Команда
Контакти
Про нас

    Головна сторінка


Історія генетики: її минуле і перспективи





Скачати 36.18 Kb.
Дата конвертації11.09.2019
Розмір36.18 Kb.
Типреферат

ГОУ Гімназія №1505

«Московська міська педагогічна гімназія-лабораторія»

реферат

Історія генетики: її минуле і перспективи

Автор: учениця 9 класу «Б»

Чернова І.А.

Керівник: Кудряшова Е.Е.

Москва

2012

Зміст

Введення .......................................................... ........................... 3

Глава 1 ........................................................................ ... .... ... ...... 6

Глава 2 ................................................ ...................................... 12

Висновок ................................................. ............................... 17

Список літератури................................................ ..................... 18

Вступ

3 віддалених передумовою науки можна вважати міфологію, в якій вперше була реалізована спроба побудувати цілісну, всеосяжну систему уявлень про навколишнє людини дійсності.

Актуальність дослідження.

Люди з давніх-давен цікавилися питаннями успадкування ознак. У міфах вони відображали своє уявлення про принципи розмноження і передачі спадкової інформації. Наприклад, в Давньому Єгипті жерці Мемфіса тримали священного бика, який ототожнювався з богом Птахом, покровителем міста. Бик повинен був бути обов'язково чорним з білими мітками певної форми. Для того щоб завжди мати можливість знайти такого бика, жерці тримали велике стадо корів і биків з подібними ознаками і схрещували їх. Таким експериментальним чином вони засвоїли основні механізми успадкування ознак. Але люди ніяк не могли знайти цей механізм роботи генів успадкування ознак, і тому таємниці генетики залишалися нерозкритими впродовж багатьох століть.

Але якщо механізми успадкування ознак широко використовувалися в побуті людьми ще з давніх-давен, то постає питання «Чи була необхідність появи генетики як наукового знання?». Так, була, так як відкрилося величезна кількість тих можливостей, яких не було у древніх людей, наприклад, селекционировать або лікувати важкі захворювання. Генетичні пізнання застосовувалися в багатьох окремих, незалежних науках (анатомія, еволюція), і якби ці пізнання не вивчались як єдине ціле, то генетики як науки не існувало б взагалі. Генетика як наука дозволила більш детально пізнавати світ і покращувати його (цілі досліджень спрямовані саме на це).

«Батьком» генетики як науки став чеський монах Грегор Мендель, який опублікував свої доповіді про досліди зі схрещування рослин гороху. Його статей не надали особливого значення, і тільки на початку XX століття біологи, провівши експерименти над різними організмами, підтвердили гіпотезу Менделя. З тих пір генетика стала активно розвиватися, про що свідчать дати наукових відкриттів:

· 1 865 Грегор Мендель робить доповідь Досліди над рослинними гібридами.

· 1869 Фрідріх Мішер відкрив головну складову частину ядер, названу їм нуклєїнах (Nuclein) - згодом ДНК.

· Тисяча вісімсот вісімдесят п'ять Август Вейсман висловлює припущення, що кількість хромосом у статевих клітинах має бути вдвічі менше, ніж в соматичних клітинах - основний принцип мейозу.

· 1 901 Публікація роботи Хуго Де Фріза The Mutation Theory (мутаційна теорія - розділ генетики, який є основою генетичної мінливості і еволюції).

· 1903 Теодор Бовери і Вільям Сеттон незалежно один від одного висловлюють припущення про те, що хромосоми є носіями спадковості.

· 1905 Вільям Бетсон в листі до Адама Седжвік вводить термін генетика.

· 1908 Харді і Вайнберг відкривають закон, згодом названий їх іменами (При дотриманні певних умов (велика чисельність популяції, вільне схрещування, відсутність міграцій особин і мутацій) в популяції дотримується співвідношення ознак, що описується співвідношенням: p2 (AA): 2pq (Aa): q2 (aa), де а і а аллели незчеплених з підлогою гена, p частота аллеля а, q частота аллеля а).

· 1910 Томас Хант Морган доводить, що гени розташовані в хромосомах.

· 1913 Альфред Стертевантом становить першу генетичну карту хромосоми дроздофіл.

· 1918 Рональд Фішер публікує роботу «On the correlation between relatives on the supposition of Mendelian inheritance », яка знаменує початок робіт зі створення Синтетичною теорії еволюції, в якій основним двигуном еволюційного процесу, хоч і випадковим, є мутаційний процес

· 1 928 Фредерік Гріффіт виявляє молекулу спадковості, яка передається від бактерії до бактерії.

