установил, что изменчивость количественных признаков обусловлена как влиянием среды, так и разнообразными наследственными задатками у особей. Иогансен пришел к выводу, что следует различать фенотипическую и генотипическую изменчивость, и ввел термины «ген», «генотип» и «фенотип». Сергей Сергеевич Четвериков Вильгельм Людвиг Иогансен (1880-1959) (1857-1927) Однако в экспериментах Иогансена не было показано, что наследственные различия между чистыми линиями обусловлены действием менделевских генов. Можно было предположить, что количественные признаки передаются по наследству не так, как качественные, что и продолжали утверждать некоторые биологи. В 1909 г. шведский генетик Г.Нильсон-Эле, изучавший наследование окраски зерен пшеницы, показал, что непрерывная изменчивость признака обусловлена действием нескольких генов, каждый из которых имеет небольшой эффект и наследуется, подчиняясь законам Менделя. Таким образом, открытое им явление полимерного наследования (однозначного влияния нескольких генов на развитие одного признака) имело большое значение для науки; оно показало, что законы Менделя справедливы и в отношении наследственных количественных признаков организма. Исследования Иогансена по генетике чистых линий и популяций у растений оказались весьма важными и с эволюционной точки зрения. Он изучил действие отбора на растения при разных типах их размножения и установил, что отбор имеет место в смешанных генетически гетерогенных популяциях, но не идет в гомозиготных чистых линиях до тех пор, пока в них не появятся новые мутации. Иогансен экспериментально доказал, что модификации, возникающие под влиянием условий среды, не наследуются, а основными формами наследственной изменчивости являются перекомбинации генов и мутации. Именно они и составляют исходный материал для селекции и эволюции. Позднее, в 1908 г. независимо друг от друга английский математик Г. Харди и немецкий врач В. Вайнберг провели математический анализ наследования в популяциях – больших совокупностях организмов, опираясь на законы Менделя. На основе математического анализа частоты генов и генотипов по группам крови системы АВО у людей они впервые сформулировали закон распределения генетических параметров в панмиктических (свободноскрещивающихся) популяциях, который стал основным при оценке генетической структуры популяций. Тем самым были заложены основы нового раздела генетики – популяционной генетики, изучающей законы микроэволюции. Дальнейшее развитие популяционной генетики было осуществлено в исследованиях таких ученых, как С.С.Четвериков, Р.Фишер, Д. Холдейн, Н.П. Дубинин, С. Райт. Стремительное развитие генетики начала ХХ века не могло не поставить перед учеными вопрос: а что же такое ген и где он в клетке расположен? Реализация попытки ответить на этот вопрос означала новый этап в развитии генетики. На этом этапе, наряду с методами гибридологического анализа, генетика стала широко использовать цитологические исследования, вышла в познании наследственности и изменчивости с организменного на клеточный уровень. 2.2.2. Изучение закономерностей наследственности и изменчивости на клеточном уровне В конце Х1Х века были обнаружены хромосомы и исследованы митоз и мейоз. Флемминг (1980-1982) обнаружил расхождение сестринских хроматид при митозе, Ван Бенеден (1883) наблюдал равномерное регулярное распределение хромосом между дочерними ядрами. Бовери (1888) выявил индивидуальные особенности каждой пары хромосом. Сам термин «хромосомы» ввёл Вальдейер (1888). А.Вейсман предположил, что постулированная им «зародышевая плазма» должна находиться в хромосомах. Развитие учения о клетке привело к уточнению строения, формы и количества хромосом. В общих чертах было выяснено поведение хромосом в митозе и мейозе, установлено постоянство хромосомных наборов. В 1902 г. Т.Бовери и У.Сэттон, независимо друг от друга, установили взаимосвязь между менделевскими законами наследования, с одной стороны, и поведением и распределением хромосом во время созревания половых клеток в мейозе, с другой. В 1903 г. У. Сэттон поместил менделевские факторы (гены) в хромосомы. При исследовании кариотипов многих животных было установлено, что у женского организма каждая хромосома имеет парную, а у мужских организмов имеются две непарные хромосомы, которые и определяют пол организма. Их назвали половыми, или гетерохромосомами, в отличие от остальных – аутосом. Большую из непарных хромосом, одинаковую у мужских и женских организмов, назвали Х-хромосомой, а меньшую, имеющуюся только у мужских организмов, - У-хромосомой. В 1907 г. Корренс выдвинул хромосомную теорию определения пола, согласно которой пол будущего организма определяется в момент оплодотворения и зависит от хромосомного набора зиготы. Томас Хант Морган Альфред Генри Стёртевант (1866-1945) (1891-1970) В 1906 г. Л.Донкастер в опытах с бабочкой - крыжовниковой пяденицей открыл наследование, сцепленное с полом, а английские генетики У.Бэтсон и Р.Пеннет обнаружили явление сцепленного наследования признаков в опытах с душистым горошком. До создания хромосомной теории наследственности оставался один шаг. С 1910 г. начинаются эксперименты американского генетика и эмбриолога Т.Моргана на новом генетическом объекте – плодовой мушке дрозофиле. На основе этих работ он вместе со своими учениками А.Стертевантом, К.Бриджесом и Г.Меллером к середине 20-х годов формулирует хромосомную теорию наследственности, согласно которой гены расположены в хромосоме как бусы на нити, образуя группы сцепления. Число групп сцепления генов соответствует числу пар гомологичных хромосом. Гены одной группы сцепления наследуются преимущественно вместе (сцепленно), но могут и перекомбинироваться в процессе мейоза благодаря явлению кроссинговера, что лежит в основе одной из форм наследственной изменчивости организмов - рекомбинативной. Открытие кроссинговера, т.