Історія розвитку генетики. Внесок російських вчених

Федеральне агентство з освіти Російської Федерації

Державна освітня установа вищої професійної освіти

«Південно-Уральський державний університет»

Факультет «Економіка і управління»

Кафедра «Економіка, управління та інвестиції»

Історія розвитку генетики. Внесок російських вчених

РЕФЕРАТ

з дисципліни «Концепції сучасного природознавства»

перевірив

О.М. Баєва

________________________ 2010р.

Автор роботи

студент групи ЕіУ-232

А.І. Кулешова

________________________ 2010р.

реферат захищений

з оцінкою

_____________________________

________________________ 2010р.

Челябінськ 2010

Мета реферату - визначити роль російських вчених в становленні генетики як науки і в її подальшому розвитку.

Завдання реферату - розглянути основні відкриття, зроблені російськими вченими і зробити висновки про їх значущість для науки.

Розглянуто ключові досягнення російських вчених, що визначили подальший розвиток генетики. Зроблено висновки про цінності вкладу російських вчених в науку.

ЗМІСТ

АНОТАЦІЯ .. 2

ВСТУП .. 4

1 РОЗВИТОК ГЕНЕТИКИ В РОСІЇ .. 5

2 МИКОЛА ІВАНОВИЧ ВАВИЛОВ І ЙОГО ВНЕСОК У генетики .. 6

2.1 Вчення про імунітет рослин. 7

2.2 Закон гомологічних рядів в спадкової мінливості. 8

3 МИКОЛА КОСТЯНТИНОВИЧ КОЛЬЦОВ .. 12

4 ШТУЧНЕ ОТРИМАННЯ МУТАЦІЙ .. 13

4.1 Внесок Г.А. Надсона і його учнів. 14

4.2 Внесок Н.В. Тимофєєва-Ресовський. 14

4.3 Хімічний мутагенез. 16

5 ПРОБЛЕМА подрібнюваністю ГЕНА .. 17

6 МОЛЕКУЛЯРНА ГЕНЕТИКА .. 19

ВИСНОВОК .. 20

СПИСОК .. 21

Генетика - наука про спадковість і її мінливості - отримала розвиток на початку XX ст., Після того як дослідники звернули увагу на закони Г. Менделя, відкриті в 1865 р, але залишалися без уваги протягом 35 років. За короткий термін генетика виросла в розгалужену біологічну науку з широким колом експериментальних методів і напрямків. Назва генетика було запропоновано англійським вченим У. Бетсоном в 1906 р Дослідниками класичного періоду розвитку генетики були з'ясовані основні закономірності спадковості й доведено, що спадкові фактори (гени) зосереджені в хромосомах. Подальший прогрес у вивченні закономірностей зберігання і реалізації генетичної інформації стримувався з двох причин. По-перше, через занадто об'ємних експериментів, пов'язаних з більш глибоким вивченням генів, по-друге, через неможливість зрозуміти роботу генів без поглибленого дослідження перетворення молекул, залучених до генетичних процесів. Перехід до генетичних досліджень мікроорганізмів, що дозволив уникати багатьох труднощів, був цілком закономірний. Такий перехід здійснився в 50-х роках. У 1941 р Дж. Бідл і Е. Тейтум опублікував коротку статтю "Генетичний контроль біохімічних реакцій у Neurospora", в якій повідомили про перші генетичних експериментах на мікроорганізмах.

В останні роки ці дослідження отримали широкий розмах і проводяться на самих різних біологічних об'єктах.

Завданням даного реферату є відображення найбільш важливих відкриттів, зроблених російськими вченими в області генетики, їх аналіз і визначення їх значимості для науки.

Для розкриття теми були взяті як наукові праці, так і сучасні інтернет-ресурси, що має дати перевірені дані і сучасну точку зору на них.

Якщо не брати до уваги дослідів по гібридизації рослин в XVIII в., Перші роботи з генетики в Росії були розпочаті на початку XX ст. як на досвідчених сільськогосподарських станціях, так і в середовищі університетських біологів, переважно тих, хто займався експериментальною ботанікою і зоологією.

