Што е наследноста и човечката генетика? Генетиката како биолошка наука. Врската помеѓу генетиката и другите науки

Софтверски барањапод делот „Вовед во генетика“.

Курс „Генетика со основите на селекцијата“за студенти по биологија
Генетиката е наука за законите на наследноста, наследноста и варијабилноста, нејзиното место во системот природните науки. Предмет на генетика. Концептот на наследноста и варијабилноста. Основни пристапи за проучување на наследноста и варијабилноста на организмите (молекуларни, хромозомски, клеточни, организми, популации).
Предмети на генетиката. Генетска анализа и нејзините компоненти (хибридолошка, цитолошка, математичка, мутациона, молекуларна генетска, онтогенетска, популација итн.). основни принципи на хибридолошка анализа. Поврзаноста на генетиката со другите науки и гранки на биологијата, Земјоделствои медицината.
Главните фази на развој класична генетика(теоријата на пангенезата од Чарлс Дарвин, откривањето на законите на наследноста од Г. Мендел, нуклеарната хипотеза за наследноста од Т. Морган, откривањето на законот хомологни серииН.И. Вавилов, развој на популациони генетски методи од С.С. Четвериков, теорија на индуцирана мутагенеза од Г.А. Надсона, Г.С. Филипов и Г. Мелер, доказ за сложената структура на генот од А.С. Серебровски); главни фази во развојот на молекуларната генетика (создавање на концептот „еден ген – еден ензим“), воспоставување генетска улога нуклеински киселини, откривањето на размена на генетски информации кај бактериите. Главни делови модерна генетика: молекуларна генетика, цитогенетика, имуногенетика, биохемиска и физиолошка генетика. Генетика на зрачење, генетика на населението, онтогенетика, математичка генетика, генетика на животната средина. Генетика на микроорганизми, растенија, животни и луѓе.
Практичното значење на генетиката за земјоделството, биохемиската индустрија, за медицината и педагогијата. Значењето на генетиката во развојот на дијалектичко-материјалистичката филозофија. Идеолошкото значење на генетиката и нејзиното место во текот општа биологијаво средно училиште.

Курс „Ветеринарна генетика“за студенти по ветеринарство
Генетиката е една од најважните науки модерна биологија. Предмет на генетика. Суштината на феноменот на наследноста и варијабилноста. Ветеринарната генетика е наука која ја проучува улогата на наследноста во етиологијата и патогенезата на болестите и методите за нивна превенција, следење на скриените генетски дефекти, идентификација на хетерозиготни носители, елиминација на штетните гени во популациите, анализа на животни за размножување за да се идентификуваат носители на хромозомски аберации и нивно уништување, проучување на генетиката на имунитетот, патогеноста и вирулентноста на микроорганизмите и нивната интеракција со макроорганизмите, развој на методи рано откривањеотпорност на болести. Контрола на мутагени на животната средина, анализа на наследни клеточни структури, карактеристики и функции на организмите, објаснување на генетски детерминирани реакции на телото на лекови, создавање на раси отпорни на болести, видови и линии на животни врз основа на употреба на методи на ветеринарна селекција и биотехнологијата. Поврзаност на генетиката со другите науки. Методи на генетика: хибридолошки, генеалошки, биохемиски, цитогенетски, феногенетски, имуногенетски, онтогенетски, популациски статистички, молекуларни генетски итн. Проучување на феномените на наследноста на молекуларно, субклеточно, органско и популационо ниво. Главните фази на развој на генетиката. Придонесот на домашните научници во развојот на генетиката (Н.И. Вавилов, А.С. Серебровски, Г.А. Надсон, Г.С. Филипов, Ју.А. Филипченко, Г.Д. Карпеченко, С.С. Четвериков, Б. Л. Астауров, Н.П. Дубинев, Д. О. .). Важноста на генетиката за формирање на научен светоглед. Генетика и благосостојбата на човештвото. Улогата на генетиката во ветеринарната медицина, сточарството, медицината. Историски аспективетеринарна генетика. Изгледите за развој на генетиката.

Курс „Генетика и биометрика“за студенти по инженерство за животни
Предмет на генетика. Генетиката е една од основните науки на модерната биологија. Главните фази на развој на генетиката. Улогата на домашните научници во развојот на генетиката. Генетиката како теоретска основа за земјоделска селекција. животни. Суштината на феноменот на наследноста и варијабилноста на молекуларно, субклеточно, клеточно, органско, популационо ниво. Главните видови наследност: нуклеарна и цитоплазматска наследност. Вистинска, лажна и преодна наследност. Видови варијабилност: онтогенетски, модификациски, комбинативни и мутациски. Значењето на варијабилноста на модификацијата за практиките на сточарство. Употреба на други видови варијабилност во одгледувачката работа. Корелативна варијабилност. Креативна улогачовек во формирањето на наследноста и варијабилноста на организмите. Генетски методи: хибридолошки, генеалошки, феногенетски, популација, мутација, рекомбинација, биометриска анализа, методи на биохемиска генетика, методи на имуногенетика. Актуелна состојба и проблеми на генетиката во врска со тековни проблемичовештвото (ресурси со храна, раст на населението, човековото здравје, заштита животната срединаитн.). Достигнувања на модерната генетика и начини на нејзин понатамошен развој.

Генетика е наука за наследноста и варијабилноста на организмите и методите за нивно контролирање.Повеќе целосна дефиницијае како што следува: генетиката е наука која ги проучува феномените на варијабилноста и наследноста, обрасците на складирање, пренос и процеси на имплементација генетски информациина молекуларно, клеточно, органско и популационо ниво. Терминот " генетика“ (од Латински збор geneo - генерира) како име за оваа наука беше предложено во 1905 година од англискиот научник Вилијам Бејтсон.

1.1. Предмет, цел, проблеми и задачи на генетиката

Секоја наука има своја ставкаистражување, цел, поприватно задачиистражување и методиистражување. Задачите на науката во различни периодинеговиот развој може да варира во зависност од проблемите што се јавуваат на патот кон постигнување на целта со која се соочува оваа наука.

1.1.1. Предмет и цел на генетиката

Генетиката проучува две основни својства на организмите - наследностаИ варијабилност. Овие две основни својства на живите суштества се предмет на генетско истражување.

Генетиката сама се поставува два гола: Прво, спознавање на обрасцитенаследноста и варијабилноста и, второ, наоѓање начини практична употреба овие обрасци. Начините за постигнување на двете цели се постојано и тесно испреплетени. Ова се должи на фактот дека решавањето на практичните проблеми се заснова на заклучоците добиени од проучувањето на теоретските проблеми. Истовремено, при решавање на практични проблеми често се добиваат фактички податоци кои се важни за проширување и продлабочување на теоретските концепти.

1.1.1.1. Наследноста

Наследноста - ова е својство на организмите да ги пренесуваат нивните карактеристики и развојни карактеристики на потомството за време на репродукцијата.

Секој вид растение или животно од генерација на генерација ги задржува своите карактеристични карактеристики: бреза репродуцира бреза, патка извлекува пајчиња, мачка раѓа мачиња. Освен тоа, секој вид растение и животно, без разлика каде се транспортира и во какви услови е поставен, доколку ја задржи способноста да се размножува под овие услови, ќе ги репродуцира своите карактеристики кај потомството.

Наследноста обезбедува материјален и функционален континуитет помеѓу генерациите на организми. Наследноста се манифестира во континуитетот на живата материја при промената на генерациите. Некои видови можат да останат релативно непроменети стотици милиони години. На пример, модерниот опосум малку се разликува од опосумот од раниот период на креда. Наследноста одржува одреден ред во варијабилноста на живите суштества.

Наследноста е нераскинливо поврзана со процесот на репродукција, а репродукцијата е со клеточната делба и репродукција на нејзината структура и функции.

Појавата на нова генерација ќерки за време на сексуалната репродукција се случува кога женските и машките герминативни клетки се спојуваат. Јајце клетка и сперма се мостот кој обезбедува материјален континуитет меѓу генерациите. Но, покрај сексуалниот, постои асексуална репродукција, во која цел организам се репродуцира од група соматски клетки или од една клетка. Ако жива хидра се исече на парчиња, тогаш од поединечните парчиња расте цела хидра од истиот вид. На ист начин, од поединечни парчиња лист бегонија, се обновува цело растение слично на првобитното.

Трансферот на одредени својства е само еден аспект на наследноста. Неговата втора страна е да обезбеди точен пренос на типот на развој специфичен за секој организам, формирање за време на онтогенезата одредени знации својства, како и одреден тип на метаболизам.

Материјалната основа на наследноста се сите елементи на клетката кои имаат својство да се репродуцираат и да се дистрибуираат меѓу ќерките ќерки за време на процесот на делба. Се покажа дека особено важна улогаги играат процесите на репродукција и дистрибуција на специфични структури на клеточното јадро - хромозоми. Наследност поради структури клеточното јадро, повикан нуклеарно (хромозомско) наследство . Во исто време, голем број на генетски структури може да се наоѓаат надвор од јадрото (во други клеточни органели и во самата цитоплазма). Наследноста поради клеточни структури, кои се наоѓаат надвор од јадрото се нарекуваат цитоплазматски (екстрануклеарни, екстрахромозомски) .

Неопходно е јасно да се направи разлика помеѓу два концепта што се користат во генетиката - наследноста и наследството. Концепт " наследноста„го одразува својството на гените за одредување: а) градба на специфични протеински молекули, б) развој на особина и в) структурен план на организмот. Концепт " наследство„го карактеризира процесот на пренесување на наследни својства од една клеточна или органска генерација во друга.

Познато е дека дел од генетските информации се пренесуваат преку цитоплазмата. Но, информациите што се пренесуваат преку цитоплазмата се одредуваат и од гените. Затоа, во повеќе во широка смислаНаследноста може да се сфати како сите механизми на пренос на информации низ генерации.

Кај животните кои имаат нервен систем, се среќаваме посебен типчисто функционален континуитет на адаптивни реакции меѓу генерациите, кога потомството, имитирајќи ги своите родители, ги развива истите условени рефлекси што родителите ги стекнале во индивидуалниот живот. Овој континуитет се заснова на механизмот условен рефлекс, и затоа може да се нарече сигнализирајќи ја наследноста. Наследноста на сигналот се појави во процесот на еволуција како посебен механизам за пренос на индивидуална адаптација. Овие аспекти на наследноста се изучуваат од посебна насока во генетиката - бихејвиорална генетика. За сигнализирање на наследноста во однесувањето на мајките кај цицачите.

Во практиката на сточарството, концептот „ вистинска наследност„Комбинираат нуклеарно и цитоплазматско наследство. Ова се должи на фактот дека карактеристиките на телото се контролирани од сопствените гени на животните. Заедно со сопствените гени на телото, природата и степенот на манифестација на одредени особини во него можат да бидат под влијание на гените локализирани во ДНК на патогени (бактерии и вируси) и симбионти. Овој вид наследност се нарекува лажни. Пример за лажна наследност може да биде појавата на зелена боја на телото кај некои црви како резултат на развојот на симбионти во нивните клетки - едноклеточни зелени алги. Во случаи кога наследноста содржи карактеристики и на вистинска и на лажна наследност и не може да се карактеризира недвосмислено, таа се нарекува средно[Merkuryeva et al., 1991, стр. 13].

Значи, наследноста - ова е својство на клетките или организмите да ја пренесуваат од генерација на генерација способноста на одреден тип на метаболизам и индивидуален развој, при што се формираат општи знации својства, како и некои индивидуални карактеристики на родителите.

1.1.1.2. Варијабилност

Покрај наследноста на организмите, генетиката ја проучува нивната варијабилност. Варијабилност е својство на живите организми да стекнуваат промени и да постојат во различни опции. Од генетска гледна точка, варијабилноста е резултат на реакцијата на генотипот на влијанието на условите надворешна срединаво процесот на индивидуален развој на организмот.

Во зависност од механизмот на настанување и природата на промените во карактеристиките, се разликуваат неколку видови на варијабилност. Пред сè, треба да ја истакнеме варијабилноста наследнаИ ненаследни.

Ненаследна (модификација, паратипичен ) варијабилноста ги одразува промените во фенотипот под влијание на надворешни фактори. Се јавува кај животните и растенијата под директно влијание на околината. Модификациите се широко распространети во природата, бидејќи секој организам е под влијание на различни фактори на животната средина во текот на неговиот развој, а нивното дејство влијае на формирањето на карактеристиките на овој организам. Дури и со иста наследност, поединците ќе се разликуваат малку едни од други поради различните услови за живот.

Не сите особини се подеднакво подложни на варијабилност на модификација. Во поголемиот делКога се изложени на влијанија од околината, големината, тежината и продуктивноста на животните се менуваат. Морфолошките карактеристики се многу постабилни, особено видовите, кои се развиваат главно под влијание на наследноста, бидејќи еколошките флуктуации во границите на условите во кои може да постои овој тип, овие знаци не се засегнати. Така, со одгледување јагниња во услови на обилно хранење, можно е да се зголеми нивната тежина и да се средува нивната волна, но невозможно е да се промени природата на палтото. Ова се објаснува со фактот дека својствата на палтото се многу во голема мераутврдени со наследноста.

Варијабилноста на модификација има двојно значење за земјоделската практика. Со создавање на одредени услови за развој на организми, можно е да се подобри развојот на посакуваната особина или да се ослабне непосакуваната. Ова е позитивна карактеристика на модификациите за пракса. Меѓутоа, влијанието на околината може да ги израмни наследните разлики меѓу животните, со резултат дека наследно подобрите и полошите поединци се идентични по изглед или продуктивност. Ова го спречува правилниот избор на повредни поединци за нивните наследни квалитети и го забавува подобрувањето на расите и сортите.

Наследна , или генотипска варијабилност , предизвикани од појавата на нови генотипови, што доведува до промена на фенотипот. Наследната варијабилност е поделена на два други типа на варијабилност - комбинативнаИ мутациски. Мутациска варијабилност се карактеризира со ненадејно појавување во еден организам на какви било нови карактеристики што ги немале неговите предци. Мутациите се појавуваат спазматично како нови квалитативни промени. Тие се последица на структурните промени во гените и хромозомите и се пренесуваат на потомството. Во еволуцијата на дивите и домашните животни и растенија, значењето на мутациите е исклучително големо. Оние карактеристики што ги разликуваат домашните животни и култивираните растенија од нивните диви предци настанале како резултат на мутациони промени. Мутациите кои се вредни за луѓето се предмет на вештачка селекција и на тој начин се шират и се акумулираат во даден вид, создавајќи разлики меѓу него и неговиот див предок. Впечатлив примерОва може да се потврди со неодамна припитомени видови на животни кои носат крзно - визон и лисица, кои имаат релативно кратко времеживеејќи во услови на кафез, беа откриени голем број мутации во бојата на палтото, кои претставуваат голема вредностза индустријата за крзно.

Варијабилноста на организмите може да се должи нане само со генска мутација, туку и комбинации на различни гени, чии нови комбинации доведуваат до промени во одредени карактеристики и својства на организмот; овој тип на варијабилност се нарекува комбинативна варијабилност . Овие промени се исто така наследени. Комбинираната варијабилност обично се забележува кај потомството добиено како резултат на вкрстување на животни од различни раси и растенија од различни сорти, како и при меѓувидови вкрстувања. Изворите на оваа варијабилност се два паралелни процеси:
1) појава на нови комбинации на геникако резултат на независна дивергенција на хромозомите во мејозата за време на формирањето на гамети и нивното случајно поврзување кај зиготите и
2) појава на нови варијанти на хромозомитекако резултат на вкрстување во првата мејотична поделба.

Комбинираната варијабилност игра важна улога во земјоделската практика. Користејќи ги неговите закони, се создаваат нови раси на животни и нови сорти на растенија. Се заснова на подобрување на постоечките раси преку избор на парови, чија цел е да се добијат повредни наследни комбинации и да се поправат недостатоците на еден од родителите во потомството со позитивните квалитети на другиот.

Наследна варијабилност (и комбинирана и мутациона), која се јавува во природни услови под влијание на фактори независни од луѓето, се нарекува природна или спонтан . Варијабилност што произлегува во експериментални услови како резултат на употреба на принуден премин или разни мутагени фактори, се нарекува вештачки, или индуцирана варијабилност . Индуцираната комбинативна варијабилност лежи во основата на практичната селекција во создавањето на нови растителни сорти, животински раси и соеви на микроорганизми.

Познато е дека во секој организам, во процесот на индивидуален развој, редовни промени во морфолошките и функционални карактеристики. Оваа варијабилност се нарекува онтогенетски . Се реализира во нормалните граници на реакцијата на телото и, според овој критериум, треба да се класифицира како ненаследна варијабилност. Сепак, секвенцата и времето на овие промени се одредуваат според генотипот. Поради оваа причина, онтогенетската варијабилност може да се класифицира како наследна [Inge-Vechtomov, 1989, стр. 290]. Така, онтогенетската варијабилност има двојна природа.

Развојот на организмот се одвива како единствен процес под влијание на неговата наследност и условите на околината. Затоа, промената во развојот на кој било орган или ткиво повлекува промена во развојот на други органи и ткива физиолошки или анатомски поврзани со нив. На пример, промените во функциите на одредени ендокрини жлезди влијаат на развојот на одредени групи на ткива или органи или на целиот раст на телото. Промените во развојот на срцето ќе предизвикаат промени во циркулацијата на крвта и, следствено, во исхраната на органите и ткивата. Ако промената на една карактеристика е поврзана со промена на друга, тогаш таквата варијабилност се нарекува корелативна. Во зависност од тоа како се менува една карактеристика кога се менува друга, корелативната варијабилност може да биде позитивна или негативна (видете го делот „Статистички методи за проучување на варијабилноста“). Корелативната варијабилност се нарекува позитивна кога, со зголемен развој на една особина, другата исто така се интензивира, а негативна кога зголемениот развој на една карактеристика го ослабува развојот на друга.

Познато е дека е речиси невозможно да се комбинираат во една раса, на пример, говеда, многу висока продуктивност на млеко кај животните со нивната висока способност за гоење. Ова се должи на фактот дека високата содржина на млеко се должи на интензивниот метаболизам, а високите квалитети на месото се должат на намалениот метаболизам. Од истата причина, многу високата продуктивност на волна на овците или високото производство на јајца кај кокошките и низа други карактеристики не може да се комбинираат со продуктивноста на месото. Понекогаш, како резултат на корелациска варијабилност, организмот развива некои особини кои ја зголемуваат неговата одржливост, а други кои ја намалуваат. Во зависност од кумулативното влијание на таквите особини, организмот може да се зачува со природна или вештачка селекција или, обратно, да се елиминира со неа. Затоа, корелативната варијабилност на особините ги ограничува можностите за користење на комбинирана варијабилност при создавањето на нови раси на животни и растителни сорти. Ова ги принудува генетичарите да го земат предвид при спроведувањето на работата за размножување.

