Генетика – наука о закономерностях наследственности и изменчивости.
Наследственность – это
свойство живых организмов передавать из поколения в поколение
особенности морфологии, физиологии, биохимии и индивидуального развития
в определённых условиях среды.
Изменчивость – это
свойство, противоположное наследственности, - это способность дочерних
организмов отличаться от родителей морфологическими, физиологическими,
биохимическими особенностями и отклонениями в индивидуальном развитии.
Наследственность и изменчивость реализуются в процессе наследования, то
есть, при передаче генетической информации от родителей потомкам через
половые клетки (при половом размножении) или через соматические клетки
(при бесполом размножении).
Основные задачи генетики:
- изучение способов хранения генетической информации у разных групп организмов;
- изучение материальных носителей генетической информации;
- анализ способов передачи наследственной информации из поколения в поколение;
- изучение закономерностей реализации генетической информации в
процессе индивидуального развития и влияния на них условий внешней
среды;
- изучение механизмов изменчивости и роли изменчивости в эволюционном процессе;
- изыскание способов исправления повреждённой генетической информации.
Кроме теоретических задач генетика решает и практические задачи:
- выбор наиболее эффективных типов скрещивания и способов отбора;
- разработка методов закрепления ценных признаков и методов подавления нежелательных признаков;
- искусственное получение новых форм живых организмов;
- разработка методов защиты от мутагенных факторов;
- разработка методов генной инженерии для получения высокоэффективных продуцентов различных биологически активных соединений.
Генетика тесно связана со многими биологическими науками: биохимией,
молекулярной биологией, цитологией, эмбриологией, теорией эволюции.
Закономерности наследования.
Изучение
характера и способов передачи признаков потомству началось в 17 веке,
(когда были проведены первые опыты при гибридизации у растений нем.
учёным Кельрейтером, который обнаружил у гибридов первого поколения
признаки вегетативной крепости, сейчас это явление получило
названиегетерозис. Анг. селекционер Найт обратился к опытам по
скрещиванию гороха и установил, что признаки одного родителя
преобладают у гибридов F1 и далее в поколениях проявляются ранее
скрытые признаки, поэтому он сделала вывод о том, что наследственность
дискретна. Фр. учёный Ноден применил метод количественного подсчёта, но
закономерность установить не смог, так как изучал наследование
нескольких признаков сразу).
Механизмы и закономерности
наследования были вскрыты
Г. Менделем. (родился в 1822 г. в Моравии.
Его отец был садоводом и привил сыну интерес к селекционному делу.
После 6 классов гимназии, из-за материальных трудностей учиться дальше
не смог и попал в монастырь, где принял сан. В монастыре Мендель изучал
богословие (монастыри в то время способствовали возрождению чешской
культуры, а монахи были одновременно преподавателями) и одновременно
проявил интерес к исследовательской работе. Первые 2 года Мендель
проводил опыты по определению чистоты сортов гороха, а затем в течение
8 лет изучал наследование 7 пар признаков.) В 1865 году он публикует
работу «Опыты над растительными гибридами». Умер Мендель за 16 лет до
всеобщего признания его работ.
В 1900 году одновременно и
независимо друг от друга голландец
Де Фриз ан энотере, немец
Корренс на
маке, австриец
Чермак на дурмане обнаружили те же закономерности, что и
Г. Мендель, однако приоритет всё же остался за Менделем.
Главная
заслуга Менделя в том, что он установил закономерности наследования с
помощью гибридологического метода (характеристика приведена в методах
генетики).
Мендель очень удачно выбрал объект – горох:
- неприхотлив;
- легко выращивается;
- даёт многочисленное потомство;
- самоопыляющееся растение;
- возможно искусственное опыление;
- отличается большим количеством альтернативных признаков.
Элементарной дискретной единицей наследственности и изменчивости является ген.
Ген –
это участок молекулы ДНК (у некоторых вирусов РНК), который определяет
последовательность аминокислот конкретного полипептида (или первичную
структуру полипептида) или нуклеотидов РНК.
Основные понятия генетики:
Признак – это любая
особенность организма, по которой можно различить 2 особи (окраска
цветков, плодов, скорость созревания, способность или неспособность к
синтезу какого-либо вещества и т. д);
альтернативные признаки – это противоположные или взаимоисключающие признаки;
аллельные гены или аллели
– это гены, которые располагаются в идентичных локусах
гомологичных хромосом и отвечают за проявление у особей альтернативных
признаков, их обозначают одинаковыми буквами, доминантный признак
– заглавной (А), рецессивный – строчной (а);
доминантный признак – это
альтернативный признак (и ген, обуславливающий его проявление), который
проявляется у гибридов первого поколения, этот признак проявляется в
гомо- и гетерозиготном состоянии;
рецессивный признак или
подавляемый – это альтернативный признак (и ген, обуславливающий
его появление), который не проявляется у гибридов первого поколения
этот признак проявляется только в гомозиготном состоянии;
доминирование – это преобладание признаков одного из родителей;
гомозиготный организм (
гомозигота)
– это организм, который образует один тип гамет и не даёт
расщепления при скрещивании с таким же по генотипу организмом (может
быть доминантным (АА) или рецессивным (аа);
гетерозиготный организм (гетерозигота) – это организм образует
два типа гамет и даёт расщепление при скрещивании с таким же по
генотипу организмом;
генотип – это
совокупность генов организма (каждый ген испытывает на себе воздействие
других генов и сам оказывает влияние на них, поэтому один и тот же ген
в разных генотипах может проявляться по-разному);
фенотип – это
совокупность всех свойств и признаков организма (этот термин можно
употреблять и по отношению к одному альтернативному признаку),.
моногибридное скрещивание – это скрещивание, при котором родительские особи отличаются друг от друга по одной паре альтернативных признаков;
дигибридное скрещивание – это скрещивание, при котором родительские особи отличаются друг от друга по двум парам альтернативных признаков;
анализирующее скрещивание - это скрещивание особей с неизвестным генотипом с гомозиготной особью;
возвратное скрещивание - это скрещивание гибридов первого поколения с гомозиготной родительской особью;
чистые линии – это особи, которые при скрещивании друг с другом в ряду поколений не давали расщепления.
Обозначения для записи результатов скрещивания:
- «Р» - родители;
- «F» - потомство;
- «F1»- гибриды первого поколения;
- «F2»- гибриды второго поколения, появляются при скрещивании гибридов первого поколения;
- × - скрещивание;
- о – мужская особь;
- о – женская особь;
- А и а - гаметы.