е. обмена генами гомологичных хромосом, возникающее в результате их перекреста и сопровождающееся перекомбинацией ранее сцепленных признаков, позволило определить генный состав хромосом, а также точки расположения в них отдельных генов, контролирующих наследование тех или иных признаков. Появилась возможность построения генетических карт хромосом, и было доказано, что гены расположены в хромосомах в строго линейном порядке. Морган создал первый вариант теории гена – элементарного носителя наследственной информации. В 1925 г. советские микробиологи Г.Надсон и Г.Филипов открыли индуцированный мутагенез, обнаружив влияние радиоактивного излучения на мутационный процесс у низших грибов. В 1927 г. американский ученый Г.Меллер открыл мутагенный эффект рентгеновских лучей. В 1929 г. А.Серебровский и Н.Дубинин, используя метод индуцированного мутагенеза, приступили к изучению строения гена у дрозофилы. Еще не зная, что такое ген и из какого материала он состоит, на основании результатов собственных исследований они пришли к выводу о его сложной организации. Серебровский и Дубинин разработали так называемую центровую теорию гена, основанную на признании делимости гена и расположении субъединиц гена в линейном порядке в пределах гена. Следующий вопрос, на который необходимо было ответить генетикам, -каким же образом гены выполняют свои функции? Уже с момента зарождения генетики у многих исследователей возникала идея связать гены с ферментами. В работах, проведенных с 1902 по 1908 г., английский врач Геррод высказал мнение, что болезнь человека – алкаптонурия- обусловлена нарушением какой-то метаболической реакции, катализируемой ферментом. Его фраза – «врожденные ошибки метаболизма» - заключала в себе концепцию, согласно которой генетический дефект может привести к нарушению определенного метаболического процесса, обусловливая тем самым наблюдаемый мутантный фенотип. Систематические попытки связать гены с ферментами предприняли в 30-х гг. Дж. Бидл и Б. Эфрусси. Они установили, что нормальная красная окраска глаз у дрозофилы развивается в результате серии отдельных стадий и что блокирование этого процесса на разных стадиях приводит к образованию различных мутантных окрасок. Огромный вклад в понимание функции гена внесли работы Дж.Бидла и Е.Татума по изучению биохимических мутаций у нейроспоры. В 1941 г., на основании результатов своих исследований, они сформулировали принцип «один ген – один фермент», означавший, что каждый ген контролирует синтез какого-либо фермента. Согласно этой концепции, каждую метаболическую ступень катализирует отдельный фермент, за образование которого отвечает один ген. Мутация в гене может привести к потере активности соответствующего белка. Поскольку мутация – событие случайное и, следовательно, может повредить любой участок гена, то наиболее вероятно, что она нарушит функцию гена. Поэтому в результате большинства мутаций образуются или нефункциональные гены, или гены с измененными функциями. Прямого доказательства того, что ген действительно определяет структуру белка, пришлось ждать до 1957 г., когда Ингрем показал, что серповидноклеточная анемия, наследуемая как моногенный признак, обусловлена изменением аминокислотного состава белка гемоглобина. Работы Бидла и Татума положили начало развитию биохимической генетики и способствовали конкретизации представлений о гене, его Джордж Бидл (1903-1989) Эдвард Тейтум (1909-1975) структуре и функции. Однако молекулярная природа гена оставалась неизвестной. Еще в 20-е гг. ХХ века было установлено, что хромосомы состоят из белков и нуклеиновых кислот. В 1928 г., а, в более развернутой форме в 1935 г., русский генетик Н.Кольцов выдвинул гипотезу о молекулярной организации и матричном синтезе гена. Он исходил из того, что материал хромосомы должен тянуться от одного ее конца до другого. И таким материалом, по его мнению, должна быть молекула белка. Разметка молекулы на гены по этой модели осуществляется легко: в белках всегда существуют радикалы, отличные один от другого, которые могут представлять гены. Изменения радикалов должны приводить к мутациям. Таким образом, вместо случайной сборки генов в хромосому при ее удвоении он предложил фактически матричный принцип воспроизведения хромосом, при котором сохраняется порядок расположения генов. По мнению Н.Кольцова, как и большинства исследователей этого периода, «такая простенькая молекула, как ДНК» не могла выполнять сложные генетические функции. Модель Кольцова привлекла внимание, но оказалась неверной, так как позднее было выяснено, что наследственным материалом хромосом являются не белки, а дезоксирибонуклеиновая кислота – ДНК. 2.3. Молекулярный этап развития генетики К началу 40-х гг. генетики уже хорошо знали процессы, связанные с взаимодействием микроскопических и макроскопических структур: поведение хромосом в митозе и мейозе, законы передачи наследственных факторов в ряду поколений, влияние внешних условий на формирование отдельных признаков в процессе индивидуального развития. Но процессы, зависящие от взаимодействия субмикроскопических структур и происходящие на молекулярном уровне – химическое и физическое строение генов, механизм репродукции генов и синтеза белков-ферментов – все еще оставались неизвестными. Для решения этих вопросов объекты изучения и методы изучения, которые использовались раньше, были явно недостаточны и требовали дополнений и усовершенствований. Прорыв в решении этих вопросов произошел в результате широкого использования в генетических исследованиях новых объектов - бактерий и вирусов, которые благодаря своему быстрому размножению и простоте лабораторного выращивания позволяют использовать в опытах по изучению наследственности тысячи поколений, сменяющихся одно за другим, и миллиарды отдельных особей в каждом поколении. Кроме того, генетика стала активно использовать новейшие химические, физические и физико-химические методы для изучения свойств и структуры молекул белков и нуклеиновых кислот, для маркирования и идентификации различных классов макромолекул, а также для изучения биохимических процессов, происходящих на молекулярном уровне. Благодаря использованию в генетических исследованиях новых объектов и новых методических подходов в 40-50-х гг. ХХ века и были получены экспериментальные доказательства генетической роли ДНК. В 1944 г. О.