СодержаниеВведение 3
2. Развитие и основные понятия генетики 4
3. Значение генетики 19
4. Заключение 23
5. Список литературы 24
Список литературыВведениеВведение
Генетика является одним из основных, наиболее увлекательных и одновременно сложным разделом современного естествознания. Место генетики в ряду биологиче-ских наук и интерес к ней определяются тем, что она изучает основные свойства организмов, а именно наследственность и изменчивость .
В результате многочисленных экспериментов в области молекулярной генетики современная биология обогатилась двумя фундаментальными открытиями, которые уже нашли широкое отражение в генетике человека, а частично и выполнены на клетках человека. Это показывает взаимосвязь достижений генетики человека с дос-тижениями современной биологии, которая все больше и больше становится связана с генетикой.
Первое – это возможность работать с изолированными генами. Такая возмож-ность получена благодаря выделению гена в чистом виде и синтезу его. Значение этого открытия трудно переоценить. Для синтеза гена применяют разные методы, т.е. уже имеется выбор, когда речь пойдет о таком сложном механизме как человек.
Второе достижение – это доказательство включения чужеродной информации в геном, а также функционирования его в клетках высших животных и человека. Ма-териалы этого открытия собирались из разных экспериментальных подходов. Один из которых, многочисленные исследования в области вирусо-генетической теории возникновения злокачественных опухолей, включая обнаружение синтеза ДНК на РНК-матрице. Второй источник, стимулированные идеей генетической инженерии опыты с профаговой трансдукцией подтвердили возможность функционирования генов простых организмов в клетках млекопитающих, включая клетки человека.
Без преувеличения можно сказать, что, наряду с молекулярной генетикой, гене-тика человека относится к наиболее прогрессирующим разделам генетики в целом. Ее исследования простираются от биохимического до популяционного, с включени-ем клеточного и организменного уровней.
Развитие и основные понятия генетики
Генетика – наука о наследственности и изменчивости организмов. Важ¬нейшая задача генетики – разработка методов управления наследственностью и на¬следственной изменчивостью для полу¬чения нужных человеку форм организ¬мов или в целях управления их индиви¬дуальным развитием. Генетика прошла в своем развитии семь этапов.
Этап I. Гperop Мендель (1822—1884) открыл законы наследственности. Скрещивая гладкий и морщинистый сорта гороха, он получил в первом поколении только глад-кие се¬мена, а во втором поколении — 1/4 морщинистых семян. Он дога¬дался: в за-родышевую клетку поступают два наследственных задат¬ка — от каждого из родите-лей. Если они не одинаковые, то у гиб¬рида проявляется один доминантный (преоб-ладающий) признак — гладкость. Рецессивный (уступающий) остается как бы в скрытом состоянии. В следующем поколении признаки распределятся в соотноше-нии 3:1.
«Когда австрийский монах Грегор Мендель развлекался наблю¬дением результа-тов скрещивания красно- и белоцветущего гороха в монастырском саду, даже наибо-лее дальновидные его современни¬ки не могли вообразить себе всех последствий его находок», — спра¬ведливо пишет Г. Селье в книге «От мечты к открытию». Результа¬ты исследований Менделя, опубликованные в 1865 г., не обратили на себя никакого внимания и были «переоткрыты» только после 1900 г.
Этап II. Август Вейсман (1834-1914) показал, что половые клет¬ки обособлены от остального организма и поэтому не подвержены влияниям, действующим на сома-тические ткани.
Несмотря на убедительные опыты Вейсмана, которые было легко проверить, побе-дившие в советской биологии сторонники Лысен¬ко долго отрицали генетику, назы-вая ее вейсманизмом-морганиз¬мом. В этом случае идеология победила науку, и многие ученые, как, например, Н.И. Вавилов, были репрессированы.
Этап III. Гуго де Фриз (1848-1935) открыл существование на¬следуемых мутаций, составляющих основу дискретной изменчи¬вости. Он предположил, что новые виды возникали вследствие мутаций.
Репликация — это удвоение молекулы ДНК, необходи¬мое для последующего деления клеток. В основе способности клеток к самовоспроизведению лежат уни-кальное свойство ДНК са¬мокопироваться и строго равноценное деление репродуци-рованных хромосом. После этого клетка может делиться на две идентичные. ДНК распределяется на две цепи, а затем из нуклеотидов, свободно плавающих в клетке, формиру¬ется вдоль каждой цепи еще одна цепь. Этот процесс можно срав¬нить с пе-чатанием фотокарточек. Так как каждая клетка много¬клеточного организма возни-кает из одной зародышевой клетки в результате многократных делений, все клетки организма имеют одинаковый набор генов.
Вторая часть процесса воспроизводства — транскрипция — представляет собой перенос кода ДНК путем образования одноцепочечной молекулы информационной РНК на одной нити ДНК (информационная РНК — копия части молекулы ДНК, од-ного или группы рядом лежащих генов, несущих информацию о струк¬туре белков, необходимых для выполнения одной функции). РНК отличается от ДНК тем, что вместо дезокеирибозы со¬держит рибозу, а вместо азотистого основания тимина со-держит урацил.
Третья часть процесса воспроизводства — трансляция — это синтез белка на ос-нове генетического кода информационной РНК в особых частях клетки — рибосо-мах, куда доставляет амино¬кислоты транспортная РНК.
