Генетика занимает ведущее положение в современной биологии и в свою очередь, опирается на достижения и методы многих отраслей.
Основные задачи генетики следующие: изучение механизма изменения гена, репродукции генов и хромосом, действия генов и контроля ими процессов образования различных признаков и свойств организма; разработка методов конструирования наследственной программы живых организмов, борьбы с наследственными болезнями, повышения продуктивности животных и урожайности растений.
Современная генетика тесно связана с биохимией, поскольку изучения действия гена невозможно без знания его химического строения, которые совершаются в клетке. Не случайно из генетики выделилась специальная ветвь – молекулярная генетика, изучающая наследственность на молекулярном уровне.
Большое значение для развития генетики имеют микробиология и вирусология, т.к. глубокие исследования доступнее проводить на бактериях и вирусах.
Изучая влияние наследственности на процессы онтогенеза, генетика связана с эмбриологией и физиологией, а при изучении наследственности – с биофизикой и химией.
Не менее важна генетика для решения многих медицинских вопросов (которыми занимается медицинская генетика). Так по расчетам генетиков несколько десятков млн. человек в каждом поколении могут быть поражены наследственными болезнями. К числу наследственных болезней относят ряд тяжелых заболеваний нервной системы (эпилепсия, шизофрения), болезни крови – гемофилия, некоторые аномалии и др. Поэтому медицинская генетика изучает роль наследственности и возникновения патологии человека, закономерности передачи от поколения к поколению наследственных болезней, разрабатывает методы диагностики лечения и профилактики всех форм патологии.
Развитие радиационной генетики стало особенно важным в связи с исследованием в космосе. В космических полетах человек попадает под действие космических излучений, которые могут влиять на его наследственность.
Отсюда возникает одна из проблем космической генетики – необходимость генетически оценить опасность космических излучений. Радиационная генетика имеет прямое отношение и к профилактической медицине. Применение различных источников ионизирующих излучений в разных производственных и научных целях вошел в современный быт человека. Оказывается даже незначительные, так называемые малые дозы ионизирующего излучения вызывают в хромосомах делящихся клеток глубокие изменения, которые обуславливают наследственные дефекты.
Особую роль генетика стала играть в фармацевтической промышленности в связи с открытием антибиотиков и возникновении генетики микроорганизмов.
Таким образом, генетика связана с большим комплексом наук, в ней синтезированы методы исследования и некоторые данные этих наук, переработанные применительно к разрешению наследственности и изменчивости.
Наследственные болезни человека и животных могут быть вызваны как изменением числа отдельных хромосом и их перестройкой. Поэтому перед генетикой стоит проблема изучения создания устойчивых к болезням линий, пород животных.
Значение особенностей наследования сцепленных с полом признаков в птицеводстве позволяет определить в суточном возрасте петушков и курочек. В шелководстве выращивать только самцов (с кокона гусеницы самца получают на 30% больше шелка, чем с кокона самки). В строгом соответствии с правилами Менделя наследуется окраска у пушных зверей, смушков у каракульских овец, что позволило получать норок и каракульских овец с ценными расцветками меха.
Значение закономерностей наследования летальных (смертоносных) генов позволяет правильно осуществлять подбор родительских особей при разведении зеркальных карпов, платиновых лисиц и других животных и тем самым избежать 25% отхода молодняка.
Важное значение имеет генетика и для растениеводства. Получают гибриды растений основанных на использовании явления гетерозиса (повышенной устойчивости, продуктивности, жизнеспособности гибридный особей).
Межлинейные гибриды кукурузы по урожайности превышают лучшие стандартные сорта на 30-35%. Выведены фитофтороустойчивые и ракоустойчивые сорта картофеля.
Широкие возможности для создания новых форм растений открывает генетическая инженерия, гибридизация соматических клеток.
Методы генетической инженерии широко применяются в биотехнологии (область научно-технического прогресса, использующая биологические процессы для промышленных целей). Примером огромного практического значения для медицины, ветеринарии и животноводства, связанного с использованием генетических знаний, является также внедрение в практику антибиотиков. Эти вещества, извлекаемые в основном из грибков и бактерий, стали дешевы лишь после того, как генетики, вызывая рентгеновскими и ультрафиолетовыми лучами мутации продуцентов антибиотиков, вывели штаммы, образующие в несколько сотен раз больше антибиотических веществ по сравнению с исходными, дикими штаммами. Антибиотики позволили врачам практически справиться с такими массовыми инфекциями, как пневмония, дизентерия и т.п. Огромное значение приобрели антибиотики в качестве стимуляторов роста животных.
