A genetika fejlődéstörténete (röviden). A genetika fejlődésének története Oroszországban

Sokan úgy gondolják, hogy a genetika legérdekesebb ága az emberi genetika— az emberi tulajdonságok öröklődésének és változékonyságának tudománya. Valójában ezen a területen zajlanak heves tudományos viták, és ahol a legmodernebb tudományos módszereket és technológiákat alkalmazzák.

Az emberre ugyanazok az öröklési törvények vonatkoznak, mint bármely szexuális szaporodási móddal rendelkező állatra. Az emberi genetikai apparátus megegyezik a Föld többi lakójával. Alapja a DNS, amelyen az RNS szintetizálódik, amely viszont a fehérjék bioszintézisére szolgál; a gének teljes sokfélesége négy nukleotid részvételével épül fel; A genetikai információkat hármasokban olvassuk. Ezen túlmenően, a teljesen független élőlényfajták egyes génjei teljesen azonosak. Nehéz elképzelni, de az emberben és a banánban az összes szerkezeti génnek pontosan a fele van – ugyanaz! Az ember és a csimpánz közötti hasonlóság pedig a gének 98,7%-a. Ráadásul nemcsak a normálisan működő gének azonosak, hanem pszeudogének - a kromoszóma olyan szakaszai, amelyek hasonlóak egy szerkezeti génhez, de olyan „nyomtatási hibákat” tartalmaznak, amelyek működésképtelenné teszik őket.

Van egy zseniális összehasonlítás az összes élő szervezet genetikai hasonlóságát illetően. Képzeld el, hogy két írótárs olyan esszéket írt, amelyekben nemcsak a tartalom, de még az elkövetett hibák is megegyeznek. A három jegyzetfüzetoldalon lévő esszék csak egy szóban térnek el a szövegben. Nyilvánvaló, hogy a tanulók esszéiket egymásból vagy ugyanabból a könyvből másolták le. A „szentek szentje” - az öröklődés apparátusának - szerkezetének ez a rendkívüli hasonlósága az, ami megcáfolhatatlan bizonyítéka mindenki eredetének egységének. élet a bolygónkon.

Az emberekben a tulajdonságok öröklődése a genetika törvényei és szabályai alá esik: Mendel, Morgan törvényei, a génkötés, az allél és nem allél gének kölcsönhatása (1., 2. táblázat). Mivel azonban az ember nemcsak biológiai, hanem társadalmi lény is, a faj genetikai vizsgálata Homo sapiens számos tulajdonságban különböznek:

• A tulajdonságok öröklődésének tanulmányozására emberben lehetetlen, mint például laboratóriumi egereknél, hibridológiai analízist (keresztezési módszert) alkalmazni: az emberek nem akarnak utódokat szülni a kísérletvezető utasításai szerint. Ezért az emberi hibridizáció eredményeinek tanulmányozására közvetett genealógiai módszert alkalmaznak (69. ábra);
• egy személy olyan tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek más szervezetekben nem találhatók meg: temperamentum, matematikai, vizuális, zenei és egyéb képességek, amelyek öröklődése az emberi genetika legérdekesebb része;
• Az állami támogatásnak és az orvostudománynak köszönhetően lehetséges a normától nyilvánvaló eltérésekkel rendelkező emberek túlélése és létezése (a vadonban az ilyen szervezetek azonnal elpusztulnak).

1. táblázat: Néhány domináns és recesszív tulajdonság az emberi szervezetben

2. táblázat Nem teljes dominanciájú tulajdonságok emberbenAnyag az oldalról

Az emberi genetika - az emberi tulajdonságok öröklődésének és változékonyságának tudománya. Az emberi genom tanulmányozása egyértelműen megerősítette annak evolúciós eredetét. A humángenetikában lehetetlen néhány hagyományos genetikai módszer, különösen a hibridológiai módszerek alkalmazása. A társadalmi tényezők rányomják bélyegüket az emberi populációban végbemenő genetikai folyamatokra is.

Orvosi genetika - az orvosi problémák örökletes aspektusainak tudománya. Vannak örökletes betegségek és örökletes hajlamú betegségek. Az örökletes betegségeket genetikai, kromoszómális és genomiális patológiákra osztják.

Ezen az oldalon a következő témákban található anyagok:

• Embergenetika rövid jelentés

• Rövid üzenet az emberi genetika témájában

• A humángenetikai kutatás története

• Genetikai jelentés röviden

• Csallólap összefoglaló a genetikáról

Kérdések ezzel az anyaggal kapcsolatban:

Liszenko Anna

A biológia esszé meghatározza a genetikát, e tudomány fejlődési szakaszait és jelentőségét az emberi életben.

Letöltés:

Előnézet:

A genetika a modern természettudomány egyik fő, leglenyűgözőbb és egyben összetett diszciplínája. A genetika helyét a biológiai tudományok között és az iránta való különleges érdeklődést az határozza meg, hogy az élőlények alapvető tulajdonságait, az öröklődést és a változékonyságot vizsgálja.

A molekuláris genetika területén végzett számos, briliáns tervezésű és kitűnő kivitelezésű kísérlet eredményeként a modern biológia két alapvető felfedezéssel gazdagodott, amelyek már széles körben tükröződtek az emberi genetikában, és részben emberi sejteken hajtották végre. Ez mutatja az elválaszthatatlan összefüggést az emberi genetika sikerei és a modern biológia sikerei között, amely egyre inkább a genetikához kapcsolódik.

Az első az izolált génekkel való munka képessége. A gén tiszta formájában történő izolálásával és szintetizálásával nyerték. Ennek a felfedezésnek a jelentőségét nehéz túlbecsülni. Fontos hangsúlyozni, hogy a génszintézishez különböző módszereket alkalmaznak, pl. már van választási lehetőség, ha egy ilyen összetett mechanizmusról van szó, mint egy személy.

A második eredmény az idegen információk genomba való beépülésének, valamint a magasabbrendű állatok és emberek sejtjeiben való működésének bizonyítása. A felfedezéshez szükséges anyagok különböző kísérleti megközelítésekből származtak. Először is számos tanulmányról van szó a rosszindulatú daganatok kialakulásának virális-genetikai elméletéről, beleértve a DNS-szintézis RNS-mátrixon történő kimutatását. Ezenkívül a géntechnológia ötlete által ösztönzött prófégtranszdukciós kísérletek megerősítették az egyszerű organizmusok génjeinek működésének lehetőségét emlőssejtekben, beleértve az emberi sejteket is.

Túlzás nélkül kijelenthetjük, hogy a molekuláris genetika mellett a humángenetika általában véve a genetika egyik legfejlettebb ága. Kutatásai a biokémiaitól a populáció szintjéig terjednek, beleértve a sejtes és szervezeti szintet is.

De nézzük külön a genetika fejlődéstörténetét.

A genetika fejlődésének főbb szakaszai.

A genetika eredetét, mint minden tudományt, a gyakorlatban kell keresni. A genetika a háziállatok tenyésztésével és növénytermesztésével, valamint az orvostudomány fejlődésével kapcsolatban merült fel. Mióta az ember elkezdte alkalmazni az állatok és növények keresztezését, szembesült azzal a ténnyel, hogy az utódok tulajdonságai és tulajdonságai a keresztezésre kiválasztott szülő egyedek tulajdonságaitól függenek. A legjobb leszármazottak kiválasztásával és keresztezésével az ember nemzedékről nemzedékre rokon csoportokat - vonalakat, majd fajtákat, fajtákat hozott létre a rájuk jellemző örökletes tulajdonságokkal.

Bár ezek a megfigyelések és összehasonlítások még nem válhattak a tudomány kialakulásának alapjává, az állattenyésztés és nemesítés, valamint a növénytermesztés és a vetőmagtermesztés rohamos fejlődése a 19. század második felében fokozott érdeklődést váltott ki az elemzés iránt. az öröklődés jelenségéről.

Az öröklődés és változékonyság tudományának fejlődését különösen erősen elősegítette Charles Darwin fajok eredetéről szóló doktrínája, amely bevezette a biológiába az élőlények evolúciójának tanulmányozásának történeti módszerét. Maga Darwin is sok erőfeszítést tett az öröklődés és a változatosság tanulmányozására. Hatalmas mennyiségű tényt gyűjtött össze, és ezek alapján számos helyes következtetést levont, de az öröklődés törvényeit nem tudta megállapítani. Kortársai, az úgynevezett hibridizálók, akik különféle formákat kereszteztek, és a szülők és leszármazottak közötti hasonlóság és különbség mértékét keresték, szintén nem tudtak általános öröklési mintákat felállítani.