Основной механизм, с помощью которого молекулярная био¬логия объясняет пе-редачу генетической информации, по существу, является петлей обратной связи. ДНК, содержащая в линейно упо¬рядоченном виде всю информацию, необходимую для синтеза раз¬личных протеинов (без которых невозможно строительство и функ¬ционирование клетки), участвует в последовательности реакций, в ходе которых вся информация кодируется в виде определенной последовательности различных про-теинов. Некоторые ферменты осуществляют обратную связь среди синтезирован-ных протеинов, активируя и регулируя не только различные стадии превращений, но и автокаталитический процесс репликации ДНК, позволяющий копировать гене-тическую информацию с такой же скоростью, с какой размножаются клетки.
Понятие мутации в генетике аналогично понятию флуктуации в синергетике. Мутация — это частичное изменение структуры гена. Конечный ее эффект — изме-нение свойств белков, кодируе¬мых мутантными генами. Появившийся в результате мутации при¬знак не исчезает, а накапливается. Мутации вызываются радиа¬цией, химическими соединениями, изменением температуры, на¬конец, могут быть просто случайными.
«Согласно нашей аналогии, мутации, очевидно, представля¬ют собой опечатки, неизбежно появляющиеся при каждом новом переиздании Книги Жизни. Подобно тому как в наших книгах опечатки чаще всего приводят к бессмыслице и крайне редко улуч¬шают текст, так и мутации почти всегда приносят вред; чаще всего они просто убивают организм или клетку на очень ранних стадиях, и мы даже не замеча-ем, что они вообще существовали на свете. С другой стороны, тот факт, что мутация летальна, сам по себе исключает опечатку из последующих изданий, ибо содержа-щая эту мутацию клетка никогда не произведет себе подобных. В иных случаях му-тация может оказаться вредной, но не летальной. Она появится и в новых клетках, но есть надежда, что такие вредные мутации в последующих поколениях исчезнут в результате есте¬ственного отбора. Изредка все же считается, что мутация оказы¬вает благоприятное действие. Она уже не исчезает, поскольку создает организму боль-шие преимущества в борьбе за существова¬ние. В конце концов эта мутация будет постоянно включаться в Книгу Жизни данного вида организмов. Так протекает про¬цесс эволюции» (Дж. Кендрью).
Этап IV. Томас Морган (1866-1945) создал хромосомную тео¬рию наследственно-сти, в соответствии с которой каждому биологи¬ческому виду присуще свое строго определенное число хромосом.
Этап V. Г. Меллер в 1927 г. установил, что генотип может изменяться под дейст-вием рентгеновских лучей. Отсюда берут свое начало индуцированные мутации и то, что впоследствии было назва¬но генетической инженерией с ее грандиозными воз-можностями и опасностями вмешательства в генетический механизм.
Этап VI. Дж. Бидл и Э. Татум в 1941 г. выявили генетичес¬кую основу процессов биосинтеза.
Этап VII. Джеймс Уотсон и Френсис Крик предложили мо¬дель молекулярной структуры ДНК и механизма ее репликации.
То, что именно ДНК — носитель наследственной информа¬ции, выяснилось в се-редине 40-х годов, когда после перенесения ДНК одного штамма бактерий в другой в нем стали появляться бактерии штамма, чья ДНК была взята.
Генетическая информация - программа свойств организма, получаемая от пред-ков и заложенная в наследственных структурах в виде генетического кода. Генети-ческой информацией определяется рост, развитие, обмен веществ, морфологическое строение, предрасположенность к заболеваниям, психический склад и генетические пороки организма.
Современная биология утверждает, что главной чертой жизни является самовос-производимость.
Самовоспроизводимость - это способность живого организма к размножению, рождению и выращиванию себе подобных.
Генетическая информация записана в цепи молекулы ДНК в виде последова-тельности простых молекул - нуклеотидных остатков, содержащих одно из четырех оснований: аденин, гуанин - пуриновые основания, цитозин и тимин - пиримидино-вые основания.
Цепи ДНК - комплементарны, т.е. имеется взаимное соответствие между их нук-леотидами. Сами же цепи в двойной спирали антипараллельны. В основе самовос-производства лежит способность молекулы ДНК к удвоению, т.е. репликации ДНК.
В живой клетке удвоение происходит потому, что две спиральные цепи расхо-дятся, а потом каждая цепь служит матрицей, на которой с помощью особых фер-ментов собирается подобная ей новая спиральная цепь ДНК. В результате вместо одной ДНК образуются две, неотличимые по строению от родительской молекулы.
Создается две двойные спирали ДНК -дочерние молекулы. Каждая такая моле-кула имеет одну нить, полученную из материнской молекулы, и одну нить, синтези-рованную по комплементарному принципу. Участок молекулы ДНК, служащий мат-рицей для синтеза одного белка, называется геном.Литература.
1. Алиханян С. И., Современная генетика, М., 1967
2. Лобашев М. Е., Генетика, 2 изд., Л., 1967
3. Дубинин Н. П., Глембоцкий Я. Л., Генетика популяций и селекция, М., 1967
4. Горелов А.А. Концепции современного естествознания, М., 2003
|
|