Эвери, К.Мак-Леодом и М.Мак-Карти были проведены эксперименты по трансформации (переносу) признаков у пневмококка. Было выяснено, что трансформирующим агентом у пневмококков является ДНК, и, следовательно, именно этот компонент хромосом является носителем наследственной информации. Это открытие символизирует начало нового этапа в развитии генетики – рождение молекулярной генетики. В этот же период Б. Мак-Клинтоком (1947) были впервые описаны мигрирующие генетические элементы, что свидетельствовало о непостоянстве генома. Вторым важным аргументом в пользу генетической роли ДНК было выяснение механизма размножения бактериофага Т2 в клетках кишечной палочки. А.Херши и М.Чейз в 1952 г., используя радиоактивную метку серы для белка и радиоактивную метку фосфора для ДНК бактериофага, показали, что именно ДНК проникает внутрь бактериальной клетки, а подавляющая часть ее белка остается на поверхности. Именно ДНК, а не белок, служит инфекционным элементом вирусов и отвечает за передачу наследственной информации. В этом же 1952 г. Н.Зиндер и Дж.Ледерберг открыли у сальмонеллы явление трансдукции, т.е. переноса вирусами генов хозяина, еще раз показав роль ДНК в осуществлении наследственности. Впервые о возможности трансдукции у грибков актиномицетов сообщили в 1959 г. С.И. Алиханян и Т.С. Ильина, которые в 1960 г. описали трансдукцию с помощью актинофага, выделенного из штамма Act. Olivaceus, нуждающегося в метионине, гистидине и цистине. Третье, важнейшее доказательство генетической роли ДНК было получено в 1949 г. Г.Рисом и А.Мирским. Они обнаружили, что для клеток высших эукариот количество ДНК всегда постоянно в пересчете на гаплоидный хромосомный набор и варьирует строго пропорционально изменениям плоидности. Кроме того, изучение ДНК из различных источников показало, что ее нуклеотидный состав является видовой характеристикой организма. Молекулярный этап развития генетики потребовал коллективных усилий представителей многих наук: генетиков, физиков, математиков, химиков и микробиологов. Результатом этого синтеза знаний стала расшифровка в 1953 г. структуры ДНК Дж.Уотсоном и Ф.Криком. ДНК представляет собой полимерную молекулу, в состав которой входят четыре нуклеотида ( аденин, гуанин, тимин и цитозин ). Как показал в 1949 – 1951 гг. Э.Чаргафф, количество аденина в любой молекуле ДНК равно количеству тимина, а количество гуанина равно количеству цитозина (правило Чаргаффа). Дж.Уотсон и Ф.Крик, опираясь на это правило, обобщили данные рентгеноструктурного анализа, полученные в лаборатории М.Уилкинса и Р.Франклин, и в 1953 г. построили молекулярную модель ДНК, согласно которой ДНК представляет собой правозакрученную двойную спираль, в которой две цепи ДНК комплементарны друг другу и антипараллельны. На основании этой модели Дж.Уотсон и Ф.Крик предположили, что гены отличаются друг от друга чередованием пар нуклеотидов, и наследственная информация закодирована в виде последовательности нуклеотидов. Результатом изменения чередования пар нуклеотидов являются мутации. Предложенная модель прекрасно объясняла все известные факты о молекулярной структуре ДНК, предлагала матричный принцип ее воспроизведения (репликации), заключающийся в разъединении комплементарных полинуклеотидных цепей и последующей достройке новых, комплементарных цепей из нуклеотидов клетки. Это открытие считается началом эры современной биологии. В 1956 г. А. Корнберг осуществляет процесс репликации в лабораторных условиях. В 1957 г. М. Мезельсон и Ф.Сталь экспериментально подтвердили предложенную Дж.Уотсоном и Ф.Криком модель матричного полуконсервативного механизма воспроизведения (репликации) ДНК в клетках бактерий. Следующим огромным успехом генетики стала расшифровка генетического кода. Теоретические работы, в которых рассматривались возможные варианты структуры генетического кода, начались уже в 1954 г. Ответ на вопрос, каким образом четыре различных нуклеотида в составе ДНК могут закодировать 20 аминокислот в составе полипептида, мог быть только один: код триплетен, т.е. каждую аминокислоту кодирует группа из трех нуклеотидов. Экспериментальные подтверждения этому были найдены в работах Ф.Крика, Л.Барнетта и С.Бреннера в 1961 г. Важное значение в расшифровке генетического кода имели исследования М.Ниренберга, Дж.Матеи и С.Очоа, которые предложили метод установления состава кодонов в бесклеточной системе белкового синтеза, и установили состав большинства кодонов. Однако определить последовательность нуклеотидов в кодонах этот метод не позволял. Второй метод, предложенный М.Ниренбергом и П.Ледером, был основан на том, что промежуточными продуктами в синтезе белка являются аминокислоты, связанные с т-РНК. Тринуклеотидные матрицы с определенным чередованием оснований и были использованы ими для изучения связывания с рибосомами т-РНК, несущих аминокислоты. В результате этих исследований в 1965 г. был окончательно составлен кодовый словарь. Расшифровка генетического кода показала, что генетическая информация хранится в виде нуклеотидных триплетов. Однако оставалось неясным, каким образом каждый кодон транслируется в соответствующую аминокислоту? Представление о том, что для реализации информации нужно дешифровать код, развивалось одновременно с идеей об обязательном участии матрицы в процессе трансляции. Однако в эукариотической клетке ядро, содержащее генетический материал, и цитоплазма, в которой на рибосомах синтезируется белок, пространственно разобщены. Из этого следует, что ДНК сама по себе не может служить матрицей, и, таким образом, должна существовать молекула-посредник, передающая информацию от ДНК к белкам. Поскольку к этому времени уже была очевидна связь между количеством РНК и уровнем белкового синтеза в клетке (работы Ж.Браше), возникло предположение, что роль такого посредника выполняет молекула РНК. Прямые доказательства роли информационной или матричной РНК были получены в 1957 г. Е.Волкиным и Е.Астраханом в опытах по исследованию инфекции бактерий Т-четными фагами, а также М. Ниренбергом и Г.Матеи в начале 60-х гг. в бесклеточной системе синтеза белка.