· 1931 Барбара МакКлінток довела зв'язок між кросинговером (ПЕРЕКРЕСТОВ хромосом) і рекомбінацією (процес обміну генетичним матеріалом шляхом розриву і з'єднання молекул ДНК в гомологічних хромосомах).

· Тисяча дев'ятсот сорок один Едвард Тейтем і Джордж Бідл показують, що в генах закодована інформація про структуру білків.

Крім основного напрямку генетики (класичної) з'являються різного роду відгалуження (наприклад, селекція, генна інженерія, популяционная, радіаційна генетика і т.д.). У 30-60-их роках в СРСР вважалося, що генетика-лженаука, вчені вигадали гени ( «адже їх ніхто не бачив»), а тому була заборонена у зв'язку з політичних втручань. У наш час до генетики став знову проявлятися великий інтерес, особливо до генам живих організмів, їх властивостями і поліпшення (наприклад, евфеніка), над цим проводяться численні експерименти. Але також існує безліч помилок, пов'язаних з генетикою. Одне з найпоширеніших - це про мутацію, що це щось страшне, жахливе, несумісне зі звичною для людей життям; або те, що стародавні люди вважали реальністю схрещування різних видів живих організмів (людей + кінь = кентавр, наводжу приклад з міфології, так як людина через міфи висловлював своє світосприйняття).

Моєю метою є простежити етапи розвитку генетики, проаналізувати її перспективи і довести, що генетика - це наука, з усіма її аспектами.

Моїми завданнями є:

-Вивчити кілька джерел інформації;

-Виділити етапи генетики як науки;

-Порівняй і узагальнити дані;

-Розкрити основні події, що дали генетиці напрямок, що підштовхнули на подальші розвитку;

• описати перспективи розвитку генетики як фундаментальної, так і прикладної науки.

Як основні наукові джерела мною були обрані кілька книг:

«Генетика» Б.Гуттмана, Е.Гріффітса, Д.Сузукі, Т.Кулліс викладає основні поняття генетики як науки і формує основу для більш повного розуміння сучасних завдань, поставлених вченими для подальшого дослідження; «Генетика людини» Шевченко В.А., Топорин Н.А., Стволінскій Н.С. розглядає генетику людини і перспективу її використання в медицині.

Глава 1

1 «Батьком» генетики вважається Грегор Мендель (1822-1884 рр.), Але вперше генетика як наука стала розглядатися тільки на початку XX століття. Вторинне відкриття Менделя законів спадковості відбулося в 1900 році вченими з Голландії Х. Де Фріз, Німеччини К. Корренсом і Австрії Е.Чермаком, що і стало «джерелом» генетики. Засновниками вважаються одні з найвидатніших вчених, імена яких слідують далі:

· Голландський генетик Гуго де Фріз, що обгрунтував Mutation Theory (мутаційна теорія) в 1901 (теорія про те, що ген може мутувати в будь-який час;

· Англійська біолог Вільям Бетсон, запровадив термін генетика в 1905.

· Американський біолог Томас Хант Морган і його учні, що відкрили хромосомну теорію спадковості в 1909 році (теорія про те, що всередині клітинного ядра розташовуються хромосоми, в яких знаходяться гени, що несуть в собі спадкову інформацію);

· Данська генетик В. Иоганнсен, що ввів термін «ген» в 1909.

Після цих грандіозних подій, що ознаменували собою початок існування генетики як науки, вчені продовжили свої дослідницькі роботи, які дозволили проникнути в незвіданий світ генетики. Завдяки сучасним технологіям (нанотехнології) вчені мають більше можливостей пізнавати таємниці цієї науки і робити нові більш точні відкриття, які рухають прогрес розвитку вперед.

Сучасна генетика вивчає спадковість і мінливість організмів, предметом досліджень є молекула ДНК. За допомогою нових відкриттів лікарі стали здатні контролювати практичні будь-які фізіологічні процеси, зупиняти біосинтез білка в клітині, переривати розвиток на певній стадії. Методи - центрифугування, рентгенографія, хромографія, полімеразна ланцюгова реакція (ЦПР) і метод мічених атомів. Особливістю генетики є вивчення мінливості і успадкування ознак.

