История генетики

Генетика - наука о наследственности и её изменчивости - получила

развитие в начале XX в. , после того как исследователи обратили внимание на

законы Г. Менделя , открытые в 1865 г., но остававшиеся без внимания в

течение 35 лет. За короткий срок генетика выросла в разветвленную

биологическую науку с широким  кругом экспериментальных методов  и

направлении. Название генетика было предложено английским ученым

Бэтсоном в 1906 г.  Исследователями классического периода развития генетики

были выяснены основные закономерности наследования и доказано, что

наследственные факторы (гены) сосредоточены  в хромосомах. Дальнейший

прогресс в изучении закономерностей  хранения и реализации генетической

информации сдерживался по двум причинам. Во-первых , из-за слишком объемных

экспериментов , связанных с более глубоким изучением генов, во-вторых ,

ввиду невозможности понять работу генов без углубленного исследования

превращения молекул, вовлеченных  в генетические процессы.

 

Открытие  Г. Менделем законов наследования.

 

Первое его внимание было обращено на выбор объекта. Для своих

исследований Мендель избрал горох. Основанием для такого выбора послужило, во-первых, то, что горох - строгий самоопылитель, и это резко снижало возможность заноса нежелательной пыльцы; во-вторых, в то время имелось достаточное число сортов гороха, различавшихся по нескольким наследуемым признакам.

     Мендель получил от  различных ферм 34 сорта гороха. После  двух годовой проверки, сохраняют ли они свои признаки неизменными при размножении без скрещивания, он отобрал для экспериментов 22 сорта.

     Мендель начал с  опытов по скрещиванию сортов  гороха, различающихся по одному признаку ( моногибридное скрещивание). Во всех опытах с 7 парами сортов было подтверждено явление доминирования в первом поколении гибридов, обнаруженное Сажрэ и Нодэном. Мендель ввел понятие доминантного и рецессивного признаков, определив доминантными признаки, которые переходят

в гибридные растения совершенно неизменными  или почти неизменными, а рецессивными те, которые становятся при гибридизации скрытыми. Затем Мендель впервые сумел дать количественную оценку частотам появления

рецессивных форм среди общего числа  потомков при скрещиваний.

      Для дальнейшего  анализа природы наследственности , Мендель изучил ещё несколько поколении гибридов, скрещиваемых между собой. В результате получил прочное научное обоснование следующие обобщения фундаментальной

важности:

     1. Явление неравнозначности  наследственных признаков.

     2. Явление расщепления  признаков гибридных организмов  в результате их последующих скрещиваний. Были установлены количественные закономерности

расщепления.

    3. Обнаружение не только  количественных закономерностей  расщепления по внешним, морфологическим признакам, но и определение соотношения доминантных и рецессивных задатков среди форм, с виду не отличных от доминантных, но являющимися смешанными по своей природе.

    

Таким образом, Мендель вплотную подошел  к проблеме соотношения между наследственными задатками и определяемыми ими признаками организма. За счет перекомбинации задатков ( впоследствии эти задатки В. Иоганнсен назвал генами.), при скрещивании образуются зиготы, несущие новое сочетание задатков, чем и обусловливаются различия между индивидуумами. Это положение легло в основу фундаментального закона Менделя - закона чистоты гамет.

      Экспериментальные  исследования и теоретический  анализ результатов скрещиваний, выполненные Менделем, определили развитие науки более чем на четверть века.

 

Развитие  биометрических методов изучения наследственности.

 

     Индивидуальные различия  даже между близкородственными  организмами

вовсе не обязательно связаны с различием в генетической структуре этих

особей; они могут быть связанны с неодинаковыми условиями жизни. Поэтому

делать заключения о генетических различиях можно только на основании

анализа большого числа особей. Первым, кто привлек внимание к

математическим закономерностям  в индивидуальной изменчивости, был

бельгийский математик и антрополог А. Кэтлэ. Он явился одним из основателей

статистики и теории вероятностей.

     В то время важный  вопрос был о возможности передачи  по наследству

уклонений от средней количественной характеристики признака, наблюдаемых  у

отдельных индивидуумов. Выяснением этого вопроса занялись несколько

исследователей. По своей значимости выделились работы Гальтона, который

собрал данные о наследовании роста  у человека. Затем Гальтон изучил

наследование величины венчика  цветка у душистого горошка и  пришел к выводу,

что потомству передается лишь небольшая  часть уклонений, наблюдаемых у

родителей. Гальтон попытался придать своему наблюдению математическое

выражение, положив начало большой  серии работ по математико-статистическим

основам наследования.

     Последователь Гальтона К. Пирсон продолжил эту работу в более широких

масштабах. Наиболее серьезное и ставшее классическим исследование вопросов,

поднимавшихся Гальтоном и Пирсоном и их последователей, было выполнено в

1903 -1909 гг. В . Иоганнсеном, обратившим главное внимание на изучение

генетически однородного материала. Исходя из полученных анализов,

Иоганнсеном дал точное определение генотипа и фенотипа и заложил основы

современного понимания роли индивидуальной изменчивости.

 

Генетический  контроль синтеза белков.

 

   Важнейшим достижением молекулярной  генетики было выяснение цепи  реакций, обеспечивающих передачу информации от ДНК к белку. Цитохимически было доказано, что ДНК локализована главным образом в ядре клеток. Синтез белков, как показали исследования начала 50-х годов происходит в основном в цитоплазме.

     В 30-х годах XX в.  было установлено. что в клетках  наряду с ДНК содержится второй класс нуклеиновых кислот -рибонуклеиновые кислоты (РНК). В отличие от ДНК в РНК вместо сахара дизоксирибозы содержится также- рибоза, а одно из пиримидиновых оснований - Тимин - заменено на урацил. Кроме того было показано, что РНК как правило, не двуспиральная, а однонитчата.

Было показано, что интенсивный синтез белка происходит в тех участках, где сосредоточено много РНК . Было предположено, что именно РНК переносит информацию с ДНК на белок, но только в 1961 году было воплощено в четкую

гипотезу Ф. Жакобом и Ж. Моно.