Після революції і громадянської війни 1917-1922 рр. почалося стрімке організаційний розвиток науки. До кінця 1930-х років в СРСР була створена велика мережа науково-дослідних інститутів і дослідних станцій (як в Академії наук СРСР, так і в Всесоюзної академії сільськогосподарських наук імені Леніна (ВАСГНІЛ)), а також вузівських кафедр генетики. Визнаними лідерами напряму були М. І. Вавилов, Н. К. Кольцов, А. С. Серебровський, С. С. Четвериков та ін. В СРСР видавали переклади праць іноземних генетиків, в тому числі Т. Х. Моргана, Г. Меллера , ряд генетиків брали участь в міжнародних програмах наукового обміну. Американський генетик Г. Меллер працював в СРСР (1934-1937), радянські генетики працювали за кордоном. Н. В. Тимофєєв-Ресовський - в Німеччині (з 1925 року), Ф. Г. Добржанський - в США (з 1927 р).

У 1930-і рр. в рядах генетиків і селекціонерів намітився розкол, пов'язаний з енергійною діяльністю Т. Д. Лисенко та І. І. Презента. З ініціативи генетиків був проведений ряд дискусій (найбільші - в 1936 і 1939 г.), спрямованих на боротьбу з підходом Лисенко.

На рубежі 1930-1940-х рр. в ході так званого Великого терору більшість співробітників апарату ЦК ВКП (б), що займалися генетику, і ряд видних генетиків були арештовані, багато розстріляні або загинули в тюрмах (в тому числі, Н. І. Вавилов). Після війни дебати поновилися з новою силою. Генетики, спираючись на авторитет міжнародного наукового співтовариства, знову спробували схилити чашу терезів на свою сторону, однак з початком холодної війни ситуація значно змінилася. У 1948 році на серпневій сесії ВАСГНІЛ Т. Д. Лисенко, користуючись підтримкою І. В. Сталіна, оголосив генетику лженаукою. Лисенко скористався некомпетентністю партійного керівництва наукою, «пообіцявши партії» швидке створення нових високопродуктивних сортів зерна ( «повзуча пшениця») і ін. З цього моменту почався період гонінь на генетику, який отримав назву лисенківщини і тривав аж до зняття Н. С. Хрущова з поста генерального секретаря ЦК КПРС в 1964 р

Особисто Т. Д. Лисенко і його прихильники отримали контроль над інститутами відділення біології АН СРСР, ВАСГНІЛ і вузівськими кафедрами. Були видані нові підручники для шкіл і вузів, написані з позицій «Мічурінський біології». Генетики змушені були залишити наукову діяльність або радикально змінити профіль роботи. Деяким вдалося продовжити дослідження з генетики в рамках програм по вивченню радіаційної та хімічної небезпеки за межами організацій, підконтрольних Т. Д. Лисенко і його прихильникам.

Після відкриття і розшифровки структури ДНК, фізичної бази генів (1953 р), з середини 1960-х почалося відновлення генетики. Міністр освіти РРФСР В. Н. Столетов ініціював широку дискусію між лисенківцями і генетиками, в результаті було опубліковано багато нових робіт з генетики. У 1963 вийшов у світ університетський підручник М. Е. Лобашева «Генетика», що витримав згодом кілька видань. Незабаром з'явився і новий шкільний підручник Загальна біологія під редакцією Ю. І. Полянського, який використовується, поряд з іншими, і до цього дня.

Висновок по розділу один

Розвиток генетики в Росії йшло складним шляхом, зазнаючи гоніння з боку владних структур, що значно гальмувало процес розвитку даної науки.

Микола Іванович Вавилов (13 (25) листопада 1887 Москва, Російська імперія - 26 грудень 1943 року, Саратов, РРФСР, СРСР) - російський і радянський вчений-генетик, ботанік, селекціонер, географ, академік АН СРСР, АН УРСР і ВАСГНІЛ. Президент (1929-1935), віце-президент (1935-1940) ВАСГНІЛ, президент Всесоюзного географічного товариства (1931-1940), засновник (1920) і беззмінний до моменту арешту директор Всесоюзного інституту рослинництва (1930-1940), директор Інституту генетики АН СРСР (1930-1940), член експедиційної комісії АН СРСР, член колегії Наркомзему СРСР, член президії Всесоюзної асоціації сходознавства. У 1926-1935 роках член Центрального виконавчого комітету СРСР, в 1927-1929 - член Всеросійського Центрального Виконавчого Комітету.