Многие годы изучая и скрупулезно подготавливая эксперимент с горохом: специальными мешочками ограждая цветки от внешнего опыления, австрийский ученый достиг невероятных на тот момент результатов. Тщательный и длительный анализ полученных данных позволил вывести исследователю законы наследственности, которые позже получили название "Законы Менделя". Прежде чем приступить к описанию законов, следует ввести несколько понятий, необходимых для понимания данного текста: Доминантный ген - ген, признак которого проявлен в организме. Обозначается заглавной буквой: A, B. При скрещивании такой признак считается условно более сильным, т.е. он всегда проявится в случае, если второе родительское растение будет иметь условно менее слабые признаки. Что и доказывают законы Менделя. Рецессивный ген - ген в фенотипе не проявлен, хотя присутствует в генотипе. Обозначается прописной буквой a,b. Гетерозиготный - гибрид, в чьем генотипе (наборе генов) есть и доминантный, и рецессивный ген некоторого признака. (Aa или Bb) Гомозиготный - гибрид, обладающий исключительно доминантными или только рецессивными генами, отвечающими за некий признак. (AA или bb) Ниже будут рассмотрены Законы Менделя, кратко сформулированные. Первый закон Менделя, также известный, как закон единообразия гибридов, можно сформулировать следующим образом: первое поколение гибридов, получившихся от скрещивания чистых линий отцовских и материнских растений, не имеет фенотипических (т.е. внешних) различий по изучаемому признаку. Иными словами, все дочерние растения имеют одинаковый оттенок цветков, высоту стебля, гладкость или шероховатость горошин. Более того, проявленный признак фенотипически в точности соответствует исходному признаку одного из родителей.- Читайте подробнее на