Egy másik feltétel, amely hozzájárult a genetika mint tudomány megalapozásához, a szomatikus és csírasejtek szerkezetének és viselkedésének tanulmányozásában elért előrelépés volt. A múlt század 70-es éveiben számos citológiai kutató (Chistyakov 1972-ben, Strasburger 1875-ben) fedezte fel a szomatikus sejtek közvetett osztódását, amelyet kariokinézisnek (Schleicher 1878-ban) vagy mitózisnak (Flemming 1882-ben) neveztek. 1888-ban Waldeira javaslatára a sejtmag állandó elemeit „kromoszómáknak” nevezték. Ugyanezekben az években Flemming a sejtosztódás teljes ciklusát négy fő fázisra osztotta: profázisra, metafázisra, anafázisra és telofázisra.

A szomatikus sejt-mitózis vizsgálatával egyidejűleg az állatok és növények csírasejtek fejlődésének, megtermékenyítési mechanizmusának kutatása is folyt. 1876-ban O. Hertwig először találta meg tüskésbőrűeknél a spermium mag és a petesejt magjának fúzióját. N.N. Gorozhankin 1880-ban és E. Strasburger 1884-ben ugyanezt állapította meg a növényekre: az elsőt a gymnospermekre, a másodikat a zárvatermőkre.

Ugyanebben az évben Van Beneden (1883) és mások felfedték azt a sarkalatos tényt, hogy a fejlődés során a csírasejtekben a szomatikus sejtekkel ellentétben a kromoszómák száma pontosan a felére csökken, a megtermékenyítés során pedig a nőstény és a hím fúziója. magok - a kromoszómák normál száma helyreáll, minden típusnál állandó. Így kimutatták, hogy minden fajt bizonyos számú kromoszóma jellemez.

Tehát a fenti feltételek hozzájárultak ahhoz, hogy a genetika önálló biológiai diszciplínaként - egy tudományágként saját témával és kutatási módszerekkel - kialakuljon.

A genetika hivatalos születésének 1900 tavaszát tekintik, amikor három botanikus, egymástól függetlenül, három különböző országban, különböző helyszíneken fedezte fel az utódokban a tulajdonságok öröklődésének néhány legfontosabb mintáját. hibridek közül. G. de Vries (Hollandia) a ligetszépe, mák, datura és más növényekkel végzett munka alapján „a hibrid hasítás törvényéről” számolt be; K. Correns (Németország) megállapította a kukorica szegregációjának mintázatait, és megjelentette a „Gregor Mendel törvénye az utódok viselkedéséről faji hibridekben” című cikket; ugyanebben az évben Csermak K. (Ausztria) publikált egy cikket (A mesterséges keresztezésről Pisum Sativumban).

A tudomány szinte nem ismer váratlan felfedezéseket. A legbriliánsabb felfedezéseknek, amelyek fejlődési szakaszokat hoznak létre, szinte mindig megvannak az elődjeik. Ez történt az öröklődés törvényeinek felfedezésével. Kiderült, hogy az a három botanikus, akik felfedezték a szegregáció mintáját a fajon belüli hibridek utódaiban, csupán „újrafedezte” azokat az öröklődési mintákat, amelyeket Gregor Mendel 1865-ben fedezett fel, és vázolta fel a „Kísérletek növényi hibridekkel” című cikkében. a brünni (Csehszlovákia) Természettudósok Társaságának „anyaga”.

G. Mendel borsónövények felhasználásával módszereket dolgozott ki a szervezet egyedi tulajdonságai öröklődésének genetikai elemzésére, és két alapvetően fontos jelenséget állapított meg:

a jellemzőket egyéni örökletes tényezők határozzák meg, amelyeket csírasejteken keresztül továbbítanak;

Az élőlények egyedi jellemzői a keresztezés során nem tűnnek el, hanem az utódokban olyan formában megmaradnak, mint az anyaszervezetekben.

Az evolúcióelmélet számára ezek az elvek alapvető fontosságúak voltak. Feltárták a variabilitás egyik legfontosabb forrását, mégpedig azt a mechanizmust, amellyel egy faj jellemzőinek alkalmasságát több generáción keresztül fenntartani lehet. Ha a szelekció irányítása alatt keletkezett élőlények adaptív tulajdonságai felszívódnának és eltűnnének a keresztezés során, akkor a faj fejlődése lehetetlenné válna.

A genetika minden későbbi fejlesztése ezen elvek tanulmányozásával és kiterjesztésével, valamint az evolúció- és szelekcióelméletben való alkalmazásukkal függött össze.

Mendel megalapozott alapelveiből logikusan számos probléma következik, amelyek a genetika fejlődésével lépésről lépésre kapják meg a megoldást. 1901-ben de Vries megfogalmazta a mutációk elméletét, amely szerint az élőlények örökletes tulajdonságai és jellemzői hirtelen – mutációsan – változnak.

1903-ban a dán növényfiziológus, V. Johannsen kiadta „On Heritance in Populations and Pure Lines” című munkáját, amelyben kísérletileg megállapították, hogy az azonos fajtához tartozó, külsőleg hasonló növények örökletesen különböznek egymástól – egy populációt alkotnak. Egy populáció örökletesen különböző egyénekből vagy rokon csoportokból – vonalakból áll. Ugyanebben a tanulmányban a legvilágosabban megállapítható, hogy az organizmusokban kétféle variabilitás létezik: örökletes, amelyet gének határoznak meg, és nem örökletes, amelyet a tulajdonságok megnyilvánulására ható tényezők véletlenszerű kombinációja határoz meg.

A genetika fejlődésének következő szakaszában bebizonyosodott, hogy az örökletes formák a kromoszómákhoz kapcsolódnak. Az első tény, amely feltárta a kromoszómák szerepét az öröklődésben, a kromoszómák szerepének bizonyítása az állatok nemének meghatározásában, valamint az 1:1 nemi szegregáció mechanizmusának felfedezése volt.

1911 óta T. Morgan és munkatársai az amerikai Columbia Egyetemen egy sorozatot kezdtek publikálni, amelyben megfogalmazta az öröklődés kromoszómális elméletét. Kísérletileg bizonyítva, hogy a gének fő hordozói a kromoszómák, és a gének lineárisan helyezkednek el a kromoszómákon.

1922-ben N.I. Vavilov az örökletes variabilitás homológiai sorozatának törvényét fogalmazza meg, amely szerint az eredet szerint rokon növény- és állatfajok hasonló örökletes variabilitási sorozattal rendelkeznek. E törvényt alkalmazva N.I. Vavilov létrehozta a termesztett növények származási központjait, amelyekben az örökletes formák legnagyobb változatossága összpontosul.

1925-ben hazánkban G.A. Nadson és G.S. Filippov gombával, 1927-ben pedig G. Möller az USA-ban a Drosophila gyümölcslégyen szerzett bizonyítékot a röntgensugárzásnak az örökletes elváltozások előfordulására gyakorolt ​​hatására. Ugyanakkor kimutatták, hogy a mutációk aránya több mint 100-szorosára nő. Ezek a vizsgálatok igazolták a gének változékonyságát a környezeti tényezők hatására. Az ionizáló sugárzásnak a mutációk előfordulására gyakorolt ​​hatásának bizonyítása a genetika új ágának - a sugárzásgenetikának - létrehozásához vezetett, amelynek jelentősége az atomenergia felfedezésével még tovább nőtt.

1934-ben T. Paynter a kétszárnyúak nyálmirigyeinek óriáskromoszómáit felhasználva bebizonyította, hogy a kromoszómák morfológiai szerkezetének különböző korongok formájában kifejeződő megszakadása megfelel a gének kromoszómákban való elhelyezkedésének, amelyet korábban tisztán genetikailag megállapítottak. mód. Ez a felfedezés jelentette a sejtben lévő gén szerkezetének és működésének tanulmányozásának kezdetét.

A 40-es évektől napjainkig számos, teljesen új genetikai jelenséget fedeztek fel (főleg mikroorganizmusokon), amelyek feltárják a génszerkezet molekuláris szintű elemzésének lehetőségeit. Az elmúlt években a mikrobiológiából kölcsönzött új kutatási módszerek bevezetésével a genetika területén eljutottunk a megoldáshoz, hogy a gének hogyan szabályozzák az aminosavak sorrendjét egy fehérjemolekulában.

Mindenekelőtt azt kell mondani, hogy mára teljesen bebizonyosodott, hogy az öröklődés hordozói a kromoszómák, amelyek DNS-molekulák kötegéből állnak.

Egészen egyszerű kísérleteket végeztek: az egyik törzs különleges külső jellemzőjű elölt baktériumaiból tiszta DNS-t izoláltak, és egy másik törzs élő baktériumaiba vitték át, majd az utóbbi szaporodó baktériumai elnyerték az első törzs jellemzőit. Számos hasonló kísérlet bizonyítja, hogy a DNS az öröklődés hordozója.

1953-ban F. Crick (Anglia) és J. Watstone (USA) megfejtette a DNS-molekula szerkezetét. Azt találták, hogy minden DNS-molekula két polidezoxiribonukleinsav láncból áll, amelyek spirálisan egy közös tengely körül vannak csavarva.