Современото проучување на наследноста и варијабилноста се спроведува на различни нивоаорганизација на живата материја: молекуларна, хромозомска, клеточна, органска и популација. Разновидноста на предметите и методите на истражување во генетиката беше причина за појавата на голем број нејзини делови, како што се цитогенетиката, молекуларната, биохемиската, зрачењето, медицинската и физиолошката генетика, како и популациската генетика, онтогенетиката (феногенетиката). итн.

1.1.2. Проблеми и задачи на генетиката

За да се постигнат двете цели наведени погоре, генетиката ќе мора да реши голем број важни проблеми. Подолу ќе бидат наведени само во повеќето општа формаглавните проблеми што ги проучува генетиката. Овие проблеми се дискутирани подетално во соодветните делови од курсот.

Во огромното мнозинство на видови живи суштества, материјалниот мост што поврзува две генерации се машките и женските репродуктивни клетки, кои се спојуваат за време на оплодувањето. Очигледно е дека овие две клетки содржат информации на одреден начин што ја одредуваат сличноста на потомството со нивните родители. Во исто време, постои варијабилност во организмите, како резултат на што потомците обично се разликуваат до еден или друг степен од нивните родители и едни од други. Така, од една генерација во друга преку мостот формиран од герминативните клетки, тој се пренесува (иако понекогаш во малку искривена форма) информацииза сите оние разновидни морфолошки, физиолошки и биохемиски карактеристики што треба да се реализираат кај потомците. Врз основа на оваа кибернетска природа на генетските процеси, тоа е погодно на следниот начинформулира четири главни теоретски проблеми што ги проучува генетиката.

1.1.2.1. Теоретски проблемигенетика

Теоретските истражувања во генетиката опфаќаат широк опсег на проблеми, кои условно можат да се поделат во 4 големи групи.

1) Проблеми складирање на генетски информации. За да ги решат овие проблеми, генетичарите проучуваат кои материјални структури на клетката содржат генетски информации и како тие се кодирани во нив.

2) Проблеми пренос на генетски информации. Решението на овие проблеми е поврзано со истражување на механизмите и моделите на пренос на генетски информации од клетка до клетка и од генерација на генерација.

3) Проблеми имплементација на генетски информации. Овие проблеми произлегуваат од потребата да се разбере како генетските информации се преведуваат во специфични особини во организмот во развој додека се предмет на различни влијанијаживотната средина.

4) Проблеми промени во генетските информации. За да ги решат овие проблеми, генетичарите ги проучуваат видовите и причините за промените на кои се подложени генетските информации, како и механизмите на нивното појавување [Gershenzon S.A., 1979].

Сите овие четири групи на генетски проблеми се проучуваат на различни нивоа на организација на живата материја - молекуларна, клеточна, органска и популација. Методите кои се користат во овие студии варираат во зависност од нивото на кое се спроведува истражувањето.

1.1.2.2. Практични проблемигенетика

Заклучоците добиени од проучувањето на теоретските проблеми на наследноста и варијабилноста служат како основа за решавање на практични проблеми со кои се соочува генетиката, од кои главните се наведени подолу.

1) Избор на најдобри типови на вкрстување. Различни типовивкрстувања (далечна хибридизација, неповрзани вкрстувања, поврзани вкрстувања од различни степени) имаат различни ефекти врз наследните својства на потомците. Познавањето на овие разлики и нивната генетска условеност овозможува да се користат во одгледувањето на култури и добиток такви видови вкрстувања кои најдобро одговараат на специфичната практична цел поставена во секој случај.

2) Избор од повеќето ефективни начиниселекција. Знаејќи како различни начиниселекцијата влијае на наследните особини, овозможува користење во растителноста и сточарството на оние техники кои најбрзо се менуваат неопходни знациво саканиот правец.

3) Контрола на развојот на наследни особини. Ако можеме да ги разбереме начините на кои генетските информации се реализираат во онтогенезата и механизмите на влијание на факторите на животната средина врз овие процеси, тогаш ќе можеме да избереме услови кои придонесуваат за формирање на највредните особини кај организмите и сузбивање на непожелни. Тоа има големо значењеда се зголеми продуктивноста на култивираните растенија и продуктивноста на домашните животни. Ова е важно и за медицината, бидејќи понекогаш помага да се спречи манифестацијата на наследни болести кај луѓето, а во некои случаи дури и да се излечат.

4) Проучување на механизмите на мутагенеза и мутации. Познавањето на физичките и хемиските мутагени и механизмот на нивното дејство овозможува вештачки да се добијат нови наследно изменети форми. Ова овозможува да се добијат подобрени соеви на корисни микроорганизми и сорти на земјоделски растенија и животински раси. Во медицината, познавање на законите на процесот на мутација е неопходно за развој на мерки за заштита на човечката наследност од штетните мутагени ефекти на животната средина.

5) Генетскиот инженеринг– дел од практична генетика поврзана со насочено создавање на нови генетски комбинации на генетски материјал и негово воведување во избрани живи организми.

6) Студија за приватна генетикакултивирани растенија, фармски животни и луѓе. Иако главните закони утврдени со генетиката се универзални по природа, тие се уникатно прекршени кај различни организми поради нивните специфични разлики, особено поврзани со биологијата на репродукцијата и структурата на хромозомскиот апарат. За практични цели, треба да знаете кои гени се вклучени во одредувањето на корисни или штетни особини на даден организам кои се економски или медицински важни. Затоа, проучувањето на одредена генетика на таквите особини е задолжителен елемент на практичната генетска работа [Gershenzon S.A., 1979].

За да се решат овие проблеми, се формулираат специфични, специфични задачи во секоја област на генетско истражување. Со некои од нив ќе се запознаеме во текот на курсот.

1.1.2.3. Цели на ветеринарната генетика

Текст на потсекцијата „Проблеми на ветеринарната генетика“.

За да го скриете овој текст, повторно кликнете на врската.

Ветеринарна генетика – ова е делот општа генетика, чиј предмет на проучување се наследни аномалии, болести со наследна предиспозиција, развој на методи за дијагностицирање и превенција на генетски абнормалности кај животните, како и избор на животни за отпорност на заразни болести.

Ветеринарната генетика си ги поставува следните задачи:
1) проучување на наследни аномалии кај животните;
2) развој на методи за идентификување на хетерозиготни носители на наследни аномалии;
3) проучување на болести со наследна предиспозиција;
4) контрола на ширењето на штетните гени кај популациите и нивна елиминација;
5) проучување на врската помеѓу цитогенетските нарушувања и наследни болести;
6) проучување на генетиката на имунитетот;
7) проучување на генетиката на патогеноста и вирулентноста на микроорганизмите и интеракцијата на микроорганизмите и макроорганизмите;
8) развој на методи за рано откривање на отпорност и подложност на животните на болести;
9) проучување на влијанието врз животната средина штетни материина наследниот апарат на животните;
10) проучување на генетски детерминирани реакции на животните на лекови;
11) создавање стада, линии, видови, раси кои се отпорни на болести, со ниско ниво на генетско оптоварување и добро прилагодени на одредени услови на животната средина;
12) употреба на биотехнолошки методи за зголемување на отпорноста на животните на болести [Petukhov V.L. et al., 1996, стр. 4].

Ветеринарната генетика е тесно поврзана со општата генетика. Теоретските достигнувања на општата генетика многу брзо наоѓаат примена во ветеринарната пракса. Сепак, овие достигнувања не можат да се реализираат без ветеринар. Затоа, генетското образование на ветеринарите е неопходен условза дијагностика, лекување и превенција на наследни болести кај домашните и фармските животни. Со користење на генетско знаењеветеринарот може интегрално (целосно) да ги разбере сите фази од индивидуалниот развој на животното како исполнување на наследната програма на организмот во процесот на онтогенеза под специфични услови на животната средина.

1.2. Генетски методи

Современата генетика ги проучува феномените на наследноста и варијабилноста на различни нивоа на организација на биосистемите - од молекуларна до популација и видови. Во исто време, генетиката се заснова на достигнувањата различни индустриибиологија - биохемија, биофизика, микробиологија, цитологија, ембриологија, зоологија, ботаника, одгледување растенија и сточарство. Затоа, во зависност од конкретната задача со која се соочува истражувачот-генетичар, тој може да користи методи на молекуларна биологија и биохемија, микробиолошки и цитолошки методи, методи на ембриологија или методи на популациона биологија. Ќе се запознаеме со многу специфични истражувачки методи за време на курсот. Но, сите од нив може да се комбинираат во неколку групи заеднички методипо сличност методолошки пристапза проучување на наследноста и варијабилноста.

1.2.1. Хибридолошки метод

Метод на хибридолошка анализа се состои во вкрстување на организми и последователно земање предвид на поделбата на карактеристиките. Во својата завршена форма, овој метод беше предложен од Г. Мендел и до ден-денес е еден од главните методи на генетско истражување.

формулиран Грегор Мендел правила за хибридолошка анализашто го следат сите генетичари:
1. Организмите што треба да се вкрстат мора да припаѓаат на ист вид.
2. Вкрстените организми мора јасно да се разликуваат според индивидуалните карактеристики.
3. Карактеристиките што се проучуваат мора да бидат константни, т.е. се репродуцираат од генерација на генерација кога се вкрстуваат во линија.
4. Неопходно е да се карактеризираат и квантитативно да се земат предвид сите класи на сегрегација доколку тоа е забележано кај хибридите од првата и следната генерација.

Така, методот вклучува систем на вкрстувања на претходно избрани родителски поединци кои се разликуваат во еден, два или три алтернативни знаци, чие наследство се проучува. Темелна анализа на хибридите од првата, втората, третата, а понекогаш и следните генерации се врши според степенот и природата на манифестацијата на проучуваните карактеристики.

Овој метод е од големо значење за одгледување на растенија и животни. Го вклучува и таканаречениот метод на рекомбинација, кој се заснова на феноменот на вкрстување - размена на идентични региони во хроматидите на хомологните хромозоми во профазата I на мејозата. Овој метод е широко користен за компајлирање генетски карти, како и за создавање рекомбинантни молекули на ДНК кои содржат генетски системи разни организми.

1.2.2. Генеалошки метод

Генеалошки метод е метод за проучување на наследувањето на карактеристиките од потомците од предците меѓу генерации организми од исто семејство (или род). Генеалошкиот метод е една од варијантите на хибридолошкиот метод. Методот се базира на анализа на распределбата на нормални или патолошки карактеристики во голем број генерации, што укажува семејни врскипомеѓу членовите на семејното стебло. Се користи во проучувањето на наследството на особините со анализа на педигре, земајќи ја предвид нивната манифестација кај организми од сродни групи (луѓе или животни) во неколку генерации.

Генеалошкиот метод е еден од најуниверзалните методи во генетиката. Овој метод се користи во проучувањето на наследноста кај луѓето и животните кај кои неплодноста е генетски детерминирана. Генеалошкиот метод овозможува да се надминат тешкотиите што се јавуваат поради неможноста за насочени крстови (на пример, кај луѓето) или ниската плодност на организмите (на пример, кај коњите).

1.2.3. Метод на близнаци

Меѓу животните е многу тешко да се најдат две единки со иста наследност. Само некои близнаци имаат идентична наследност. Близнаци се нарекуваат две или повеќе потомци родени во исто време од иста мајка кај обично еднокреветни животни и луѓе[Рајмерс, 1988]. Постојат два вида близнаци - монозиготнаИ дизиготна.

Дизиготни (братски, неидентични) близнаци произлегуваат од посебно оплодени две или повеќе јајце клетки кои созреваат во исто време.Монозиготни (идентични) близнаци - ова се близнаци од ист пол, развиени од една оплодена јајце клетка како резултат на нејзината поделба по првата поделба на две независни клетки, со што се појавуваат два организми. Монозиготни близнаци се раѓаат, иако ретко, кај говеда, овци и свињи. Фреквенција на раѓањекај луѓето, според различни извори:
– 10 на 1000, меѓу нив 25% се монозиготни близнаци [Дубинин, 1985];
- 10 од 840, меѓу нив 33% се монозиготни близнаци [Сљусарев, Жукова, 1995].

Ориз. Идентичните близнаци Ејршир јуници Сенди и Кенди, родени во државата Њујорк [Хат, 1969 година].

Сите монозиготни близнаци имаат речиси ист генотип. Ваквите близнаци се многу слични по нивните карактеристики (сл.), а малите разлики забележани кај нив се предизвикани исклучиво од влијанието на условите на околината. Затоа, тие претставуваат многу удобен објект за проучување на влијанието на наследноста и околината врз развојот на одредена особина. На пример, за да се проучи влијанието на условите за хранење врз растот и развојот на идентични близнаци кај говедата, беа спроведени специјални експерименти. Јунките - 9 пара идентични близнаци - беа поделени во две групи - по една јуница од близнак во секоја група. Јуниците од едната група се хранеле интензивно од раѓање - 33% над нормата, додека јуниците од другата група биле хранети умерено - 33% под нормата. Слично на тоа, беа создадени уште две групи од по 8 јуници; во едната група исхраната била 25% повисока, во другата - 25% пониска од нормалната. Резултатите од експериментот покажаа дека јуниците кои добивале обилно хранење значително ја надминуваат тежината на нивните сестри близначки кои добиле слабо хранење. Сепак, истите услови влијаеле на нивниот раст на висината во помала мера, бидејќи немало разлики во висината меѓу животните од трите групи; само група јуници, чија исхрана беше 33% под нормата, заостана зад животните од сите други групи во овој индикатор. Следствено, истите услови на животната средина имаат различни ефекти врз развојот на различни особини.

Значи, сличноста или разликата во генотиповите на близнаците овозможува да се користи методот близнак во проучувањето на влијанието на одредени фактори на животната средина врз генотипот на поединецот, како и да се идентификува релативната улога на генотипската и модификациската варијабилност во целокупната варијабилност на особина.

1.2.4. Цитогенетски метод

Цитолошките методи се користат за проучување на клетката како основна единица на живата материја. Полето на генетиката што ја проучува структурата и функцијата на хромозомите се нарекувацитогенетика . Цитогенетските методи се дизајнирани да ја проучуваат структурата на поединечните хромозоми и хромозомските множества како целина. Најчестиот метод во цитогенетиката е светлосната микроскопија. Предмет на цитогенетските студии може да бидат соматски и генеративни клетки, и во интерфаза и во состојба на поделба. Анализата на конјугацијата на хромозомите во мејозата и набљудувањето на размената помеѓу хомологните и нехомологните хромозоми го продлабочуваат нашето знаење за материјалните носители на наследноста.

За детална анализахромозомите користат различни методи на вкупно (монохроматско, цврсто) и диференцијално боење на хромозомите. Покрај тоа, благодарение на успехот во молекуларна генетикафундаментално дизајниран нов методпроучување на хромозоми - метод на молекуларна хибридизација на самото место(FISH метод; видете го делот „Цитолошки основи на наследноста“).

1.2.5. Метод на хибридизација на соматски клетки

На крајот на 50-тите години на минатиот век, експерименталните биолози развија методи за одгледување (растење) клетки надвор од телото во хранливи материи. Соматските клетки на телото ги содржат сите генетски информации. Ова овозможува да се проучуваат прашања од животинска и човечка генетика што е тешко, па дури и невозможно да се изучуваат на целиот организам. Ваквите студии се можни затоа што метаболичките процеси може да се изолираат од сложениот синџир на меѓусебно поврзани реакции што се случуваат во телото.

Во 1960 година, францускиот биолог J. Barsky докажал дека кога клетките од две различни линии на глувци се ко-култивираат во хранлив медиум, овие клетки може да се спојат, формирајќи хибриди кои содржат множества на хромозоми од двете родителски форми. Подоцна, хибриди се добиени помеѓу клетки кои припаѓаат на различни видови (на пример, човек - глушец). Повеќето хибридни клетки умираат, но некои од нив, кои содржат две јадра, можат да продолжат да се развиваат и да се размножуваат со делење. Во такви хибридни клетки, многу интересни процеси, предизвикана од работата на два генома одеднаш. Проучувањето на овие процеси ви овозможува:
а) проучување на механизмите на дејство на гените,
б) утврдување на мутагеноста на хемиските и физичките фактори,
в) попрецизно да се дијагностицираат наследни болести на биохемиско ниво кај возрасни организми, па дури и пред раѓањето - кај ембриони.

1.2.6. Метод на мутација

Методот на мутација (анализа на мутагенеза) ни овозможува да ја утврдиме природата на влијанието на мутагените фактори врз генетскиот апарат на клетката, ДНК, хромозомите и врз промените во карактеристиките или својствата на организмите. Мутагенезата се користи во микробиологијата за создавање на нови соеви на бактерии, при размножување на фарма на животни и растенија - за создавање изворен материјал за селекција.

1.2.7. Биохемиски метод

Биохемиските методи се користат во проучувањето на генетиката на животните и луѓето од почетокот на дваесеттиот век. Биохемиските индикатори (на пример, примарниот протеински производ на генот или акумулацијата на патолошки метаболити во клетката или во екстрацелуларната течност) ја карактеризираат болеста подобро од нејзината клинички симптоми. Важноста на биохемиските методи се зголеми како што се проучуваа наследни болести и се подобруваа биохемиските методи.

Биохемиските методи се насочени кон идентификување на биохемискиот фенотип на организмот. Предмет на биохемиска дијагностика може да бидат урина, пот, плазма и серум, крвни зрнца, клеточни култури. Анализата на фенотипот може да се изврши на различни нивоа, од примарниот генски производ (полипептиден синџир) до крајните метаболити.

1.2.8. Молекуларен генетски метод

Главните објекти на генетско истражување на молекуларно ниво се молекулите на нуклеинската киселина - ДНК и РНК, кои обезбедуваат зачувување, пренос и имплементација на наследни информации. Проучувањето на нуклеинските киселини на вируси, бактерии, габи, растителни и животински клетки култивирани надвор од телото овозможува да се утврдат моделите на дејство на гените за време на животот на клетката и организмот.

1.2.9. Онтогенетски (феногенетски) метод

Онтогенетскиот (феногенетски) метод ни овозможува да го утврдиме степенот на влијание на гените и условите на околината врз развојот на проучуваните својства и карактеристики во процесот на индивидуален развој на организмот (онтогенеза). Промената на условите за чување и хранење на животните влијае на природата на манифестацијата на наследно одредени особини и својства во онтогенезата.