Організатор і учасник ботаніко-агрономічних експедицій, що охопили більшість континентів (окрім Австралії і Антарктиди), в ході яких виявив древні осередки формоутворення культурних рослин. Створив вчення про світові центри походження культурних рослин. Обгрунтував вчення про імунітет рослин, відкрив закон гомологічних рядів в спадкової мінливості організмів. Вніс істотний внесок в розробку вчення про біологічний вид. Під керівництвом Вавілова була створена найбільша в світі колекція насіння культурних рослин. Він заклав основи системи державних випробувань сортів польових культур. Сформулював принципи діяльності головного наукового центру країни з аграрних наук, створив мережу наукових установ в цій області.

2.1 Вчення про імунітет рослин

Вавилов є засновником вчення про імунітет рослин, який поклав початок вивченню його генетичної природи. Він вважав, що стійкість проти паразитів виробилася в процесі еволюції рослин в центрах їх походження на тлі тривалого (протягом тисячоліть) природного зараження збудниками хвороб. Згідно Вавілову, якщо в результаті еволюції рослини набували гени стійкості до патогенів - збудників хвороб, то останні набували здатність вражати стійкі сорти завдяки появі нових фізіологічних рас. Так, кожен сорт пшениці може бути сприйнятливим до одних рас і імунним до інших. Нові раси фітопатогенних мікроорганізмів виникають в результаті гібридизації, мутацій або гетерокаріозіса (разноядерності) та інших процесів.

Вавилов подразделял імунітет рослин на структурний (механічний) і хімічний. Механічний імунітет рослин обумовлений морфологічними особливостями рослини-господаря, зокрема, наявністю захисних пристосувань, які перешкоджають проникненню патогенів в тіло рослин. Хімічний імунітет залежить від хімічних особливостей рослин.

2.2 Закон гомологічних рядів в спадкової мінливості

У роботі «Закон гомологічних рядів в спадкової мінливості» Вавілов було введено поняття «Гомологічні ряди у спадковій мінливості». Поняття було введено при дослідженні параллелизмов в явищах спадкової мінливості за аналогією з гомологічними рядами органічних сполук.

Суть явища полягає в тому, що при вивченні спадкової мінливості у близьких груп рослин були виявлені подібні алельних форми, які повторювалися у різних видів (наприклад, вузли соломини злаків з антоціановой забарвленням або без неї, колосся з остю або без неї і т. П. ). Наявність такої повторюваності давало можливість прогнозувати наявність ще не виявлених алелей, важливих з точки зору селекційної роботи. Пошук рослин з такими алелями проводився в експедиціях в передбачувані центри походження культурних рослин. Слід пам'ятати, що в ті роки штучна індукція мутагенезу хімічними речовинами або впливом іонізуючого випромінювання здійснюватиме ще не була відома, і пошук необхідних алелів доводилося проводити в природних популяціях.

Опублікуванню закону передувала величезна робота по вивченню Вавілов і його співробітниками тисяч сортів протягом восьми років, з 1913 по 1920 рік.

Перша (1920) формулювання закону включала в себе дві закономірності:

Перша закономірність, яка впадає в очі при детальному вивченні форм у будь-яких ліннеонов рослин, що належать до одного і того ж роду, - це тотожність рядів морфологічних і фізіологічних властивостей, які характеризують різновиди і раси у близьких генетичних ліннеонов, паралелізм рядів видовий генотипической мінливості. Чим ближче генетично види, то все більше і точніше проявляється тотожність рядів морфологічних і фізіологічних ознак.

2-я закономірність в поліморфізм, що випливає по суті з першої, полягає в тому, що не тільки генетично близькі види, але і пологи проявляють тотожності в рядах генотипической мінливості.