Американський цитолог, основоположник цитогенетики Е.Б. Вілсон в 1912 публікує свою працю «Клітка і її роль в спадковості і еволюції». Раніше вважалося, що гени складаються з білків, хоча нуклеїнові кислоти також важливі. Е. Вілсон в одному своєму виданні говорив, що «будматеріалом» генів є білки, а в іншому - нуклеїнові кислоти. Тільки в 1952-1953 стало остаточно відомо, що ДНК і її структура визначає спадковість - здатність живих організмів передавати генетичні властивості та особливості з одного покоління в інше. Сюди ж можна віднести таке біологічне властивість як мінливість, тобто різноманітність ознак серед представників одного виду і властивість нащадків відрізнятися від попередніх поколінь.

Радянський учений-генетик С.С. Четвериков - основоположник еволюційної генетики, в основу якої лягла його наукова робота «Про деякі моменти еволюційного процесу з точки зору сучасної генетики», опублікована в 1926 році. Еволюційна генетика - це наука про спадкові властивості генів у живих організмів. Вона показує механізми закріплення змін в організмі, випадковий і спрямований характер еволюції. Еволюційна генетика стала доказовою базою сучасної синтетичної теорії еволюції.

Інший радянський учений-біолог Н.К. Кольцов припустив гіпотезу про матричної репродукції (подвоєння) хромосом в 1928. Репродукція - то ж, що реплікація. Сам термін «реплікація» запозичений з обчислювальних технологій.

Американські генетики Е. Тейт і Д. У. Бідл в 1944 відкрили механізми регуляції генами всіх процесів життєдіяльності організму на прикладі плодової мушки Drosophila. Дрозофіла представляє собою універсальний предмет вивчення генетики, модель, так як має всього 8 хромосом, швидко розмножується (за невеликий проміжок часу можна спостерігати кілька поколінь), досить добре проявляються мутації.

Англійський лікар Ф. Гріффіт відомий своїм експериментом з бактеріями Diplococcus pneumoniae і мишами, у яких ці бактерії викликали летальну пневмонію (тобто зі смертельними наслідками). Він вводив мишам суміш живих клітин бактерій (штам IIIR, які не приносили їм шкоди) і мертвих (штам IIIS, що збуджують хвороба), внаслідок чого тваринки гинули. Штам - культура мікроорганізмів.Ф. Гріффіт припустив знаходження трансформатора матеріалу в бактеріальних клітинах. Експеримент був проведений в 1928 році. Таким чином, він виявив, що речовина померлих клітин може переносити свою спадкову інформацію живим клітинам.

Американський біолог Освальд Т. Ейвері і його колеги в 1944 році довели, що фактором трансформації служить ДНК. Вони руйнували білки та інші всілякі речовини клітини, але при цьому трансформація тривала. Коли вони зруйнували ДНК, зміни в клітинах припинилися.

Великий внесок в науку принесли італійський мікробіолог Сальвадор Лурія, американський А.Д. Херші і німецький Макс Дельбрюк. Вони сприяли відкриттям структури і принципів функціонування генів, вивчаючи розмноження бактеріофагів (вірусів-«пожирачів» бактерій) на початку 1940-их років.

Класичним доказом того, що генетична інформація знаходиться в молекулах ДНК, є експеримент Альфреда Херші, проведений в 1952 спільно з Мартою Чейз. Вони, знаючи, що бактерії складаються наполовину з ДНК (містить фосфор P, але немає сірки S), а наполовину з білків (є сірка S, але немає P), помістили одну частину фагів в середу з поживною сумішшю з радіоактивною сіркою 35 S, а іншу виростили на живильному середовищі з радіоактивним фосфором 32 P. В результаті, виявилося, що клітини бактерій, заражені фагом 35 S, були менш радіоактивні, ніж клітини з фагом 32 P. Дослідники показали, що потомство фагів містить велику частину радіоактивної ДНК і практично не має в складі радіоактивного білка. А так як розвиток потомства залежить від впроваджуваного матеріалу, з цього був зроблений правильний висновок: функція (одна з) ДНК - перенесення інформації про будівництво білків.