1.2.10. Метод на популација

Методот на популација се користи за проучување на феномените на наследноста кај популациите. Овој метод овозможува да се утврди фреквенцијата на доминантните и рецесивни алели кои одредуваат одредена особина, зачестеноста на доминантните и рецесивни хомозиготи и хетерозиготи, динамиката на генетската структура на популациите под влијание на мутации, изолација и селекција. Методот е теоретска основамодерно одгледување животни.

Кога вршат популациски генетски студии, научниците можат да користат какви било други генетски методи што им се достапни, на пример, цитогенетска, биохемиска, молекуларна генетика. Примери за употреба на молекуларни генетски методи во популационите генетски студии вклучуваат основање

За да го скриете овој текст, повторно кликнете на врската.
Нова молекуларна генетска студија која потврдува дека северноамериканските Индијанци имаат корени од Алтај беше спроведена од група антрополози од Универзитетот во Пенсилванија и научници од Лабораторијата за етногенетика на населението на Институтот за цитологија и генетика на сибирската филијала на Руската академија на науки. Резултатите од студијата беа објавени на 26 јануари 2012 година во American Journal of Human Genetics. Антрополозите си поставија цел да откријат од која националност потекнуваат домородните жители на американскиот континент и да утврдат генетски маркери, заеднички за Алтајците и северноамериканските Индијанци

ДНК анализа на различни националности кои живеат во Алтај и домородното население Северна Америка, спроведена со користење на современи генетски методи, им овозможи на научниците да го разјаснат прашањето за поврзаноста на Алтај со Северна Америка, кој точно го населил и кога се случило тоа.

Според Теодор Шур, професор по антропологија на Универзитетот во Пенсилванија, Алтај е „клучна точка, место каде луѓето доаѓале и си заминувале илјадници и илјадници години“.

Анализирајќи ги генетските податоци на домородните Алтајци, научниците бараа маркери во нивната митохондријална ДНК. Студијата на митохондријалниот геном е главната алатка за идентификување на луѓето. Можноста за таква идентификација се должи на групните, па дури и групните модели кои постојат во човечкиот митохондријален геном. индивидуални разликикои се наследуваат по мајчина линија. Авторите на трудот ги споредиле овие примероци на ДНК со оние добиени од Индијанци, жители на Јужен Сибир, Централна и Источна Азија и Монголија. Кај жителите на Јужен Алтај, тие откриле мутација карактеристична за северноамериканските Индијанки.

Студиите на ДНК покажаа дека генетските маркери на домородното население на Северна Америка и домородното население на територијата Алтај се идентични. Пред околу 15-25 илјади години, овие праисториски луѓе од Алтај почнаа да се шират низ северните региониСибир и на крајот стигна до Америка. Тогаш овие луѓе го преминаа мразот од Русија до Америка. Така, од Територија Алтајпотекнува од предците на првите американски Индијанци.

Научниците го пресметале времето кога линиите на Алтај и Индија се разделиле и секоја тргнала по својот пат, акумулирајќи свои мутации, за разлика една од друга, во својот геном. Ова се случи пред 13-14 илјади години. Научниците исто така открија дека, најверојатно, населувањето на северноамериканскиот континент се случило во неколку бранови, одвоени еден од друг во времето.

Претходно спроведените етнографски студии покажаа дека народите на Северен Алтај се многу различни од народите на југот. Првите, во однос на јазичните и културните традиции, гравитираат кон уралските народи, како што се Самоједите (Самоиди). Јужните, напротив, покажуваат блиски врски со Монголите, Ујгурите и Бурјатите. Сепак, судејќи според резултатите од генетските студии на митохондријалната ДНК, тогаш, и покрај сите нивни културни и јазични разлики, народите на Северен и Јужен Алтај се, иако далечни, но сепак роднини на мајчината страна. А, според професорот Т. Шур, главниот „мост“ што ги поврзува северните и јужните жители биле жените.
Исто така види

1.2.11. Биометриски метод

Составен дел на секој од горенаведените методи е Статистичка анализа- биометриски метод. Самото раѓање на генетиката како егзактна наука стана возможно благодарение на употребата на математички методи во анализата на биолошките појави. Се пријавил Г. Мендел квантитативен пристапда ги проучува резултатите од вкрстувањата и да конструира хипотези кои ги објаснуваат добиените резултати. Оттогаш, методите на биолошка статистика (биометрија) станаа составен дел на генетска анализа. Претставува низа математички техники кои овозможуваат да се одреди степенот на веродостојност на добиените податоци, да се утврди веројатноста за разлики помеѓу индикаторите на искусни и контролни групиживотни. Биометрискиот метод е незаменлив во проучувањето на наследувањето на квантитативните особини, како и во проучувањето на варијабилноста, особено ненаследната или модификацијата.

1.2.12. Метод на математичко моделирање

Во генетиката, методот на моделирање различни молекуларни структуриИ генетски процесикористење на компјутери (види, на пример,). Со помош на вакви модели се проучува наследството на квантитативните особини кај популациите и се оценува потенцијалната ефективност на методите на селекција - масовна селекција, избор на животни според индексите на селекција. Основи на методот математичко моделирањево генетиката се изложени во книгата „Основи на математичката генетика“. Особено широка примена овој методпронајдени во областа генетскиот инженерингИ

За да го скриете овој текст, повторно кликнете на врската.
Книга за основите на математичкото моделирање во молекуларната биологија.
Сетубал Ј., Мејданис Ј. Вовед во пресметковната молекуларна биологија. -Москва-Ижевск, Издавачка куќа: Научно-истражувачки центар „Регуларна и хаотична динамика“, Институт за компјутерски истражувања, 2007. - 420 стр.
Книгата е вовед во пресметковната молекуларна биологија, ги опишува нејзините најтипични проблеми и предлага ефективни алгоритми за нивно решавање. Книгата започнува со осврт на основните концепти на молекуларната биологија (структурата и функциите на протеините и нуклеинските киселини, механизмите на молекуларната генетика), потоа ги воведува најважните математички објекти, како што се графикони и линии, и се дадени генерални информацииза алгоритми. Сето ова ја поставува основата за разбирање понатамошни делови од книгата: споредување секвенци (и пребарување во базата на податоци), составување фрагменти од ДНК, составување физички картичкиДНК, филогенетски дрвја, генско преуредување, предвидување на структурата на макромолекулите и пресметување со помош на ДНК. Секој од овие делови содржи дискусија за биолошката позадина, дефиниции на клучни термини, Целосен описприменети математички или компјутерски модели, како и примери за имплементација на алгоритам.
Книгата е наменета за програмери, математичари и биолози кои сакаат да го прошират своето знаење за ова возбудливо ново поле на науката, каде што сè уште има толку многу нерешени проблеми.

Генетиката активно користи други методи на сродни природни науки. Методите на хемија и биохемија се користат за подетална карактеризација на наследените метаболички особини и за проучување на својствата на протеинските молекули и нуклеинските киселини. За истите цели, се користат методи на имунологија и имунохемија, кои овозможуваат да се идентификуваат многу специфично дури и мали количини на одредени генски производи, првенствено протеини.

Генетиката нашироко користи методи на физика: оптички, седиментација, методи на означени атоми за обележување и идентификување на различни класи на макромолекули. Најшироко користените физички, хемиски и физичко-хемиски методи се користат во молекуларната генетика и генетскиот инженеринг.

Генетичарите кои работат со различни предмети не можат без методите на зоологија, ботаника, микробиологија и други дисциплини. Во исто време, употребата на современи генетски методи за проучување еволутивен процесја зголемува важноста на самата генетика за компаративен метод, користен од микробиолози, ботаничари и зоолози.

Генетски методиИстражувањата значително ги збогатија теоретските области на биологијата, медицината, како и науката за животните, ветеринарната медицина, одгледувањето и одгледувањето на фармски животни, како и одгледувањето растенија и производството на семе.

1.3. Историја на развојот на генетиката

Генетиката е една од најмладите биолошки науки. Таа има нешто повеќе од 100 години. Меѓутоа, за време на овој релативно краток период, генетиката не само што се претвори во независна научна дисциплина, но послужи како основа за создавање на некои други важни науки, како што се молекуларната биологија и генетскиот инженеринг.

1.3.1. Предуслови за појава на генетика

Обидите да се разбере природата на преносот на особините со наследување од родителите на децата биле направени во античко време. Рефлексии на оваа тема се наоѓаат во делата на Хипократ, Аристотел и други мислители.

ВО XVII-XVIII векНаучниците почнаа да се обидуваат да го разберат процесот на оплодување и да бараат кој принцип - машки или женски - е поврзан со тајната на развојот на нов организам. Во овој период, дебатата за природата на наследноста продолжи со нова сила. Во 1694 година, германскиот ботаничар Рудолф Камерариус (1665-1721) открил дека опрашувањето е неопходно за формирање на овошје. Така да крајот на XVIIВ. Научната основа беше подготвена за почеток на експерименти за хибридизација на растенијата. Првите успеси во оваа насока се постигнати на почетокот на 18 век.

Првиот меѓуспецифичен хибрид го добил Англичанецот Т. Ферчајлд со вкрстување на каранфили. Во 1760 г Германскиот ботаничар Џозеф Келројтер (1733-1806) беше првиот кој внимателно ги разгледа експериментите за проучување на преносот на особинипри вкрстување на растенија. Во 1761-1766 година. J. Kölreuter, во експериментите со тутун и каранфилче, покажа дека по префрлањето на поленот од едно растение во пестикот на растение кое се разликува по неговите морфолошки карактеристики, се формираат јајници и семиња, при што се добиваат растенија со својства средно во однос на двата родители. . Прецизниот метод развиен од J. Kölreuter доведе до брз напредок во проучувањето на наследното пренесување на карактеристиките.

Ориз. Томас Ендру Најт (1759-1839).

На крај XVIII-почетокот на XIXВ. Англискиот одгледувач на растенија Томас Ендру Најт (сл.), додека вкрстувал различни сорти грашок, направил важна опсервација - открил неделивост на мали знаци во различни крстови. Дискретноста на наследниот материјал, прогласена во античко време, ја доби првата научна основа. Т. Најт е заслужен за откривањето на „елементарните наследни карактеристики“.

Дополнителен значаен напредок во развојот на методите на вкрстување е поврзан со француските одгледувачи на растенија Аугустин Сајреј (1763-1851) и Чарлс Наудин (сл.).

Ориз. Чарлс Наудин (1815-1899).

Најголемото достигнување на О. Сажре било откривањето на феноменот на доминација. Кога вкрстувал сорти на градинарски култури, тој често забележувал потиснување на особината на едниот родител од особина на другиот. Оваа појава максимално се манифестира во првата генерација по вкрстувањето, а потоа потиснатите особини повторно се открија кај некои од потомците на следната генерација. Така, О. Сажре потврди дека елементарните наследни карактеристики не исчезнуваат при вкрстувањето. До овој заклучок дошол и C. Naudin во 1852-1869 година. Но, C. Naudin отиде уште подалеку, започнувајќи квантитативна студија за рекомбинацијата на наследни склоности за време на вкрстувањата. Сепак, по овој пат го чекаше разочарување. Погрешно методска техника- истовремено проучување на голем број знаци - доведе до голема конфузија во резултатите, а тој беше принуден да ги напушти своите експерименти. Недостатоците својствени за експериментите на Ц. Наудин и неговите претходници беа елиминирани во делата на Г. Мендел.

Идејата за диференцирање на поделбите на клеточното јадро на ембрионот во развој за прв пат беше изразена во 1883 година од германскиот ембриолог Вилхелм Ру (1850-1924). Заклучоците на В.

Ред најважните откритија, извршени во 19 век, беа предуслов за појавата на научната генетика на крајот на 20 век. Овие откритија треба да го вклучат создавањето на теоријата на еволуцијата и создавањето на клеточната теорија.

Ориз. Првото издание на книгата на Чарлс Дарвин „Потеклото на видовите преку природна селекција“.

Најголемото достигнување на природните науки во 19 век било создавањето на еволутивната теорија. Во 1859 година, Чарлс Дарвин во „Потеклото на видовите“ го воспоставил принципот еволутивен развојорганизми и покажа дека факторите на еволуцијата се природна селекција, наследноста и варијабилноста. Теоријата на Чарлс Дарвин брзо се здоби со широко признание меѓу научниците. Научниците сфатија дека еволуцијата е можна само врз основа на појава на промени кај живите суштества и зачувување на овие промени кај нивните потомци. Затоа, еволутивните учења на Чарлс Дарвин го зголемија интересот за проблемите на наследноста и варијабилноста во втората половина на 19 век.

Во тоа време, научниците предложија неколку хипотези за наводниот механизам на наследноста. Иако овие хипотези беа посовршени од хипотезите предложени претходно, тие исто така беа во голема мера шпекулативни. Последователната експериментална работа покажа дека тие не се во право. Во исто време, некои од овие отфрлени хипотези содржеа одредби кои подоцна беа потврдени. Следствено, тие го одиграа своето позитивна улогаво развојот на идеи за наследноста и варијабилноста. Затоа, да разгледаме три од овие хипотези кои заслужуваат најмногу внимание.

Најфундаменталната шпекулативна хипотеза беше „привремената хипотеза на пангенезата“ од Чарлс Дарвин, изложена во последното поглавје од неговите „Промени во домашните животни и одгледуваните растенија“ (1868). Според неговите идеи, во секоја клетка на кој било организам, во голем број се формираат посебни честички - гемули, кои имаат способност да се шират низ телото и да се собираат во клетки кои служат за сексуална или вегетативна репродукција. Дарвин претпоставил дека гемулите на поединечните клетки може да се променат за време на онтогенезата на секој поединец и да доведат до модифицирани потомци. Дарвиновата претпоставка за наследувањето на стекнатите карактеристики беше експериментално побиена од Ф. Галтон (1871).

Друга шпекулативна хипотеза за природата на наследноста беше предложена од германскиот ботаничар Карл Нагели (1817-1891) во неговото дело „Механичка и физиолошка теорија на еволуцијата“ (1884). К. Негели сугерираше дека наследните склоности се пренесуваат само преку дел од клеточната супстанција, која тој ја нарече идиоплазма. Остатокот од клетката (стереоплазмата), според неговата идеја, не носи наследни карактеристики. Тој сугерираше дека идиоплазмата се состои од молекули поврзани едни со други во големи структури слични на нишки - мицели, групирани во снопови и формираат мрежа што ги пробива сите клетки на телото. Хипотезата на К. Негели ги подготви биолозите за идејата за структурирање на материјалните носители на наследноста.

Ориз. Август Вајсман (1834–1914).

Најдетална беше третата хипотеза, предложена од германскиот зоолог Август Вајсман (Сл.). Развивајќи ја идејата за нееднаква наследна поделба, А. Вајсман логично дошол до заклучок дека во телото постојат две јасно разграничени клеточни линии - герминална и соматска. Клетките на герминалната линија обезбедуваат континуиран пренос на наследни информации, се „потенцијално бесмртни“ и се способни да доведат до појава на нов организам. Соматските клетки немаат такви својства. Ова одвојување на две категории на клетки беше важно за последователниот развој на генетиката. Август Вајсман верувал дека герминативните клетки содржат посебна супстанција - носител на наследноста („плазма на микроб“) и ја идентификувал оваа супстанца со хромозомите на клеточното јадро.

Прво, V. Roux во 1883 година, а потоа и A. Weisman, предложија линеарно распоредување на наследните фактори во хромозомите и нивно надолжно разделување за време на митозата, што во голема мера ја предвидува иднината теорија на хромозомитенаследноста.

Претпоставката на А. Вајсман за водечката улога на хромозомите во пренесувањето на наследните својства беше точна. Уште два елементи од неговата хипотеза беа исто така вистинити: 1) изјава за големата важност на вкрстувањата како причина за варијабилноста што обезбедува материјал за еволуција и 2) негирање на наследството на стекнатите карактеристики, односно телесни промени предизвикани од надворешни влијанија во текот на животот на еден организам. Но, заедно со овие точни одредби, хипотезата на Вајсман содржеше многу погрешни одредби. (Погрешните позиции може да ги вклучуваат неговите идеи за структурата на хромозомите на герминативните клетки, за нивното распаѓање во посебни зачетоци („детерминанти“), кои потоа влегуваат во различни клетки на телото и ги одредуваат својствата на овие клетки, за „рудиментирана селекција“ што ја регулира дистрибуцијата на таквите детерминанти меѓу клетките, за отсуството на „пломска плазма“ во клетките на телото.Сите овие делови од хипотезата на Вајсман не се засноваа на факти, беа шпекулативни по природа и беа побиени со подоцнежните истражувања).

Во втората половина на 19 век се одвиваат интензивни истражувања на структурата на клетката. Првата идеја за клетката како елементарна компонента на организмот ја дал Роберт Хук уште во 1665 година. Меѓутоа, дури во првата половина на 19 век (во 1838 година) М. Шлајден и Т. Шван ја создале теоријата. клеточна структура. И во последните три децении од 19 век, низа откритија ја утврдија улогата на клетката во наследноста и развојот. Се покажа дека основните компоненти на клетката се јадрото и цитоплазмата. R. Virchow го изнесе основниот концепт според кој секоја клетка доаѓа само од клетка. Ова ја воспостави идејата за континуитет на животот, покажувајќи дека се заснова на клеточната делба. Во 1874 година И.Д. Чистјаков, а една година подоцна Е. Стразбургер утврди дека клеточната делба е поврзана со сложени процесиодржување на бројот на хромозоми во ќерките клетки. Овој процес се изведува во форма на индиректна поделба на јадрото, што во 1889 година W. Flemming го нарекол митоза. Тој покажа дека за време на митозата, секој хромозом се дели надолжно, формирајќи два ќерки хромозома. Во 1875 година, О. Хертвиг ​​ја утврди суштината на оплодувањето. Проучувајќи го процесот на оплодување кај морскиот еж, тој ја покажа улогата на јадрата на женските и машките полови клетки, кои по навлегувањето на спермата во јајце клетката се спојуваат во заедничкото јадро на зиготот. Наскоро истиот феномен го откри Н.Н.Горожанкин во гимноспермии G. Strasburger - кај ангиосперми.

Додека го проучувале однесувањето на хромозомите во клетките кои формираат гамети, Е. Ван Бенеден и Т. Бовери го откриле феноменот на мејозата. Откриле дека за време на мејозата се случува процесот на намалување (намалување) на бројот на хромозоми за половина. По фузијата на герминативните клетки со преполовен број на хромозоми, нивниот број во јадрото на зиготот се враќа на нормално ниво. Во 1896 година беше објавена книгата на Е. Вилсон „Улогата на клетката во наследноста и развојот“. Таа беше синтеза достигнувања XIXвек во областа клеточна теорија. Неговата главна содржина беше доказ за фактот дека хромозомите се физички носители на наследноста.