У 1923 році Вавілов включив обговорення закону в роботу «Новітні успіхи в області теорії селекції», в якій показав, що завдяки закономірності прояву сортових відмінностей у видів і родів «можна виразно передбачити і знаходити відповідні форми у досліджуваного рослини». Дійсно, на основі закону гомологічних рядів Вавилов і його співробітники сотні разів передбачали існування тих чи інших форм, а потім і виявляли їх. Вавилов зазначав, що «загальні ряди мінливості властиві іноді і дуже віддаленим, генетично не пов'язаних родин». Вавилов допускав, що ряди паралельної мінливості не обов'язково будуть повними і будуть позбавлені деяких ланок в результаті дії природного відбору, летальних поєднань генів і вимирання видів. Однак, «незважаючи на величезну роль природного відбору і вимирання багатьох сполучних ланок, ... не становить труднощів простежити схожість в спадкової мінливості у близьких видів».

Хоча закон був відкритий в результаті вивчення фенотипической мінливості, Вавілов поширив його дію і на генотипическую мінливість: «Виходячи з вражаючої схожості в фенотипической мінливості видів в межах одного і того ж роду або близьких пологів, обумовленого єдністю еволюційного процесу, можна припускати наявність у них безлічі загальних генів поряд зі специфікою видів і родів ».

Вавилов вважав, що закон справедливий не тільки по відношенню до морфологічними ознаками, передбачаючи, що вже встановлені ряди «не тільки будуть поповнюватися відсутніми ланками в відповідних клітинах, а й будуть розвиватися, особливо щодо фізіологічних, анатомічних і біохімічних ознак». Зокрема, Вавилов відзначив, що близькі види рослин характеризуються «схожістю хімічного складу, виробленням близьких або одних і тих же специфічних хімічних сполук». Як було показано Вавілов, внутрішньовидова мінливість хімічного складу (наприклад, ефірних масел і алкалоїдів) стосується головним чином кількісних співвідношень при сталості якісного складу, тоді як в межах роду хімічний склад окремих видів відрізняється і кількісно, ​​і якісно. При цьому в межах роду «окремі види зазвичай характеризуються теоретично передбачаються хіміками ізомерами або похідними і зазвичай пов'язані між собою взаємними переходами». Паралелізм мінливості характеризує близькі пологи з такою визначеністю, що «їм можна користуватися в пошуках відповідних хімічних компонентів», а також «отримувати синтетично в межах даного роду за допомогою схрещування хімічні речовини певної якості».

Вавилов з'ясував, що закон проявляється не тільки в межах споріднених груп; паралелізм мінливості був виявлений «в різних родинах, генетично не зв'язаних, навіть в різних класах», але у віддалених родинах паралелізм не завжди носить гомологічний характер. «Подібні органи і саме їх схожість є в даному випадку не гомологічними, а тільки аналогічними».

Закон гомологічних рядів не знімав усіх труднощів, оскільки було ясно, що однакові зміни фенотипічних ознак можуть бути обумовлені різними генами, а існуючий в ті роки рівень знань не дозволяв безпосередньо пов'язувати ознака з певним геном. Відносно видів і родів Вавилов зазначав, що «ми маємо справу поки в основному не з генами, про які ми знаємо дуже мало, а з ознаками в умовах певного середовища», і на цій підставі вважав за краще говорити про гомологічних ознаках. «У разі паралелізму віддалених родин, класів, звичайно, не може бути й мови про тотожних генах навіть для подібних зовні ознак».

Незважаючи на те, що спочатку закон був сформульований на основі вивчення переважно культурних рослин, пізніше, розглянувши явище мінливості у грибів, водоростей і тварин, Вавилов прийшов до висновку, що закон має загальний характер і проявляється «не тільки у вищих, а й у нижчих рослин, так само як і у тварин ».

Прогрес генетики справив значний вплив на подальший розвиток формулювання закону. У 1936 році Вавілов назвав перше формулювання надмірно категоричною: «Такий був тоді стан генетики ...». Було прийнято думати, що «гени ідентичні у близьких видів», біологи «представляли ген більш стабільним, ніж в даний час». Пізніше було встановлено, що і «близькі види можуть при наявності подібних зовні ознак характеризуватися багатьма різними генами». Вавилов зазначав, що в 1920 році приділив «мало ... уваги ролі відбору», зосередивши основну увагу на закономірностях мінливості. Це зауваження аж ніяк не означало забуття теорії еволюції, бо, як підкреслював сам Вавилов, вже в 1920 році його закон «перш за все представляв формулу точних фактів, заснованих повністю на еволюційному вченні».