У той же час Е. Чарграфф встановив, що нуклеотиди в НК (аденін А, гуанін G, цитозин C, тимін T, в РНК тимін замінюється урацілом U - азотисті основи, складові нуклеотидів) містяться не в рівних пропорціях, а спостерігається наступне співвідношення:

1) кількість А одно Т, а кількість G = С

2) загальна кількість пуринів (А + G) відповідає загальній кількості піримідо (С + Т)

Пірімідовие підстави - азотисті основи НК - С, Т (U), що утворюють собою кільце з 6 атомів. Пуринові основи - азотисті основи НК - А і G, що утворюють кільце з 5 атомів. Зв'язуючись, кільця будують молекули ДНК. Самі підстави з'єднуються за принципом компліментарності, тобто відповідності один одному (рис. 1)

Малюнок 1 «Азотисті основи»

У 1953 році Д. Уотсон і Ф. Криком була остаточно встановлена структура ДНК за допомогою рентгеноструктурного аналізу. Рентгенівські промені дозволяють визначити структуру молекул, відхиляючись на своєму шляху від атомів. Таким чином, англійські біофізики М. Уілкінс і Р. Франклін отримали рентгенограми, що вказують на спиралевидную форму ДНК. Уотсон і Крик побудували її модель, об'єднавши дані Уїлкинса, Франклін і Чаргаффа. Але так як вирішальну роль в структурі ДНК грають азотисті основи (складові нуклеотидів) і потрібно ще враховувати правило Чаргаффа (А = Т, G = C), вчені припустили, що молекула утворюється з двох закручених по спіралі ланцюгів за рахунок принципу компліментарності (відповідності підстав один одному).

У 1954 році М. Меселсон і Ф. Сталь займалися дослідженнями реплікації ДНК. Вони вирощували бактерій в середовищі з вмістом різних ізотопів азоту (важкого 15 N і легкого 14 N). Включаючи важкий азот в свої клітини, бактерії ставали червоними; після перенесення їх в середу зі звичайним азотом, вони знову зеленіли. Після центрифугування через різні проміжки часу проводився аналіз. Спочатку все ДНК були щільними; після першого поділу вони стали щільними наполовину, після другого - одна половина ДНК була щільною, інша - легкої. Так вони показали, як повинна була себе вести ДНК за моделлю Уотсона-Кріка, тобто за наведеною нижче схемою, де суцільними лініями позначені початкові молекули, а нові - переривчастими (див. Рис.2):

Рис.2 «Реплікація ДНК».

У 1960-их роках С. Бензер досліджував тонкі структури генів за допомогою фагів Т4 (віруси, що вражають бактерію E. Coli, або кишкову паличку), йому вдалося виділити рідкісні внутрігенних рекомбінанти (продукти рекомбінації). Рекомбінація - процес перерозподілу генетичної інформації обміном ділянок хромосом, джерело мінливості, обмін ділянками хромосом, дозволяє пристосовуватися до навколишнього середовища і еволюціонувати.

У 1962 році Ф. Крик і його колеги встановили, що генетичний код складається з триплетів (або кодонів - певній послідовності азотистих основ). Після розробок методів штучного синтезу білка М. Ніренбергом і Ф. Ледером в 1961 в багатьох лабораторіях стали проводитися досліди, в яких вчені намагалися підібрати код до кожної амінокислоті. Зрештою, в 1965 був розшифрований генетичний код усіх амінокислот за допомогою М. Ниренберга, С. Очоа та Г. Корани і складена таблиця відповідності кодів з іРНК (див. Рис.3):

Рис.3 «Генетичний код»

Генетичний код - послідовність азотистих основ на ДНК, яка відповідає послідовності амінокислоті в білку, має такі властивості:

1) Триплетність. Триплет, або кодон, шифрує одну амінокислоту;

2) Надмірність - одна амінокислота може кодуватися кількома кодонами;

3) Неперекриваемость, тобто частина одного триплетів не може входити до складу іншого (див. Рис.4);

4) Специфічність, тобто типовість, у кожного виду організму свій генетичний код.

Рис.4 «Неперекриваемость кодонів».

Генетичний код потрібен для отримання інформації про побудову білків.

У 1961 Ф. Жакоб і Ж. Моно опублікували схему синтезу білків на рівні транскрипції (транскрипція - зчитування інформації з ДНК і синтез іРНК). В ході досліджень були відкриті РНК. РНК ділять на кілька типів:

1) іРНК (інформаційна РНК) передають інформацію про будову білка з ДНК на рибосоми;

2) тРНК (транспортна РНК) приносять потрібні амінокислоти рибосомі;

3) рРНК (рибосомальная РНК) зчитують інформацію з іРНК.

