История генетики

Развитие генетики как науки

Сегодня генетика является одной из основополагающих наук современной биологии. Но так было не всегда. Несмотря на то, что люди издревле интересовались наследственностью, наблюдая за тем, как живые существа приобретают черты своих родителей, им не удавалось объяснить механизмы передачи наследственных черт потомкам.

Впервые о генетике как о науке заговорили в середине 19 века после публикации трудов австрийского ботаника Грегора Менделя. В работе «Опыты над растительными гибридами» Мендель на основе исследований определил закономерности наследования признаков у гороха.

Впервые термин «генетика» применил венгерский дворянин Имре Фестерик, а в современную биологическую науку его ввел английский биолог Уильям Бэтсон в 1905 году.

Генетика — наука, специализирующая на изучении закономерностей, материальных основ и механизмов наследственности, изменчивости и эволюции живых организмов. Возникновение генетики связывается с развитием сельского хозяйства, разведением домашних животных и рядом крупных открытий в биологии и медицине.

Под наследственностью понимается свойство живых организмов из поколения в поколение передавать потомкам признаки старения, физиологические особенности и специфический характер индивидуального развития.

В современной науке историю становления генетики представляют в форме поэтапного развития.

Первый этап связан с именем основателя генетики Менделя, вклад которого заключается в установлении дискретности или делимости наследственных факторов. Это открытие показало, что не все наследственные задатки в процессе слияния гамет и образования зиготы смешиваются или растворяются. Часть из них наследуется от родителей к потомкам в форме дискретных частиц вне зависимости друг от друга. Это свойство организма получило название «закона Менделя». Однако при жизни его открытие не было оценено. Работы Менделя воспринимались критически, потому что опережали доступное знание о биологии и не могли быть поняты в то время.

Только в 1900 году на исследования австрийского ученого снова обратили внимание биологи де Фриз, К. Корренс и Э. Чермак, которые независимо друг от друга поставили опыты, подтверждающие открытие Менделя. Одновременно с этим датский ботаник В. Иогансен изучал закономерности наследования на примере чистых линий фасоли. Он предложил термин «гены» для обозначения наследующихся факторов и сформулировал понятия «популяция», «фенотип» и «генотип». Научные результаты ученого внесли большой вклад в дальнейшее развитие генетики.

Второй этап ознаменован рядом важнейших открытий, сделавших генетику одной из самых развивающихся отраслей биологии. Американский генетик Т. Морган вместе со своими учениками А. Стертевантом, К. Бриджесом и Г. Меллером эмпирическим путем сформулировал и доказал хромосомную теорию наследственности. Это новое направление получило название цитогенетики и стало величайшим достижением естествознания первой половины прошлого века.

Передача наследственной информации (генов) от родителей к потомкам основана на передаче хромосом, в которых расположены гены в определенном и линейном порядке. Вывод был сделан на основе изучения закономерностей наследования на мушках дрозофилах в 1910–1911 гг.

В результате этого открытия Морган и американский цитолог Э. Вильсон выяснили и утвердили механизм определения пола, установив закономерности наследования свойств, сцепленных с половыми признаками. Определение хромосомной теории наследственности повлияло на становление и развитие современной молекулярной биологии.

К достижениям второго этапа развития науки можно также отнести:

• определение основ биохимической, популяционной и эволюционной генетики;
• доказательство того, что молекула ДНК является носителем наследственной информации;
• становление основ ветеринарной генетики и ее последующее развитие.

Третий этап характеризуется развитием современной генетики на уровне молекулярной биологии. Его начало отсчитывается с 1940 года, когда Дж. Бидл и Э. Татум сформулировали гипотезу «один ген — один фермент». Согласно теории, предложенной американскими учеными, каждый ген регулирует синтез одного фермента, за образование которого он отвечает, а каждую метаболическую ступень контролирует отдельный фермент. Гипотеза легла в основу биохимической генетики, а ученые получили за свое открытие Нобелевскую премию.