Вавилов розглядав сформульований ним закон як внесок в популярні в той час уявлення про закономірний характер мінливості, що лежить в основі еволюційного процесу (наприклад, теорія номогенеза Л. С. Берга). Він вважав, що закономірно повторюються в різних групах спадкові варіації лежать в основі еволюційних паралелізмів і явища мімікрії.

Висновок по розділу два

Будучи одним з перших генетиків Росії, Вавилов вніс істотний внесок в розвиток даної науки, поклавши початок вивченню генетичної природи рослин.

Микола Костянтинович Кольцов (3 (15) липня 1872 Москва - 2 грудня 1940 року, Ленінград) - видатний російський біолог, автор ідеї матричного синтезу.

Починаючи свою роботу в період розквіту описової біології і перших кроків експериментальної біології, Кольцов тонко відчував тенденції розвитку біології і рано усвідомив значення експериментального методу. Він проповідував необхідність експериментального підходу у всіх областях біології і передбачив його використання навіть в еволюційному вченні (непротиставлені експериментальні методи описовим). Йшлося не про просте біологічному експерименті, а про використання методів фізики і хімії. Кольцов не раз підкреслював величезне значення для біології відкриття нових форм променевої енергії, зокрема рентгенівських і космічних променів, писав про застосування радіоактивних речовин. Щоб вивчити організм в цілому, треба використовувати всі сучасні знання в галузі фізичної та колоїдної хімії, необхідно вивчати всередині клітини мономолекулярні шари і їх роль в різноманітних перетвореннях речовин. "Біологи чекають, коли ці методи (рентгеноструктурного аналізу) будуть удосконалені настільки, що можна буде при їх допомоги вивчити кристалічну структуру внутрішньоклітинних скелетних, твердих структур білкового та іншого характеру". Ця думка з'явилася пророчою і реально здійснилася у відкритті методом рентгеноструктурного аналізу будови молекули ДНК. Пророчою виявилася і інша ідея Кольцова, в якій він також ішов від біології до хімії. Виходячи з розвиває їм уявлення, що кожна складна біологічна молекула виникає з подібною їй вже існуючої молекули, він передбачив, що хіміки підуть по шляху створення нових молекул в розчинах, що містять необхідні складові частини складних молекул, шляхом внесення в них запалів готових молекул тієї ж структури . Він писав: "Я думаю, що тільки таким способом вдасться синтезувати in vitro білки, і при тому не якісь там, а певні, т. Е. Синтез яких заздалегідь намічається".

В поле зору Н.К.Кольцова постійно перебували питання генетики. Ще в 1921 р їм була опублікована експериментальна робота "Генетичний аналіз забарвлення у морських свинок". Проводилися генетичні дослідження на дрозофілі. У цих роботах учений бачив встановлення найважливішою зв'язку між генетикою і еволюційним вченням. Пізніше почалися роботи по хімічному мутагенезу.

Н. К. Кольцов глибоко розумів значення генетики для практики тваринництва. У 1918 р їм була організована Аніковская генетична станція, що спеціалізується по генетиці сільськогосподарських тварин. Трохи пізніше була організована в Тульській області інша станція з птахівництва. На початку 1920 р обидві станції злилися в одну. У 1925 р станція отримала назву Центральної станції з генетики сільськогосподарських тварин, директором якої в різні роки був Кольцов і його учні.

Висновок по розділу три

Н.К. Кольцов передбачив подальший розвиток генетики, вказавши таким чином своїм послідовникам шлях. Саме завдяки йому і його ідеям було зроблено безліч відкриттів, таких як хімічний мутагенез. Ще одна заслуга Кольцова полягає в тому, що він підключив до роботи на станції багато талановитих людей відомих згодом як творці цілих напрямків в генетиці і селекції окремих видів сільськогосподарських тварин.