Генетика вивчає поділ клітин, тому що при цьому відбувається реплікація хромосом перед поділом, а також кон'югація (максимальне зближення хромосом) і кросинговер (обмін ділянками гомологічних хромосом) в мейозі. Процеси поділу спостерігалися ще в 1924 французькими вченими Ж. Л. Прево і Ж. Б. Дюма, в 1926 італійський ембріолог М. Русконі докладно описав, що відбувається при розподілі. Однак тільки в 1978 році завдяки Ф. Флемингу з'явився термін мітоз (від древнегреч. «Митос» - нитка).

Загальна будова хромосом описав В. Гофмейстер в 80-ті, хоча сам термін хромосома (від древнегреч. «Хрому» - колір, фарба; «сома» - тіло) ввів німецький гістолог В. Вальдейер в 1888.

Після цих основних досягнень в генетиці, вчені продовжували ставити експерименти, використовуючи отримані знання. Наприклад, в 1972 році кілька вчених, Анни Чанг, Поль Берг і Сеймур Коен, встановили, що за допомогою рестріказ (ферментів, що руйнують ДНК) можна «нарізати» дві будь-які молекули ДНК і з'єднати з них одну рекомбинантную.

У нашій звичайному житті намагаються знайти місце такі сучасні генетичні дослідження як клонування, трансгенезу (продуктом якого є ГМО - генетично-модифіковані організми, виводяться трансгенні рослини і тварини, які мають ознаками різних видів), розвиваються багато інших відгалуження генетики. Можливості сучасної генетики дуже широкі. Вчені можуть створювати нові види організмів шляхом схрещувань (генна інженерія), покращувати якість продуктів, створювати нові сорти рослин, порід тварин (селекція), життя людства (геноміка).

У перспективах генетики лежить вивчення генома людини, мінливості його організму для удосконалення наступних поколінь, поліпшення якості життя. У медицині з'явилися нові методи лікування деяких спадкових захворювань (такі як бронхіальна астма, цукровий діабет): генодіагностика, генотерапія, без яких уже не обійтися, якщо потрібно виявити яке-небудь генетичне захворювання або, при його усуненні, здійснити трансплантацію клітин реципієнту. Генетичні дослідження стали невід'ємною частиною нашого життя.

глава 2

4 Жодна держава так важко не перенесло кризові моменти в генетиці, як СРСР, особливо в 30-ті роки під час правління Й.Сталіна. Було багато дискусій з приводу генетики, вчені намагалися відстояти свою точку зору, проводити різні експерименти для доказів фактів і гіпотез, однак в такому випадку їх оголошували ворогами народу або звинувачували в шпигунстві, якщо якісь думки були взяті від іноземних дослідників. Головним противником вчених став Т.Д. Лисенко, який стверджував, що спадковість характерна для всього організму, а не «вигаданих вченими» генів. Генетику оголосили лженаукою, а тих, хто насмілювався виступити проти цього твердження, чекала сумна доля.

Першим постраждалим від дискусій був радянський біолог С.С. Четвериков, який приніс великий внесок в області еволюційних теорій і популяційної генетики, заснував її основні положення. Він організував семінар з генетики в 1929 році, але його учасники по черзі збиралися у себе вдома, а не в інституті. Коли влада про це дізналася, то його звільнили і вислали з Москви до Свердловська, де він зміг влаштуватися консультантом при зоопарку.

У 1937 році був заарештований і розстріляний російський ботанік і мікробіолог Г.А. Надсон, який довів можливість штучного одержання мутацій під дією іонізованого випромінювання на нижчих грибах.

У 1940 році заарештували М.І.Вавілова. Його звинуватили в шпигунстві (пригадали роботу в Англії в лабораторії Бетсона). У 1941 році російський агрохімік і фізіолог Д.Н.Прянішніков, йдучи на великий ризик для життя, висунув свого улюбленого учня на Державну премію, зажадавши переглянути справи Вавилова і ще одного вченого, агрофізика А. Г. Дояренко. Вавилов же помер в Саратовській в'язниці від виснаження в 1943 році.

У 1941 році були також арештовані такі радянські вчені як Г.А. Левитський (за антиурядову діяльність, коли примикав до есерів в 1907 році і як іноземний шпигун за свої роботи в Неаполі і Німеччини) і Г.Д. Карпеченко (за стажування в США)

Після початку Другої Світової Війни, генетика тимчасово відійшла на другий план, військові дії встали на перше місце. Але після закінчення війни переслідування знову почалися. У 1948 року 8 серпня відбулася відома тоді сесія ВАСГНІЛ (Всесоюзна академія сільськогосподарських наук ім. Леніна). Т. Д. Лисенко, скориставшись підтримкою Й.Сталіна, виступив з доповіддю «Про становище в біологічній науці», в якому генетика зазнала повного занепаду. (Присутні на сесії генетики намагалися заперечити проти тих чи інших тверджень. Тоді їх викликали на трибуну і змушували викладати свою точку зору. В кінці цього заходу Лисенко оголосив, що його доповідь був схвалений Сталіним, тобто ті, хто критикував виступ Лисенко, були проти самого Сталіна.)

