Жизнь замечательных людей

Генетика как наука.

 Генетика как наука. Предмет изучения генетики. Задачи генетики. Становление генетики Методы генетических исследований.

Предмет и задачи генетики. У кошки всегда рождается котенок, у курицы из яйца вылупится цыпленок. Таким образом, во время скрещивания передается, а во время развития организма реализуется наследственная информация о специфике организации и функционирования организма определенного вида. Однако новорожденный щенок не будет точной копией родительских организмов, ему будут присущи черты, отличающие его от особей этого же вида, что возможно благодаря изменчивости. Диалектическое единство этих двух свойств обнаруживается на всех уровнях организации живых систем и изучается генетикой. Генетика (греч. genetikos — относящийся к рождению, происхождению) – это наука, изучающая  свойства всех живых организмов – наследственность и изменчивость. Термин «генетика» введен У.Бэтсоном в 1906 году, он же обозначил новую науку-генетику, как физиологию наследственности и изменчивости.

Генетика-основа современной биологии. Велико практическое значение генетики, т.к. она служит теоретической основой селекции микроорганизмов, животных, растений, является научным фундаментом молекулярной биологии, генной инженерии и биотехнологии. Особую роль генетика играет в фармацевтической промышленности. Например, в связи с развитием генетики микроорганизмов, возросла доступность антибиотиков (пенициллина, стрептомицина и др.), спасших миллионы жизней. Это стало возможно благодаря использованию искусственно получаемых наследственных изменений у штаммов микроорганизмов, которые продуцируют антибиотики. Такие мутации были получены под влиянием ультрафиолетовых и рентгеновых лучей, химических агентов. Сегодня перед генетикой встает проблема производства аминокислот для кормления животных и питания человека, гормонов и иммуноглобулинов для лечения болезней.  Высокие достижения генетики позволили выйти на молекулярный уровень познания генетических структур организмов, вскрыть сущность многих серьезных наследственных болезней человека, подойти к генной терапии. Развивается такой раздел медицины, как  клиническая генетика, выяснилось, что множество хронических болезней человека есть проявление генетического груза, риск их развития может быть предсказан задолго до рождения ребенка.

История становления генетики. До XX столетия представления о механизмах передачи признаков у организмов носили исключительно умозрительный характер. Первая информация о наследственности содержалась в трудах ученых античной эпохи. Гиппократ (460-377 гг. до н.э.) был сторонником прямого наследования и считал, что все органы тела непосредственно влияют на признаки потомства, таким образом, что здоровые части тела создают здоровый репродуктивный материал (яйцеклетки и сперматозоиды), а нездоровые органы – нездоровый наследственный материал. По Гиппократу все приобретенные в течение жизни признаки должны наследоваться потомками. Точку зрения Гиппократа оспаривал Аристотель (384-322 до н.э.). Он был сторонником непрямого наследования признаков и считал, что репродуктивный материал производится из питательных веществ, по своей природе предназначенных для построения различных частей тела. Теория прямого наследования просуществовала 23 века. Сколь велик был авторитет Гиппократа! На рубеже 18-19 веков французский ученый Жан-Батист Ламарк использовал представления Гиппократа для построения своей теории передачи потомству новых признаков, приобретенных в течение жизни. Теория пангенезиса (1868 г.) Ч.Дарвина также являлась продолжением взглядов Гиппократа. Эта теория была изложена в книге Ч.Дарвина «Изменение животных и растений в домашнем состоянии». Согласно этой теории все клетки организма «отделяют от себя крошечные геммулы, рассеянные по всему организму». Геммулы попадают в половые органы и таким образом передаются потомкам, где превращаются в клетки того типа, из которых они произошли со всеми изменениями, приобретенными родительскими особями в течение их жизни. В 1871 году английский врач, естествоиспытатель Ф.Гальтон

 

 

Гиппократ                                 Аристотель                               Ж.-Б.Ламарк

опроверг теорию пангенезиса. Он переливал кровь черных кроликов белым, а затем скрещивал реципиентов. Гальтон писал: «Я повторяю это в трех поколениях и не нашел ни малейшего следа какого-либо нарушения чистоты серебристо-белой породы. Следовательно, по крайней мере, в крови кроликов геммулы не содержатся». В 80-ые 19 ст. годы теорию пангенезиса также раскритиковал немецкий ученый Август Вейсман, он предложил свою гипотезу, согласно которой в организме существует два типа клеток: соматические, которые не связаны с репродукцией и половые, содержащие особый наследственный материал – «зародышевую плазму».

Неверно полагать, что генетические исследования начались Г.Менделем. Целая плеяда ученых различных стран – растениеводы, животноводы, медики обращали внимание на преобладание у потомков определенных родительских черт и закономерности наследования отдельных признаков. О.Сажрэ, Ш.Нодэн, П.Люка во Франции, А.Гершнер в Германии, Т.Найт в Англии были непосредственными предшественниками Г.Менделя в эпоху становлении генетики.