Индивидуалните разлики, дури и помеѓу тесно поврзани организми, не мора да се должат на разликите во генетската структура на овие индивидуи. Ваквите разлики може да бидат предизвикани од различните услови за живот на споредените поединци. Затоа, заклучоците за генетските разлики може да се направат само врз основа на анализа голем бројпоединци. Првиот што го привлече вниманието на математичките обрасци во индивидуалната варијабилност беше белгискиот математичар и антрополог А. Катлет. Тој беше еден од основачите на статистиката и теоријата на веројатност.

Во тоа време, прашањето за можноста за наследување отстапувања од просечната квантитативна карактеристика на особина забележана кај поединечни поединци беше многу акутно. Различни истражувачи го анализираа ова прашање. Работата на англискиот антрополог Френсис Галтон (1882-1911), кој собирал податоци за наследството на висината кај луѓето, била многу сериозна. Потоа Ф. Галтон го проучувал наследството на големината на цветната корола во слаткиот грашок и дошол до заклучок дека само мал дел од отстапувањата забележани кај родителите се пренесуваат на потомството. Ф. Галтон се обидел на своето набљудување да му даде математички израз, иницирајќи големи серииработи на статистичка анализа на наследството.

Следбеник на Ф. Галтон Англиски биологи математичарот Карл Пирсон (1857-1936) ја продолжи оваа работа во поголем обем. Во оваа област, најсериозните истражувања се извршени во 1903-1909 година. Данскиот биолог Вилхелм Јохансен (1857-1927). Тој посвети главно внимание на проучувањето на генетски хомоген материјал. Врз основа на добиените резултати Јохансен даде прецизна дефиницијаконцептите на „генотип“ и „фенотип“ и ги поставија темелите модерно разбирањеулогата на индивидуалната варијабилност.

Ниту еден од тогашните научници не можеше да ги открие законите на наследството. Меѓутоа, самиот пристап кон проблемот на наследството преку проучување на потомците на вкрстени поединци со различни карактеристики и анализа на распределбата на овие карактеристики меѓу потомците беше апсолутно точен. Токму тој го подготви теренот за појавата на генетиката како наука.

1.3.2. Главните фази на развој на генетиката

Честа за откривање квантитативни обрасци кои го придружуваат формирањето на хибридите му припаѓа на чешкиот ботаничар Јохан Грегор Мендел (сл. 1.5). Во делата што ги извршил во 1856-1863 година, тој ги открил основите на законите на наследноста. Овие обрасци последователно ја формираа основата на генетиката.

Ориз. Јохан Грегор Мендел (1822-1884).

Првично, Г. Мендел обрнал внимание на изборот на објектот. За своето истражување го избрал грашокот. Основата за овој избор беше, прво, дека грашокот е строг самоопрашувач, а тоа нагло ја намали можноста за внесување несакан полен; второ, во тоа време имало доволен број на сорти на грашок кои се разликувале по неколку наследни особини.

Г. Мендел добил 34 сорти грашок од различни фарми. По две години тестирање дали ги задржале своите карактеристики непроменети кога се размножуваат без вкрстување, тој избрал 22 сорти за експерименти.

Г. Мендел започна со експерименти за вкрстување на сорти на грашок кои се разликуваа во една карактеристика (монохибридно вкрстување). Во сите експерименти со 7 пара сорти, беше потврден феноменот на доминација кај првата генерација хибриди, откриен од О. Сајре и Ц. Наудин. Г.Мендел го воведе концептот на доминантно и рецесивни особини. Како доминантни тој ги нарече целосно непроменети особините кои се трансформираат во хибридни растенија.или речиси непроменет. Тој назначи рецесивни особини кои стануваат скриени за време на хибридизацијата. Тогаш Г. Мендел за прв пат успеа да даде квантификацијафреквенции на појава на рецесивни форми меѓу вкупен бројпотомство од премини.

За понатамошна анализа на природата на наследноста, Г. Мендел проучувал уште неколку генерации на хибриди вкрстени едни со други. Како резултат на неговата работа, следните генерализации добија солидна научна основа:
1. Феноменот на нееднакви наследни карактеристики.
2. Феноменот на разделување на карактеристиките на хибридните организми како резултат на нивните последователни вкрстувања. Беа воспоставени квантитативни модели на разделување.
3. Откривање на не само квантитативни обрасци на разделување според надворешни, морфолошки карактеристики, но и определување на односот на доминантните и рецесивните наклонетости меѓу формите кои по изглед не се разликуваат од доминантните, а се со мешан карактер.

Така, Г. Мендел се доближил до проблемот на поврзаноста на наследните склоности и карактеристиките што тие ги одредуваат. Поради рекомбинација на склоности (подоцна В. Јохансен овие склоности ги нарекол гени), при вкрстувањето се формираат зиготи кои носат нова комбинација на склоности, која ги одредува разликите меѓу поединците. Оваа позиција ја формираше основата на основниот закон - законот за чистота на гамети.

Експерименталните студии и теоретската анализа на резултатите од вкрстувањата извршени од Мендел беа пред развојот на биологијата за повеќе од четвртина век. Во 1865 г. Сепак, ова дело на Г. Мендел не го привлече вниманието на неговите современици. Таа остана заборавена цели 35 години.

Ориз. Хуго Де Врис (1848-1935).

Датумот на раѓање на генетиката се смета за 1900 година., кога, независно еден од друг, тројца ботаничари го повторија откритието на Г. Мендел. Тоа беа Хуго Де Врис (во Холандија), кој спроведе експерименти со афион и други растенија, Карл Ерих Коренс (во Германија), кој ја проучуваше сегрегацијата на особините во пченката и Ерих фон Тшермак (во Австрија) кој го анализираше наследувањето на карактеристиките во грашок.

Ориз. Карл Ерих Коренс (1864-1833).

Споредувајќи ги нивните резултати со резултатите на другите научници, овие истражувачи ја откриле заборавената работа на Мендел. Тие беа изненадени од сличноста на резултатите на Г. Мендел со резултатите добиени од нив. Овие истражувачи високо ја ценеле длабочината и значењето на заклучоците направени од Г. Мендел. Оттаму, при објавувањето на нивните податоци, тие конкретно нагласија дека нивните резултати целосно ги потврдуваат заклучоците донесени од Г. Мендел.

Ориз. Ерих фон Чермак (1871-1962).

Од 1900 година, генетиката помина низ голем број фази на развој. Секој од нив се карактеризираше со преовладувачките истражувачки насоки во тоа време. Сите фази на развојот на науката се тесно поврзани, бидејќи преминот од една во друга фаза стана возможен благодарение на откритијата направени во претходната фаза. Во исто време, во секоја нова фаза, заедно со развојот на нови насоки, продолжи истражувањето на проблемите поставени во претходните фази. Затоа, границите помеѓу фазите на генетскиот развој се произволни. Со ова предупредување, историјата на генетиката е поделена на пет главни фази [Dubinin N.P., 1985].

Пет фази во историјата на генетскиот развој:
- првата фаза - од 1900 до 1910 година;
- втора фаза - од 1910 до 1920 година;
- трета фаза - од 1920 до 1940 година;
- четврта фаза - од 1940 до 1953 година;
- петта етапа – од 1953 година до денес.

С.М. Гершензон ги опишува границите на овие периоди малку поинаку: 1900-1912, 1912-1925, 1925-1940, 1940-1955 година. и од 1955 година до денес.

1.3.2.1. Првата фаза на развој на генетиката (1900-1910)

По повторното откривање на законите на Мендел, започна ерата на класичната генетика. Првиот период се карактеризира со интензивен развој на менделизмот, потврдување на законите на наследноста откриени од Г. Мендел со уште нови хибридолошки експерименти спроведени во различни земјиах на разни растенија и животни. Како резултат на овие експерименти, стана јасно дека законите воспоставени од Г. Мендел се универзални.

Ориз. Вилијам Батсон (1861-1926).

Со текот на годините, генетиката се појави како независна биолошката наукаи доби широко признание. Името „генетика“ (од латинскиот збор geneo - генерирам) беше предложено за оваа млада наука во 1905 година од англискиот научник Вилијам Бејтсон (сл.). Малку подоцна, толку важно генетски концепти, како ген, генотип, фенотип. Овие термини беа предложени во 1909 година од данскиот генетичар Вилхелм Лудвиг Јохансен (сл.).

Ориз. Вилхелм Лудвиг Јохансен (1857-1927).

Во текот на истите тие години се родија некои нови важни насокигенетско истражување, кое ќе се развива само во следните периоди. Овие насоки треба да ја вклучуваат синтезата што се појавила до овој момент на акумулираните информации за хромозомите на клеточното јадро, митозата и мејозата, од една страна, и генетските податоци, од друга страна. Веќе во 1902 година, двајца научници - Т. Бовери во Германија и В. за создавање на хромозомската теорија на наследноста.

Во 1903 година се појави делото на В. Јохансен „Наследување во популации и чисти линии“. Со самоопрашување на грав во линии, од кои секоја потекнува од едно оригинално растение, В. Јохансен ги добил таканаречените чисти линии. Сите поединци во такви линии имале иста наследна содржина. Сепак, расте во кревети под влијание различни факториживотната средина, тие се покажаа различни во тежината на зрното, висината и другите карактеристики. Примање потомство од екстремни опции, В. Јохансен беше убеден дека овие отстапувања не се пренесени на потомците; сите тие се покажаа како ненаследни модификации. Врз основа на добиените факти, тој јасно ги одвои наследните фактори кои ја одредуваат оваа или онаа карактеристика или својство од самите овие карактеристики и својства.

На истото почетна фазаразвојот на генетиката откри дека постојат особини чие наследство не е во согласност со законите на Мендел. Така, англиските генетичари Вилијам Батсон (сл. 1.9) и Реџиналд Пунет во 1906 година, во експерименти со слаткиот грашок, го откриле феноменот на поврзаното наследување на особини. Друг англиски генетичар Л. Донкастер во истата 1906 година, во експериментите со пеперутката од молец од цариградско грозде, открил наследство поврзано со полот. Во двата случаи, наследното пренесување на карактеристиките на вкрстените форми очигледно не се случило како што налагаат законите на Мендел. Број разни примериИ кај двата типа на отстапувања од Менделовото наследство почна брзо да се акумулира. Подоцна беше утврдено дека нема противречност со менделизмот во овие отстапувања. Овие очигледни противречности се елиминирани со хромозомската теорија на наследноста.

Веќе во првата фаза од развојот на генетиката, пред сè, благодарение на работата на В. Се покажа дека гените се взаемно зависни во нивното делување и дека развојот на која било особина е поврзан со дејството на голем број гени. Во исто време, карактеристиките на развојот зависат и од условите на животната средина. Карактеристиките на еден организам, неговиот фенотип, се резултат на интеракцијата на наследноста и околината.

Успешниот развој на генетиката беше олеснет со поткрепувањето на теоријата на мутации. Во 1899 година, рускиот ботаничар, професор на Универзитетот во Томск С.И. Коржински ја објави монографијата „Хетерогенеза и еволуција“. Во него, тој даде голем број примери за наследна варијабилност на особините кај растенијата и ја изрази идејата дека причината за појавата на нови наследни својства може да бидат само единечни промени во внатрешните принципи на наследноста. Отприлика во исто време (1901), Холанѓанецот Хуго де Вриј открил растенија со единечни наследни отстапувања во неговите култури на јаглика. Тој ја потврди теоријата на мутации, според која новите наследни карактеристики се јавуваат како резултат на ненадејни промени во дискретните единици вклучени во материјалната основа на наследноста. За да означи случаи на појава на наследни отстапувања, Г. де Врис го воведе терминот „мутација“.

Во 1909 година, К. Коренс објави труд за наследување на голем број карактеристики преку пластиди. Ова истражување стана извор на проучување на екстрануклеарно, или цитоплазматско наследување. Бидејќи законите за пренос на пластиди и други цитоплазматски елементи кои носат молекули на ДНК се разликуваат од менделовите закони за пренос на хромозомите, тие се нарекуваат неменделова наследност.

Во оваа почетна фаза од развојот на генетиката, се појавија првите обиди да се објаснат моделите на еволуција од генетска перспектива. Во 1908 година, Г. Харди и В. Вајнберг покажаа дека менделовите закони ги објаснуваат процесите на дистрибуција на гени кај популациите.

Во 1909 година, А. Гарод открил дека кај луѓето болеста алкаптонурија е вродена грешка на метаболизмот. Ова откритие е потеклото на биохемиската генетика.

1.3.2.2. Втората фаза на развој на генетиката (1910-1920)

Дома карактеристична карактеристикаВтората фаза во развојот на генетиката беше создавањето и одобрувањето на хромозомската теорија на наследноста. Водечката улога во создавањето на оваа теорија припаѓа на експерименталната работа на американскиот генетичар Томас Гент Морган (сл.) и тројца негови студенти - Алфред Стуртевант (1871-1970), Калвин Бриџис (1889-1938) и Херман Молер ( 1890-1967). Во овие експерименти спроведени на Drosophila, се покажа дека наследните склоности - гени - лежат во хромозомите на клеточното јадро и дека преносот на наследните карактеристики се одредува според судбината на хромозомите за време на созревањето на герминативните клетки и оплодувањето.

Ориз. Томас Гент Морган (1861-1945).

Генетската работа на училиштето на Т. Морган помогна да се разбере структурата на хромозомите многу подлабоко отколку што дозволуваа само цитолошките студии. Вработените на Т. Морган научија да градат мапи на хромозомите кои укажуваат на точната локација на различни гени на нив. Првата таква карта беше составена од А. Стуртевант за еден од хромозомите на Дрософила. Врз основа на хромозомската теорија за наследноста, тоа беше докажано хромозомски механизамопределување на полот. Главната улога во ова ја одиграа делата на Т. Морган и американскиот цитолог Е. Вилсон. Во исто време, започна и друга работа за генетиката на сексот. Истражувањето на германскиот генетичар Р. Голдшмит беше од особено значење во оваа област.

Хромозомската теорија за наследноста беше најголемото достигнувањебиологија. Целиот понатамошен развој на генетиката се одвиваше во светлината на оваа теорија. Покрај тоа, теоријата на хромозомите имала силно влијаниеза цитологија, ембриологија, биохемија, еволутивна теорија. Подоцна послужи како еден од предусловите за појавата и развојот на модерната молекуларна биологија. Во овој период започнало генетско истражување квантитативни карактеристики. Во делата на G. Nilsson-Ehle, E. East и други, беше утврдено дека наследувањето на квантитативните особини, исто така, ги почитува законите на Мендел.

Во втората фаза од формирањето на генетиката, некои генетски области важни за земјоделството почнаа брзо да се развиваат. Меѓу нив се работи за расветлување на природата на хетерозата, на компаративна генетикакултивирани растенија, на меѓуспецифична хибридизација на овошни растенија. Истражувањето за приватната генетика беше активно спроведено различни типовикултивирани растенија и домашни животни. Резултатите од овие студии беа од големо значење за развојот на генетската основа на селекција, производство на семе и одгледување.

Ориз. Николај Константинович Колцов (1872-1940).

Во (вториот) период што се разгледува го опфаќа формирањето на генетиката кај нас. Во дваесеттите години на минатиот век, во Русија се појавија три генетски школи, на чело со истакнати научници - Николај Константинович Колцов (сл.), Јуриј Александрович Филипченко (сл.) и Николај Иванович Вавилов (сл.). Овие училишта одиграа важна улога во широкиот развој на истражувањето воопшто и применетата генетика во Русија. Николај Константинович Колцов првпат користеше физички методиистражување во проучувањето на живите клетки. Тој беше првиот што организираше генетско истражување во Русија (Советски Сојуз, 1921 година) и за прв пат во своите дела (1927-1935) покрена голем број проблеми што сега ја формираат основата на молекуларната генетика. Тој ги наведе проблемите на структурата и функционирањето на субклеточните структури, структурата на хромозомите, природата и природата на процесот на мутација итн. Н.К. Колцов има хипотеза според која хромозомите се гигантски наследни молекули, чии врски се гени.

Ориз. Јуриј Александрович Филипченко (1882-1930).

Ориз. Николај Иванович Вавилов (1887-1943).

Колцов во Москва, Филипченко и Вавилов во Санкт Петербург привлекоа голем број извонредни биолози да соработуваат. ВО краток терминВоспоставена е плодна научна работа за многу проблеми на генетиката, за промовирање на генетското знаење, за наставата по генетика на универзитетите и за објавување на оригинални и преведени учебници за генетика. Наскоро генетски лаборатории беа создадени во други градови на Русија. Достигнувањата на руските генетичари почнаа сè повеќе да се користат во практична работаодгледувачи на култури и добиток.

1.3.2.3. Третата фаза на развој на генетиката (1920-1940)

Третата фаза во историјата на генетиката (1920-1940) беше обележана со откривање на можноста за вештачко предизвикување мутации. Чарлс Дарвин знаел за постоењето на ненадејни наследни промени - мутации. Мутациите беа интензивно проучувани во зората на генетиката од страна на G. De Vries. Следејќи го, генетичарите посветија големо внимание на проучувањето на мутациите што се појавија. Сепак, причините за мутациите останаа непознати. Имаше прилично распространето мислење, навраќајќи се на ставовите на Вајсман и Г. Де Врис. Според овие идеи, мутациите се јавуваат спонтано во телото, под влијание внатрешни причини, и не зависат од надворешни влијанија. Овој концепт беше погрешен. Тоа доведе до неточни претпоставки во врска со движечки силиеволуција. Подоцна беше побиено со работа на вештачко предизвикување мутации.

Ориз. Херман Молер (1890-1967).

Првиот доказ дека мутациите можат да се предизвикаат вештачки е добиен во 1925 година во Русија од Г.А. Надсон и Г.С. Филипов во експерименти за зрачење на квасец со радиум. Одлучувачки доказ за можноста за експериментална индукција на мутации е добиен во 1927 година од страна на G. Möller (сл.) во експериментите за ефектот врз Drosophila х-зраци. Работата на G. Möller предизвика голем број експериментално истражувањесе врши на различни видови растенија и животни. Резултатите од овие работи покажаа дека јонизирачкото зрачење има универзален мутаген ефект. Тогаш беа откриени мутагени својства на ултравиолетовите зраци и висока температура. Следуваше информација дека мутациите се предизвикани од одредени хемикалии. Првите хемиски мутагени беа откриени во 30-тите години во Русија со работата на В.В. Сахарова, М.Е. Лобашев и С.М. Гершензон и неговиот персонал. Неколку години подоцна, оваа насока доби широк опсег, особено благодарение на истражувањето на И.А. Рапопорт во Русија и С. Ауербах во Велика Британија.