В 1953 году молекулярные биологи Ф. Крик и Дж. Уотсон обнаружили структуру ДНК и расшифровали генетический код, благодаря чему был определен молекулярный механизм изменчивости. Под этим механизмом подразумевается, что однажды возникшие отклонения в структуре гена и ошибки самоудвоения ДНК будут впоследствии повторятся в дочерних нитях ДНК. Это положение позволило разработать способы искусственного получения мутаций, на основе которых разработаны новые сорта растений и штаммы микроорганизмов.

Также это способствовало возникновению генной инженерии, ставшей одним из основных направлений современной генетики.

Генная инженерия — это совокупность приемов и технологий, которые позволяют выделять гены из организма для осуществления последующих манипуляций и создания искусственных генетических систем.

Это открытие обеспечило качественно новый виток в развитии медицины, в особенности, в изучении закономерности заболеваний, передающихся наследственным путем.

Основные понятия и методы генетики

К фундаментальным понятиям науки относятся наследственность и изменчивость, присущие каждому живому организму. Наследственность определяет свойство организма воспроизводить совокупность признаков, которыми обладали его предки. Механизмы изменчивости, напротив, приводят к трансформации комбинаций наследственных признаков или обретению совершенно новых черт у особей данного вида под влиянием внешних изменений окружающей среды. Изменчивость может развиваться в виде мутаций, необходимых для выживания в новых условиях жизни.

Для понимания важны и другие определения:

• ген — специфический участок молекулы ДНК, отвечающий за хранение и передачу определенного наследственного признака;
• популяция — группа особей одного вида;
• генотип — совокупность всех генов и наследственных факторов организма;
• фенотип — целостность биологических свойств и признаков живого организма, возникших в ходе индивидуального развития под влиянием внешней и внутренней среды;
• аллели — альтернативные формы одного и того же гена, которые находятся в одинаковых локусах и определяют различные варианты становления одного признака;
• доминантность подразумевает форму взаимодействия между аллелями одного гена, в рамках которой один из генов — доминантный — подавляет проявление другого;
• рецессивность характеризует признак подавляемого гена из аллельной пары, который не развивается в гетерозиготном состоянии;
• хромосома представляет собой линейную структуру, в которой расположены гены;
• локус — часть хромосомы, в которой находится определенный ген.

В современной генетике применяются различные методы изучения наследственности и изменчивости. К ним относятся:

• гибридологический метод является основным методом, который состоит в скрещивании организмов, имеющих различные друг от друга признаки, а также последующее изучение их потомства;
• генеалогический метод специализируется на анализе родословных и позволяет предупредить возникновение заболеваний, имеющих генетический характер;
• популяционный метод помогает выявить наследственные заболевания как в определенных странах, так и в отдельных группах населения;
• цитогенетический метод применяется в изучении строения хромосом и изменчивости их количества. Позволяет на раннем этапе выявить хромосомные болезни, характеризующиеся нарушением числа хромосом или с изменением их строения;
• биохимический и биофизический методы изучают наследственные патологии, которые возникают по причине генных мутаций, нарушающих строение и скорость синтеза белков. На основе методов изучается химический состав и строение определенных частей клеток.

Этические проблемы развития медицинской генетики

Стремительное развитие современной науки спровоцировало возникновение вопросов относительно этической стороны генетических исследований в медицине. Ученые, философы, политики и социологи сформулировали ряд этических проблем применения генных технологий: доступность генетических обследований, необходимость перинатального генетического тестирования, формирование способов обеспечения конфиденциальности.

На основании этих вопросов в медицинской генетике был сформирован ряд основополагающих правил:

1. Правило конфиденциальности подразумевает запрет передачи информации о результатах генетического исследования без письменного согласия пациента.
2. Правило правдивости заключается в том, что врач обязан ставить пациента в известность обо  всех исследованиях, которые он планирует провести. Даже в крайних случаях — когда вмешательство необходимо для спасения жизни — пациент или его представители должны быть уведомлены о планирующихся операциях.
3. Правило информированного согласия и уважения автономности пациента регулируется правовыми и юридическими нормами, которые регламентируют проведение медицинских вмешательств. Согласно этому правилу, любое генетическое обследование должно осуществляться строго по согласию пациента или его представителей.
   Несмотря на официальный статус, мнения ученых по перечисленным правилам все еще расходятся, так как их реализация не всегда применима к конкретной ситуации. Такая неоднозначность еще больше усугубляет и углубляет этические проблемы развития генетики в медицине.