Деякі вчені відреклися від своїх переконань, інші продовжували відстоювати свої погляди.Яскравим прикладом є радянський вчений-генетик І.А. Рапопорт. Коли на сесії вимагали відректися від хромосомної теорії, посилаючись на мова Молотова (радянського політика), він відповів, що розбирається в генетиці краще Молотова, і згодом був звільнений з інституту.

Після сесії ВАСГНІЛ все генетики були звільнені зі своїх постів, деяких заарештували (наприклад, Ромашова Д.Д., співробітника Дубініна Н.П., вони проводили дослідження в області популяційної генетики; радянського генетика В.П.Ефроімсона, який вивчав мутації організмів). Генетика офіційно була проголошена «лженаукою», її заборонили викладати в школах і інститутах. Після смерті Сталіна всі ув'язнені вийшли на свободу, проте Лисенко все також залишався президентом ВАСГНІЛ до 1956 року, але генетики піддавалися вже не такий жорсткій критиці як в минулі роки. Криза на кілька років загальмував розвиток науки, хоча в СРСР вона досить успішно розвивалася і була однією з передових країн по проводження досліджень і експериментів. Вона остаточно відновилася тільки в 1965 році після відходу від влади М. С. Хрущова і зняття Лисенко зі своїх посад.

3 Наука - це сфера людської діяльності, функцією якої є систематизація об'єктивних знань (факторів і процесів, які залежать від волі людини) про дійсність; являє собою як діяльність по отриманню нового знання, так і результат цієї діяльності; це практичне освоєння світу. Безпосередні цілі науки - опис, пояснення і передбачення природних процесів і явищ, що становлять предмет її вивчення на основі відкритих нею законів, т. Е. Теоретичне відображення дійсності.

Як будь-яка наука, генетика розвивається відповідно до потреб суспільства та розвитком технологій і думки. Сучасна генетика грунтується на матеріалістичної філософської концепції.

Генетика відноситься до природничих наук, ґрунтується на експериментальних даних.

Генетика, як і будь-яка інша наука, бере свій початок у філософії, тобто близька до неї тим, що «шукає істину», проте також відрізняється в цілях і завданнях. Філософія досліджує спектр істини (цілком), а будь-яка приватна наука - лише аспект, або частина, цілої істини, отже, все науки відбулися з філософії шляхом конкретизації, тобто звуженням і поділом філософського дослідження.

Генетика є одним з найбільш наочних прикладів цього поділу. Головним революційним кроком для науки стало введення дослідно-експериментальних досліджень. При цьому наукове пізнання має такі особливості:

1. будь-яке наукове знання вимагає дослідно-експериментальних підтверджень;

2. наука систематизує факти в особливих поняттях, або наукових термінах, тобто є теоретичним знанням;

3. наука відкриває між різними явищами особливі зв'язки і відносини, які називають закономірними;

4. для будь-якої науки виявляється неможливим пізнання таких явищ, які не мають закономірних зв'язків, тобто духовні явища.

Сучасна генетика як наука має кілька напрямків, тобто звужені і розділені дослідження:

· Класична генетика

· Популяційна генетика

· археогенетика

· Молекулярна генетика

· Геномика

· Медична генетика

· Генна інженерія

· Спортивний генетика

· Судово-медична генетика

· Криміналістична генетика

· Біохімічна генетика

· Генетика людини

· Генетика мікроорганізмів

· Генетика рослин

· Еволюційна генетика

· Біометрична генетика

· Екологічна генетика

· Генетика кількісних ознак

· Фізіологічна генетика

· Психіатрична генетика

· Генетика соматичних клітин

· Генетика вірусів

· Генетика статі

· Радіаційна генетика

· Генетика розвитку

· Функціональна генетика

Далі будуть розкриті найбільш поширені напрямки сучасної генетики:

Популяційна генетика (або генетика популяцій) - розділ генетики, в якій вивчаються розподіл частот алелей і їх зміна внаслідок еволюції: мутацій, природного відбору, дрейфу генів і міграцій.