Ориз. Александар Сергеевич Серебровски (1892-1948).

Истражувањата во областа на експерименталната мутагенеза доведоа до брз напредок во разбирањето на законите на процесот на мутација. Тие, исто така, придонесоа за разјаснување на голем број прашања во врска со фината структура на генот. Од руските истражувачи, треба да се забележи А.С. Серебровски (сл.) кој добил податоци кои ја докажуваат сложената структура на генот. Откривање на мутагениот ефект на зрачењето и хемиски супстанцииотвори нови перспективи за практична употреба на генетските достигнувања. Во различни земји, почна да се работи на употреба на радијација за создавање на нови форми на култивирани растенија и животни. Во Русија, иницијаторите на таков „избор на зрачење“ беа генетичарите А.А. Сапегин и Л.Н. Делонеј.

Ориз. Сергеј Сергеевич Четвериков (1880–1959).

Во истата трета фаза во историјата на генетиката, се појави насока со цел да се проучуваат генетските процеси во еволуцијата. Основната работа во оваа област беше спроведена од англиските генетичари R. Fisher и J. Haldane, американскиот генетичар S. Wright и рускиот генетичар S.S. Четвериков (сл.). Овие научници, потпирајќи се на голема количина на фактички материјал, убедливо покажаа дека генетските податоци ги потврдуваат и зајакнуваат основните принципи на дарвинизмот. Во формирањето на еволутивната генетика, главна улога одигра работата на С. природни популации. Студијата за компаративна генетика и еволуција на култивирани растенија, на чело со N. I. Vavilov, продолжи многу успешно и во голем обем.

Ориз. Георгиј Дмитриевич Карпеченко (1899-1942).

Особено вреди да се забележи работата на соработникот на Вавилов, талентираниот генетичар Сергеј Дмитриевич Карпеченко (1899-1942) (сл.), кој експериментално репродуцираше еден од методите за формирање на нови видови во растенијата. С.Д. Карпеченко постигна голем успех во создавањето далечни хибриди и во 1935 година ја објави монографијата „Теоријата на далечната хибридизација“. Неговата работа за далечна хибридизација на растенијата по ред слични делапо нивната важност се рангирани на прво место. (С.Д. Карпеченко беше уапсен од НКВД во 1940 година и почина во затвор во 1942 година).

Во 1933 година основана е Т. Пејнтер генетско значењеџиновски хромозоми од клетките на плунковните жлезди Drosophila. Во 1934 година, М. Шлезингер покажа дека фагот се состои од ДНК и протеини. Во 1939 година започна работата на Е. Елис и М. Делбрик модерна ераистражување на генетиката на фагот. Откриле дека фагот навлегува во бактеријата, се размножува во неа и потоа ја лизи.

Периодот од дваесеттите до четириесеттите години на минатиот век беше време на брз развој на генетиката во Русија. Овие успеси се поврзани со активностите на најголемите руски научници и нивните училишта: Н.И. Вавилова, Н.К. Колцова, С.С. Четверикова, А.С. Серебровски, Ју.А. Филипченко, С.Г. Навашина, И.В.Мичурина итн.

Во раните дваесетти години, Н.И. Вавилов го потврди законот за хомолошка серија во наследна варијабилност. Во тоа време, идејата дека мутациите се сосема случајни беше широко прифатена. Н.И. Вавилов, откако откри слични мутации кај различни видови, утврди дека појавата на мутации зависи од генетските својства на организмите. Тој покажа дека при селекцијата треба наменски да се бараат потребните карактеристики. Н.И. Вавилов откри светски центри од растително потекло, кои содржат множества на гени кои се највредни за размножување. Создаден под водство на Н.И. Светската колекција на култивирани растенија и нивните диви предци на Вавилов станаа извор за развој на многу стотици нови сорти на широк спектар на култури. Околу Н.И. Вавилова се собра извонредни генетичарии цитолози. Талентираниот ученик Н.И. Вавилова Г.Д. Карпеченко (сл.) со удвојување на хромозомите за прв пат ја надмина стерилноста на хибридите добиени со вкрстување на далечните растителни видови. Во 1927 година, тој создаде плоден меѓугенерички хибрид со вкрстување на ротквица и зелка. Методот на удвојување на хромозомите кај хибридите стана класичен метод за селекција и експериментално репродуцирање на процесите на потекло на голем број видови.

Се разви Сергеј Гаврилович Навашин (1857-1930). општа доктриназа структурата на хромозомите и процесите на оплодување кај растенијата. Неговиот ученик М.С. Навашин проучувал кариотипови на различни видови и структурни мутации на хромозомите. Г.А. Левицки во 1931 година ја потврди теоријата на фрагментација на појавата на структурни мутации на хромозомите. Неговата книга " Материјални основинаследноста“ остави длабока трага во развојот на генетиката кај нас. Тој го воведе терминот „кариотип“ во науката.

Огромен придонес во развојот Руска генетикапридонесе од училиштето на Н.К.Колцов. Во 1927 година Н.К. Колцов ја изрази идејата дека при проучувањето на феномените на наследноста не може да се ограничи на хромозомското ниво; предмет на истражување треба да бидат молекулите од кои се гради наследната супстанција која е дел од генот. Во склад со своето време, тој верувал дека гените на хромозомите се претставени со протеински молекули. Главната работа во учењата на Н.К. Колцов имаше идеја да ги зачува својствата на гените врз основа на нивното само-дуплирање: генот ќерка се појавува во форма на молекуларна копија од оригиналниот ген. Таквата автоматска репродукција може да се изврши само со правење копии од оригиналната матрица благодарение на физички и хемиски процеси. Во однос на генските молекули, Н.К. Колцов го формулираше принципот „omnis molecule ex molecule“ - секоја молекула од молекулата. Овој матричен принцип на самодуплирање беше идеолошкиот извор на последователниот развој на молекуларната генетика.

Теоретските и експерименталните дела на Сергеј Сергеевич Четвериков (1926, 1929) ги поставија темелите на модерната популациона генетика.

А.С. Серебровски (1929) ја изнесе идејата за геногеографија и разви генетски методи за одгледување домашни животни. ВО Ленинградскиот универзитетгенетското училиште на Ју.А. Филипченко, кој успешно ја проучуваше варијабилноста на организмите. Ју.А. Филипченко ја има честа да го напише првиот учебник по генетика за високо образование образовните институции. Делата на И.В. Мичурин ја збогати теоријата и практиката на селекција. Овој извонреден одгледувач ја покажа важноста на далечната хибридизација за развој на нови растителни сорти.

Ориз. Георги Адамович Надсон (1867-1940).

Во 1925 година Г.А. Надсон (сл.) заедно со Г.С. Филипов, во експериментите со квасец, прв ја покажа можноста за вештачки добивање мутации под влијание на јонизирачко зрачење. Во 1929-1930 година А.А. Сапегин, Л.Н. Делоне добил радиомутанти во пченицата, покажувајќи го значењето на новиот метод за одгледување растенија.

Во 1928 година, во лабораторијата на Г.А. Надсона, М.Н. Мајзел користејќи хлороформ, катран од јаглен и калиум цијанидиндуцирани мутации во клетките на квасецот. По работата на М.Е. Лобашев, В.В.Сахаров, С.М.Гершензон, кои се појавија во 30-тите, можноста за хемиска индукција на мутации во 50-тите конечно беше докажана со експериментите на С. Ауербах и И.А. Рапопорт.

Индуцираните мутации се покажа како неопходен материјал за проучување на структурата на гените. Во 1928-1932 година Н.П. Дубинин, А.С. Серебровски и другите научници кои работеле во лабораторијата на А. структурни единици, подредени во линеарен редослед. Се покажа дека мутациите не влијаат на генот како целина, туку само на поединечни одредени единици. Откривањето на сложената структура на генот го поби концептот прифатен во тоа време дека генот е елементарен и неделив.

Во овој период домашните научници С.Г. Левит и С.Н. Давиденков организираше опширно истражување за човечката генетика.

1.3.2.4. Четвртата фаза на развој на генетиката (1940-1953)

Повеќето карактеристични карактеристикиОваа фаза во историјата на генетиката беше развој на работа на генетиката на физиолошки и биохемиски особини и вклучување во кругот на генетски експерименти на сосема нови објекти за генетика - микроорганизми и вируси. Ова беше од големо значење, бидејќи нагло ја зголеми резолуцијата на генетската анализа и овозможи да се проучат многу претходно недостапни аспекти на генетските феномени.

Учи биохемиски процеси, кои лежат во основата на формирањето на наследни карактеристики на различни организми (Drosophila, Neurospora мувла, Escherichia coli бактерии итн.) овозможија да се утврди како дејствуваат гените.

Ориз. Џорџ Велс Бидл (1903-1989).

Во 1941 година, американските генетичари (сл.) и (сл.) објавија кратка статија „Генетска контрола на биохемиските реакции во невроспората“, во која ја објавија првата генетски експериментина микроорганизми. Написот ги опиша биохемиските мутации во Невроспора. Резултатите од истражувањето ги доведоа J. Beadle и E. Tatem до важна генерализација, според која секој ген ја одредува синтезата на еден ензим во телото. Оваа формула: „еден ген – еден ензим“ потоа беше рафинирана и почна да звучи: „еден ген – еден протеин“ или, поточно, „еден ген – еден полипептид“. Биохемиските мутации станаа најважната алатка за анализа на ефектот на гените врз одделни делови од биохемиските синтези. L. Pauling во 1949 година покажа дека причината за човечката болест - српеста анемија - е вкоренета во промените во молекулата на хемоглобинот. Тој овој феномен го нарече молекуларни болести.

Ориз. Едвард Лори Тејтум (1909-1975, Едвард Лори Тејтум)

Ориз. Френсис Крик

Откритието во 1944 година беше од големо значење за развојот на генетиката. Американски генетичарО. Ејвори и соработниците за природата на генетската трансформација кај бактериите. Оваа работа покажа дека носител на наследните потенцијали на телото е деоксирибонуклеинската киселина (ДНК) на хромозомите. Овој заклучок беше моќен поттик за проучување на фината хемиска структура, биосинтетичките патишта и биолошки функциинуклеински киселини. Затоа, работата на О. Ејвори и неговите колеги беше почетна точка за развојот на молекуларната генетика и целата молекуларна биологија. Меѓу најважните резултати постигнати во оваа насока до крајот на периодот што се разгледува (четврто) е утврдувањето дека заразниот елемент на вирусите е нивната нуклеинска киселина, откритието во 1952 година од американските генетичари Џ. Ледерберг и М. Зиндер од феномен на трансдукција (трансфер преку бактериски гени на бактериофаги), а особено разјаснување на структурата на ДНК во 1953 г. англиски физичар F. Крик (сл.) и американски биологЏејмс Вотсон.

Ориз. Џејмс Вотсон

Направени се големи чекори во генетските и цитолошките студии на различни наследни болести кај луѓето. Овие достигнувања беа овозможени во голема мера поради напредокот на биохемиската генетика. Тие доведоа до формирање и зајакнување на една нова насока, наречена медицинска генетика, која има за главна цел спречување на наследни човечки дефекти, вклучително и спречување на појава на штетни мутации од изложеност на зрачење и хемиски мутагени.

Добив понатамошно развивањеработа на генетиката на природните популации. Тие беа особено интензивно спроведени во САД од Ф.Добжански и неговите соработници и во Русија од Н.П.Дубинин и неговите соработници. Во текот на истите тие години, се појавија првите високопродуктивни сорти на култивирани растенија, создадени врз основа на мутации вештачки предизвикани од зрачење, почнаа обидите да се користат хемиски мутагени за ова, а генетските методи за користење на хетероза беа широко воведени во земјоделската практика.

Во Русија, на почетокот на разгледуваниот период, генетските истражувања се развија успешно и продолжија да заземаат едно од водечките места во светот. Меѓутоа, во Русија (СССР) уште во средината на 30-тите, почнаа да се промовираат ставовите на Т.Д., а од средината на 40-тите, ставовите на Т.Д. Лисенко, кој целосно ги негираше законите на Мендел, хромозомската теорија за наследноста, доктрината за мутации, како и голем број основни принципи на дарвинизмот.

Руските генетичари од тоа време беа креативни луѓе и тие се спротивставија на лисенкоизмот не само научни статиисо академска критика за пролетизацијата на житариците, летното засадување на компирот и преобразувањето на брезата во евла.

Имаше пародија на мелодијата на популарна песна од тие години:
На гранките цветаа цвеќиња
И маглите лебдеа над реката.
И јајцата созреваа во цвеќињата,
Опрашуван со полен Presenta
Тие не беа случајно опрашувани -
Таен брак се случи од љубов,
И поленот го проголта јајцето,
Како мачка и глушец на празен стомак
О, ќелија, ќелија полен,
Скратете го вашиот брутален апетит.
На крајот на краиштата, вашата девојка е драга,
Јајцето исто така сака да живее
Леташ до канцеларијата на Трофим.
И на иноваторот - џинот на мислата
Нашите формални велат здраво
Нека се сеќава на гени и гамети,
Редукцијата на хромозомите ќе разбере.
Нека ги зачува компирите за лето,
А Мендел ќе ја спаси науката.

Најзначајниот резултат на августовската сесија на Серуската академија за земјоделски науки беше речиси целосното уништување на системот на академик И.И. Шмалхаузен - најтешкиот удар за руската биологија по смртта на Н.И. брилијантната руска школа на дарвинисти. Темен период национална наукасекако предизвика голема штета на светот научната заедница, затоа што го лиши лидерот на светската биологија, а епицентарот на научната мисла се префрли на запад, во татковината на основачот на дарвинизмот - Маглив Албион, каде што во 1953 година беше откриена двојната спирала - структурата на ДНК на генетскиот материјал од клетка, кој чува информации за наследни карактеристики на организмот. Рускиот дарвинизам го содржеше, така да се каже, највредниот генски базен на науката за генетика и тој беше елиминиран како резултат на „еврејскиот погром“ во биологијата. Вообичаено, кога зборуваат за жртвите на овој масакр, тие не го споменуваат фактот дека, како резултат на тоа, водачот на руските генетичари, професорот С.С. Четвериков, ја напушти науката. По августовската сесија, тој во писмо напиша: „Сега мојот живот премина во друга крајност: без предавања, без часови, без работа... Ова не ми беше сосема лесно. На 13 септември имав срцев удар (срцев удар). Цели 11 години, до неговата смрт, еден од најнадарените генетичари на планетата остана во заборав; всушност, се случи научно самоубиство. Ова е уште една од најтажните траги од темниот период на руската наука [Г. Грузман, 2006].

Оживувањето на генетиката во Русија (СССР) започна дури во раните 60-ти, кога биологијата почна да се ослободува од „идеолошки конзистентните“ ставови на поддржувачите на Т.Д. Лисенко. Процесот на ова ослободување беше многу тежок. Според современите научници и историчари на науката, ставовите на Т.Д. Лисенко биле блиски до средновековните. (Видете дополнителен материјал.)

Меѓутоа, лисенкоизмот не може да се сведе само на забрана за генетика. Постигнувајќи го својот апогеј во средината на актуелниот век (XX век. Белешка од В.И. Крјуков), и стана вистински период на средниот век во национална биологијаи медицината, лисенкоизмот ја обезличи и методологијата на овие науки, исфрлајќи од нив, особено, математиката и, пред сè, статистиката. Последиците од овој деформитет до денес не дозволуваат биологијата и медицината да се приближат до статусот точни науки[ВО. Леонов].

Меѓутоа, и денес има бранители на теоретските ставови на Т.Д. Лисенко. Можете да се запознаете со извинувањето на лисенкоизмот од извори објавени на Интернет [Назаренко Н.; „Лисенко Т.Д. - реалност и мит“; Миронин С.С., 2008; Миронин С.С., 2011].

1.3.2.5. Петтата, модерна фаза во развојот на генетиката (од 1953 година)

Петтата фаза од развојот на генетиката продолжува од 1953 година до денес.

Современиот период на развој на генетиката започна со англискиот физичар Френсис Крик и американскиот биолог Џејмс Вотсон (сл.). Ова дело на Ф. Крик и Џ. Вотсон го свиреа извонредна улогаво сите наредни случувања на молекуларната генетика и молекуларната биологија.

Ориз. Џејмс Вотсон и Френсис Крик во 1953 година

За модерна сценаИсторијата на генетиката најмногу се карактеризира со проучување на генетските појави на молекуларно ниво. Овој пат беше диктиран од сите претходни случувања на генетиката. Таа навлегуваше сè подлабоко во природата на генетските процеси. Преминот кон работа на молекуларно ниво стана возможен благодарение на воведувањето на нови хемиски, физички и математички пристапи и методи во генетиката. Развојот на овие методи, пак, беше поврзан со напредокот на технологијата, создавањето од индустријата на многу напредни инструменти и производството на сложени реагенси.

Во оваа нова фаза во развојот на генетиката, извонредни откритија, која одигра голема улога во напредокот на генетиката и целата биологија. Откриено е дека гените претставуваат делови од џиновски полимерни молекули на нуклеински киселини и се разликуваат по бројот и редоследот на нуклеотидите што ги содржат.

Ориз. Ервин Чаргаф.

Работата на американскиот биохемичар Ервин Чаргаф (сл.) покажа дека структурата на ДНК се заснова на спарување на бази (A=T; C=G). Англискиот биофизичар Морис Вилкинс (лауреат Нобелова награда 1962) со помош на анализа на дифракција на Х-зраци ја утврди двоверижната структура на молекулите на ДНК. Целиот овој комплекс на биолошко и физичко-хемиско знаење доведе во 1953 година до Џ. Вотсон и Ф. Крик до изградба на двоверижна спирална структура на молекулата на ДНК и нејзиното генетско толкување. Ова дело беше пресвртница за развојот на биологијата во 20 век. Се покажа дека гените се релативно мали комплетинуклеотиди во долги полинуклеотидни синџири, се покажа дека авторепродукцијата е својство двојна спиралаДНК молекули кога секој од полинуклеотидните синџири се претвора во шаблон на кој се синтетизира идентична (комплементарна) ќерка на ДНК молекула.

Ориз. Франсоа Јакоб (р. 1920) и Жак Лусиен Моно (1910-1976), добитници на Нобеловата награда во 1965 година.