Законы генетики

Воплощение законов генетики можно обнаружить только при рассмотрении большого количества организмов, так как они имеют статистический характер. При этом четкость проявления того или иного генетического закона зависит от количества параллельных наблюдений. Рассмотрим основные законы:

1. Закон единообразия гибридов первого поколения является первым законом Менделя. Его также называют законом доминирования признаков. Суть состоит в том, что при моногибридном скрещивании двух гомозиготных организмов у гибридов первого поколения проявятся только доминантные признаки. По фенотипу и генотипу все поколение будет однообразно и вберет в себя признаки только одного из родителей.
2. Закон расщепления — второй закон Менделя, основанный на наблюдениях за самоопылением гибридов первого поколения, при котором происходит расщепление признаков у второго поколения в числовом отношении 3:1 по фенотипу и 1:1:2 по генотипу. То есть образуется не одна, а две фенотипические группы — доминантная и рецессивная.
3. Закон независимого наследования признаков определяет третий закон Менделя. Определив закономерности наследования одной пары признаков, Мендель занялся изучением наследования двух или более пар разнообразных признаков. В результате скрещивания гомозиготных растений, которые отличались по разным признакам, он обнаружил, что в потомстве они комбинировались так, словно их наследование происходило независимо друг от друга. Из этого ученый сделал вывод, что пары альтернативных признаков, которые находятся в каждом организме, не смешиваются при образовании гамет, а по одному от каждой пары переходят в них в чистом виде.
4. Закон сцепленного наследования или закон Моргана основан на знании о том, что в одной хромосоме расположено множество генов, так как число признаков организма намного выше количества хромосом. Наследование признаков, гены которых расположены в одной хромосоме, передается совместно и не может распределяться по отдельности.
5. Закон гомологических рядов наследственной изменчивости сформулирован советским ученым Н. И. Вавиловым в 1920 году. Его суть заключается в том, что генетически близкие виды обладают сходными рядами наследственной изменчивости.

Значение генетики в современном мире

Развитие современной генетики уже достигло небывалых высот в изучении человека и особенностей его наследственности. Генетика активно используется в медицине и биологии, криминалистике, вирусологии, истории и других областях. При этом для человечества первостепенное значение представляют достижения генетики в медицине, которые проявляются в следующих функциях:

• проведение генетического тестирования для предупреждения зачатия или рождения ребенка с наследственными патологиями;
• использование генетических методов в борьбе с раком;
• генетический анализ шизофрении;
• применение выявленных закономерностей в наследственных заболеваниях для производства медикаментов;
• возможность точного диагностирования наследственных заболеваний.

Ученые предсказывают, что уже в начале следующего века станет известна информация о работе каждого гена из генома человека, а также будут созданы технологии лечения большинства неизлечимых болезней.

Такова теоретическая основа генетической науки, а если вам срочно нужно решить задачи по генетике, обращайтесь к специалистам сервиса ФениксХелп.