Jelenleg találtak módszereket az örökletes kód rendszerezésének és kísérleti megfejtésének problémájának megoldására. A genetika a biokémiával és a biofizikával együtt közel került ahhoz, hogy feltárja a fehérjeszintézis folyamatát egy sejtben és a fehérjemolekulák mesterséges szintézisét. Ezzel nemcsak a genetika, hanem az egész biológia fejlődésében egy teljesen új szakasz kezdődik.

A genetika fejlődése a mai napig folyamatosan bővülő háttere a kromoszómák funkcionális, morfológiai és biokémiai diszkrétségét vizsgáló kutatásoknak. Sok minden történt már ezen a területen, sok minden megtörtént, és a tudomány élvonala napról napra közeledik a célhoz - a gén természetének feltárásához. A mai napig számos olyan jelenséget állapítottak meg, amelyek a gén természetét jellemzik. Először is, egy kromoszómán lévő gén rendelkezik önreprodukciós tulajdonsággal (autoreprodukció); másodsorban mutációs változásra képes; harmadszor, a dezoxiribonukleinsav - DNS - bizonyos kémiai szerkezetéhez kapcsolódik; negyedrészt szabályozza az aminosavak szintézisét és szekvenciáit a fehérjemolekulákban. A legújabb kutatásokkal összefüggésben a gén mint funkcionális rendszer új elképzelése formálódik, és a gén tulajdonságait meghatározó hatást egy integrált génrendszerben - a genotípusban - veszik figyelembe.

Az élő anyag szintézisének új távlatai nagy figyelmet keltenek a genetikusok, biokémikusok, fizikusok és más szakemberek körében.

Genetika

GENETIKA[neʁ], -i; és.[görögből genetikos - születéssel, eredettel kapcsolatos]. Az élőlények öröklődésének és változékonyságának törvényszerűségeinek tudománya. G. ember. G. növények. Orvosi város Űrváros

(a görög génesis - eredet), az élőlények öröklődésének és változékonyságának törvényeinek és kezelési módszereinek tudománya. A vizsgálat tárgyától függően megkülönböztetik a mikroorganizmusok, növények, állatok és emberek genetikáját, a kutatás szintjétől függően - molekuláris genetikát, citogenetikát stb. A modern genetika alapjait G. Mendel fektette le, aki felfedezte a a diszkrét öröklődés törvényei (1865), valamint T. H. Morgan iskolája, aki alátámasztotta az öröklődés kromoszómális elméletét (1910-es évek). A Szovjetunióban a 20-30-as években. Kiemelkedően hozzájárultak a genetikához N. I. Vavilov, N. K. Koltsov, S. S. Chetverikov, A. S. Serebrovsky és mások munkái a 30-as évek közepe óta. és különösen az Összszövetséges Mezőgazdasági Tudományos Akadémia 1948-as ülésszaka után T. D. Liszenko tudományellenes nézetei érvényesültek (amit alaptalanul „Michurin tanításának” nevezett) a szovjet genetikában, amely 1965-ig leállította fejlődését és a pusztuláshoz vezetett. nagy genetikai iskolák. A genetika ebben az időszakban tapasztalható rohamos fejlődése külföldön, különösen a molekuláris genetika a 20. század második felében, lehetővé tette a genetikai anyag szerkezetének feltárását és működési mechanizmusának megértését. A genetika ötleteit és módszereit az orvostudomány, a mezőgazdaság és a mikrobiológiai ipar problémáinak megoldására használják. Eredményei a géntechnológia és a biotechnológia fejlődéséhez vezettek.