Преку заеднички напори на генетичарите, физичарите и биохемичарите, беше откриено дека наследни информации се кодирани во хемиска структурагени. Со само четири бази вклучени во сите гени, беше очигледно дека нивната информација треба да се реализира само преку генетскиот код. Во доцните 50-ти - раните 60-ти, Ф. Џејкоб, Ј. Моно, А. Лвов, Ф. Крик, С. Очоа, М. Ниренберг и други истражувачи го решија проблемот со генетскиот код и преносот на генетските информации од генските молекули до цитоплазмата каде што се јавува синтеза на протеини.

Ориз. Vermon M. Ingram (1924-2006).

Во 1957 година В.М. Инграм, професор по биологија на Универзитетот во Масачусетс Институт за технологија, утврди дека молекуларната болест српеста анемија кај луѓето се јавува кога има мутација во генот за хемоглобин со замена на само еден нуклеотид. Во 1960 година, А. Леван и Ј. Тио точно го утврдија бројот на хромозоми во човечките клетки. Овие две дела започнаа нова фазамолекуларни и цитогенетски студии на луѓе.

Ориз. Гобинд Хорана (1922–2011), нобеловец 1968 година

Во 1969 година во САД, Г. Хорана и неговите колеги синтетизираа хемиски(надвор од телото) првиот ген кој е едноставен по структура. Во раните 1970-ти, во неколку американски лаборатории, а потоа и во лаборатории во други земји, вклучително и Русија (СССР), неколку посложени гени на 'рбетници беа синтетизирани надвор од телото со помош на специјални ензими. Користејќи модели на објекти - бактерии и клеточни култури на цицачи - беше можно да се внесе одреден ген во клетката и со тоа да се променат неговите наследни својства во посакуваната насока.

Многу е направено за да се разберат молекуларните механизми на мутации. Благодарение на ова, беа откриени и проучувани нови моќни хемиски мутагени („супер мутагени“). Тие ефикасно се користеа за добивање мутантни форми на микроорганизми, растенија и животни. Во 70-тите години се појави доктрината за мутагени во животната средина, опкружува личност, и формулираше фундаментален проблем за нивната можна закана за наследноста на човештвото во иднина. Во исто време, работата насочена кон заштита на човечкиот геном од физички и хемиски мутагени фактори на животната средина постигна значителен напредок. Информациите за молекуларната основа на генетското регулирање на процесите на индивидуален развој на организмите значително се продлабочија.

Нова револуција во генетиката се случи во средината на 70-тите. Тоа беше поврзано со нова синтеза на знаење добиено од генетичарите од различни области: молекуларна и биохемиска генетика, генетика на бактериофаги, бактерии и плазмиди, генетика на квасец, цицачи и дрозофила. Користејќи го знаењето за организацијата на наследниот апарат на различни модели на објекти, генетичарите развија технологии за манипулирање со гените, кои подоцна беа наречени генетски инженеринг.

Ориз. Барбара Меклинток (), добитник на Нобеловата награда во 1968 година

Кон крајот на 70-тите. заврши Долга приказнаоткривање на транспонирани геномски елементи (МЕГ) – задолжителни непостојано локализирани компоненти на кој било геном. На крајот на 40-тите. Барбара Меклинток го откри системот на мобилни елементи во пченката и ги утврди моделите на нивните движења. Меѓутоа, во тоа време, откритието на Б. Меклинток не наиде на широк одзив меѓу генетичарите. Во 1976 година, ДНК на транспонираните елементи на Дрософила беше изолирана и клонирана од групите Г. П. Георгиев и В. А. Гвоздев во Русија и Д. Хогнес во САД. Покрај теоретското знаење за постоењето на таков специфичен дел од геномот, разбирањето на механизмите на движењето на MEG се покажа како одлучувачко за создавање метод на трансформација кај еукариотите.

Во доцните 70-ти, генетичарите развија метод за вештачко клонирање на големи фрагменти на ДНК. Ова овозможи да се репродуцираат „ин витро“ фрагментите на ДНК потребни за истражување. Во средината на 80-тите, беше предложен друг метод за клонирање на ДНК - методот на полимеразна верижна реакција (PCR). Ви овозможува да ги синтетизирате потребните фрагменти на ДНК и потоа постојано да го зголемувате бројот на нивните копии. Овој метод овозможува да се добијат од мали количини на ДНК (од едно јадро, па дури и од еден ген) потребните количини за биохемиска анализа. Методот е веќе многу широко користен, и тоа не само во молекуларната биологија, туку и во историјата, етнографијата и криминологијата. На пример, со користење на мали количини на ДНК содржани на саркофази и ќебиња од мумии или коски на човечки предци, беше можно да се генерираат количини на ДНК, по чија анализа беа извлечени интересни заклучоци за формирањето, еволуцијата и миграциите на предците. модерни луѓе. Користејќи PCR за анализа на ДНК од клетките собрани од докази и споредувајќи ја со ДНК на жртвите и криминалците, се решаваат разни злосторства. ПЦР ДНК тестовите беа одлучувачки за идентификување на посмртните останки на семејството на второто Руски императорНиколај II.

Користејќи методи за секвенционирање на ДНК, во 90-тите. големи групи научници ги проучуваат геномите на повеќе од 50 видови. Во 1992 година, конзорциум од научници (146 луѓе од 35 европски лаборатории) пријавиле секвенционирање на нуклеотидните секвенци во третиот хромозом на квасец Saccharomyces cerevisiae.Во 1995 година беа објавени информации за дешифрирање на геномите на првите бактерии - Хемофилус инфлуенцаИ Mycoplasma genitalium. Во 1997 година, геномот на бактеријата беше секвенциониран Ешерихија колии веќе целосно - геномот на квасецот S. cerevisiae. Во февруари 1999 година, геномот на нематодата беше секвенциониран Caenorhabditis elegans.Во март 2000 година, група од 200 научници објавија дека го дешифрирале геномот на Дрософила. Во пролетта 2000 година, британските научници од Кембриџ објавија дека во основа го секвенционирале човечкиот геном. На почетокот на 2001 година, човечкиот геном беше речиси целосно дешифриран голема групанаучниците од компанијата „Celera“ (САД).

Откако беше откриен феноменот на пренос на генетски информации (трансформација) кај прокариотите (во 1944 година), постојано се правеа обиди да се изврши таков трансфер кај еукариотите. Во 1980 година, првите трансгенски глувци беа произведени со инјектирање на клонирана ДНК во пронуклеусот на оплодената јајце клетка (J. Gordon et al.). Во истата 1980 година, беше предложена техника за ефективна трансформација на култивирани клетки од цицачи со микроинјектирање на ДНК директно во јадрото.

Експериментите за клонирање животни станаа особено познати. Назад во раните 40-ти. Г.В. Лопашов ги извршил првите трансплантации на јадра од некои тритон-клетки во фрагменти од цитоплазмата на јајца без нуклеарно потекло во фаза од 1-2 бластомери. Сепак, оваа работа не беше продолжена, прво поради војната, а потоа и поради целосната забрана на генетиката во Русија. Во 1962 година, англискиот научник Џ. Гурдон одлучил да открие дали истиот збир на гени што ги има зиготот е зачуван во диференцирани клетки. За да го направи тоа, тој пресадил јадра од цревна клетка на полноглавец во јајце од жаба од кое било извадено неговото јадро. Како резултат на тоа, нормална жаба се разви од такво хибридно јајце. Ова покажа дека јадрата на соматските и герминативните клетки се квалитативно идентични. И ако е така, тогаш како резултат на секоја нуклеарна трансплантација, може да се добие ново животно, а трансплантацијата на многу јадра, добиени од едно животно, произведува многу животни, т.е. нивни клонови. Во 1997 г., група шкотски научници предводени од А. прасињата се родиле одеднаш. Според авторите на ова дело, ќе биде можно да се клонира лице до 2005 година, но првите клонирани деца се појавија веќе во јануари 2003 година.

Така, за само еден век (ако сметаме од повторното откривање на законите на Мендел во 1900 година), генетиката премина од формирање идеи за дискретни елементи на наследноста до создавање на нови живи организми користејќи методи на генетска манипулација.

Бородај И.С. За историјата на формирањето и развојот на генетиката како теоретска основа на зоотехничката наука// Вестн. Томск држава ун-та. -2012 година. -Бр 359. -Стр.75-78.

Гершенфелд Ана (Ана Гершенфелд). Николај Вавилов - првиот чувар на растителниот биодиверзитет. Превод на статија објавена во весникот „Публико“, Португалија // Inosmi.ru, Русија денес. . Датум на објавување: 03.04.2016

Захаров И.А. Генетика во дваесеттиот век. Резултати од историјата. -М.: Наука. 2003. -92 стр. Прочитајте онлајн.

Лисенко Т.Д. а лисенкоизмот е грд производ на болшевизмот. Онлајн материјали.

Сваниџе Н. Лисенко и Вавилов. 1938 година Историски хроники . Историјата на победата на Лисенкоизмот во СССР. .

Главна литература

Петухов В.Л. и сл. Ветеринарна генетика. Учебник за високо образование земјоделски, учебник. менаџер Специјалност – 310800, ветеринарна медицина //Петухов В.Л., Жигачев А.И., Назарова Г.А. – 2-ри изд. – М.: Колос, 1996. – 384 стр.

Меркурјева Е.К. и сл. Генетика. Учебник за високо образование земјоделски тетратка менаџер Специјалност – 310700, наука за животни //Меркурјева Е.К., Абрамова З.В., Бакаи А.В., Кочиш И.И. – М.: Агропромиздат, 1991. – 446 стр.

Ларцева С.Х., Муксинов М.К. Работилница за генетика. – М.: Агропромиздат, 1985, – 288 стр.

Дополнителна и цитирана литература

Ајала Ф., Кејгер Ј. Модерна генетика. Во 3 тома Транс. од англиски Том 1. – М.: Мир, 1988. – 295 стр.

Акимов О.Е. Војна во биологијата. Лисенко - Вавилов. 2006-2015 година. Прочитајте онлајн.

Албертс Б. и сор. Молекуларна биологијаклетките. /Албертс Б., Бреј Д., Луис Ј. и други Во 5 тома. Пер. од англиски Том 2. – М.: Мир, 1986. – 313 стр.

Беркинблит М.Б., Жердев А.В., Ларина С.Н., Мушегин А.Р., Чуб В.В. Речиси 200 проблеми за генетиката.–М.: МИРОС, 1992.–120 стр.

Богојавленски Ју.К., и сор. Водич за лабораториски часовиво биологијата. /Богојавленски Ју.К., Супријага А.М., Улисова Т.Н., Чебишев Н.В. – М.: Медицина, 1988. –320 стр.

Бренан Р. Речник на научна писменост. – М.: Мир, 1997.–368 стр.

Вили К., Детиер В. Биологија (биолошки процеси и закони). Пер. од англиски – М.: Мир, 1974. –822 стр.

Гаисинович А.Е. Потеклото и развојот на генетиката. – М.: Наука. 1988.– 424 стр.

Гершензон С.А. Основи на модерната генетика. Учебник за универзитети. –Киев: Наукова Думка, 1979. –508 стр.

Глушченко Е.И. Вегетативна хибридизација на растенијата. –М.: ОГИЗ-СЕЛХОЗГИЗ. 1948. -240 стр. Прочитајте онлајн. Цитат од воведот на овој опус: „Акад. Лисенко во својот извештај „За ситуацијата во биолошката наука“ ја покажа теоретската безвредност и практичната бесцелност на Менделизам-Морганизмот. Теоретската основа на современиот вајсманизам - таканаречената хромозомска теорија на наследноста - е чисто шпекулативна схоластичка конструкција.
Тврдењето на Менделистите за постоењето на бесмртна супстанција на наследноста е мит, особено убедливо изложен во експериментите на Мичуринистите за вегетативна хибридизација на растенијата.
Цел на оваа работа- да се покаже моќта на учењето на Мичурин за менторот во примената на едногодишните култури, да се откријат моделите на наследување на изменетите (за време на калемењето) генетски карактеристики...“

Голубовски М.Д. Конфронтација.//Priroda.1990, бр.5. – стр.86-92.

Грин Н. и сор. Биологија/Green N., Stout W., Taylor D. Во 3 тома. – М.: Мир, 1990 година.

Дубинин Н.П. Генетика. Учебник за универзитети. – Кишињев: „Штиница“, 1985. – 536 стр.

Дубинин Н.П. Општа генетика. – М.: Наука, 1986. –572 стр.

Дубинин Н.П. Генетика - страници од историјата. – Кишињев: „Штиница“, 1988. – 399 стр.

Жимулев И.Ф. Општа и молекуларна генетика. Учебник за универзитети. – Новосибирск: Издавачка куќа НСУ, 2002. –459 стр.

Захаров И.К. Серија дела за историјата на генетиката. Видете ICG SB RAS.

Звјагина Е. Наследност на протеини - ново поглавјегенетика// „Наука и живот“, 2001. бр. 1. –Стр. 30-33.

Инге-Вехтомов С.Г. Вовед во молекуларна генетика. Тетратка за биол. специјалист. Унив. – М.: Факултетот, 1983, –343 стр.

Инге-Вехтомов С.Г. Генетика со основите на селекција. Учебник за биол. универзитетски специјалитети. –М.: Виша школа, 1989. –591 стр.

Левин Б. Гените. /Транс. од англиски – М.: Мир, 1987. –544 стр.

Меркурјева Е.К. и сл. Генетика/Меркурјева Е.К., Абрамова З.В., Бакаи А.В., Кочиш И.И. – М.: Агропромиздат, 1991. – 446 стр.

Мецлер Д. Биохемија. Во 3 тома Транс. од англиски Том 3. –М.: Мир, 1980. –487 стр.

Musil Y. et al., 1981 година Модерна биохемија во дијаграми. /Јас. Музил, О. Новакова, К. Кунц. – М.: Мир, 1981. –210 стр.

Овчиников Ју.А. Биоорганска хемија . –М.: Образование, 1987. –815 стр.

Резник С. Патот до скелето. -Париз-Њу Јорк: Издавачка куќа Third Wave, 1983. Книга за животот и трагичната смрт на Н.И.Вавилов.

Рајмерс Н.Ф. Основни биолошки концептии термини. – М.: Образование, 1988. – 319 стр.

Пејачот М., Берг П. Гени и геноми. Во 2 тома Транс. од англиски Том 1. –М.: Мир, 1998. –373 стр. Том 2. –М.: Мир, 1998. –391 стр.

Сљусарев А.А., Жукова С.В. Биологија. – Киев: Училиште Вишча, 1995. – 415 стр.

Соифер В.Н. Поправка на генетско оштетување//Соросовски едукативно списание. 1997 година, бр.8. стр.4-13.

Соифер В.Н. Моќ и наука. Историјата на поразот на генетиката во СССР. – М.: Издавачка куќа „Лазур“, 1993. – 706 стр.

Стент Г. Калиндар Р. Молекуларна генетика.– М.: Мир. 1981. 646 стр.

Хат Ф. Животинска генетика. – М.: Колос. 1969. –445 стр.

Елиот В., Елиот Д. Биохемија и молекуларна биологија. Пер. од англиски – М.: Издавачка куќа „Материк-алфа“, 2000. –366 стр.

Јаригин В.Н. и сл. Биологија. Во 2 книги. Книга 1. /В.Н. Јаригин, В.И. Василиева, И.Н.Волков. –М.: Виша школа, 1997. –448 стр.

Најновото издание 03-04-16
Сајтот е тестиран само во Google Chrome

Електронската верзија на прирачникот е објавена во печатеното издание:
Крјуков В.И. Генетика. Дел 1. Вовед во генетика. Молекуларна основанаследноста. – Орел: Издавачка куќа Орел-ГАУ, 2006. – 192 стр. од илус. Решението за доделување на печат УМО бр.06-523 од 26.05.2006 год.
Преземи поглавје.

1. Вовед во генетика
Софтверски барања
1.1. Предмет, цел, проблеми и задачи на генетиката
1.1.1. Предмет, цел, проблеми и задачи на генетиката
1.1.1.1. Наследноста
1.1.1.2. Варијабилност
1.1.2. Проблеми и задачи на генетиката
1.1.2.1. Теоретски проблеми на генетиката
1.1.2.2. Практични проблеми на генетиката
1.1.2.3. Цели на ветеринарната генетика

1.2.1. Хибридолошки метод
1.2.2. Генеалошки метод
1.2.3. Метод на близнаци.
1.2.4. Цитогенетски метод
1.2.5. Метод на хибридизација на соматски клетки.
1.2.6. Метод на мутација
1.2.7. Биохемиски метод
1.2.8. Молекуларен генетски метод
1.2.9. Онтогенетски (феногенетски) метод
1.2.10. Метод на популација.
1.2.11. Биометриски метод.
1.2.12. Метод на математичко моделирање

1.3.1. Предуслови за појава на генетика
1.3.2. Главните фази на развој на генетиката.
1.3.2.1. Првата фаза на развој на генетиката (1900-1910)
1.3.2.2. Втората фаза на развој на генетиката (1910-1920)
1.3.2.3. Третата фаза на развој на генетиката (1920-1940)
1.3.2.4. Четвртата фаза на развој на генетиката (1940-1953)
1.3.2.5. Петтата фаза на развој на генетиката (од 1953 година)

1.4.1. Улогата на генетиката во развојот на медицината
1.4.2. Улогата на генетиката во развојот на биотехнологијата и генетскиот инженеринг
1.4.3. Улогата на генетиката во развојот на растителното производство.
1.4.4. Улогата на генетиката во развојот на сточарството.
1.4.4.1. Зголемена улога на селекција и генетска превенција на болести кај животните во услови на индустриска технологија
1.4.5. Изгледите за развој на генетиката и одгледувањето животни.
Контролни прашања.
Препорачано читање

Не е генетика.
Но, треба да знаете.

• Технологија на лемење.Ова нема да се прикажува на ТВ.
• За оние кои мислат. Нема потреба да гледате ако сте без мозок.
• Добро пеат...Добро, ако не за тебе.

Биологијата е наука за живите организми. Како што се развивала биологијата, таа има акумулирано многу информации. Сета оваа маса научни информациине може да се сфати и анализира од еден истражувач. Затоа, имаше потреба од диференцирање на оваа наука. Вака ботаниката (науката за растителни организми), зоологија (наука за животинските организми), микробиологија и други науки. Генетиката исто така произлезе од биологијата.

Генетиката е наука за наследноста и варијабилноста на живите организми. Го доби своето име од грчки зборгенеза (потекло). Датумот на раѓање на генетиката се смета за 1900 година, кога, независно еден од друг, тројца научници Г. Де-Врис, К. Коренс и Е. Чермак повторно ги откриле законите воспоставени од Г. Во моментов, генетиката зазема централно место во биологијата.

