Генетика — наука о закономерностях наследственности и изменчивости организмов. Наследственность и изменчивость являются фундаментальными свойствами всех живых организмов. Они обеспечивают постоянство и многообразие видов и являются основой эволюции живой природы.
1900- дата зарождения генетики
Задачи генетики:
Ø Исследование механизмов хранения и передачи генетической информации от родительских форм дочерним.
Ø Изучение механизма реализации генетической информации в процессе онтогенеза под контролем генов и влиянием условий внешней среды.
Ø Исследование типов, причин и механизмов изменчивости всех живых существ.
Ø Изучение взаимосвязи процессов наследственности, отбора и изменчивости как движущих факторов эволюции органического мира.
История развития генетики человека.
Генетика – относительно молодая наука, зародилась она в 19 ст., и развивается до сегодняшних дней.
Наследственность – это процесс воспроизведения организмами в ряду последовательных поколений сходных признаков и свойств организма. Это не прямое копирование, в процессе передачи от поколения к поколению признаки изменяются. Таким образом, предметом генетики являются два основных свойства живых организмов – наследственность и изменчивость.
Как любая наука генетика имеет свою историю:
1). в 1865 г. чешский ученый Грегор Мендель опубликовал работу «Опыты над растительными гибридами», в которой впервые были сформулированы законы непрямого наследования признаков организма, ставшие основой будущей науки – генетики;
2). в 1900 г. трое ученых – К. Корренс (Германия), Э. Чермак (Австрия) и Г. Де-Фриз
(Голландия) независимо друг от друга переоткрыли закономерности наследования признаков организма, впервые установленные Г. Менделем. Этот год считается официальной датой рождения генетики как науки. Термин «генетика» был предложен английским ученым-генетиком У. Бэтсоном в 1906 г.
Различают 3 основных этапа развития генетики:
1). Первый этап (1900-1910 гг.) – многочисленные эксперименты, проведенные в этот период показали, что законы, установленные Г. Менделем, имеют универсальный характер и применимы ко всем живым организмам, размножающимся половым путем (отмикроорганизмов до человека). Законы наследственности едины для всего органического мира. Этот период получил название «периода триумфального шествия менделизма по планете». В этот период закономерности наследования признаков изучают науровне целостного организма и не связывают с какими-либо материальными структурами клетки. В этот период была сформулирована Г. Де-Фризом теория мутаций, а датский ученый В. Иогансен в 1909 г. ввел в генетику базовые понятия – ген, генотип, фенотип.
2). Второй этап (1911-1953 гг.) – установлены материальные основы наследственности.
Ученые Т. Бовери, У. Сеттон и Э. Вильсон обосновали хромосомную теорию наследстьвенности. Решающее значение для утверждения хромосомной теории наследственности имели исследования американского генетика Т. Моргана, проводимых на плодовой мушке – дрозофиле.
В 1925 г. советские ученые Г. Надсон и Г. Филиппов впервые в мире получили мутации у дрожжевых грибов под воздействием лучей радия. Были открыты физические и химические факторы, вызывающие мутации. Возникла новая наука – радиационная генетика.
В 1920 г. советский ученый Н.И. Вавилов открыл закон гомологических рядов в наследственной изменчивости организмов. Другой советский ученый С.С. Четвериков внес решающий вклад в развитие генетики популяций и эволюционной генетики.
В 30-х годах советские ученые А. Серебровский и Н. Дубинин разработали теорию гена, впервые экспериментально доказали делимость гена. В этот период американские ученые С. Райт, Дж. Холден и Р. Фишер заложили основы генетико-математических методов изучения процессов, происходящих в популяциях.
3). Третий этап (1954 г. – по настоящее время) – в генетике стали использовать методы и принципы исследований точных наук: математики, кибернетики, физики, химии, информатики и др. Основным объектом исследований стали микроорганизмы: грибы, бактерии, вирусы. Анализ материальных основ наследственности перешел на молекулярный уровень изучения структурной организации живой материи. Основными достижениями этого этапа являются установление молекулярной структуры и функции гена, связь воспроизведения клеток со способностью к самоудвоению молекул ДНК, сведение явлений наследственности к передаче в ряду поколений способности организмов в течение всей их жизни воспроизводить сходные типы обмена веществ.
Современная генетика характеризуется проникновением молекулярных принципов исследований во все области учения о наследственности. Широкое развитие получили исследования по проблемам искусственного синтеза генов вне организма, продленного мутагенеза, гибридизации соматических клеток, получения гаплоидов у растений, регуляция активности генов в процессе индивидуального развития, генной и хромосомной инженерии, искусственного синтеза нуклеиновых кислот и белков.
Связь генетики с морфологией, физиологией и биохимией
Генетика вступает в тесный контакт с биохимией и физиологией. Если индивидуальное развитие организмов определяется наследственными факторами — генами, то действие гена нельзя понять в отрыве от общих закономерностей онтогенеза. Так генетика вступает в связь с эмбриологией.
Но было бы глубоким заблуждением полагать, что современная биохимия, физиология, эмбриология и другие биологические дисциплины могут решать свои задачи в отрыве от генетики. Генетика раскрыла совершенно новые подходы для исследования деятельности организма: с помощью наследственных изменений — мутаций можно выключать и включать почти любые физиологические процессы, прерывать биосинтез в клетке, изменять морфогенез и т. д. Комбинируя различные мутантные признаки в организме, можно синтезировать модели различных типов развития. Таким образом, генетика открыла пути моделирования биологических процессов.
Задача:
У душистого горошка окраска цветов проявляется только при наличии двух доминантных генов Аи В. Если в генотипе имеется только один доминантный ген, то окраска не развивается. Какое потомство F1 и F2 получится от скрещивания растений с генотипами ААbb и ааВВ?