Найбільшим досягненням експериментальної генетики було виявлення можливості штучно викликати мутації за допомогою різноманітних фізичних і хімічних агентів. Чималий внесок у відкриття цієї можливості внесли російські вчені.

4.1 Внесок Г.А. Надсона і його учнів

Одними з перших досліди в даній області виконали російські вчені Георгій Адамович Надсон і його молодий співробітник Григорій Семенович Філіппов, які працювали в Інституті рентгенології і радіології.

Вони отримали мутації у дріжджів і нижчих грибів під дією радію і рентгеном променів. В результаті експериментів виростали колонії, що відрізнялися величиною, формою, забарвленням, дріжджові клітини змінювали свої біохімічні властивості. Таким чином була відкрита здатність радіації викликати спадкові зміни.

Також Г.А. Надсон спільно з Е. Я. Рохліної опублікував ряд робіт, в яких вперше піднімалося питання про практичне використання експериментально отриманих мутантів.

Крім дріжджів і нижчих грибів, в лабораторіях Г.А.Надсона вивчалося генетична дія випромінювань на бактерії. Було закладено новий напрямок в науці - популяційна генетика мікроорганізмів. Значна увага Г.А.Надсон приділяв також вивченню і аналізу ролі внутрішніх і зовнішніх факторів в процесі експериментального мутагенезу, наприклад, чому різні види мікроорганізмів по-різному реагують на опромінення і як інтенсивність і доза опромінення впливають на індукцію мутацій. Ще один напрямок робіт школи Г.А.Надсона - хімічний мутагенез. Його учнями в 1928 р були отримані дані про виникнення спадкових змін у дріжджів під дією хлороформу, в 1939 році - під дією кам'яновугільної смоли і ціаністого калію.

4.2 Внесок Н.В. Тимофєєва-Ресовський

В середині 30-х років була сформульована теорія, що описує кінетичні залежності ні активує і мутагенних ефектів іонізуючих випромінювань - так звана "теорія мішені". Найважливіші експерименти, що стали основою цієї теорії, були проведені в період 1931 - 1937 рр. декількома дослідниками, серед яких був і Микола Володимирович Тимофєєв-Ресовський, що став одним із засновників кількісної біофізики іонізуючих випромінювань.

Тимофєєв-Ресовський розвивав ідеї Н. Кольцова, що передбачала, що молекулярні спадкові структури утворюються за допомогою матричного синтезу. Він вів дослідження по біофізичному аналізу мутаційного процесу, згодом призвели до формування молекулярної біології як нової синтетичної дисципліни. Тимофєєв-Ресовський показав, що мутаційні зміни зачіпають щодо обмежену групу атомів в хромосомі. Це відкриття вперше переводило мутаційний процес на молекулярний рівень розуміння.

Також Микола Володимирович вважається одним з основоположників радіобіології.Йому вдалося встановити, як впливає доза випромінювання на інтенсивність мутаційного процесу. Він виявив явище радіостімуляціі малими дозами і провів аналіз первинних пускових механізмів виникнення мутацій під впливом випромінювань.

Цей дослідник першим вказав на те, що крім прямих наслідків впливу іонізуючого випромінювання (т. Е. Злоякісних новоутворень, опіків, променевої хвороби) існує серйозна небезпека виникнення шкідливих мутацій і накопичення їх в популяціях.

Однією з найважливіших складових частин кількісної теорії мутаційного процесу стали дослідження російського вченого по можливостям виникнення прямих і зворотних мутацій.

У 1934 році Тимофєєв-Ресовський провів ряд блискучих експериментів, вперше показали, що поєднання кількох рецесивних мутацій, кожна з яких окремо знижує життєздатність, може привести до підвищення життєздатності особин - носіїв цих комбінацій. Дані дослідження дозволили в повній мірі зрозуміти еволюційне значення явищ рецессивности і домінантності.