Наследноста– својство на живите организми да обезбедуваат материјален и функционален континуитет меѓу генерациите, како и да ја одредуваат специфичната природа на индивидуалниот развој на организмите. Секој вид на животни и растенија ги задржува своите карактеристични карактеристики во низа генерации: кокошката раѓа пилиња, овцата раѓа јагниња, 'ржта репродуцира 'рж итн., и секој вид животно и растение, без разлика каде се транспортираат и без разлика во какви услови се наоѓа, доколку ја задржи способноста за репродукција, ќе ги репродуцира своите карактеристики. Некои видови можат да останат релативно непроменети милиони години. На пример, современиот опосум не се разликува многу од опосумот од раниот период на креда.

Заедно со феноменот на наследноста, предметот на истражување на генетиката вклучува проучување на варијабилноста. Варијабилност- ова е разликата помеѓу индивидуите од ист вид, меѓу предците и потомците, според голем број карактеристики и својства. Ако внимателно анализираме стадо црно-бели крави, тогаш и покрај општата сличност на животните од оваа раса, ќе најдеме разлики меѓу нив во тежината, обликот и локацијата на дамките, обликот на роговите, развојот на вимето, темпераментот и друго. карактеристики. Меѓу животните, нема два организми целосно слични пријателиеден на друг, со исклучок на идентични близнаци.

Како и секоја наука, така и генетиката не може да се развива самостојно, без поврзаност со другите науки. Постојано позајмува знаења и достигнувања од другите науки. Пред сè, неопходно е да се забележи тесната врска помеѓу генетиката и еволутивно учењеЧ. Дарвин, составен делкоја е таа. Главните критериуми на еволуцијата се: промена

великодушност, наследност и природна селекција. Генетиката исто така ги проучува овие појави и помага да се разберат и објаснат научна точкапоглед на многу прашања за еволуцијата.

Цитологијата, науката за структурата на клетките, имаше значително влијание врз развојот на генетиката. Без длабоко знаењеНевозможно е цитологијата да го разбере материјалниот континуитет меѓу генерациите. Утврдено е дека во клетката хромозомите се одговорни за наследни информации. Токму овие органели на клетката во во поголема мераинтерес генетичарите.

Генетиката е поврзана и со биохемијата, бидејќи без знаење хемиска природаген, невозможно е да се замислат процесите на пренос на наследни информации и насочена интервенција во овие процеси. Општ делгенетиката и биохемијата е дел од нуклеинските киселини.

Употребата на вируси и бактерии како предмет на истражување доведе до тесна врска помеѓу генетиката и микробиологијата и вирусологијата. Конкретно, развојот на генетскиот инженеринг е успешна комбинација на знаења и достигнувања на овие науки.

Генетиката широко се користи во своето истражување математички методи, првенствено теорија на веројатност и статистика на варијации. Прво статистички методбеше успешно искористен за разјаснување на шемите на наследување на особини од страна на G. Mendel. Математичките методи на истражување се особено широко користени во денешно време за проучување на наследувањето на економски корисни особини кај животните, што доведе до појава на биометрија.

Теоретско знаење, акумулирани во текот на развојот на генетиката, се пронајдени практична употреба. Одгледувачите го користат ова знаење за да создадат нови сорти на растенија и животински раси. Така, генетиката е поврзана со селекција, одгледување животни и размножување.

Генетски методи. За да се разберат моделите на наследување на особините и нивната варијабилност, генетиката користи голем број методи. Главниот метод е хибридолошки. Со овој метод, за да се идентификуваат моделите на наследување на одредена особина, поединците кои се разликуваат во оваа особина се вкрстуваат, а добиеното потомство се проучува во првата и следните генерации. Хибридолошкиот метод за прв пат успешно го користел Г. Мендел во своето истражување.

ГенеалошкиМетодот е една од хибридолошките опции. Наследувањето на некоја особина се проучува со анализа на неговото пренесување на потомството во цели семејства или сродни групиживотни, за кои се составуваат педигре за неколку генерации на предци, поединци и цели семејства. Генеалошкиот метод е од големо значење во проучувањето на наследноста на луѓето и животните кои полека се размножуваат, на кои вообичаениот хибридолошки метод или не е применлив или бара долго време за да се добијат експериментални резултати.

ЦитолошкиМетодот се користи за проучување на наследноста на клеточно и хромозомско ниво. Утврдено е дека многу дефекти и прекршувања

во телото се поврзани со промени во бројот и структурата на хромозомите. Затоа, при дијагностицирање на некои наследни болести кај луѓето и животните, широко се користи цитолошката метода.

Биохемискиметодот се користи во генетиката за подлабока анализа на метаболичките нарушувања и нивната структура. Овој метод се користи за манипулација на ниво на ДНК во генетскиот инженеринг.

Население-статичкиМетодот се користи при обработка на резултатите од вкрстувањата, проучување на варијабилноста на особините и односот меѓу нив. При користење на овој метод, се анализираат голем број на растителни или животински организми. Овој метод е основен во биометриката.

Феногенетскиметодот се користи за да се утврди степенот на влијание на гените и факторите на животната средина врз развојот на карактеристиките на организмот. При користење на овој метод, поединци со различна наследност или оние кои се во различни условиживотната средина.

Покрај горенаведените методи, во генетиката се користат и други методи: имунолошки, близнак, онтогенетски.

Историја на развојот на генетиката. Руски генетичари. Размислувачите и научниците уште од античко време размислуваат за пренос на наследни карактеристики од родителите на децата. Но, во тие далечни времиња, идеите за наследноста и варијабилноста беа многу неточни и во многу случаи погрешни. Вака античкиот грчки научник Емпедокле го објаснува наследството на особините кај луѓето: „Формирањето на ембрионот за време на бременоста е предмет на имагинацијата на жените: тие често се воспалени од љубов кон статуите или сликите и имаат деца слични на овие предмети. ”

Бројни студии за хибридизација на растенијата, извршени во 18 и 19 век, постепено открија одредени обрасци во наследувањето на особините. Познат шведски научникот КарлЛинеус, креаторот на системот на флора и фауна, бил вклучен во хибридизацијата на растенијата. Линеус изнесе теорија за наследување на мајчините и татковските карактеристики, верувајќи дека кај растенијата и животните внатрешните делови и органи се наследени од мајката, а надворешните делови од таткото.

Во 1760-70 година, ботаничарот Коелројтер, како резултат на експериментите за хибридизација на тутунот, утврдил дека хибридите имаат карактеристики меѓу карактеристиките на двата родители. Ова укажува на пренесување на родителските карактеристики и преку поленот и преку овулите. Коелројтер беше првиот што воспостави феномен поврзан со помоќниот развој на хибридите од првата генерација (феноменот на хетероза). Сепак, Коелројтер и научниците кои работеа на хибридизација на растенијата по него не успеаја да ја откријат природата на механизмот на наследноста. Ова се објаснува со фактот дека во тоа време тие сè уште не биле познати цитолошки основинаследноста.

Томас Најт, Аугустин Саргет, Чарлс Наудин и други дадоа голем придонес во развојот на генетиката.

Дарвин бил заинтересиран и за проблемите на наследувањето на карактеристиките. Тој ги формираше своите ставови за овој проблем во „хипотезата на пангенезата“. Според оваа хипотеза, посебни честички наречени гемули се одвоени од секој дел од телото. Овие честички крвта ги носи до герминативните клетки. Последователно, за време на развојот на нов организам, од секоја честичка се формира органот на кој му припаѓал во матичниот организам. Во оваа хипотеза, фактот за пренос на карактеристики преку герминативните клетки е точен, но во исто време, претпоставката за поврзаноста на делови од телото со герминативните клетки преку специјални честички - „гемули“ - е неточна.

Познатиот германски ботаничар Карл Нагели предложил шпекулативна хипотеза за гермплазмата. Нејзини главни одредби се постоењето на посебна супстанца во клетката - идиоплазмата, која игра улога на носител на наследноста, препознавање на целосната еквивалентност на сите клетки на телото во феномените на наследноста и претпоставката за можноста за наследување на стекнатите својства.

Значењето на шпекулативните хипотези за наследноста беше првенствено тоа што тие покренаа голем број прашања кои подоцна станаа предмет на експериментално истражување. Овие хипотези воведоа неколку нови идеи во науката, пред сè, претпоставката за постоење на посебни носители на наследни својства - гени кои кодираат информации за карактеристиките на организмот.

За прв пат моделите на наследување на особините во во целостбеа откриени во 1865 г. наследство на различни карактери. Овие откритија дадоа поттик за понатамошна работада ги провери опишаните обрасци на други видови растителни и животински организми. Како резултат на тоа, нивната универзалност беше потврдена и тие се здобија со статус на закони.

Во 1910 година, Томас Морган и неговите студенти, користејќи ја мувата Drosophila како истражувачки објект и потпирајќи се на цитолошките податоци акумулирани до тоа време, создадоа цитолошки потврдена хромозомска теорија за наследноста. Според оваа теорија, гените се локализирани на хромозомите во строго дефинирана линеарна низа за секој од нив и на одредено растојание едни од други.

Од почетокот на 40-тите, започна интензивно истражување на феномените на наследноста и варијабилноста на молекуларно ниво. Во 1944 година, американскиот научник О. Ејвери и неговите колеги покажаа дека водечката улога во зачувувањето и преносот на наследни информации и припаѓа на ДНК. Ова откритие го означи почетокот на развојот на молекуларната генетика.

Џ. Вотсон и Ф. Крик во 1953 година ја дешифрирале структурата на молекулата на ДНК. После ова стана јасно како да се кодира наследни информацииза составот и структурата на организмите. Во иднина, благодарение на

научна работаНиренберг и Очоа, генетскиот код беше дешифриран. Во 1969 година, во САД, Корана и неговите колеги хемиски синтетизирале дел од молекула на ДНК или едноставен ген надвор од телото. Ова и други дела ја формираа основата на генетскиот инженеринг, кој брзо се развива во сегашно време.

Нашата домашна генетика даде голем придонес во развојот на светската наука. Научниците во нашата земја открија голем број на најважните моделинаследноста и варијабилноста.

Ју.А.Филипченко е основач на првиот оддел за генетика во Русија Универзитетот во Санкт Петербург. Има напишано повеќе од десетина книги и брошури за генетика.

Н.И. Вавилов изврши обемна експериментална работа. Организирал и извршил повеќе од 10 експедиции во непристапни области странски земјиза проучување на центрите на потекло на култивирани растенија. Напишал 8 книги, создал Сојузниот институтпостројки (VIR) со широка мрежа на одделенија и експериментални станици. Н.И. Вавилов беше организатор и прв директор на Серуската академија за земјоделски науки и Институтот за генетика на Академијата на науките на СССР. Почнувајќи со експериментална работаво областа на генетиката на пченицата и имунитетот на растенијата. Наскоро, Н.И. Н.И.Вавилов беше талентиран организатор. Тој покани големи генетичари од странски земји во институтот што го создаде. Така, во овој институт работеле научници од САД - К. Бриџис и Г. Мелер, бугарскиот научник Д. Костов и други.

Н.К. Колцов е основач на експерименталната биологија. Тој беше брилијантен организатор на науката, кој се собра околу себе голем број настуденти, од кои многумина подоцна станаа истакнати научници (А. С. Серебровски, С. С. Четвериков, Б. Л. Астауров и други).

Г. А. Надсон, заедно со Г. Нивната работа ја докажа можноста експериментално производствомутанти под влијание јонизирачко зрачење. Овие дела влијаеја на развојот и појавата на нова насока во генетиката - генетика на зрачење.

Карпаченко е познат по својата работа на полето на далечинска хибридизација. Користејќи го феноменот полиплоидија, тој прв успеал да добие меѓуспецифични хибриди на растенија кои не можат да се вкрстат на вообичаен начин. Овие теоретски случувања сега успешно се користат од страна на одгледувачите во нивната работа.

М. Е. Лобашев, Н. П. Дубинин, Н. В. Цицин, В. В. Сахаров и други, исто така, дадоа голем придонес во развојот на домашната генетика.

Важноста на генетиката за пракса . Генетиката денес зазема водечко местово модерната биологија. Основните откритија на оваа наука се реализираат во селекција на растенија и одгледување животни. За последното

Со текот на годините, создадени се хибриди на јачмен и пченица, јачмен и 'рж, развиени се нови сорти пченица кои можат да произведат околу 100 центи жито по хектар и сорти сончоглед со висока содржина на масло и содржина на маснотии во семето на до до 55%. Развиени се сорти на компир отпорни на фитофтора и отпорни на рак, полиплоидни сорти на шеќерна репка и овошни дрвја. Феноменот на хетероза (помоќен развој на хибридите од првата генерација во споредба со нивните родители) е широко користен во сточарството. Речиси сите живинарски фарми во нашата земја произведуваат живинско месо со помош на бројлери, а хибридната живина се користи за производство на јајца. Овој феномен се користи и во свињарството и сточарството со говедско месо.

Денес, имуногенетските методи се користат за да се разјасни потеклото на животните кога се продаваат.

Развиените методи на трансплантација на оплодени јајца и ембриони најдоа примена во репродукцијата на високопродуктивните животни.

Методите на генетско инженерство се широко користени во биотехнологијата (производствени индустрии потребни на една личностсупстанции кои користат живи организми). Користејќи методи на генетски инженеринг, создадени се индустриски соеви на микроорганизми кои произведуваат инсулин (хормонот тироидната жлезда), интерферон, соматотропин и други биолошки активни супстанции. Моноклоналните антитела добиени со технологија на хибридома најдоа употреба во медицината и ветеринарната медицина.

Во медицината се користат генетски методи за рано дијагностицирање на одредени наследни болести, заштитувајќи го човечкото тело од негативните ефекти на различни фактори и супстанции.

Презентација - предавања по предметот Геофизика (Есеј)

Максакова В.И. Образовна антропологија. 2. ед. (Документ)

Никитина Ју.В. Никитин В.Н. Предмет на предавања Географски информациски системи (Документ)

Предавања - Психогенетика (Предавање)

Предавања по биологија (Предавање)

Lee Ch. Вовед во генетиката на населението (Документ)

Дјаков Ју.Т., Шнирев А.В., Сергеев А.Ју. Вовед во габична генетика (Документ)

Панченко А.И. та во. Белешки за предавање од дисциплината „Основи на теорија, развој и анализа на автомобилски роботи“ (Документ)

Предавања по физика (Документ)

Макаров М.С. Предавања за термодинамика и пренос на топлина (Документ)

n1.doc

Тема 1: Вовед во генетика

1. Генетика како наука за наследноста и варијабилноста. Секции на генетика. Значењето на генетиката. Генетски методи

2. Кратка приказнагенетика. Карактеристики на развојот на домашната генетика.

1. Генетика како наука за наследноста и варијабилноста

Генетиката е наука за наследноста и варијабилноста на живите организми и методите за нивно контролирање; е наука која ја проучува наследноста и варијабилноста на особините.

Наследноста – способност на организмите да раѓаат свој вид; способноста на организмите да ги пренесуваат своите карактеристики и квалитети од генерација на генерација; својството на организмите да обезбедуваат материјален и функционален континуитет меѓу генерациите.

Варијабилност – појавата на разлики меѓу организмите (делови од организам или групи организми) според индивидуалните карактеристики; тоа е постоење на карактеристики во различни форми (варијанти).

Структурата на модерната генетика и нејзиното значење

Целата генетика (како и секоја наука) е поделена на фундаментална и применета.

Фундаментална генетикастудии општи обрасцинаследување на особини во лабораториски или моделски видови: прокариоти (на пример, E. coli), мувли и квасци, Drosophila, глувци и некои други. Фундаменталната генетика ги вклучува следните делови:

• 
  класична (формална) генетика,
• 
  цитогенетика,
• 
  молекуларна генетика,
• 
  генетика на мутагенезата (вклучувајќи зрачење и хемиска генетика),
• 
  еволутивна генетика,
• 
  популациона генетика,
• 
  генетика на индивидуалниот развој,
• 
  бихејвиорална генетика,
• 
  еколошка генетика,
• 
  математичка генетика.
• 
  вселенска генетика (го проучува ефектот врз телото космички фактори: космичко зрачење, продолжена бестежинска состојба итн.).

Применета генетикаразвива препораки за користење на генетските знаења во одгледувањето, генетскиот инженеринг и другите области на биотехнологијата и во зачувувањето на природата. Идеите и методите на генетиката наоѓаат примена во сите области на човековата активност поврзани со живите организми. Тие се важни за решавање на проблемите во медицината, земјоделството и микробиолошката индустрија.

Генетскиот (генетски) инженеринг е гранка на молекуларната генетика поврзана со целното создавање ин витро на нови комбинации на генетски материјал способни да се размножуваат во клетката домаќин и да ги синтетизираат крајните производи на метаболизмот. Се појави во 1972 година, кога беше добиена првата рекомбинантна (хибридна) ДНК (recDNA) во лабораторијата на П. Берг (Универзитет Стенфорд, САД), во која ДНК фрагменти од ламбда фагот и ешерихија коли беа комбинирани со кружната ДНК на симискиот вирус SV40.

Во применетата генетика, во зависност од предметот на проучување, се разликуваат следните делови: приватна генетика:

1. Генетика на растенијата: диви и култивирани: (пченица, 'рж, јачмен, пченка; јаболкници, круши, сливи, кајсии - вкупно околу 150 видови).

2. Генетика на животните: диви и домашни животни (крави, коњи, свињи, овци, кокошки - вкупно околу 20 видови)

3. Генетика на микроорганизми (вируси, прокариоти, пониски еукариоти - десетици видови).

Човечката генетика е посебен дел од приватната генетика (постои посебен институт медицинска генетикаАкадемија на медицински науки на Русија)

Човечка генетикаги проучува карактеристиките на наследувањето на особините кај луѓето, наследни болести (медицинска генетика) и генетската структура на човечката популација. Човечката генетика е теоретска основа модерната медицинаи современото здравство (СИДА, Чернобил). Познати се неколку илјади вистински генетски болести, кои се речиси 100% зависни од генотипот на поединецот. Најопасните од нив вклучуваат: кисела фиброза на панкреасот, фенилкетонурија, галактоземија, разни формикретенизам, хемоглобинопатии, како и Даунов, Тарнер и Клајнфелтер синдроми. Покрај тоа, постојат болести кои зависат и од генотипот и од околината: коронарна болест, дијабетес мелитус, ревматоидни заболувања, пептични улкусистомакот и дуоденум, многу онколошки заболувања, шизофренија и други ментални болести.

Задачите на медицинската генетика се навремено да ги идентификуваат носителите на овие болести кај родителите, да ги идентификуваат болните деца и да развијат препораки за нивно лекување. Голема улогаПри превенција на генетски детерминирани болести, генетско-медицински консултации и пренатална дијагностика (односно откривање на болести на раните фазиразвој на организмот).

