Генетика - наука о наследственности

Генетика - наука о наследств енности Генетика-наука о наследственности и измен чивости организмов. Генетика- дисциплина, изучающая механизмы и законом ерности наследственности и изменчивости организмов, методы управления этими процессами. Она призвана раскрыть законы воспроизведения живого по поколениям, появление у организмов новых свойств, законы индивидуаль ного развития особи и материальной основы исторических преобразований организмов в процессе эволюции. Первые две задачи решают теория гена и т еория мутаций. Выяснение сущности воспроизведения для конкретного раз нообразия форм жизни требует изучения наследственности у представител ей, находящихся на разных ступенях эволюционного развития. Объектами ге нетики являются вирусы , бактерии, грибы , растения , животные и человек. На фоне видовой и другой специфики в явлениях наследственности для всех жи вых существ обнаруживаются общие законы. Их существование показывает е динство органического мира. История генетики начинается с 1900 года, когда независимо друг от друга Корренс, Герман и де Фриз открыли и сформулиров али законы наследования признаков, когда была переиздана работа Г. Менде ля УОпыты над растительными гибридамиФ. С того времени генетика в своем развитии прошла три хорошо очерченных этапа- эпоха Классической генети ки (1900-1930), эпоха неоклассицизма (1930-1953) и эпоха синтетической генетики, которая началась в 1953 году. На первом этапе складывался язык генетики, разрабатыв ались методики исследования, были обоснованы фундаментальные положени я, открыты основные законы. В эпоху неоклассицизма стало возможным вмеша тельство в механизм изменчивости, дальнейшее развитие получило изучен ие гена и хромосом, разрабатывается теория искусственного мутагенеза, , что позволило генетике из теоритической дисциплины перейти к прикладн ой. Новый этап в развитии генетики стал возможным благодаря расшифровке структуры УзолотойФ молекулы ДНК в 1953 г . Дж. Уотсоном и Ф.Криком. Генетика переходит на молекулярный уровень и сследований. Стало возможным расшифровать структуру гена , определить м атериальные основы и механизмы наследственности и изменчивости. Генет ика научилась влиять на эти процессы, направлять их в нужное русло. Появи лись широкие возможности соединения теории и практики. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ГЕНЕТИКИ. Основным методом генетики на протяжении многих лет является г ибридологический метод. Гибридизацией называется процесс скрещивания с целью получения гибридов. Гибрид это организм, полученный в результате скрещивания разнородных в генетическом отношении родительских форм. Г ибридизация может быть внутривидовой , когда скрещиваются особи одного вида и отдаленной , если скрещиваются особи из различных видов или родов. При исследовании наследования признаков используются методы моногибр идного , дигибридного , полигибридного скрещивания , которые были разраб отаны еще Г. Менделем в его опытах с сортами гороха. При моногибридном скр ещивании наследование проводится по одной паре альтернативных признак ов , при дигибридном скрещивании- по двум парам альтернативных признаков , при полигибридном скрещивании- по 3,4 и более парам альтернативных призна ков. При изучении закономерностей наследования признаков и закономерн остей изменчивости широко используется метод искусственного мутагене за, когда с помощью мутагенов вызывают изменение в генотипе и изучают ре зультаты этого процесса. Широкое распространение в генетике нашел мето д искусственного получения полиплоидов , что имеет не только теоретичес кое, но и практическое значение. Полиплоиды обладают большой урожайност ью и меньше поражаются вредителями и болезнями. Широко используется в ге нетике биометрические методы. Ведь наследуются и изменяются не только к ачественные, но и количественные . Биометрические методы позволили обос новать положение фенотипа и нормы реакции. С 1953 года особое значение для г енетики приобрели биохимические методы исследования. Генетика вплотну ю занялась изучением материальных основ наследственности и изменчивос ти - генов. Объектом исследования генетики стали нуклеиновые кислоты , ос обенно ДНК. Изучение химической структуры гена позволило ответить на гл авные вопросы , которые ставила перед собой генетика. Как происходит нас ледование признаков? В результате чего возникают изменения признаков?