GENETIKA (a görög genezisből - eredet), az élőlények öröklődésének és változékonyságának törvényeinek és ellenőrzésük módszereinek tudománya. A vizsgálat tárgyától függően megkülönböztetik a mikroorganizmusok, növények, állatok és emberek genetikáját, a kutatás szintjétől függően - molekuláris genetikát, citogenetikát stb. A modern genetika alapjait G. Mendel fektette le. (cm. MENDEL Gregor Johann), aki felfedezte a diszkrét öröklődés törvényeit (1865), valamint T. H. Morgan iskoláját, amely alátámasztotta az öröklődés kromoszómális elméletét (1910-es évek). A Szovjetunióban az 1920-1930-as években N. I. Vavilov munkája kiemelkedően hozzájárult a genetikához (cm. VAVILOV Nyikolaj Ivanovics), N. K. Koltsov, S. S. Chetverikov, A. S. Serebrovsky és mások. Az 1930-as években, és különösen az Összoroszországi Mezőgazdasági Tudományos Akadémia 1948-as ülésszaka után a szovjet genetikában T. D. Liszenko tudományellenes nézetei érvényesültek (indokolatlanul „Michurin-doktrínának nevezett”), amely egészen 1965-ig leállította fejlődését, nagy genetikai iskolák pusztulásához vezetett. A genetika rohamos fejlődése ebben az időszakban külföldön, különösen a molekuláris genetika a 2. felében. században, lehetővé tette a genetikai anyag szerkezetének feltárását és működési mechanizmusának megértését. A genetika ötleteit és módszereit az orvostudomány, a mezőgazdaság és a mikrobiológiai ipar problémáinak megoldására használják. Eredményei a géntechnológia fejlődéséhez vezettek (cm. GÉNMANIPULÁCIÓ)és a biotechnológia (cm. BIOTECHNOLÓGIA).
* * *
GENETIKA (a görög genezisből - eredet), olyan tudomány, amely az élőlények öröklődésének és változékonyságának mintázatait vizsgálja.
A genetika történetének főbb állomásai
Az ókori filozófusok és orvosok különféle spekulatív elképzeléseket fogalmaztak meg az öröklődésről és a változékonyságról. Ezek az elképzelések többnyire tévesek voltak, de néha briliáns találgatások is megjelentek közöttük. Így a római filozófus és költő, Lucretius Carus (cm. LUCRETIUS)„A dolgok természetéről” című híres költeményében írt az „első elvekről” (örökletes hajlamokról), amelyek meghatározzák a tulajdonságok nemzedékről nemzedékre való átvitelét az ősöktől a leszármazottakig, ezek véletlenszerű kombinációjáról („sorshúzás”). a folyamat során fellépő tulajdonságokat, és megtagadta annak lehetőségét, hogy az örökletes tulajdonságok külső körülmények hatására megváltozzanak. Az öröklődés és változékonyság valóban tudományos ismerete azonban csak sok évszázaddal később kezdődött, amikor sok pontos információ halmozódott fel a növények, állatok és emberek különböző karaktereinek öröklődéséről. Az ilyen jellegű, főként gyakorlati növény- és állattenyésztők által végzett megfigyelések száma különösen a 18. század közepétől a 19. század közepéig terjedő időszakban nőtt. A legértékesebb adatokat I. Kelreuter és A. Gertner (Németország), O. Sajray és C. Naudin (Franciaország), T. Knight (Anglia) szerezte. A növények fajokon belüli és fajokon belüli keresztezései alapján számos fontos tényezőt fedeztek fel a hibridek utódaiban a tulajdonságok megnövekedett diverzitásával, az egyik szülő tulajdonságainak túlsúlyával az utódokban stb. Hasonló általánosításokat tettek Franciaországban. P. Luca (1847-1850), aki széleskörű információkat gyűjtött a különböző tulajdonságok öröklődéséről az emberekben. Az öröklődés és az öröklődés mintáiról azonban a 19. század végéig nem voltak egyértelmű elképzelések, egy jelentős kivétellel. Ez a kivétel G. Mendel figyelemre méltó munkája volt (cm. MENDEL Gregor Johann), akik a borsófajták hibridizációjával kapcsolatos kísérletekben megállapították a tulajdonságok öröklődésének legfontosabb törvényeit, amelyek később a genetika alapját képezték. G. Mendel munkásságát azonban [amelyről 1865-ben számolt be a Természettudósok Társaságának Brunn-i (Brno) ülésén, és a következő évben e társaság folyóiratában jelent meg] kortársai nem értékelték, és feledésbe merült. 35 éven keresztül nem befolyásolta az öröklődésről és változékonyságról alkotott elképzeléseket. J. B. Lamarck evolúciós elméleteinek megjelenése (cm. LAMARC Jean Baptiste), majd Charles Darwin, a 19. század második felében fokozta az érdeklődést a változékonyság és az öröklődés problémái iránt, hiszen az evolúció csak az élőlényekben bekövetkező változások és azok utódokban való megőrzése alapján lehetséges. Ez arra késztette a korabeli prominens biológusokat, hogy több hipotézist terjesztettek elő az öröklődés mechanizmusával kapcsolatban, amelyek sokkal részletesebbek a korábban javasoltaknál. Bár ezek a hipotézisek nagyrészt spekulatívak voltak, és később kísérleti tanulmányok cáfolták őket, három közülük a tévesekkel együtt megerősített rendelkezéseket is tartalmazott. Az első Charles Darwiné volt, aki „a pangenezis ideiglenes hipotézisének” nevezte (lásd Pangenesis (cm. PANGENESIS)). Ez a hipotézis helyesen feltételezte, hogy a csírasejtek speciális részecskéket tartalmaznak, amelyek meghatározzák az utódok jellemzőinek fejlődését. A második hipotézis, amelyet K. Naegeli német botanikus terjesztett elő, azt a helyes elképzelést tartalmazza, hogy a test minden sejtje tartalmaz egy speciális anyagot („ideoplazmát”), amely meghatározza a szervezet örökletes tulajdonságait. A legrészletesebb a harmadik hipotézis volt, amelyet A. Weissmann német zoológus javasolt (cm. WEISMAN augusztus). Azt is hitte, hogy a csírasejtek egy speciális anyagot tartalmaznak - az öröklődés hordozóját ("csíraplazmát"). A sejtosztódás mechanizmusára vonatkozó információk alapján Weisman kromoszómákkal azonosította ezt az anyagot. Helyes volt az a feltételezés, hogy a kromoszómák vezető szerepet töltenek be az örökletes tulajdonságok átvitelében, és Weismant joggal tekintik az öröklődés kromoszómaelméletének előfutára. (cm. AZ ÖRÖKSÉG KROMOSZOMÁLIS ELMÉLETE). Igazak voltak az átkelések, mint a változékonyság okának nagy jelentőségű állításai, valamint a szerzett tulajdonságok öröklődésének tagadása is.
A genetika születési dátuma 1900, amikor három botanikus - G. de Vries (cm. DE FRIES Hugo)(Hollandia), K. Correns (cm. CORRENS Karl Erich)(Németország) és E. Cermak (cm. CHERMAK-SEISENEGG)(Ausztria), aki növényhibridizációs kísérleteket végzett, önállóan bukkant G. Mendel elfeledett munkájára. Megdöbbentette őket, hogy eredményei hasonlóak az övékkel, értékelték következtetéseinek mélységét, pontosságát és jelentőségét, és közzétették adataikat, ami azt mutatta, hogy azok teljes mértékben megerősítették Mendel következtetéseit. A genetika továbbfejlődése számos szakaszhoz kötődik, amelyek mindegyikét az akkori kutatási terület jellemezte. A szakaszok közötti határok nagyrészt önkényesek - a szakaszok szorosan kapcsolódnak egymáshoz, és az egyik szakaszból a másikba való átmenet lehetővé vált az előző felfedezéseknek köszönhetően. Az egyes szakaszokra legjellemzőbb új irányok kidolgozásával párhuzamosan folytatódott azoknak a problémáknak a vizsgálata, amelyek korábban főként, majd valamilyen szinten háttérbe szorultak. Ezzel a figyelmeztetéssel a genetika története hat fő szakaszra osztható.
Az első szakasz (1900-tól körülbelül 1912-ig), az úgynevezett mendelizmus (cm. MENDELIZMUS), a Mendel által felfedezett öröklődési törvények jóváhagyásának időszaka a különböző országokban magasabbrendű növényeken és állatokon (laboratóriumi rágcsálók, csirkék, lepkék stb.) végzett hibridológiai kísérletek alapján, amelyek eredményeként világossá vált, hogy ezek a törvények egyetemesek. A „genetika” nevet 1906-ban W. Bateson angol tudós adta a fejlődő tudománynak, és hamarosan olyan fontos genetikai fogalmak is megjelentek, mint a gén. (cm. GÉN (örökletes tényező), genotípus (cm. GENOTÍPUS), fenotípus (cm. FENOTÍPUS), amelyeket 1909-ben V. Johansen dán genetikus javasolt (cm. JOHANSEN Wilhelm Ludwig). A genetika történetének e kezdeti szakaszára vonatkozó legjellemzőbb munkák mellett, amelyek megerősítették a Mendel-törvények különböző objektumokra vonatkozó érvényességét, ugyanezekben az években néhány új kutatási terület is felmerült, amelyeket a későbbi időszakokban fejlesztettek ki. Először is, ez a kromoszómákról, a mitózisról és a meiózisról szóló információk szintézise genetikai adatokkal. T. Boveri (Németország) és W. Setton (USA) már 1902-ben felhívta a figyelmet a kromoszómák divergenciájának és rekombinációjának teljes párhuzamosságára a meiózis és a megtermékenyítés során az örökletes karakterek felosztásával és rekombinációjával a Mendel törvényei szerint, ami ezt szolgálta. mint az öröklődés kromoszómális elméletének megjelenésének fontos előfeltétele.
Másodszor, kiderült, hogy bár az addig vizsgált élőlények legkülönbözőbb örökletes jellemzőinek többsége nemzedékről nemzedékre adódott, teljes összhangban Mendel törvényeivel, voltak kivételek. Így W. Batson és R. Punnett angol genetikusok 1906-ban édesborsóval végzett kísérleteik során felfedezték egyes tulajdonságok összekapcsolt öröklődésének jelenségét, egy másik angol genetikus, L. Doncaster pedig ugyanebben az évben az egresmolyval végzett kísérletekben, nemi eredetű öröklődést fedeztek fel. Mindkét esetben a tulajdonságok öröklődése eltérően ment végbe, mint ahogy azt Mendel törvényei előre jelezték. A mendeli öröklődéstől való mindkét típusú eltérés példáinak száma gyorsan növekedni kezdett, de csak a genetika történetének következő szakaszában vált világossá, hogy ezekben az esetekben nincs alapvető ellentmondás a mendelizmussal, és ez a látszólagos ellentmondás megmagyarázható. az öröklődés kromoszómaelmélete keretein belül. Harmadszor, megkezdődött a hirtelen és tartósan öröklődő változások – mutációk – vizsgálata. E tekintetben különösen nagy eredményeket ért el G. de Vries (1901, 1903), Oroszországban pedig S. N. Korzhinsky (1892). A genetika fejlődésének első szakaszában megjelentek az első próbálkozások is, hogy az evolúciós tanítás problémáit annak adatai tükrében vizsgálják. Három ilyen kísérlet, W. Bateson (Anglia), G. de Vries és J. Lotsi (Hollandia), tükrözte a szerzők azon vágyát, hogy a genetika alapjait felhasználják a darwinizmus tantételeinek felülvizsgálatára. E kísérletek következetlenségére már számos kritikai cikkben rámutatott K. A. Timirjazev, aki az elsők között jegyezte meg, hogy a mendelizmus nemcsak hogy nem mond ellent a darwinizmusnak, hanem éppen ellenkezőleg, megerősíti azt, eltávolítva néhány fontos kifogást. Darwin elméletével szemben.
A genetika második fejlődési szakaszának (kb. 1912-1925) megkülönböztető jegye az öröklődés kromoszómális elméletének megalkotása és jóváhagyása volt. Ebben a vezető szerepet T. Morgan amerikai genetikus és tanítványai (A. Sturtevant, K. Bridges és G. Meller) kísérleti munkái játszották, amelyeket 1909 és 1919 között Drosophilán végeztek. Ezek a munkák, amelyeket később más laboratóriumokban és más organizmusokon is megerősítettek, kimutatták, hogy a gének a sejtmag kromoszómáiban rejlenek, és hogy az örökletes tulajdonságok átvitele, beleértve azokat is, amelyek öröklődése első pillantásra nem illeszkedik Mendel törvényeibe, meghatározott. a kromoszómák viselkedése a csírasejtek érése és a megtermékenyítés során. Ez a következtetés két független módszerrel - hibridológiai és citológiai - végzett vizsgálatokból következett, amelyek kölcsönösen megerősítő eredményeket adtak. A Morgan iskola genetikai munkája megmutatta a kromoszómatérképek készítésének lehetőségét, amelyek jelzik a különböző gének pontos elhelyezkedését (lásd: Genetikai térképek (cm. A KROMOSZÓMÁK GENETIKAI TÉRKÉPE)). Az öröklődés kromoszómális elmélete alapján tisztázták és igazolták az ivarmeghatározás kromoszómális mechanizmusát. Ebben nagy érdemei voltak Morgan mellett E. Wilson amerikai citológusnak. Ezzel egy időben megkezdődtek a nemi genetikával kapcsolatos egyéb munkák is, amelyek között kiemelt jelentőséggel bírtak R. Goldschmidt német genetikus tanulmányai. Az öröklődés kromoszómális elmélete volt a genetika fejlődésének ezen szakaszának legnagyobb eredménye, és nagymértékben meghatározta a további genetikai kutatások útját.
Ha a mendelizmus kialakulásának első éveiben elterjedt az a leegyszerűsített elképzelés, hogy egy szervezet minden örökletes tulajdonságát egy speciális gén határozza meg, akkor a vizsgált időszakban világossá vált, hogy minden ilyen tulajdonságot a pluralitás kölcsönhatása határoz meg. gének (episztázis (cm. EPISZÁZ), polimer (cm. POLIMERIZMUS) stb.), és minden gén valamilyen mértékben más-más tulajdonságot befolyásol (pleiotrópia (cm. PLEIOTROPIA)). Ezenkívül kiderült, hogy egy gén azon képessége, hogy egy organizmus fenotípusában megnyilvánuljon (penetrancia (cm. PENETRANCE)) és a fenotípusra gyakorolt ​​hatásának mértéke (kifejezőképesség (cm. KIFEJEZŐSÉG)) néha nagymértékben függhet a környezeti hatásoktól vagy más gének működésétől. A gének penetranciájával és expresszivitásával kapcsolatos elképzeléseket először 1925-ben N. V. Timofejev-Reszovszkij fogalmazta meg. (cm. TIMOFEEV-RESOVSZKIJ Nyikolaj Vlagyimirovics) Drosophilával végzett kísérleteinek eredményei alapján.
Ugyanebben az időszakban a genetika egyes területei rohamosan fejlődtek, amelyek fontosak a szelekció, a vetőmagtermesztés és a nemesítés genetikai alapjainak kialakítása szempontjából: a mennyiségi tulajdonságok öröklődési mintáinak vizsgálata (G. Nilsson-Ehle svéd genetikus tanulmányai). különösen fontosak), a heterózis természetének tisztázása (cm. HETERÓZIS)(E. East és D. Jones amerikai genetikusok munkái), termesztett növények összehasonlító genetikájának tanulmányai (N. I. Vavilov kiemelkedő munkái, amelyek az örökletes variabilitás homológ sorozatai törvényének alapját képezték), a gyümölcsnövények interspecifikus hibridizációjáról ( I. V. Michurin a Szovjetunióban, L. Burbank az USA-ban) a kultúrnövények és háziállatok magángenetikájával foglalkozik.
A vizsgált időszak magában foglalja a genetika kialakulását is a Szovjetunióban, és az 1920-as években kezdődött, amikor három genetikai iskola alakult ki, élükön N.K. Filipchenko és N.I.
A következő szakasz (körülbelül 1925-1940) a mesterséges mutagenezis felfedezéséhez kapcsolódik. 1925 előtt meglehetősen elterjedt volt az a vélemény, amely Weismann kijelentésére és különösen de Vries nézeteire nyúlik vissza, miszerint a mutációk spontán módon jönnek létre a szervezetben, bizonyos tisztán belső okok hatására, és nem függenek külső hatásoktól. Ezt a téves elképzelést 1925-ben megcáfolta G. A. Nadson és G. S. Filippov mutációk mesterséges előidézésével foglalkozó munkája, majd G. Meller (1927) kísérletei a röntgensugárzás Drosophilára gyakorolt ​​hatásáról igazolták. G. Meller munkája számos, különböző tárgyakon végzett mutagenezis-tanulmányt ösztönzött, amelyek kimutatták, hogy az ionizáló sugárzás univerzális mutagén. Ennek köszönhetően megkezdődött a sugárzás mutagén hatásának mintázatainak vizsgálata; Különösen értékesek voltak N. V. Timofejev-Resovszkij és M. Delbrück tanulmányai, akik felfedezték az indukált mutációk gyakoriságának közvetlen függését a sugárdózistól, és 1935-ben azt javasolták, hogy ezeket a mutációkat egy kvantum vagy ionizáló részecske közvetlen bejutása okozza. a gén (célpont elmélet). Később kiderült, hogy az ultraibolya sugarak és a vegyszerek mutagén hatásúak. Az első kémiai mutagéneket az 1930-as években fedezte fel a Szovjetunióban V. V., M. E. Lobasev és S. M. I. A. Rappoport a Szovjetunióban és S. Auerbach és J. Robson Nagy-Britanniában végzett kutatásainak köszönhetően 1946-ban felfedezték az etilénimin és a nitrogénmustár szupermutagént.
Az ezen a területen végzett kutatások gyors előrehaladáshoz vezettek a mutációs folyamatok mintázatainak megértésében, és a gén finom szerkezetével kapcsolatos egyes kérdések tisztázásához. Az 1920-as évek végén - az 1930-as évek elején A. S. Serebrovsky és tanítványai megszerezték az első adatokat, amelyek a gén összetett szerkezetére utalnak olyan részekből, amelyek külön-külön vagy együtt is mutálódhatnak. A mutációk előidézésének lehetősége új távlatokat nyitott a genetikai vívmányok gyakorlati felhasználása előtt. Különböző országokban megkezdődtek a sugárzási mutagenezis alkalmazásának kiindulási anyagai a kultúrnövények új formáinak létrehozásához. A Szovjetunióban az ilyen „sugárzás-kiválasztás” kezdeményezője A. A. Sapegin és L. N. Delone volt.
A genetika fejlődésének ugyanazon szakaszában kialakult egy irány, amely a genetikai folyamatok evolúciós szerepét vizsgálta. Ebben a tudományágban az alapvető jelentőségűek R. Fisher és J. Haldane angol genetikusok, S. Wright amerikai genetikus elméleti munkái, valamint S. S. Chetverikov és munkatársai kísérleti tanulmányai, akik először vizsgálták a természetes genetikai szerkezetét. populációk több Drosophila fajon. Ellentétben néhány korai mendelivel, akik szembehelyezkedtek a darwinizmussal, ezek a tudósok a genetika által azóta felhalmozott nagy mennyiségű tényanyagra támaszkodva meggyőzően kimutatták, hogy a genetikai adatok megerősítik és konkretizálják a darwinizmus számos alapelvét, hozzájárulnak a darwinizmus viszonylagos jelentőségének tisztázásához. A természetes szelekció evolúciója, a változatosság különböző típusai, az izoláció stb. N. I. Vavilov és tanítványai folytatták az összehasonlító genetika és a termesztett növények evolúciójának sikeres tanulmányozását. Különösen feltűnő volt tehetséges munkatársa, G. D. Karpechenko munkája, aki az intergenerikus hibridizáció alapján termékeny retek-káposzta hibridet kapott. Kísérletileg bizonyította a sterilitás leküzdésének lehetőségét távoli hibridekben, és reprodukálta az egyik módszert az új fajok kialakítására a növényekben.