Методом генетической инженерии во ВНИИ генетики и селекции промышленных микроорганизмов создан промышленный штамм кишечной палочки, продуцирующий аминокислоту L-треонин, штамм–продуцент витамина В2–рибофлавина, а также штамм кишечной палочки, синтезирующий интерферон человека. Созданы штаммы бактерий, продуцирующие аминокислоту лизин, гормон роста человека соматотропин, бактерии, превращающие целлюлозу в сахар, штаммы бактерий синтезирующие инсулин человека. Успешно разрабатываются методы микробиологического синтеза вакцин и сывороток.
В птицеводстве разработан генетический метод получения гибридных линий кур. Гибридные линии получают путем скрещивания различных пород кур и жесткой браковки по отдельным селекционированным признакам. Необходимо отметить, что все птицефабрики мира получают яйцо и мясо от гибридной птицы.
Большое значение в животноводстве получили исследования по иммуногенетике, которые используются для установления происхождения животного в спорных случаях.
Важной проблемой в генетике является проблема регуляции пола. Было доказано теоретически, что пол животных можно регулировать. Однако, еще не разработаны сами методы регуляции пола. В тоже время больших успехов в этом вопросе добился академик Астауров на тутовом шелкопряде. С помощью искусственного партеногенеза он добился повышенного вывода самцов, которые дают на 30% больше шелка, чем самки.
В последние годы широко используется метод клонирования животных: в овцеводстве получена овца Долли, в коневодстве – жеребенок. В тоже время необходимо отметить, что у всех видов с животных получены клонированные животные. С помощью генной инженерии были получены химерные и трансгенные животные, птицы. В настоящее время стали получать трансгенные продукты питания. Однако они широко не используются в питании человека, так как не прошли медицинскую экспертизу на вредность.
Большое значение генетика имеет в решении проблемы охраны окружающей среды. Научно-технический прогресс приводит к тому, что наблюдается загрязнение окружающей среды вредными соединениями, которые могут привести к нежелательным мутациям. Нежелательные мутации могут нарушить биологические связи, что приведет к гибели живых существ. Поэтому разработаны генетические методы понижения уровня загрязнения окружающей среды. Уже созданы такие микроорганизмы, которые хорошо очищают промышленные стоки от ядовитых отходов. В настоящее время налажено производство экологически чистых продуктов питания.
Генетика имеет большое мировоззренческое значение, и оно состоит в том, что современные методы позволяют раскрыть точное строение гена и его функции. Открывается перспектива синтеза новых генов и их объединение в принципиально новые генетические системы, а это позволяет создать новые полезные формы в частности микроорганизмов.
Мировоззренческое значение генетики состоит в том, в чьих руках она находится, как используются результаты, полученные в генетике в социальном обществе.
Прогрессивная генетика всегда выступала против «Евгеники». «Евгеника» – это реакционное учение, которое не видело различий между человеком и животным.
«Евгеника» проповедовала превосходство одной расы людей над другой (арийская раса – немцы над русскими и евреями; расизм в США белые и черные).
Как любая другая наука, генетика имеет тесные связи с другими науками: эволюционным учением, цитологией, биохимией, математикой, эмбриологией, физиологией, микробиологией, вирусологией, разведением сельскохозяйственных животных, частной зоотехнией (скотоводство, коневодство, свиноводство, овцеводство, птицеводство и другими частными науками).
В заключение необходимо отметить, что генетика является теоретической основой для совершенствования пород сельскохозяйственных животных. Определением генетического потенциала продуктивности животных, контролирующего его генотипом.
Контрольные вопросы:
1.Что является предметом генетики?
2.Что изучает генетика?
3.Каковы основные методы изучения генетики?
4.Назовите этапы развития генетики.
5.Какое значение имеет генетика для практики?
ЛЕКЦИЯ №2
Классификация наследственности и изменчивости
1.Классификация наследственности
2.Классификация изменчивости