Спільно з М. Дельбрюком (згодом лауреатом Нобелівської премії) Микола Володимирович Тимофєєв-Ресовський провів роботи з моделювання структури генів. У той же період в співавторстві з фізиком Р. Ромпей він відкрив і описав «принцип підсилювача» в біології, що став одним із загальних найважливіших принципів сучасної теоретичної біології. Згідно з цим принципом, одиничне зміна здатне змінити властивості цілої особини і привести в дію сили, на кілька порядків більші по енергії, що витрачається.

4.3 Хімічний мутагенез

Першим, хто звернув увагу на мутації, викликані хімічними речовинами, був Н. К. Кольцов, який запропонував своєму наступнику, В.В. Сахарову, продовжити дослідження в даній області.

В.В. Сахаров, працюючи за задумом Кольцова, використовував 10% розчин йоду. За аналізом видимих мутацій, зчеплених зі статтю, в потомстві другого покоління він знайшов передаються у спадок нові мутації Notch і "prune".

Вперше в світі в 1938 р В.В. Сахаров сформулював ідею "про специфічний вплив мутаційних факторів", показав розходження природи мутацій, що виникли спонтанно, і індукованих фізичними і хімічними мутагенами.

У наш час сформульоване В.В. Сахаровим положення про те, що специфічність мутагенезу обумовлена ​​як структурою фактора, так і особливостями організму, не втратило свого значення і є одним з найважливіших узагальнень генетики. Цикл робіт з вивчення мутаційного процесу привів до виявлення ролі внутрішніх факторів (старіння, інбридинг і гібридизація) в цьому процесі.

Одним з перших В.В. Сахаров підняв питання про мутаційний послідуючі колхіцину та інших мутагенів на рослини, що в наші дні набуло цінність, ставши першоджерелом для екологів і дослідників малих доз біологічно активних речовин.

Інший дослідник М.Е.Лобашев першим пов'язав процес виникнення мутацій з репарацією пошкоджених генетичних структур.

Перші мутагени, відкриті Сахаровим, Лобашева і їх співробітниками, володіли низькою ефективністю, тому вони не могли зацікавити практиків.

Новий етап вивчення ролі хімічних чинників в процесі мутації був відкритий І.А. Рапопортом (1943,46,47) вказали на потужне мутагенну дію деяких хімічних речовин. Він так само організував широкі роботи по використанню хімічних мутагенів в практиці селекції сільськогосподарських рослин.

Так само до війни Рапопорт опублікував ряд генетичних досліджень, присвячених іншим актуальним проблемам того часу, зокрема, він перший показав значення кисневого ефекту в механізмі виникнення мутацій.

Висновок по розділу чотири

Російські вчені одними з перших в усьому світі почали проводити експерименти по штучному отриманню мутацій, що дозволило їм зробити висновки про фактори, що впливають на мінливість організмів, можливості практичного використання нових організмів і можливі наслідки мутацій.

До початку 30-х років XX ст. склалися основи теорії гена. Уже перші досягнення гибридологического аналізу підняли проблему дискретності спадкового матеріалу. Вважалося, що ген відповідає за розвиток однієї ознаки і передається при схрещуванні як неподільне ціле. Відкриття мутації і кросинговеру (порушення зчеплення генів у результаті обміну ділянками між хромосомами) підтверджували неподільність генів. В результаті узагальнення всіх даних визначення гена отримало наступне формулювання: ген - це елементарна одиниця спадковості, що характеризується цілком певною функцією, мутує під час кросинговеру як ціле. Інакше кажучи, ген - одиниця генетичної функції, мутації і кросинговеру.

У 1928 р в лабораторії А.С. Серебровского в біологічному інституті ім. К.А. Тімірязєва Н.П. Дубінін почав досліджувати дію рентгенівського проміння на дрозофіл і виявив незвичайну мутацію. Освіта щетинок на тілі мухи контролюється особливим геном scute. Мутація гена scute, вперше виявлена американським генетиком Пейном (1920), не раз виникала в експериментах, і при її появі придушувалося розвиток дев'яти щетинок. Виявлена ​​Дубиніним мутація, пригнічувала розвиток всього чотирьох щетинок. Після подальших експериментів стало ясно, що ген не є неподільною генетичною структурою, являє собою область хромосоми, окремі ділянки якої можуть мутувати незалежно один від одного. Це явище Серебровським ступінчастим аллеломорфізмом.