В 1865 году опубликована работа Г.Менделя «Опыты над растительными гибридами», в которой были сформулированы законы непрямого наследования, позже ставшие основой генетики. Современники не поняли Менделя, так как уровень естественных наук не позволял воспринимать его идеи. Мендель, в отличие от своих коллег, разработал принципы гибридологического анализа, сумел выделить дискретные признаки и статистически проанализировать полученные результаты. Свое начало генетика как наука берет с 1900 года, когда независимо друг от друга три исследователя вновь открыли законы Менделя на растениях: Гуго Де Фриз (Голландия), Карл Корренс (Германия), Эрих Чермак (Австрия).

Ф.Гальтон и Ч.Дарвин были двоюродными братьями!

Френсис Гальтон                      Чарльз Дарвин                            Август Вейсман

 

В 1902 году У.Бэтсон доказал, что эти законы справедливы и для животных. В 1906 году английские генетики У.Бэтсон и Р.Пэннет в опытах с душистым горошком обнаружили явление сцепленного наследования признаков, а Л.Донкастер в опытах с бабочкой крыжовенной пяденицей открыл сцепленное с полом наследование. Полученные результаты не укладывались в менделеевские законы наследования. Объяснить такое несовпадение смогла  группа американских генетиков под руководством Томаса Ханта Моргана, ставшая основоположникам современной генетики и сформулировавшая основные положения хромосомной теории наследственности. То, что наследственные признаки могут  скачкообразно изменяться в своей мутационной теории доказали ученые Г.Де Фриз и С.Коржинский. Новый этап развития науки начинается с момента расшифровки ДНК Д.Уотсоном и Ф.Криком и характеризуется большим числом выдающихся открытий: расшифровка генетического кода (С.Очоа, М.Ниренберг, Ф.Крик), химический синтез генов (Г.Хорана), выделение и клонирование ДНК (Г.П.Георгиев), трансформация геномов (Дж.Рубин, А.Спрайдлинг) и др. В середине тридцатых годов XX столетия советская генетика стояла на втором месте в мире. Н.И.Вавилов по праву считался одним из крупнейших генетиков мира. Можно привести большой список выдающихся ученых мирового уровня: Н.К.Кольцов (матричный принцип репродукции генов), С.С.Четвериков (основы генетики популяций), Г.Д.Карпеченко (получение межвидовых гибридов), Г.С.Филиппов (индуцированные мутации) и др. Однако с середины 30-х годов директором академии сельхознаук (ВАСХНИЛ) стал Т.Д.Лысенко, отрицавший существование генов и законов Менделя, считая их «ошибкой католического монаха». Многие ученые подверглись репрессиям, погибли в застенках (Вавилов Н.И., Карпеченко Г.Д.) или были отстранены от работы, уволены, сосланы. Период «лысенковщины» отбросил отечественную генетику на десятки лет назад. В период хрущевской оттепели началось возрождение генетики и уже с 1957 года М.Е. Лобашев читает генетику в Ленинградском университете. Современная отечественная генетика – динамически развивающееся и перспективное научное направление. В феврале 2001 года два наиболее авторитетных научных журнала в мире "Nature" и "Science" опубликовали отчеты научных групп, расшифровавших геном человека.  Век XXI-ый, в котором мы живем, в полной мере можно назвать Веком Биологии, а может быть, и Веком Генетики.

 

 

 

Г.Де Фриз                                У.Бэтсон                                 Т.Х.Морган

 

Жизнь замечательных людей

Грегор Иоганн МЕНДЕЛЬ (1822–1884 г.) Иоганн Мендель родился в местечке Хейнцендорф (ныне Гинчице в Чехии), где его отец владел небольшим крестьянским наделом. Помимо Иоганна в семье Антона и Розины Мендель были две дочери. Интерес к природе он начал проявлять рано, уже мальчишкой работая садовником. После деревенской школы Мендель в 1840 окончил шесть классов гимназии в Троппау (сейчас г. Опава). Затем в 1841 поступил в философские классы института Ольмюца (Чехия), и окончил их. Принял имя Грегор при поступлении в монастырь близлежащего города Брюнн (сейчас Брно). В 1851 году настоятель монастыря направил Менделя учиться в венский университет, где он, среди прочего, изучал ботанику. Много времени уделял самообразованию. После окончания университета Мендель преподавал естественные науки в местной школе. В 1856 году начал проводить опыты по скрещиванию растений, в частности гороха, который он выращивал в монастырском саду. Результаты опытов Менделя, легшие в основу современной генетики, были опубликованы в 1865 году, не вызвав тогда интереса у современников. Тремя годами позже Мендель стал настоятелем монастыря города Брюнн и забросил исследования, посвятив себя исполнению административных обязанностей.

https://elementy.ru/trefil/61/Zakony_Mendelya