Лень разбираться? 🙂

Доверьте свою работу лучшему автору по вашей темеПредмет Предмет 1C 3D-max Access Android Basic BPWin C# C/C++ CorelDraw Delphi Electronics Workbench Excel Fortran HTML Java Javascript Linux MathCad MySQL Pascal Perl Photoshop PHP Prolog SPSS Visual Basic Visual C++ web-разработки Авиационная промышленность Автоматика Автомобильная промышленность Агрономия Агрофизика Агрохимия Административное право Акустика Алгебра Анализ текста Анализ хозяйственной деятельности Аналитическая химия Анатомия Английский язык Антенны и устройства СВЧ Антикризисное управление Античная философия Арабский язык Арбитражный процесс Археология Архитектура Ассемблер Астрометрия Астрономия Астрофизика АСУ Аудит АФХД Базы данных Банковское дело Белорусский язык БЖ БЖД в строительстве Библиотековедение Бизнес-планирование Биогеография Биология Биофизика Биохимия Биржевое дело Ботаника Бухгалтерская и налоговая отчетность Бухгалтерский учет и аудит Бюджетирование Валеология Валютные отношения Ветеринария Вибрационные процессы Виртуальная психология Внешнеэкономическая деятельность (ВЭД) Водоснабжение и водоотведение Востоковедение Высшая геодезия Высшая математика Вычислительная математика Вычислительная механика Гендерная психология Гендерная социология Генетика География Геодезия Геология Геология полезных ископаемых Геометрия Геополитика Геофизика Геохимия Геоэкология Гигиена Гидравлика Гидромелиоративное строительство Гидротехническое строительство Голландский язык Гостиничное дело Государственное управление Государство и право Гражданское право Греческий язык Грибы и микология Гуманитарная логика Датский язык Декоративно-прикладное искусство Делопроизводство Деньги и кредит Деревообработка Детали машин Диалектология Дидактика Дизайн интерьера Дискретная математика Дифференциальная геометрия Дифференциальная психология Дифференциальные уравнения Добывающее производство Дорожное строительство Дошкольная педагогика Древняя история Естествознание Железнодорожное машиностроение Жилищное право Журналистика Зарубежная история Зарубежная литература Земельное право Земельные кадастры Зоология Зоотехния Иврит Издательское дело и полиграфия Иммунология Инвестиции Инвестиционный менеджмент Инженерная геодезия Инженерная геология Инженерная графика Инженерная психология Инновационный менеджмент Инструментальная промышленность Интернет маркетинг Информатика Информационная безопасность Информационные системы Информационные системы в экономике Информационные технологии Искусственный интеллект Искусство и культура Искусствоведение Испанский язык Исследование операций Историческая география История История архитектуры История балета История государства и права История журналистики История зарубежного искусства История искусств История культуры История Мировая История МЭО История Отечества История педагогики История развивающихся стран История развития политических учений История рекламы История религии История Средних веков История экономической мысли Итальянский язык Кадровое делопроизводство Кадровый менеджмент Казахский язык Квантовая механика Квантовая физика Квантовая химия Кино и телевидение Китайский язык Классическая механика Клиническая психология Когнитивная психология Коллоидная химия Коммерция Компьютерная графика Компьютерные сети и системы Конституционное право Конфликтология Корпоративное право Краеведение Криминалистика Криминология Криптография Культурно-досуговая деятельность Культурология Ландшафтный дизайн Латинский язык Легкая промышленность Лексикология Лесное хозяйство Лесопромышленное машиностроение Лингвистика Лингвистика текста Линейная алгебра Линейное программирование Литературоведение Логика Логистика Логопедия Макроэкономика Маркетинг Маркетинг закупок Маркетинг продаж Маркшейдерское дело Масс-медиа Математическая логика Математическая статистика Математическая физика Математическая химия Математические методы Математические методы в психологии Математические методы в социологии Математические методы в экономике Математический анализ Математическое моделирование Материаловедение Материаловедение легкой промышленности Матпро Медицина Медицинская психология Международное право Международные отношения Международный маркетинг Международный менеджмент Менеджмент Менеджмент организации Менеджмент социально-культурной сферы Металлообработка Металлургия цветных металлов Метафизика (онтология) Методика преподавания Методика преподавания английского языка Методика преподавания технических дисциплин Методика преподавания экономических дисциплин Метрология Механизация строительства