Ebben az időszakban virágzott a genetika a Szovjetunióban. A fent említett kiemelkedő munkák mellett a genetika különböző területein is fontos eredmények születtek, amelyeket a genetikusok világszerte elismernek. Köztük B. L. Astaurov munkái, aki az általa kifejlesztett genetikai módszerekkel végzett selyemhernyókon végzett kísérletekben először bizonyította, hogy képes szabályozni egy bizonyos nemű egyedek gyakoriságát az utódokban, M. M. Zavadovsky a szexuális jellemzők fejlődéséről. gerinceseknél G. A. Levitsky a kariotípusok osztályozásáról és változékonyságáról, valamint evolúciójukról. Ebben az időszakban széles körben ismertek voltak A. A. Sapegin, K. K. Meister, A. R. Zhebrak tanulmányai a magángenetikáról és a növénynemesítés genetikai alapjairól, A. S. Serebrovsky, S. G. Davydov, D. A. Kislovsky munkái a magángenetikáról és a háziállat-tenyésztés genetikai alapjairól. N. K. Kolcov (cm. KOLTSOV Nyikolaj Konsztantyinovics) 1927-ben terjesztette elő azt az elképzelést, hogy a géneket tartalmazó kromoszóma egyetlen óriási szerves molekulát képvisel, és ennek az örökletes molekulának a szaporodását egy mátrix végzi. Később mindkettő megerősítést nyert, amikor a genetikai folyamatokat molekuláris szinten kezdték vizsgálni (bár kiderült, hogy a genetikai anyag nem fehérje, ahogy Kolcov hitte, hanem DNS).
Az 1920-as évek végén a Szovjetunióban élénk vita bontakozott ki arról, hogy vajon a módosulások (akkor „szerzett jellemzőknek” nevezték őket), azaz fenotípusos változások-e, amelyeket egy szervezet testében külső körülmények (táplálék, hőmérséklet, stb.) hatások okoznak. páratartalom, világítás) örökölhető stb.) és a szervek gyakorlása vagy nem gyakorlása. A módosítások öröklődésének lehetőségét abban az időben számos kísérleti adat alapján szinte teljesen elvetették a külföldi genetikában, de a Szovjetunióban egyes biológusok, különösen E. S. Smirnov, E. M. Vermel és A. M. Kuzin osztották ezt a lehetőséget. . M. B. Mitin, P. F. Judin és mások moszkvai filozófusok támogatták őket, akik azzal érveltek, hogy ez a neolamarcki felfogás állítólag megfelel a dialektikus materializmus filozófiájának. Ez a vita több évig tartott, bár a módosulások öröklődési elméletének tévedését a baglyok meggyőzően bizonyították. a genetikusok N.K., Filipchenko, A. S. Chetverikov és a zoológusok A. S. Shmalgauzen. Utóbbiak később fontos megfontolásokat fogalmaztak meg, hogy a módosulások terjedelme és jellege, bár nem öröklődnek, nemcsak a külső hatásoktól függ, hanem a szervezet genotípusa által meghatározott „reakciónormájától” is. A megszerzett tulajdonságok öröklésének téves elképzelését később T. D. Lysenko tudományellenes nézeteiben újjáélesztették.
A genetika történetének negyedik szakaszának (körülbelül 1940-1955) legjellemzőbb vonása a fiziológiai és biokémiai tulajdonságok genetikájával kapcsolatos munka gyors fejlődése volt, az új genetikai tárgyak genetikai kísérleteinek körébe való bevonása miatt. mikroorganizmusok és vírusok. Az a lehetőség, hogy ezekből az objektumokból rövid időn belül nagyszámú utód nyerhető, jelentősen megnövelte a genetikai elemzés felbontását, és lehetővé tette a genetikai jelenségek számos korábban elérhetetlen aspektusának tanulmányozását.
A különböző szervezetekben, köztük a Drosophilában és különösen a Neurospora penészben az örökletes tulajdonságok kialakulásának hátterében álló biokémiai folyamatok tanulmányozása rávilágított a gének működésére, és különösen arra, hogy a génmutációk hogyan hatnak a szervezetben szintetizált enzimekre. Ez vezetett az 1940-es években J. Beadle és E. Tatem amerikai genetikusok által megfogalmazott általánosításhoz, amely szerint minden gén egy enzim szintézisét határozza meg (az „egy gén – egy enzim” képletet később „egy gén – egy” képletre finomították. fehérje” vagy akár „egy gén – egy polipeptid”).
A 30-as évek végén és a 40-es évek elején M. Green és E. Lewis amerikai genetikusok Drosophilán végzett kísérletei során egyértelműen bebizonyították a gén összetett szerkezetét és fragmentációját, azaz A. S. Serebrovsky hasonló adatait megerősítették és elmélyítették. (cm. SZEREBROVSZKIJ Alekszandr Szergejevics).
1944-ben O. Avery amerikai genetikus és munkatársai a baktériumokban végbemenő genetikai átalakulás természetének tisztázására irányuló munkájuk során kimutatták, hogy a kromoszómák dezoxiribonukleinsavja (DNS) az örökletes potenciálok (genetikai információ) hordozójaként szolgál. szervezet. Ez a felfedezés erőteljes lendületet adott a nukleinsavak finom kémiai szerkezetének, bioszintetikus útjainak és biológiai funkcióinak tanulmányozásának, és ez volt a kiindulópont, ahonnan a molekuláris genetika és az egész molekuláris biológia fejlődése elkezdődött. A negyedik periódus végének legfontosabb vívmánya annak megállapítása, hogy a vírusok fertőző eleme a nukleinsavuk (DNS vagy RNS), valamint a transzdukció felfedezése 1952-ben J. Lederberg és M amerikai genetikusok által. Zinder (cm. TRANSDUTION), azaz a gazdagének vírusok általi átvitele, valamint a DNS-molekulák szerkezetének (az úgynevezett kettős hélix) feltárása F. Crick angol fizikus és J. Watson amerikai genetikus 1953-ban. kiemelkedő szerepe van a genetika és az egész biológia egész későbbi fejlődésében.
A biokémiai genetika fejlődésének köszönhetően nagy előrelépés történt az örökletes betegségek genetikai és citológiai vizsgálatában (cm.ÖRÖKLETES BETEGSÉGEK) személy. Ennek eredményeként egy új irány alakult ki - az orvosi genetika.
Továbbfejlesztették a természetes populációk genetikájával kapcsolatos munkát. Ezeket a Szovjetunióban különösen intenzíven N. P. Dubinin és munkatársai, valamint S. M. Gershenzon és munkatársai, az USA-ban pedig F. G. Dobrzhansky végezte. Ezek a tanulmányok bemutatják a különböző típusú mutációk szerepét az evolúcióban, a természetes szelekció, az izoláció és a genetikai sodródás hatását a természetes populációk genetikai szerkezetére. Számos erős kémiai mutagén felfedezése lendületet adott a kémiai mutagenezis gyors előrehaladásának. Ugyanezekben az években jelentek meg a kultúrnövények első nagy termőképességű fajtái, amelyeket a sugárzás által mesterségesen előidézett mutációk alapján hoztak létre, és megkezdődött a kémiai mutagének ugyanezen célú alkalmazása; A heterózis alkalmazásának módszereit bevezették a gyakorlatba, különösen a kukoricánál és a selyemhernyóknál.
Az 1940-es évekig a Szovjetunióban a genetikai kutatás általában sikeresen fejlődött, és a világ egyik vezető helyét foglalta el. A Szovjetunióban való letelepedéssel. T. D. Liszenko és társai abszolút dominanciájának biológiája, amelynek gyors fejlődése az 1930-as évek közepén kezdődött, és 1948-ban érte el csúcspontját, a genetika a Szovjetunióban gyakorlatilag megsemmisült.
A genetika történetének ötödik szakaszát (körülbelül az 1950-es évek közepétől az 1970-es évek elejéig) a genetikai jelenségek főként molekuláris szintű vizsgálata jellemzi, amely a genetikába való gyors bevezetésnek köszönhetően vált lehetővé, csakúgy, mint más területeken. biológia, új kémiai, fizikai és matematikai módszerek.
Azt találták, hogy a gének óriási polimer DNS-molekulák metszetei, és különböznek az alkotó nukleotidpárok számában és váltakozási sorrendjében. Genetikusok, fizikusok és vegyészek közös erőfeszítésével kiderült, hogy a szülőktől az utódokhoz továbbított örökletes információkat a gének nukleotidpárjainak szekvenciája kódolja. Enzimek segítségével átíródik (transzkripció) az egyszálú mátrix (hírvivő) RNS-molekulák nukleotid szekvenciájába, amelyek meghatározzák a szintetizált fehérjék aminosavsorrendjét (transzláció), amelyek meghatározzák a szervezet alapvető tulajdonságait (in RNS-tartalmú vírusok, a genetikai információ RNS-ük nukleotidszekvenciájában van kódolva). A genetikai kód megfejtésében (cm. GENETIKAI KÓD), amelyről kiderült, hogy minden élőlény számára univerzális, a fő érdemek F. Crick, S. Brenner (Nagy-Britannia), S. Ochoa és M. Nirenberg (USA).
Ugyanezekben az években számos enzim (restrikciós enzim) felfedezésének köszönhetően, amelyek bizonyos pontokon kis darabokra vágják a DNS-szálat, megtanultak géneket izolálni a kromoszómák DNS-éből. 1969-ben az USA-ban H. G. Korana és munkatársai elvégezték a gén kémiai szintézisét.
1961-ben F. Jacob és J. Monod francia genetikusok szabályozó mechanizmusokat fedeztek fel az Escherichia coliban egyes fehérjeszintézis gének működésének be- és kikapcsolására, és ezen adatok alapján kidolgozták az operon fogalmát. (cm. OPERON), amit később más szervezetekben is megerősítettek.