Одним з великих переваг робіт з вивчення східчастих аллеломорфов був кількісний метод обліку мутантів. Розробивши систему, що дозволяє кількісно оцінювати результат кожної мутації, Серебровський, Дубінін та інші автори тоді ж розкрили явище додатки одного мутантного гена іншим. Це явище було згодом перевідкрито на мікроорганізмах і отримало назву комплементации.

Показавши мутационную дробильність гена, Серебровський і інші співробітники його лабораторії, проте, довгий час не могли підтвердити дробильність гена за допомогою кросинговеру. Щоб виявити розрив гена, потрібно перевірити величезне число мух. Організувати такий експеримент вдалося тільки в 1938 р, коли Дубінін, М.М. Соколов і Г.Г. Тиняков змогли розірвати ген scute і перевірити свій результат цитологічних на гігантських хромосомах слинних залоз дрозофіли.

Висновок по розділу п'ять

Хоча остаточне вирішення питання, ділимо чи ген не тільки мутационно, але і механічно, і не було досягнуто в роботах російських вчених, вони внесли істотний вклад в доказ подільності гена, що спричинило за собою перехід до генетичних досліджень на мікроорганізмах, а значить і перехід генетики на молекулярний рівень досліджень.

З'ясування основної функції гена як зберігача інформації про будову певної поліпептидного ланцюга поставило перед молекулярною генетикою питання: яким чином здійснюється перенесення інформації від генетичних структур (ДНК) до морфологічних структурам, іншими словами, яким чином записана генетична інформація і як вона реалізується в клітці.

Відповідно до моделі Уотсона - Кріка, генетичну інформацію в ДНК несе

послідовність розташування підстав. Таким чином, в ДНК укладені чотири елементи генетичної інформації. У той же час в білках було виявлено 20 основних амінокислот. Необхідно було з'ясувати, як мова чотирибуквеними записи в ДНК може бути переведений на мову двадцяти буквеної записи в беках. Вирішальний внесок у розробку цього механізму було внесено Г. Гамовим. Він припустив, що для кодування однієї амінокислоти використовується поєднання з трьох нуклеотидів ДНК (нуклеотидів називають з'єднання, що складається з цукру {дізоксорібоза}, фосфату і підстави і утворює елементарний мономер ДНК). Ця елементарна одиниця спадкового матеріалу, що кодує одну амінокислоту, отримала назву кодону.

Висновок по розділу шість

На даному етапі один з російських вчених зробив важливий крок до розгадки генетичного коду.

За матеріалами даної роботи можна зробити висновок про те, що внесок російських вчених у розвиток генетики як науки досить великий, проте недооцінений. Пояснюється це багато в чому невідомістю російських наукових журналів, які публікували роботи вчених, за кордоном.

Однак значимість відкриттів, зроблених російськими вченими, залишається безперечною.

Досить складно детально описати роботу, виконану російськими генетиками, оскільки їхні експерименти складні і різноманітні. В рамках даної роботи відображені лише ключові відкриття, що визначили подальший розвиток науки.

1. Нова Російська енциклопедія: в 12 т. / Редкол .: А. Д. Некипелов, В. І. Данилов-Данільян і ін. - М .: Енциклопедія, 2007. Т. 3: Бруней - Вінча. - 480 с.

2. Біологія - Історія розвитку генетики. - http://www.5ka.ru/10/24545/1.html

3. Вікіпедія - Генетика. - http://ru.wikipedia.org/wiki/Генетика

4. Вікіпедія - Вавилов Микола Іванович. - http://ru.wikipedia.org/wiki/Вавилов,_Николай_Иванович

5. Микола Кольцов. - http://idbras.comcor.ru/personal/kolzov.htm

6. Володимир Сахаров. - http://idbras.comcor.ru/personal/SakharovVVr.html

7. Надсон Георгій Адамович. - http://persona.rin.ru/view/f/0/23965/nadson-georgij-adamovich

8. Великі вчені ХХ століття - Микола Володимирович Тимофєєв-Ресовський. - http://iomn.net/?p=79