Механика Механика сплошных сред Микробиология Микронаушники и часы (продажа) Микроструктурная геология Микроэкономика Микроэлектроника Мировая культура моды Мировая Художественная Культура Мировая экономика Моделирование в металлургии МСФО Музыка Муниципальное право Муниципальное управление МЭО Налоги Налоговое право Народное искусство Народный танец Наследственная механика Начертательная геометрия Небесная механика Неголономная механика Нейропсихология Нелинейная динамика Немецкий язык Неорганическая химия Нефтегазовое машиностроение Оборудование легкой промышленности Оборудование пищевой промышленности Обрабатывающее производство Общая психология Общественная мысль Обществознание ОВД-органы внутренних дел ООП Оптика Организация общественного питания Организация производства и труда Организация ЭВМ Органическая химия Ортопедия Основы программирования Основы теории сварки и резки металлов ОТЦ Охрана среды Охрана труда и техника безопасности Оценка стоимости земли Оценка стоимости недвижимости Палеонтология Парикмахерское дело Патология Патопсихология ПГС Педагогика Педагогическая инноватика Педагогическая психология Планирование и прогнозирование Подъёмно-транспортные машины Политическая география Политическая культура и поведение Политическая культура/поведение Политические институты Политическое право Политология Польский язык Португальский язык Право Право интелектуальной собственности Право социального обеспечения Правовая статистика Правоведение Практическая гидравлика Предпринимательство Приборостроение Прикладная лингвистика Прикладная математика Прикладная механика Прикладная психология Природоведение Проектирование систем вентиляции, отопле Проектно-сметная документация Производственные технологии Производство металлических изделий и заг Производство технологического оборудован Прокурорский надзор Промышленное рыбоводство Промышленность бытовых приборов и машин Профессиональная этика Психоанализ Психодиагностика Психолингвистика Психология Психология восприятия Психология здоровья Психология личности Психология развития Психология спорта Психология труда Психопатология Психосоматика Психотерапия Психофизиология Радиотехническая и электронная промышленность Радиофизика Радиоэлектроника Ракетно-космическая отрасль Реклама и PR Религия и мифология Релятивистская механика Ресторанный бизнес Римское право Риторика Робототехника Русская литература Русский язык Рынок ценных бумаг Связи с общественностью Сельское хозяйство Сельскохозяйственное машиностроение Семейное право Сестринское дело СКД (социально-культурная деятельность) Складская логистика Сопротивление материалов Социальная антропология Социальная педагогика Социальная психология Социальная работа Социальная статистика Социально-культурное проектирование Социально-экономическая география Социолингвистика Социология Социология знаний Социология коммуникаций Социология культуры Социология личности Социология молодежи Социология образования Социология организаций Социология политики Социология права Социология религии Социология риска Социология села Социология семьи Социология СМИ Социология труда Специальная педагогика (дефектология) Специальная подготовка Специальная психология Сравнительная педагогика Сравнительная психология Стандартизация и сертификация Станкостроение Статистика Статистическая механика Статистическая физика Стилистика Стратегический маркетинг Стратегический менеджмент Страхование Страховая математика Строительная механика Строительное и коммунальное машиностроение Строительство Судебная бухгалтерия Судебная экспертиза Судостроение Сурдопедагогика Схемотехника Схемы и чертежи в Visio Таможенная система Таможенное право ТАУ Театр Телекоммуникации Теоретическая механика Теоретические основы гидравлики Теория алгоритмов Теория вероятностей и математическая статистика (ТВиМС) Теория воспитания Теория государства и права Теория графов Теория игр Теория информации Теория колебаний Теория металлургических процессов Теория множеств Теория оптимизации Теория организации Теория пластичности Теория принятия решений Теория принятия управленческих решений Теория управления Теория упругости Теория устойчивости и катастроф Теплотехника Термодинамика Техническая физика Техническое обслуживание и ремонт автомобилей Технология машиностроения Технология пищевой промышленности Тифлопедагогика ТММ Товароведение непродовольственных товаров Товароведение продовольственных товаров Топография Топология ТОЭ Тракторостроение Транспорт Транспортная логистика Транспортное право Транспортное строительство Трудовое право Туризм ТФКП ТЭЦ Уголовное право Украинский язык Управление качеством Управление персоналом Управление проектами Управление рисками Учет в АПК Учет в банковской сфере Учет в промышленности Учет в строительстве Учет в сфере обслуживания Учет в торговле Фармацевтическая химия Физика Физика атмосферы Физика высоких энергий Физика конденсированных сред Физика плазмы Физика твердого тела/атомов/молекул/нано Физика элементарных частиц Физиология Физическая география Физическая химия Физические основы электроники Физическая культура и спорт Филология Философия Философия права Финансовая математика Финансовое право Финансовый менеджмент Финансы Финский язык Фольклор Фотография Французский язык Функциональный анализ Химическая термодинамика Химическая физика Химическое машиностроение Химия Хирургия Хозяйственное право Холодильное оборудование Хореография Ценообразование Цитология Цифровая обработка сигнала Чертежи в AutoCad Чертежи в SolidWorks Чертежи в КОМПАС Чешский язык Численные методы Шведский язык Школоведение Школьная математика Экологическое право Экология Эконометрика Экономика Экономика АПК Экономика в строительстве Экономика отрасли Экономика предприятия Экономика природопользования Экономика фармации Экономика формации Экономическая география Экономическая психология Экономическая социология Экономическая статистика Экономическая теория Экономическое право Экосоциология Экскурсоведение Экспериментальная психология Электродинамика Электромеханика Электроника Электросвязь Электроснабжение Электротехника Электротехническая промышленность Электроэнергетика Эмиссионная электроника ЭММ Энергетика Энергосбережение Эпистемология Эргономика Эстетика Этика Этнолингвистика Этносоциология Этология Юридическая психология Юриспруденция Ядерная физика Языкознание Японский язык 1:С бухгалтерия Радиотехника Техническая механика Пожарная безопасность Безопасность дорожного движения Богословие Катехизис Теология Правила дорожного движения (ПДД) Медицинское и фармацевтическое товароведение Фармакология Фармацевтическая технология Управление и экономика фармации Акушерство и гинекология Вагонное хозяйство Введение в профессиональную деятельность Деловое общение Благоустройство города Диагностика психического здоровья Сервисология Театрально-игровая деятельность  Физиология питания Академическое чтение Гистология История России Автоматизация технологических процессов и производств Животноводство Документоведение и архивоведение Зоопсихология Газоснабжение Сварочные процессы и оборудование Региональная экономика Минералогия и кристаллография Нет в списке Теория обучения Внеурочная деятельность Конструирование, моделирование и технология швейных изделий Программная инженерия Региональное управление и территориальное планирование Защита населения и объектов от чрезвычайных ситуаций Металлургия черных металлов Нефтегазовое дело Организационное поведение Военное дело Тип работы Тип работы Билеты к экзамену Дипломная работа Кандидатская диссертация Магистерская диссертация Дистанционный экзамен Онлайн-тест Доклад Контрольная работа Курсовая работа Лабораторная работа Расчётно-графическая работа (РГР) Практикум Монография Отчет по практике Перевод Презентация Реферат Семестровая работа Научная статья Рецензия Аннотация Чертёж Эссе Доработка и исправление учебных работ Докторская диссертация Шпаргалка Сочинение Доработка дипломных работ Доработка курсовых работ Доработка магистерских диссертаций Мотивационное эссе Решение задач Домашняя работа Практическая работа Автореферат ВКР Бизнес-план Бакалаврская работа Речь Научно-исследовательская работа Статья ВАК Самостоятельная работа Информационно-аналитическая работа Итоговая аттестационная работа (ИАР) Литературный обзор Кейс Расчетно-аналитическая работа Повышение уникальности Конспект Копирайтинг Рерайтинг ТемаУзнать цену

• Профессиональное и личностное развитие
• Залипательная наука
• Подготовка к тестам, экзаменам, зачетам

Понравилась статья?

Подпишитесь на наш блог и получайте наши статьи первым!

Выберите категории для подписки:Hi-techВаше здоровьеЗалипательная наукаЛайфхаки для жизни и учебы     > Самосовершенствование     > ТаймменеджментНаписание/редактураОформление работПо видам работПодготовка к тестам, экзаменам, зачетамПоиск работыПостдипломное образованиеПрофессиональное и личностное развитиеПрофориентацияТесты

Или подписывайтесь на нас в соцсетях:

Заметили ошибку? Выделите текст и нажмите одновременно клавиши «Ctrl» и «Enter»

Бесплатно отвечаем на ваши вопросы. Задайте свой вопрос и получите ответ от профессионального преподавателя. Выберите лучший ответ.