Археогенетика - область науки, яка застосовує методи молекулярної генетики до вивчення минулого людства. Термін ввів британський археолог Колін Ренфрю.

До методів археогенетика відносяться:

· Аналіз ДНК, отриманий з археологічних останків (стародавня ДНК);

· Аналіз ДНК сучасних популяцій (людей, домашніх рослин і тварин) з метою вивчення людського минулого і генетичної спадщини взаємодії людини з біосферою;

· Застосування статистичних методів молекулярної генетики до археологічними даними.

Молекулярна генетика - область біології, що з'єднує собою молекулярну біологію та генетику. В області генетики молекулярна біологія показала хімічну природу речовини спадковості, фізико-хімічні умови зберігання в клітці інформації і точного копіювання її для передачі в ряді поколінь.

Геноміка - розділ молекулярної генетики, який досліджує геном (всі одинарні ДНК організму) і гени живих організмів.

Медична генетика (генетика людини, клінічна генетика) - галузь медицини, яка вивчає явища спадковості і мінливості в різних популяціях людей, особливості прояву та розвитку нормальних і патологічних (з відхиленнями від норми) ознак, залежність захворювань від генетичної схильності до них і умов навколишнього середовища . Завданням є виявляти, вивчати і лікувати спадкові хвороби, запобігати вплив негативних факторів навколишнього середовища на спадковість людини.

Генна інженерія - сукупність методів і технологій отримання рекомбінантних РНК і ДНК, виділення генів з клітин, здійснення з ними різних дій і введення їх в інші організми.

Генетика людини (мікроорганізмів, рослин, вірусологія) - розділи генетики, що вивчають закономірності спадковості й мінливості ознак у людини (мікроорганізмів, рослин, вірусів).

Існують різні методи генетики, розроблені вченими і сприяють досягненню цілей досліджень.

4 Методи генетики

Сукупність методів дослідження спадкових властивостей організму називається генетичний аналіз.

Основу генетичного аналізу становить гибридологический аналіз, який базується на аналізі успадкування ознак при схрещуванні. Його розробив Г. Мендель і заснований він на наступних принципах:

1. Використання в якості вихідних особин (батьків), тобто форм, що не дають розщеплення при схрещуванні;

2. Аналіз успадкування окремих пар альтернативних ознак, тобто ознак, представлених двома взаємовиключними варіантами.

3. Кількісний облік форм, вищепляются в ході послідовних схрещувань і використання математичних методів при обробці результатів.

4. Індивідуальний аналіз потомства від кожної батьківської особини.

5. На підставі результатів схрещування складається і аналізується схема схрещувань.

Гибридологический аналізу зазвичай передує селекційний метод. З його допомогою здійснюють підбір або створення вихідного матеріалу, що піддається подальшому аналізу (наприклад, Г. Мендель, який по суті є основоположником генетичного аналізу, починав свою роботу з отримання гомозиготних форм гороху шляхом самозапилення);

Однак в деяких випадках метод прямого гибридологического аналізу виявляється непридатний. Наприклад, при вивченні успадкування ознак у людини необхідно враховувати ряд обставин: неможливість планування схрещувань, низька плодючість, тривалий період статевого дозрівання. Тому крім гибридологического аналізу, в генетиці використовується безліч інших методів.

Цитогенетичний метод. Полягає в цитологічному аналізі генетичних структур і явищ на основі гибридологического аналізу з метою зіставлення генетичних явищ зі структурою і поведінкою хромосом і їх ділянок (аналіз хромосомних і геномних мутацій, побудова цитологічних карт хромосом, цитохимические вивчення активності генів і т. П). Окремі випадки цитогенетичного методу - каріологіческій, каріотіпіческій, геномної аналіз.

Популяційний метод. На основі популяційного методу вивчають генетичну структуру популяцій різних організмів: кількісно оцінюють розподіл особин різних генотипів в популяції, аналізують динаміку генетичної структури популяцій під дією різних факторів (при цьому використовують створення модельних популяцій).

Молекулярно-генетичний метод являє собою біохімічне та фізико-хімічне вивчення структури і функції генетичного матеріалу і спрямований на з'ясування етапів шляху «ген → ознака» і механізмів взаємодії різних молекул на цьому шляху.

Мутаційний метод дозволяє (на основі всебічного аналізу мутацій) встановити особливості, закономірності та механізми мутагенезу, допомагає у вивченні структури і функції генів. Особливе значення мутаційний метод набуває при роботі з організмами, що розмножуються безстатевим шляхом, і в генетиці людини, де можливості гибридологического аналізу вкрай ускладнені.