Второй закон Менделя или закон расщепления гласит: потомство от гетерозиготных гибридов первого поколения при самоопылении или родственном скрещивании имеет как рецессивные, так и доминантные признаки. Причем расщепление происходит по следующему принципу: 75% - растения с доминантным признаком, остальные 25% - с рецессивным. Проще говоря, если родительские растения имели красные цветки (доминантный признак) и желтые цветки (рецессивный признак), то дочерние растения на 3/4 будут иметь красные цветки, а остальные - желтые. Третий и последний закон Менделя, который еще называют закон независимого наследования признаков, в общих чертах означает следующее: при скрещивании гомозиготных растений, обладающих 2 и более разными признаками (то есть, например, высокое растение с красными цветками(AABB) и низкое растение с желтыми цветками(aabb), изучаемые признаки (высота стебля и оттенок цветков) наследуются независимо. Иными словами, результатом скрещивания могут стать высокие растения с желтыми цветками (Aabb) или низкие с красными(aaBb). Законы Менделя, открытые еще в середине 19 века, много позже получили признание. На их основе была построена вся современная генетика, а вслед за ней - селекция. Кроме того, законы Менделя являются подтверждением великого разнообразия существующих ныне видов.-

 

Генетика—- наука о наследственности и изменчивости живых организмов и методах управления ими. В ее основу легли закономерности наследственности, установленные выдающимся чешским ученым Грегором Менделем (1822—1884) при скрещивании различных сортов гороха.

