Колобок 2 БИОЛОГИЯ
Предмет задачи и методы генетики. Наследственность и изменчивость – фундаментальные свойства живого. Общее понятие о генетическом материале и его свойствах: хранение, изменение, репарация, передача и реализация
Генетика— наука о наследственности и изменчивости живых организмов и методах управления ими. В ее основу легли закономерности наследственности, установленные выдающимся чешским ученым Грегором Менделем (1822—1884) при скрещивании различных сортов гороха.
Наследственность — это неотъемлемое свойство всех живых существ сохранять и передавать в ряду поколений характерные для вида или популяции особенности строения, функционирования и развития.
Изменчивость — способность организмов в процессе онтогенеза приобретать новые признаки и терять старые. Изменчивость выражается в том, что в любом поколении отдельныеособи чем-то отличаются и друг от друга, и от своих родителей.
ЗАДАЧИ:
1) механизмов хранения и передачи генетической информации от родительских форм к дочерним;
2) механизма реализации этой информации в виде признаков и свойств организмов в процессе их онтогенеза под контролем генов и влиянием условий внешней среды;
3) типов, причин и механизмов изменчивости всех живых существ;
4) взаимосвязи процессов наследственности, изменчивости и отбора как движущих факторов эволюции органического мира.
ЗАДАЧИ (практические):
1) выбор наиболее эффективных типов гибридизации и способов отбора;
2) управление развитием наследственных признаков с целью получения наиболее значимых для человека результатов;
3) искусственное получение наследственно измененных форм живых организмов;
4) разработка методов генетической инженерии с целью получения высокоэффективных продуцентов биологически активных соединений
МЕТОДЫ:
1) Цитогенетические методы (методы изучения хромосом: подсчет их числа, описание структуры, поведения при делении клетки, а также связь между изменением структуры хромосом с изменчивостью (признаков)
2) Популяционные методы на основе популяционного метода изучают генетическую структуру популяций различных организмов: количественно оценивают распределение особей разных генотипов в популяции, анализируют динамику генетической структуры популяций под действием различных факторов)
3) Мутационные методы (позволяет (на основе всестороннего анализа мутаций) установить особенности, закономерности и механизмы мутагенеза, помогает в изучении структуры и функции генов)
4) Генеалогический метод (метод анализа родословных. Позволяет проследить наследование признаков в семьях)
5) Близнецовый метод (заключается в анализе и сравнении изменчивости признаков в пределах различных групп близнецов, позволяет оценить относит, роль генотипа и внешних условий в наблюдаемой изменчивости)
6) Методы биотехнологии включают методы клеточной инженерии, а также методы генной инженерии.
Генетический материал - компоненты клетки, структурно-функциональное единство к-рых обеспечивает хранение, реализацию и передачу наследств, информации при вегетативном и половом размножении. Г. м. обладает универсальными для всего живого свойствами: дискретностью, непрерывностью, линейностью, относит. стабильностью.
Репарация генетическая — процесс устранения генетических повреждений и восстановления наследственного аппарата, протекающий в клетках живых организмов под действием специальных ферментов.
Хранение: у про- и эукариот генетическая информация записана в последовательности нуклеотидов молекул ДНК. У прокариот вся ДНК клетки представлена одной кольцевой молекулой.
Реализация генетической информации происходит в процессе синтеза белковых молекул с помощью трех типов РНК: информационной (иРНК) (ее также называют матричной РНК, мРНК), транспортной (тРНК) и рибосомальной (рРНК). При этом генетическая информация копируется с матрицы ДНК на мРНК в ходе транскрипции, а затем мРНК используется как матрица для синтеза белков в ходе трансляции.
Этапы развития генетики. Роль отечественных и иностранных ученых в развитии генетики. Значение работ Вавилова, Кольцова, Четверикова, Давиденко, Дубкина, Георгиева, Уотсон, КРик
1) Открытие Г. Менделем (1865) дискретности (делимости) наследственных факторов и разработкой гибридологического метода, изучения наследственности, т. е. правил скрещивания организмов и учета признаков у их потомства. (дискретность наследственности состоит в том, что отдельные свойства и при знаки организма развиваются под контролем наследственных факторов (генов), которые при слиянии гамет и образовании зиготы не смешиваются, не растворяются, а при формировании новых гамет наследуются независимо друг от друга).
Значение открытий Г. Менделя оценили после того, как его законы были вновь переоткрыты в 1900 г. тремя биологами независимо друг от друга: де Фризом в Голландии, К. Корренсом в Германии и Э. Чермаком в Австрии.
2) Переход к изучению явлений наследственности на клеточном уровне (питоге-нетика). Т. Бовери (1902—1907), У. Сэттон и Э. Вильсон (1902—1907) установили взаимосвязь между менделевскими законами наследования и распределением хромосом в процессе клеточного деления (митоз) и созревания половых клеток (мейоз). Развитие учения о клетке привело к уточнению строения, формы и количества хромосом и помогло установить, что гены, контролирующие те или иные признаки, не что иное, как участки хромосом. Это послужило важной предпосылкой утверждения хромосомной теории наследственности. Решающее значение в ее обосновании имели исследования, проведенные на мушках дрозофилах американским генетиком Т. Г. Морганом и его сотрудниками (1910—1911). Ими установлено, что гены расположены в хромосомах в линейном порядке, образуя группы сцепления. Число групп сцепления генов соответствует числу пар гомологичных хромосом, и гены одной группы сцепления могут перекомбинироваться в процессе мейоза благодаря явлению кроссинго-вера, что лежит в основе одной из форм наследственной комбинативной изменчивости организмов. Морган установил также закономерности наследования признаков, сцепленных с полом.
3) Достижение молекулярной биологии и связан с использованием методов и принципов точных наук — физики, химии, математики, биофизики и др.—в изучении явлений жизни на уровне молекул. Объектами генетических исследований стали грибы, бактерии, вирусы. На этом этапе были изучены взаимоотношения между генами и ферментами и сформулирована теория “один ген — один фермент” (Дж. Бидл и Э. Татум, 1940): каждый ген контролирует синтез одного фермента; фермент в свою очередь контролирует одну реакцию из целого ряда биохимических превращений, лежащих в основе проявления внешнего или внутреннего признака организма. Эта теория сыграла важную роль в выяснении физической природы гена как элемента наследственной информации.
В 1953 г. Ф. Крик и Дж. Уотсон, опираясь на результаты опытов генетиков и биохимиков и на данные рентгеноструктурного анализа, создали структурную модель ДНК в форме двойной спирали.
В последнее десятилетие возникло новое направление в молекулярной генетике —генная инженерия — система приемов, позволяющих биологу конструировать искусственные генетические системы.
Таким образом, третий, современный этап развития генетики открыл огромные перспективы направленного вмешательства в явления наследственности и селекции растительных и животных организмов, выявил важную роль генетики в медицине, в частности, в изучении закономерностей наследственных болезней и физических аномалий человека.
Вавилов – ввел понятие «Гомологические ряды в наследственной изменчивости»
Кольцов – разработал гипотезу молекулярного строения матричной репродукции хромосом.
Четвериков – изучал наследственные свойства у естественных популяций животных