Генеалогічний метод (метод аналізу родоводів). Дозволяє простежити успадкування ознак в сім'ях. Використовується для визначення спадкового або ненаследственного характеру ознаки, домінантності або рецессивности, картування хромосом, т. Е для встановлення приналежності гена, що кодує цей показник, до певної групи зчеплення, сцепленности з Х - або Y-хромосомою, для вивчення мутаційного процесу, особливо в випадках, коли необхідно відрізнити знову виникли мутації від тих, які носять сімейний характер, т. е виникли в попередніх поколіннях. Як правило, генеалогічний метод становить основу для висновків при медико-генетичному консультуванні (якщо мова не йде про хромосомних хворобах).

Близнюковий метод, що полягає в аналізі та порівнянні мінливості ознак в межах різних груп близнюків, дозволяє оцінити відносить, роль генотипу і зовнішніх умов в спостерігається мінливості. Особливо важливий цей метод при роботі з малоплодовітимі організмами, що мають пізній термін настання статевої зрілості (наприклад, велика рогата худоба), а також в генетиці людини.

У генетичному аналізі використовують і багато інших методів:

онтогенетический,

імуногенетичний,

порівняльно-морфологічні,

порівняльно-біохімічні методи,

методи біотехнології,

різноманітні математичні методи і т. д.

висновок

Отже, нами було доведено, що генетика є повноцінною наукою. Вона має свою історію народження і розвитку, досягнення, які перевернули всі уявлення про світ, падіння, які дуже шкодили, але не зупинили прогрес, а також великі перспективи, що йдуть далеко вперед.

Генетика - відносно молода наука, в порівнянні з біологією, хімією, фізикою і т.д., однак за минуле сторіччя стрімко розвивалася. Основним завданням генетики є дослідити спадковість генетичного матеріалу, проте в наш час з'явилося безліч прикладних аспектів цієї науки. Вони знайшли широке застосування в житті: наприклад, генна інженерія є інструментом селекційних робіт (отримання нових видів рослин, тварин, штамів бактерій) використовується в медицині (лікування деяких ракових хвороб, видалення хворих генів, відданих спадковим шляхом), криміналістична генетика допомагає сучасним розслідувань поліції і т.д.

Найближчим часом генетика буде посилено розвиватися, хоча вона і в наші дні дуже широко поширена в сільськогосподарських культурах (селекції, клонування), медицині (медичної генетики, генетики мікроорганізмів).У майбутньому вчені сподіваються використовувати генетику для усунення дефективних генів і знищення хвороб, що передаються у спадок, мати можливість лікувати такі важкі захворювання як рак, вірусні інфекції. А також сучасні відкриття і технології дозволяють змінювати властивості живих організмів, тобто втручатися в хід еволюції, створювати нові організми для різних цілей, поставлених людиною (наприклад, бактерії, що поглинають забруднюючі речовини, рослини, які синтезують добрива з повітря або навіть нову расу людства).

У перспективах я хочу вивчати більш детально таку властивість ДНК як здатність передавати спадкову інформацію. Наприклад, спробувати пояснити досвід Ф. Гріффіта з бактеріями Diplococcus pneumoniae і мишами, яких ці бактерії приводили до летального результату, або штучним шляхом викликати мутації у дрозофіл.

Список літератури

1 Б. Гуттман, Е. Гріффітс, Д. Сузукі, Т. Кулліс. - Генетика, 2004.

2 Шевченко В.А., Топорин Н.А., Стволінскій Н.С. - Генетика людини, 2002.

3 Велика Радянська Енциклопедія (останній рік видання - 1978 рік)

посилання

4 [© Афонін Олексій Олексійович

Доктор с.-г. наук, професор кафедри зоології та анатомії Брянського державного університету

Зав. Лабораторією популяційної цитогенетики НДІ ФІПІ БГУ

головна сторінка сайту ЗАГАЛЬНА І ТЕОРЕТИЧНА БИОЛОГИЯ http: //afonin-59-bio.narod/ru

e-mail: afonin.salix@gmail.com

останнє оновлення сторінки 29.04.2010]


  • Вступ
  • Актуальність дослідження.
  • Моєю метою
  • Глава 1
  • 4 Методи генетики
  • Молекулярно-генетичний метод
  • онтогенетический
  • Список літератури