A mutációk molekuláris mechanizmusainak tisztázása eredményeként nagy előrelépés történt az új, erős kémiai mutagének („szupermutagének”) hatásának felkutatásában, tanulmányozásában és szelektív gyakorlati felhasználásában. A munka számos területen is jelentősen előrehaladt. a genetika egyéb területei - az emberi genom fizikai és kémiai környezeti mutagének hatásaival szembeni védelmét szolgáló módszerek kidolgozásában, az organizmusok egyedfejlődését szabályozó molekuláris genetikai mechanizmusok feltárásában, a korábban kevéssé vizsgált jelenségek vizsgálatában. plasztidokon, mitokondriumokon és plazmidokon keresztül megvalósuló extranukleáris öröklődés. Ennek az időszaknak a vége felé a Szovjetunióban (1965 óta) a genetikai kutatások széles körben újjáéledtek.
A genetika történetének jelenlegi, az 1970-es évek elején kezdődő szakaszában, szinte minden korábban kialakult terület fejlődésével együtt, a molekuláris genetika különösen intenzíven fejlődött, ami alapvető felfedezésekhez, ennek következtében a megjelenéshez és sikerességhez vezetett. az alkalmazott genetika alapvetően új formáinak kidolgozása.
Így az 1960-as években a Szovjetunióban S. M. Gershenzon és munkatársai, akik az egyik rovarvírus szaporodását tanulmányozták, új adatokhoz jutottak amellett, hogy a genetikai információ átvihető az RNS-ből a DNS-be (fordított transzkripció). és nemcsak a DNS-ből az RNS-be, amelyet korábban az egyetlen transzkripciós útvonalnak tartottak. 1970-ben G. Temin és D. Baltimore amerikai genetikusok néhány RNS-t tartalmazó állati daganatvírussal végzett kísérleteik során bebizonyították a reverz transzkripció létezését, azonosították annak molekuláris mechanizmusát és izolálták az azt végrehajtó enzimet - a reverz transzkriptázt (revertáz). (cm. REVERTASE)), amelyet a vírusgén kódol. A reverz transzkripció felfedezése lehetővé tette számos fiziológiailag aktív gén mesterséges szintetizálását a hírvivő RNS alapján és génbankok létrehozását (cm. GÉNBANK), mesterségesen szintetizált és természetes. Ezeknek a géneknek a többségét már szekvenálták, vagyis meghatározták a bennük lévő nukleotidpárok sorrendjét. A szekvenálásból nyert adatok a legtöbb eukarióta gén intron-exon szerkezetének felfedezéséhez vezettek.
Annak megállapítása, hogy az RNS-tartalmú onkogén vírusok reprodukciója reverz transzkripció segítségével történik (az ilyen vírusokat retrovírusoknak nevezték el (cm. RETROVÍRUSOK)), fontos szerepet játszott az onkogenezis modern molekuláris genetikai koncepciójának megalkotásában (cm. ONKOGENEZIS)- rosszindulatú daganatok előfordulása. Középen a daganatok előfordulásának virogenetikai jellege került előtérbe. 1940-es években L. A. Zilber szovjet virológus, aki DNS-tartalmú onkogén vírussal dolgozott. Felismerését azonban ezekben az években hátráltatta, hogy nem tudta megmagyarázni, hogyan okoznak rosszindulatú daganatokat az RNS-vírusok. A reverz transzkripció felfedezése után világossá vált, hogy a virogenetikai elmélet a retrovírusokra ugyanolyan mértékben alkalmazható, mint a DNS-tartalmú onkogén vírusokra. Ezt követően kezdett kialakulni a rosszindulatú növekedés virusogenetikai elmélete. arr. az onkogén hipotézis alapján (cm. OKOGÉNEK), amelyet először R. Huebner és J. Todaro amerikai tudósok terjesztettek elő, majd számos kísérleti tanulmány is megerősítette.
A mobil genetikai elemek felfedezése és tanulmányozása a genetika fejlődése szempontjából is alapvető fontosságú volt (cm. MOBIL GENETIKAI ELEMEK), először B. McClintock jósolta meg (cm. McCLINTOCK Barbara) még az 1940-es évek végén kukoricán végzett genetikai kísérletek alapján. Ezeket az adatokat nem értékelték kellőképpen mindaddig, amíg az 1960-as évek végén a baktériumok genetikájával kapcsolatos kiterjedt munka a mobil genetikai elemek két osztályának felfedezéséhez vezetett. Egy évtizeddel később D. Hogness és munkatársai (USA), valamint tőlük függetlenül G. P. Georgiev és munkatársai (USSR) mobil genetikai elemeket, úgynevezett mobil szétszórt géneket (MDG) azonosítottak Drosophilában. Hamar kiderült, hogy más eukariótáknak is vannak mozgékony genetikai elemei.
Egyes mobil genetikai elemek képesek megragadni a közeli géneket és átvinni azokat a genom más helyeire. A Drosophila mobil P elemének ezt a képességét G. Rubin és A. Spradling amerikai genetikusok használták ki olyan technikák kidolgozására, amelyek segítségével restrikciós enzimekkel izolált bármely gént vagy annak egy részét a kromoszómák szokatlan helyére lehet vinni. Ezt a módszert széles körben alkalmazzák a szabályozó gének szerkezeti gének működésében betöltött szerepének vizsgálatára, mozaikgének konstruálására stb.
A molekuláris genetikai megközelítés elmélyítette az antitestek (immunglobulinok) szintézisének mechanizmusát. (cm. IMMUNOGLOBULINOK)). Az immunglobulin molekulák konstans és variábilis láncait kódoló szerkezeti gének, valamint az ezen strukturális gének összehangolt működését biztosító szabályozó gének azonosítása lehetővé tette annak magyarázatát, hogyan lehetséges korlátozott készlet alapján hatalmas számú különböző immunglobulin szintetizálása. megfelelő gének.
Már a genetika fejlődésének kezdeti szakaszában kialakult egy elképzelés a variabilitás két fő típusáról: az örökletes, vagy genotípusos variabilitásról, amelyet gén- és kromoszómális mutációk és génrekombináció okoz, valamint nem öröklődő, vagy módosulás, amelyet a variabilitás okoz. különböző környezeti tényezők hatása a fejlődő szervezet jellemzőire. Ennek megfelelően szokás volt egy organizmus fenotípusát a genotípus és a környezeti tényezők kölcsönhatásának eredményeként tekinteni. Ez a koncepció azonban jelentős kiegészítést igényelt. B.L. Astaurov még 1928-ban a Drosophila egyes mutáns tulajdonságainak variabilitásának vizsgálata alapján kifejtette, hogy a változékonyság egyik oka bizonyos tulajdonságok (szervek) fejlődésében bekövetkező véletlenszerű eltérések lehetnek. Az 1980-as években ez az elképzelés további megerősítést kapott. G. Stent (USA) és V. A. Strunnikov (Szovjetunió) különböző állatokon (fonálférgek, piócák, Drosophila, selyemhernyó) végzett kísérletei azt mutatták, hogy a szerkezeti és fiziológiai jellemzők kifejezett változatossága még a genetikailag azonos (izogén) egyedeknél is megfigyelhető. ideálisan homogén környezeti feltételek. Ez a változékonyság nyilvánvalóan a különféle intracelluláris és intercelluláris ontogenetikai folyamatok során bekövetkező véletlenszerű eltéréseknek köszönhető, vagyis az „ontogenetikai zajnak” nevezhető. Ebben a tekintetben V. A. Strunnikov kidolgozta a „végrehajtási variabilitás” ötletét, amely részt vesz a fenotípus kialakulásában a genotípussal és a módosítással együtt (további részletekért lásd: Variability (cm. VÁLTOZÉKONYSÁG)).
A molekuláris genetika sikerei megteremtették az előfeltételeket a genetikai kutatások négy új, főként alkalmazott jellegű területének megjelenéséhez, amelyek fő célja egy szervezet genomjának a kívánt irányba történő megváltoztatása. Ezek közül a területek közül a leggyorsabban fejlődő a géntechnológia volt. (cm. GÉNMANIPULÁCIÓ)és a szomatikus sejtek genetikája A géntechnológiát genetikai (egyedi gének mesterséges átvitele) és kromoszómális (kromoszómák és fragmentumaik mesterséges átvitele) részekre osztják. A géntechnológiai módszereket, amelyek kifejlesztése 1972-ben az USA-ban, P. Berg laboratóriumában kezdődött, széles körben alkalmazzák a gyógyászatban használt kiváló minőségű biológiai termékek (humán inzulin, interferon, hepatitis B elleni vakcinák, pl. az AIDS diagnózisa stb.). Segítségükkel különféle transzgenikus állatokat sikerült szerezni (cm. TRANSZGÉNIKUS ÁLLATOK). Hüvelyes gén által kódolt tároló fehérjével dúsított burgonya és napraforgó növények, kukorica gén által kódolt fehérjével dúsított napraforgó növények kerültek elő. Nagyon ígéretes az a munka, amelyet a világ számos laboratóriumában végeznek a talajbaktériumokból a mezőgazdasági növényekbe nitrogénkötő gének átvitelével kapcsolatban. Az örökletes betegségeket úgy próbálják gyógyítani, hogy „egészséges” gént juttatnak be a páciens szervezetébe, amely a betegséget okozó mutánst helyettesíti. A rekombináns DNS-technológia fejlődése, amely lehetővé tette számos gén izolálását más élőlényektől, valamint az expressziójuk szabályozásával kapcsolatos ismeretek bővülése, reményt ad e korábban fantasztikusnak tűnő ötlet megvalósításában.
A kromoszóma-manipuláció módszere lehetővé teszi egy szomatikus sejt diploid magjának átültetését egy emlős tojásba, a mag eltávolításával, és egy ilyen petesejt bejuttatását a beültetésre hormonálisan előkészített nőstény méhébe. Ebben az esetben egy leszármazott születik, amely genetikailag azonos azzal az egyeddel, akitől a szomatikus sejtet vették. Ebből az egyedből korlátlan számú ilyen leszármazott nyerhető, azaz genetikailag klónozható (lásd Állatok klónozása (cm.ÁLLATOK KLÓNOZÁSA)).