З аконы наследования , установленные Г. Менделем . Доминантные и рецессивн ые признаки, гомозигота и гетерозигота, фенотип и генотип, аллельные при знаки. Гешскому ботанику – любителю Иоганну Грегору Менделю принадлеж ит открытие количественных закономерностей, сопровождающих формирова ние гибридов. В работах Г. Менделя (1856-1863) были раскрыты основы законов насле дования признаков. В качестве объекта исследования Менделем был выбран горох посевной. На период исследований для этого строго самоопыляющего ся растения было известно достаточное количество сортов с четко различ ными исследуемыми признаками. Выдающимся достижением Г. Менделя явилас ь разработка методов исследования гибридов. Им было введено понятие мон огибридного, дигибридного, полигибридного скрещивания. Мендель впервы е осознал , что только начав с самого простого случая - наблюдения за повед ением в потомстве одной пары альтернативных признаков- и постепенно усл ожняя задачу. Можно разобраться в закономерностях наследования призна ков. Планирование этапов исследования, математическая обработка получ енных данных, позволили Менделю получить результаты, которые легли в осн ову фундаментальных исследований в области изучения наследственности . Мендель начал с опытов по по моногибридному скрещиванию сортов гороха. Исследование касалось наследованию только одной пары альтернативных п ризнаков (красный венчик-АА*белый венчик-аа). На основании полученных дан ных Мендель ввел понятие доминантного и рецессивного признака. Доминан тным признаком он назвал признак, который переходит в гибридные растени я совершенно неизменным или почти неизменным, а рецессивным тот, который становится при гибридизации скрытым . Затем Мендель впервые сумел дать количественную оценку частотам появления рецессивных форм среди общег о числа потомков для случаев моно-,ди-,тригибридного и более сложных скре щиваний. В результате исследований Г.Менделем были получены обосновани я следующих обобщений фундаментальной важности: 1. При моногибридном скр ещивании наблюдается явление доминирования. 2. В результате последующих скрещиваний гибридов происходит расщепление признаков в соотношении 3:1. 3. Особи содержат либо только доминантные, либо только рецессивные, либо смешанные задатки. Зигота, содержащая смешанные задатки получила назва ние гетерозиготы, а организм , развившейся из гетерозиготы - гетерозигот ным. Зигота, содержащая одинаковые(доминантные или рецессивные) задатки называется гомозиготой, а организм, развившейся из гомозиготы-гомозиго тным. Мендель вплотную подошел к проблемам соотношения между наследств енными задатками и определяемыми ими признаками организма. Внешний вид организма зависти от сочетания наследственных задатков. Этот вывод был им рассмотрен в работе УОпыты над растительными гибридамиФ. Мендель впе рвые четко сформулировал понятие дискретного наследственного задатка , независящего в своем проявлении от других задатков. Каждая гамета несе т по одному задатку . Сумма наследственных задатков организма стала по п редложению Иогансена в 1909 году называться генотипом, а внешний вид органи зма, определяемый генотипом , стал называться фенотипом. Сам наследствен ный задаток Иогансен позднее назвал геном. Во время оплодотворения гаме ты сливаются, формируя зиготу, при этом в зависимости от сорта гамет, зиго та получит те или иные наследственные задатки. За счет перекомбинации за датков при скрещиваниях образуются зиготы , несущие новое сочетание зад атков, чем и обуславливаются различия между индивидуалами. Это легло в о снову фундаментального закона Менделя- закона частоты гамет. Сущность з акона заключается в следующем положении- гамет чисты, то есть они содерж ат по одному наследственному задатку от каждой пары. Пара задатков , сход ящихся в гамете была названа аллелем , а сами задатки аллельными. Позднее появился термин аллельные гены, определяющий пару аллельных задатков. Р аботы Г. Менделя не получили в свое время никого признания и оставались н еизвестными вплоть до вторичного переоткрытия законов наследственнос ти К. Корренсом, К.Гермаком и Г. Де Фризом в 1900 году. В том же году Корренсом бы ли сформулированны три закона наследования признаков, которые позднее были названы законами Менделя в честь выдающегося ученого, заложившего основы генетики.Моногибридное скрещивание. Единообразие гибридов перв ого поколения. Закон расщепления признаков.Цитологические основы един ообразия гибридов первого поколения и расщепления признаков во втором поколении. Моногибридное скрещивание-это метод исследования , при котор ом изучается исследование одной пары альтернативных признаков. Для опы тов по моногибридному скрещиванию Мендель выбрал 22 сорта гороха, которы е имели четкие альтернативные различия по семи признакам: семене круглы е или угловатые, семядоли желтые или зеленые, кожура семян серая или бела я, семена гладкие или морщинистые, желтые или зеленые, цветки пазушные ил и верхушечные, растения высокие или карликовые. В течении ряда лет Менде ль путем самоопыления отбирал материал для скрещивания , где родители бы ли представлены чистыми линиями, то есть находились в гомозиготном сост оянии. Скрещивание показало , что гибриды проявляют только один признак.