Постојат посебни делови од применетата хумана генетика (генетика на животната средина, фармакогенетика, генетска токсикологија) кои ја проучуваат генетската основа на здравствената заштита. Во текот на развојот лекови, при проучување на одговорот на телото на изложеност неповолни факторитреба да размислите како индивидуални карактеристикилуѓето и карактеристиките на човечката популација.

Генетски методи

Збир на методи за проучување на наследните својства на организмот (неговиот генотип) се нарекува генетска анализа.Во зависност од задачата и карактеристиките на предметот што се проучува, се врши генетска анализа на популација, организам, клеточна и молекуларни нивоа.

Основата на генетската анализа е хибридолошка анализа , врз основа на анализата на наследувањето на особините при вкрстувања. Хибридолошката анализа, чии основи беа развиени од основачот на модерната генетика Г. Мендел, се заснова на следните принципи.

1. Употреба како почетни поединци (родители) на форми кои не произведуваат расцепување при вкрстување, т.е. постојани форми .

2. Анализа на наследство поединечни парови на алтернативни карактеристики , односно карактеристики претставени со две меѓусебно исклучувачки опции.

3. Квантитативно сметководство обрасци ослободени при последователни вкрстувања и употреба на математички методи при обработката на резултатите.

4. Индивидуална анализа потомство од секој родител.

5. Врз основа на резултатите од вкрстувањето, а шема за вкрстување.

На хибридолошката анализа обично и претходи метод на селекција . Со негова помош се врши избор или создавање изворен материјал, предмет на понатамошна анализа (на пример, Г. Мендел, кој во суштина е основач на генетската анализа, ја започна својата работа со добивање постојани - хомозиготни - форми на грашок преку себе -опрашување);

Меѓутоа, во некои случаи, методот на директна хибридолошка анализа не е применлив. На пример, при проучување на наследството на особините кај луѓето, неопходно е да се земат предвид голем број околности: неможност за планирање на крстови, ниска плодност, долг периодпубертетот. Затоа, покрај хибридолошката анализа, во генетиката се користат и многу други методи.

Цитогенетски метод . Се состои од цитолошка анализа на генетски структури и феномени врз основа на хибридолошка анализа со цел да се споредат генетските феномени со структурата и однесувањето на хромозомите и нивните делови (анализа на хромозомски и геномски мутации, изградба на цитолошки карти на хромозоми, цитохемиско проучување на гените активност итн.). Посебни случаи на цитогенетски метод - кариолошка, кариотипска, геномска анализа .

Метод на популација . Врз основа на методот на популација, се проучува генетската структура на популациите на различни организми: квантитативно се оценува распределбата на индивидуи од различни генотипови во популацијата, динамиката на генетската структура на популациите се анализира под влијание на различни фактори (создавањето се користи модел на популации).

Молекуларен генетски метод е биохемиска и физичкохемиска студија за структурата и функцијата на генетскиот материјал и е насочена кон разјаснување на фазите на „генот? знак“ и механизмите на интеракција на различни молекули по оваа патека.

Метод на мутација овозможува (врз основа на сеопфатна анализа на мутациите) да се утврдат карактеристиките, моделите и механизмите на мутагенезата, помага во проучувањето на структурата и функцијата на гените. Методот на мутација добива особено значење при работа со организми кои се размножуваат асексуално и во генетиката на човекот, каде што можностите за хибридолошка анализа се исклучително тешки.

Генеалошки метод (метод на анализа на педигре). Ви овозможува да го следите наследството на особините во семејствата. Се користи за одредување на наследна или ненаследна природа на особина, доминација или рецесивност, мапирање на хромозомите, т.е. за да се утврди дали генот што кодира дадена особина припаѓа на одредена групаадхезија, адхезија со X- или Y-хромозоми, за проучување на процесот на мутација, особено во случаи кога е неопходно да се разликуваат новопојавените мутации од оние кои се од фамилијарна природа, т.е., настанале во претходните генерации. Обично, генеалошки методпретставува основа за заклучоци во медицинско генетско советување (ако не зборуваме за хромозомски заболувања).

Метод на близнаци , кој се состои во анализирање и споредување на варијабилноста на карактеристиките внатре различни групиблизнаци, ни овозможува да ја процениме релативната улога на генотипот и надворешните услови во набљудуваната варијабилност. Овој метод е особено важен кога се работи со организми со ниска плодност кои имаат доцни фази на пубертет (на пример, говеда), како и во човечката генетика.

Во генетската анализа се користат и многу други методи:

онтогенетски ,

имуногенетски,

компаративна морфолошка И компаративни биохемиски методи,

биотехнолошки методи,

различни математички методи итн.

2. Кратка историја на генетиката

Феноменот на наследноста и варијабилноста на особините се познати уште од античко време. Суштината на овие појави беше формулирана во форма на емпириски правила: „Јаболкото не паѓа далеку од дрвото“, „Не очекувај добра раса од лошо семе“, „Не во мајка, не во татко. , но во млад човек што поминува“ итн.

Природни филозофи антички светсе обиде да ги објасни причините за сличностите и разликите меѓу родителите и нивните потомци, помеѓу браќата и сестрите, механизмите на определување на полот и причините за раѓањето на близнаци. Континуитетот на генерациите беше опишан со термините „род“ (род), „генао“ (раѓање), „генетикос“ (поврзано со потеклото), „генеза“ (потекло).

Во модерното време во Англија (Т. Најт), Германија (Ј. Колројтер), Франција (О. Сајреј) беа развиени методи за спроведување на експерименти за хибридолошка анализа, откриени се појавите на доминација и рецесивност и идеи за елементарни наследни особини. беа формулирани. Сепак, да се откријат механизмите на наследноста и варијабилноста за долго времене успеа. За објаснување на појавите на наследноста и варијабилноста се користени концептите на наследување на стекнати особини, панспермија, варијабилност на особини под директно влијание на околината и сл.

Модерната генетика се заснова на шемите на наследноста откриени од Г. Мендел при вкрстување на различни сорти грашок (1865), како и на теоријата за мутација на Х. Де Врис (1901–1903). Сепак, раѓањето на генетиката обично се припишува на 1900 година, кога H. De Vries, K. Correns и E. Cermak повторно ги откриле законите на Г. Мендел.

Во 1906 година, врз основа на коренот „ген“, В. Бејтсон (Англија) го предложи терминот „генетика“, а во 1909 година В.Л. Јохансен го предложи терминот „ген“.

Назад во 1883-1884 година. V. Roux, O. Hertwig, E. Strassburger и A. Weissman (1885) ја формулирале нуклеарната хипотеза за наследноста, која на почетокот на 20 век. се разви во хромозомската теорија на наследноста (В. Сетон, 1902-1903; Т. Бовери, 1902-1907; Т. Морган и неговото училиште).

Т. Морган, исто така, ги постави темелите на генската теорија, која беше развиена во делата на домашните научници од училиштето на А.С. Серебровски, кои ја формулираа во 1929-1931 година. идеи за сложената структура на генот. Овие идеи беа развиени и конкретизирани во студиите за биохемиска и молекуларна генетика, што доведе до создавање на модел на ДНК од Џ. Вотсон и Ф. Крик (1953), а потоа до дешифрирање на генетскиот код кој ја одредува синтезата на протеините.

Значајна улога во развојот на генетиката одигра и откривањето на факторите на мутагенеза - јонизирачко зрачење (G. A. Nadson and G. S. Filippov, 1925; G. Möller, 1927) и хемиските мутагени (V. V. Sakharov and M. E. Lobashev, 1933 –19). Употребата на индуцирана мутагенеза придонесе за зголемување на резолуцијата на генетската анализа и им обезбеди на одгледувачите метод за проширување на наследството и варијабилноста на почетниот материјал.

За развојот на генетската основа на селекција беа важни делата на Н.И. Вавилова. Законот за хомолошки серии во наследна варијабилност, формулиран од него во 1920 година, му овозможи последователно да ги воспостави центрите на потекло на култивирани растенија, во кои е концентрирана најголемата разновидност на наследни форми.

Работата на С. Рајт, Ј. Основен придонес во генетиката на населението беше направен од С. С. Четвериков (1926), кој ги обедини законите на Менделизмот и Дарвинизмот во еден единствен концепт.

Карактеристики на развојот на домашната генетика

Развојот на генетиката кај нас започна во раните години Советска моќ. Во 1919 година, на Универзитетот во Петроград беше создаден Катедрата за генетика, на чело со Јуриј Александрович Филипченко. Во 1930 година беше отворена Лабораторијата за генетика на Академијата на науките на СССР под раководство на Николај Иванович Вавилов (од 1933 година - Институт за генетика).

Во 1920-1930-тите. нашата земја беше лидер во сите области на генетиката

Колцов Николај Константинович - ги предвиде својствата на носителите на генетски информации; ја развил генската теорија; ја разви доктрината за социјална генетика (евгеника).

Вавилов Николај Иванович - го формулираше законот за хомолошка серија, ја разви доктрината за еден вид како систем.

Мичурин Иван Владимирович - ја откри можноста за контролирање на доминацијата.

Серебровски Александар Сергеевич - ја создаде доктрината за генскиот базен и геногеографијата: „Го нареков тоталитетот на сите гени на даден вид генски базен за да ја нагласам идејата дека во форма на генски базен имаме исто национално богатство. како во форма на нашите резерви јаглен скриени во нашите длабочини “

Четвериков Сергеј Сергеевич - во својата работа „За некои аспекти на еволутивниот процес од гледна точка на модерната генетика“ тој ја докажа генетската хетерогеност на природните популации.

Дубинин Николај Петрович - ја докажа деливоста на генот; независно од западните истражувачи, тој утврдил дека веројатните, генетско-автоматски процеси играат важна улога во еволуцијата.

Шмалхаузен Иван Иванович - ја разви теоријата за стабилизирање на селекција; го открил принципот на интеграција на биолошките системи.

Николај Владимирович Тимофеев-Ресовски - ги постави темелите на модерната популациона генетика.
На августовската (1948) седница на ВАСКХНИЛ, власта во науката ја зазеде претседателот на ВАСКХНИЛ, академик Т.Д. Лисенко. Тој ја спротивстави научната генетика со лажното учење наречено „Мичуринска биологија“. Многу генетски научници (Н.П. Дубинин, И.А. Рапопорт) беа лишени од можноста да се занимаваат со наука. Само во 1957 година М.Е. Лобашев продолжи да предава генетика. Во 1965 година Т.Д. Лисенко, под притисок на прогресивната јавност (математичари, хемичари, физичари) го загуби својот монопол врз научна вистина. Создаден е Институтот за општа генетика на Академијата на науките на СССР, по име на Друштвото за генетика и одгледувачи. Н.И. Вавилова. На крајот на 1960-тите. нашата земја си ја врати изгубената позиција во светската наука.

ГЕНЕТИКА,наука која ја проучува наследноста и варијабилноста - својства својствени за сите живи организми. Бескрајната разновидност на видови растенија, животни и микроорганизми е поддржана од фактот што секој вид ги задржува своите карактеристични карактеристики со генерации: на студениот север и во жешките земји, кравата секогаш раѓа теле, кокошката раѓа пилиња и пченицата репродуцира пченица. Во исто време, живите суштества се индивидуални: сите луѓе се различни, сите мачки се некако различни едни од други, па дури и класовите од пченица, ако ги погледнете повнимателно, имаат свои карактеристики. Овие двајца најважните својстваживите суштества - да бидат слични на нивните родители и различни од нив - и ја сочинуваат суштината на концептите на „наследност“ и „променливост“.

Потекло на генетиката

Потеклото на генетиката, како и секоја друга наука, треба да се бара во пракса. Откако луѓето почнаа да одгледуваат животни и растенија, почнаа да разбираат дека карактеристиките на потомството зависат од својствата на нивните родители. Со избирање и вкрстување на најдобрите единки, човекот од колено на колено создавал животински раси и растителни сорти со подобрени својства. Брзиот развој на одгледувањето и одгледувањето растенија во втората половина на 19 век. родила зголемен интересдо анализа на феноменот на наследноста. Во тоа време, се веруваше дека материјалниот супстрат на наследноста е хомогена супстанција, а наследните супстанции од родителските форми се мешаат кај потомството на ист начин како што се мешаат меѓусебно растворливите течности. Исто така, се веруваше дека кај животните и луѓето, супстанцијата на наследноста е некако поврзана со крвта: изразите „полурасна“, „чистокрвни“ итн.

Не е изненадувачки што современиците не обрнуваа внимание на резултатите од работата на игуменот на манастирот во Брно, Грегор Мендел, за вкрстување грашок. Никој од оние што го слушаа извештајот на Мендел на состанокот на Друштвото на природници и лекари во 1865 година, не можеше да ги открие основните биолошки закони во некои „чудни“ квантитативни односи што ги открил Мендел кога ги анализирал хибридите од грашок и кај личноста што ги открила. , основачот нова наука- генетика. По 35 години заборав, делото на Мендел беше ценето: неговите закони беа повторно откриени во 1900 година, а неговото име влезе во историјата на науката.

Законите на генетиката

Законите на генетиката, откриени од Мендел, Морган и една галаксија на нивни следбеници, го опишуваат преносот на особини од родителите на децата. Тие тврдат дека сите наследни особини се одредени од гените. Секој ген може да биде присутен во еден или повеќеформи наречени алели. Сите клетки на телото, освен половите, содржат по два алели од секој ген, т.е. се диплоидни. Ако два алели се идентични, се вели дека организмот е хомозиготен за тој ген. Ако алелите се различни, организмот се нарекува хетерозиготен. Клетките вклучени во сексуалната репродукција (гамети) содржат само еден алел од секој ген, т.е. тие се хаплоидни. Половина од гаметите произведени од поединец носат еден алел, а половина го носат другиот. Соединувањето на две хаплоидни гамети за време на оплодувањето резултира со формирање на диплоиден зигот, кој се развива во возрасен организам.

Гените се специфични делови од ДНК; тие се организирани во хромозоми лоцирани во клеточното јадро. Секој вид растение или животно има одреден бројхромозоми. Во диплоидните организми, бројот на хромозоми е спарен; два хромозоми од секој пар се нарекуваат хомологни. Да речеме дека едно лице има 23 пара хромозоми, со еден хомолог од секој хромозом добиен од мајката, а другиот од таткото. Постојат и екстрануклеарни гени (во митохондриите и во растенијата, исто така и во хлоропластите).

Карактеристиките на преносот на наследни информации се одредуваат со интрацелуларни процеси: митоза и мејоза. Митозата е процес на дистрибуција на хромозомите до ќерките клетки за време на клеточната делба. Како резултат на митозата, секој хромозом од матичната клетка се дуплира и идентичните копии се распрснуваат во клетките ќерки; во овој случај, наследни информации целосно се пренесуваат од една клетка до две ќерки клетки. Така се случува клеточната делба во онтогенезата, т.е. процес на индивидуален развој. Мејозата е специфична форма на клеточна делба која се јавува само за време на формирањето на половите клетки, или гамети (сперматозоиди и јајца). За разлика од митозата, бројот на хромозоми за време на мејозата е преполовен; секоја клетка ќерка добива само еден од двата хомологни хромозоми на секој пар, така што во половина од ќерките ќерки има еден хомолог, во другата половина има друг; во овој случај, хромозомите се дистрибуираат во гамети независно еден од друг. (Гените на митохондриите и хлоропластите не го следат законот за еднаква дистрибуција за време на делењето.) Кога две хаплоидни гамети ќе се спојат (оплодување), бројот на хромозоми повторно се обновува - се формира диплоиден зигот, кој добил единствен сет на хромозоми од секој од родителите.

Методолошки пристапи.

Благодарение на кои карактеристики на методолошкиот пристап на Мендел тој можеше да ги направи своите откритија? За неговите вкрстувачки експерименти, тој избра линии на грашок кои се разликуваат во една алтернативна особина (семињата се мазни или збрчкани, котиледоните се жолти или зелени, формата на зрната е конвексна или згрчена итн.). Подмладокот од секој крст го анализирал квантитативно, т.е. го броел бројот на растенија со овие карактеристики, што никој претходно не го направил. Благодарение на овој пристап (изборот на квалитативно различни карактеристики), кој ја формираше основата за сите последователни генетски истражувања, Мендел покажа дека карактеристиките на родителите не се мешаат кај потомството, туку се пренесуваат непроменети од генерација на генерација.

Заслугата на Мендел лежи и во тоа што дал генетичари моќен методистражување на наследни карактеристики - хибридолошки анализа, т.е. метод за проучување на гените преку анализа на карактеристиките на потомците на одредени крстови. Менделовите закони и хибридолошката анализа се засноваат на настани што се случуваат во мејозата: алтернативните алели се наоѓаат на хомологните хромозоми на хибридите и затоа се разминуваат подеднакво. Тоа е хибридолошката анализа која ги одредува барањата за предметите на општо генетско истражување: тоа мора да бидат лесно култивирани организми кои даваат бројни потомци и имаат краток репродуктивен период. Кај повисоките организми, овие барања ги исполнува мушичката Drosophila - Drosophila melanogaster. Долги години стана омилен предмет на генетско истражување. Преку напорите на генетичарите од различни земји, фундаментално генетски феномени. Откриено е дека гените се наоѓаат линеарно на хромозомите и нивната дистрибуција кај потомците зависи од процесите на мејозата; дека гените лоцирани на истиот хромозом се наследуваат заедно (генска поврзаност) и се предмет на рекомбинација (вкрстување). Откриени се гени локализирани во половите хромозоми, утврдена е природата на нивното наследување и идентификувана е генетската основа за определување на полот. Откриено е и дека гените не се непроменливи, туку се предмет на мутација; дека генот е комплексна структураа има многу форми (алели) на истиот ген.

Тогаш микроорганизмите станаа предмет на поскрупулозно генетско истражување, во кое почнаа да се проучуваат молекуларните механизми на наследноста. Да, на коли Ешерихија колиОткриен е феноменот на бактериска трансформација - вклучување на ДНК што припаѓа на клетка донор во клетка примател - и за прв пат е докажано дека ДНК е носител на гените. Откриена е структурата на ДНК, дешифриран е генетскиот код, откриени се молекуларните механизми на мутации, рекомбинации, геномски преуредувања, регулација на генската активност, феноменот на движење на геномските елементи и сл. цм. КЛЕТКА; НАСЛЕДНОСТ; МОЛЕКУЛАРНА БИОЛОГИЈА) . Заедно со овие модел организми, генетски студии беа спроведени на многу други видови, а универзалноста на основните генетски механизми и методи за нивно проучување беше покажана за сите организми - од вируси до луѓе.