Наследственностьэто неотъемлемое свойство всех живых существ сохранять и передавать в ряду поколений характерные для вида или популяции особенности строения, функционирования и развития. Наследственность обеспечивает постоянство и многообразие форм жизни и лежит в основе передачи наследственных задатков, ответственных за формирование признаков и свойств организма. Благодаря наследственности некоторые виды (например, кистеперая рыба латимерия, жившая в девонском периоде) оставались почти неизменными на протяжении сотен миллионов лет, воспроизводя за это время огромное количество поколений.

В то же время в природе существуют различия между особями как разных видов, так и одного и того же вида, сорта, породы и т. д. Это свидетельствует о том, что наследственность неразрывно связана с изменчивостью.

Изменчивостьспособность организмов в процессе онтогенеза приобретать новые признаки и терять старые. Изменчивость выражается в том, что в любом поколении отдельные

особи чем-то отличаются и друг от друга, и от своих родителей. Причиной этого является то, что признаки и свойства любого организма есть результат взаимодействия двух факторов: наследственной информации, полученной от родителей, и конкретных условий внешней среды, в которых шло индивидуальное развитие каждой особи. Поскольку условия среды никогда не бывают одинаковыми даже для особей одного вида или сорта (породы), становится понятным, почему организмы, имеющие одинаковые генотипы, часто заметно отличаются друг от друга по фенотипу, т. е. по внешним признакам.

Таким образом, наследственность, будучи консервативной, обеспечивает сохранение признаков и свойств организмов на протяжении многих поколений, а изменчивость обусловливает формирование новых признаков в результате изменения генетической информации или условий внешней среды.

^ Задачи генетики вытекают из установленных общих закономерностей наследственности и изменчивости. К этим задачам относятся исследования: 1) механизмов хранения и передачи генетической информации от родительских форм к дочерним; 2) механизма реализации этой информации в виде признаков и свойств организмов в процессе их индивидуального развития под контролем генов и влиянием условий внешней среды; 3) типов, причин и механизмов изменчивости всех живых существ; 4) взаимосвязи процессов наследственности, изменчивости и отбора как движущих факторов эволюции органического мира.

Генетика является также основой для решения ряда важнейших практических задач. К ним относятся: 1) выбор наиболее эффективных типов гибридизации и способов отбора; 2) управление развитием наследственных признаков с целью получения наиболее значимых для человека результатов; 3) искусственное получение наследственно измененных форм живых организмов; 4) разработка мероприятий по защите живой природы от вредных мутагенных воздействий различных факторов внешней среды и методов борьбы с наследственными болезнями человека, вредителями сельскохозяйственных растений и животных; 5) разработка методов генетической инженерии с целью получения высокоэффективных продуцентов биологически активных соединений, а также для создания принципиально новых технологий в селекции микроорганизмов, растений и животных.

При изучении наследственности и изменчивости на разных уровнях организации живой материи (молекулярный, клеточный,

организменный, популяционный) в генетике используют разнообразные методы современной биологии: гибридологический, цитогенетический, биохимический, генеалогический, близнецовый, мутационный и др. Однако среди множества методов изучения закономерностей наследственности центральное место принадлежит гибридологическому методу. Суть его заключается в гибридизации (скрещивании) организмов, отличающихся друг от друга по одному или нескольким признакам, с последующим анализом потомства. Этот метод позволяет анализировать закономерности наследования и изменчивости отдельных признаков и свойств организма при половом размножении, а также изменчивость генов и их комбинирование.

Терминология

1. Альтернативные – контрастные признаки.

2. Чистые линии – растения, в ряду которых при самоопылении не наблюдается расщепления.

3. Гибридиологический метод – получение гибридного потомства и его анализ.

4. Родительские особи – Р.

5. Мужские особи – ♂.

6. Женские особи – ♀.

7. Скрещивание – X.

8. Гибриды F1, F2, Fn.

9. Моногибридное – скрещивание особей с одним контрастным признаком.




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.