Генетика (от гр. geneticos — относящийся к происхождению) — наука о наследственности и изменчивости. Она изучает материальные основы наследственности, типы размножения организмов, роль белков в жизненных процессах клетки, биологический синтез белка, генетические основы индивидуального развития, мутационные процессы, изменчивость организмов и др. Генетика разрабатывает методы управления наследственностью и изменчивостью с целью получения нужных человеку форм растений, животных, микросуществ, предлагает приемы направленного воздействия на индивидуальное развитие организмов.
Считают, что органическая жизнь на Земле возникла 3,5 млрд лет тому назад. Первую попытку объяснить историю органической природы сделал Ж. Л. Бюффон (1707—1788). Затем изучением наследственности и изменчивости занимался Ж. Б. Ламарк (1744-1829). Он предложил первую эволюционную теорию и пытался ее доказать.
Большое влияние на возникновение и формирование генетики как науки оказали работы Ч. Дарвина (1809—1882). Он показал, что в основе эволюции лежит действие изменчивости, наследственности и отбора. Дарвин изложил свою теорию в труде «Происхождение видов путем естественного отбора при сохранении благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь» (1829). Ч.Дарвин выдвинул так называемую «временную гипотезу пангенезиса», сущность которой сводилась к тому, что в половые клетки стекаются со всех органов и тканей тела особые зачатки «геммулы», которые и являются представителями определенных частей организма. Однако наблюдения, опыты, практика этого не подтвердили, но в догадке Ч. Дарвина были ценные мысли. Он представлял наследственность в виде отдельных элементов, корпускул, существующих отдельно друг от друга. По мнению Дарвина, некоторые «геммулы» могут быть в скрытом состоянии и проявляться в следующих поколениях. Эти представления ученого подтверждаются современной генетикой.
Однако основоположником генетики считают Г. И. Менделя (1822— 1884). В 1865 г. в обществе естествоиспытателей г. Брно (Чехия) он доложил результаты своих опытов над растительными гибридами. Ученый показал, что наследственность дискретна (делима). Отдельные признаки развиваются на основе материальных наследственных факторов и могут наследоваться независимо друг от друга. Г. Мендель написал книгу под заглавием «Опыты над растительными гибридами» (1865), где изложил результаты своих экспериментов и открытые им законы наследования — закон доминирования, закон расщепления признаков в потомстве и закон независимого распределения наследственных факторов при расщеплении. Эти законы переоткрыли в 1900 г. три ботаника — голландец Г. Де Фриз, немец К. Корренс, австриец Э. Чермак, поэтому этот год считается официальной датой рождения генетики. Это название науке о наследственности и изменчивости было дано в 1907 г. английским генетиком В. Бэтсоном.
В истории развития генетики выделяют три этапа. Первый этап связан с подтверждением открытий Г. Менделя. Датируется этот этап с 1900 по 1925 г. В это время было доказано, что законы наследственности едины для всего органического мира, в том числе и для микроорганизмов. Датский генетик В. Иогансен ввел в генетику понятия «ген», «генотип», «фенотип» (1909).
Второй этап (1925-1953) связан с установлением материальных основ наследственности. Была обоснована хромосомная теория наследственности и установлено, что наследственные факторы находятся в хромосомах и расположены в них в линейном порядке. В 1944г О. Эвери доказал, что материальным носителем наследственности являются не белковые компоненты хромосомы, а ее ДНК.
Третий этап в истории развития генетики начался с 1953 г, когда английский ученый Ф. Крик и американский Дж. Уотсон создали модель строения ДНК. В последующие годы были выявлены мутации, изучен механизм синтеза ДНК и РНК, установлены молекулярная структура нуклеиновых кислот и их значение в передаче генетической информации, открыт механизм синтеза белка, расшифрован генетический код и выяснена его роль в жизнедеятельности организмов, более глубоко изучена структурная организация клетки и функциональная роль ее отдельных компонентов.
Генетика микроорганизмов — это наука о наследственности микроорганизмов, их наследуемой и ненаследуемой изменчивости. Она изучает организацию различных структур микробной клетки и их функционирование, цитологические и биохимические основы наследственности, мутагены различной природы, фенотипическую и генотипическую изменчивость, внехромосомные генетические детерминанты (плазмиды), законы наследования и др.
Датой рождения генетики микроорганизмов считают 1943 г, когда появились работы С. Луриа и М. Дельбрюка, которые показали, как следует проводить опыты с микробами, вести учет их признаков, проводить количественный анализ результатов. Микробы (бактерии, грибы, простейшие) оказались удобной моделью для проведения генетических исследований. Они были использованы как наиболее подходящий объект для изучения природы генетического материала, его организации и функционирования с учетом их особенностей.
Микробы гаплоидны, у них одна хромосома. Она представляет собой молекулу нуклеиновой кислоты, не связанной с белком. Большинство бактерий делятся через 20—30 мин, дают многочисленное потомство. Это позволяет уловить генетические события с частотой — одно событие на 1 млн клеток. Микробам присущ половой и бесполый способы размножения. Микробы обладают рядом хорошо регистрируемых признаков: форма, размер колоний, окраска, характер поверхности и т. п. Важным преимуществом микроорганизмов как удобного объекта для генетических исследований является их относительно простое химическое строение, простота культивирования, возможность воздействовать на условия выращивания клеток, высокая частота мутаций, способность к комбинированной и мутационной изменчивости.
Благодаря использованию в генетических исследованиях микроорганизмов, генетика была обогащена рядом выдающихся открытий: установлена химическая природа наследственного материала, решена проблема генетического кода, изучена структура гена, расшифрован способ репликации ДНК, установлены механизм мутаций и репликаций, выявлено наличие информационной РНК и т. п. Достижения в области генетики микроорганизмов явились основой для создания генной инженерии — важнейшей прикладной отрасли во многих сферах человеческой деятельности.
Генетика микроорганизмов имеет большое практическое значение. Генетические знания позволяют сознательно, целенаправленно селек 
ционировать микробы с заданными свойствами, изменять их биологические свойства, понижать вирулентность, получать высокоиммуногенные штаммы, создавать эффективные профилактические, лечебные и диагностические препараты.
С помощью методов генетики можно получить полезные штаммы, формы, варианты бактерий-продуцентов антибиотиков, витаминов, ферментов, гормонов, ростовых факторов, кислот, кормового белка и других ценных веществ. Генетические знания являются основой для получения рекомбинантных молекул ДНК с заданной генетической информацией и разработки способов переноса их в клетки прокариотов и эукариотов. Например, из организма человека выделены гены, синтезирующие инсулин и интерферон, а затем эти гены перенесены в геном Е. coli. В результате бактерии стали продуцировать упомянутые вещества. Следует подчеркнуть, что возможности микробиологического синтеза весьма велики, так как время деления микробной клетки составляет 0,3-2 ч, а скорость образования биомассы в 500 раз выше, чем у растений, и в 1000 раз больше, чем у животных. Одна микробная клетка синтезирует около 100 000 молекул белка в минуту. Такой высокой производительностью не обладает ни один современный органический синтез, предложенный человеком.
Можно с уверенностью утверждать, что генетика вообще, а генетика микроорганизмов в частности является фундаментом для генетической инженерии — основы биотехнологии. Биотехнологию можно определить как сферу деятельности, которая на основе изучения процессов жизнедеятельности живых организмов, главным образом клеток микроорганизмов, животных и растений, использует эти процессы и сами объекты для промышленного производства продуктов, необходимых в жизни человека, а также получения биоэффектов, ранее не встречавшихся в природе.