A növények, állatok és emberek szomatikus sejtjein végzett kutatások gyakorlati jelentőséggel bírnak. A gyógyászati ​​alkaloidokat (illatos rue, rauwolfia) termelő növényi sejtek szelekciójával, mutagenezissel kombinálva, ezeknek az alkaloidoknak a tartalma a sejttömegben 10-20-szorosára nő. A tápközegen lévő sejtek kiválasztásával, majd a sejtkalluszokból az egész növények regenerációjával számos kultúrnövényből olyan fajtákat fejlesztettek ki, amelyek ellenállnak a különböző gyomirtó szereknek és a talaj sótartalmának. Különböző fajok és növénynemzetségek szomatikus sejtjeinek hibridizációjával, amelyek szexuális hibridizációja lehetetlen vagy nagyon nehéz, majd a sejtkalluszból történő regenerációval különféle hibrid formákat hoztak létre (káposzta - fehérrépa, termesztett burgonya - vadon élő fajok stb.).
Az állati szomatikus sejtek genetikájának másik fontos vívmánya a hibridómák létrehozása (cm. HIBRIHÁZ), amely alapján monoklonális antitesteket nyernek, amelyek segítségével rendkívül specifikus vakcinákat állítanak elő, valamint a szükséges enzimet enzimkeverékből izolálják.
Két további molekuláris genetikai irány nagyon ígéretes a gyakorlatban: a helyspecifikus mutagenezis és az antiszensz RNS létrehozása. A helyspecifikus mutagenezis (restrikciós enzimekkel vagy annak komplementer DNS-ével izolált specifikus gén mutációinak indukálása, majd a mutáns gén genomba foglalása a nem mutáns allél helyettesítésére) tette először lehetővé a kívánt inkább indukálást. mint a véletlenszerű génmutációk, és már sikeresen alkalmazzák baktériumok és élesztőgombák célzott génmutációinak előállítására.
Az antiszensz RNS, amelynek lehetőségét először 1981-ben mutatta meg az USA-ban dolgozó D. Tomizawa japán immunológus, bizonyos fehérjék szintézis szintjének célzott szabályozására, valamint onkogének és vírusgenomok célzott gátlására használható. Az ezeken az új genetikai területeken végzett kutatások elsősorban az alkalmazott problémák megoldására irányultak. Ugyanakkor alapvetően hozzájárultak a genom szerveződéséről, a gének felépítéséről és funkcióiról, a nukleáris gének és a sejtszervecskék kapcsolatáról stb.
A genetika fő feladatai
A genetikai kutatás kétféle célt követ: az öröklődés és a variabilitás mintázatainak megértése, valamint e minták gyakorlati felhasználásának módjainak megtalálása. Mindkettő szorosan összefügg: a gyakorlati problémák megoldása alapvető genetikai problémák tanulmányozásából levont következtetéseken alapul, és egyben az elméleti fogalmak bővítéséhez, elmélyítéséhez fontos tényadatokat szolgáltat.
Nemzedékről nemzedékre információ továbbításra kerül (bár néha kissé torz formában) mindazon változatos morfológiai, fiziológiai és biokémiai jellemzőkről, amelyeket a leszármazottakban meg kell valósítani. A genetikai folyamatok ilyen kibernetikus jellege alapján célszerű négy fő genetika által vizsgált elméleti problémát megfogalmazni:
Először is a genetikai információ tárolásának problémája van. Megvizsgálják, hogy a sejt genetikai információi milyen anyagi struktúrákban találhatók, és hogyan kódolódnak ott (lásd: Genetikai kód (cm. GENETIKAI KÓD)).
Másodszor, ott van a genetikai információ átvitelének problémája. Tanulmányozzák a genetikai információ sejtről sejtre és nemzedékről generációra történő átvitelének mechanizmusait és mintáit.
Harmadszor, a genetikai információ megvalósításának problémája. Azt vizsgálják, hogy a genetikai információ hogyan testesül meg egy fejlődő szervezet sajátos jellemzőiben, kölcsönhatásba lépve olyan környezeti hatásokkal, amelyek bizonyos mértékben megváltoztatják ezeket a jellemzőket, néha jelentősen.
Negyedszer, a genetikai információ megváltoztatásának problémája. Tanulmányozzuk ezen változások típusait, okait és mechanizmusait.
Az öröklődés és a variabilitás alapvető problémáinak vizsgálatából levont következtetések alapul szolgálnak a genetika előtt álló alkalmazott problémák megoldásához.
A genetika eredményeit a leszármazottak genotípusos szerkezetét (szegregációját) legjobban befolyásoló keresztezések kiválasztására, a leghatékonyabb szelekciós módszerek kiválasztására, az örökletes tulajdonságok kialakulásának szabályozására, a mutációs folyamatok szabályozására, a genom genomjának célzott megváltoztatására használják. géntechnológiát és helyspecifikus mutagenezist alkalmazó organizmus. Annak ismerete, hogy a különböző szelekciós módszerek hogyan befolyásolják az eredeti populáció (fajta, fajta) genotípusos szerkezetét, lehetővé teszi azon szelekciós módszerek alkalmazását, amelyek a leggyorsabban megváltoztatják ezt a struktúrát a kívánt irányba. Az ontogenezis során a genetikai információ megvalósulásának módjainak és a környezet által ezekre a folyamatokra gyakorolt ​​hatásainak megértése segít kiválasztani azokat a feltételeket, amelyek hozzájárulnak az adott szervezetben az értékes tulajdonságok legteljesebb megnyilvánulásához és a nemkívánatos tulajdonságok „elnyomásához”. Ez fontos a háziállatok, a kultúrnövények és az ipari mikroorganizmusok termelékenységének növelése, valamint az orvostudomány szempontjából, mivel számos örökletes emberi betegség megnyilvánulásának megelőzését teszi lehetővé.
A fizikai és kémiai mutagének és hatásmechanizmusuk tanulmányozása lehetővé teszi számos örökletesen megváltozott forma mesterséges előállítását, ami hozzájárul a hasznos mikroorganizmusok továbbfejlesztett törzseinek és a termesztett növények fajtáinak létrehozásához. A mutációs folyamat törvényeinek ismerete szükséges ahhoz, hogy olyan intézkedéseket dolgozzanak ki, amelyek megvédik az emberek és állatok genomját a fizikai (főleg sugárzási) és kémiai mutagének okozta károsodásoktól.
Minden genetikai kutatás sikerét nemcsak az öröklődés és a változékonyság általános törvényeinek ismerete határozza meg, hanem a munkavégzés során alkalmazott élőlények sajátos genetikájának ismerete is. Bár a genetika alaptörvényei univerzálisak, a különböző szervezetekben is vannak jellemzőik, például a szaporodásbiológia és a genetikai apparátus szerkezetének eltérései miatt. Emellett gyakorlati okokból tudni kell, hogy egy adott szervezet jellemzőinek meghatározásában mely gének vesznek részt. Ezért az alkalmazott kutatások lényeges eleme egy szervezet sajátos jellemzőinek genetikájának vizsgálata.
A genetika fő ágai
A modern genetikát számos elméleti és gyakorlati terület képviseli. Az általános, vagy „klasszikus” genetika szekciói közül a főbbek: genetikai elemzés, az öröklődés kromoszómaelméletének alapjai, citogenetika, citoplazmatikus (extranukleáris) öröklődés, mutációk, módosítások. Molekuláris genetika, ontogenezis genetikája (fenogenetika), populációgenetika (populációk genetikai szerkezete, genetikai tényezők szerepe a mikroevolúcióban), evolúciós genetika (genetikai tényezők szerepe a fajképződésben és a makroevolúcióban), génsebészet, szomatikus sejtek genetikája, immunogenetika , magángenetika - a genetika intenzíven fejlődő baktériumok, vírusgenetika, állatgenetika, növénygenetika, humángenetika, orvosi genetika és még sokan mások. stb. A genetika legújabb ága - a genomika - a genomok kialakulásának és evolúciójának folyamatait vizsgálja.
A genetika hatása a biológia más ágaira
A genetika központi helyet foglal el a modern biológiában, az öröklődés és a változékonyság jelenségeit tanulmányozva, amelyek nagymértékben meghatározzák az élőlények összes fő tulajdonságát. A genetikai anyag és a genetikai kód egyetemessége minden élőlény egységének hátterében áll, az életformák sokfélesége pedig az élőlények egyéni és történeti fejlődése során történő megvalósításának sajátosságainak eredménye. A genetika eredményei szinte minden modern biológiai tudományág fontos elemei. A szintetikus evolúcióelmélet a darwinizmus és a genetika legszorosabb kombinációja. Ugyanez mondható el a modern biokémiáról is, amelynek főbb rendelkezései az élő anyag fő összetevőinek - fehérjéknek és nukleinsavak - szintézisének szabályozásáról a molekuláris genetika eredményein alapulnak. A citológia a kromoszómák, plasztidok és mitokondriumok szerkezetére, szaporodására és működésére összpontosít, vagyis azon elemekre, amelyekben a genetikai információ rögzítve van. Az állatok, növények és mikroorganizmusok taxonómiája egyre gyakrabban alkalmazza az enzimeket és más fehérjéket kódoló gének összehasonlítását, valamint a kromoszómák nukleotid szekvenciáinak közvetlen összehasonlítását a taxonok rokonsági fokának megállapítására és törzsfejlődésük tisztázására. A növények és állatok különféle élettani folyamatait genetikai modellek segítségével tanulmányozzák; különösen az agy és az idegrendszer fiziológiájának tanulmányozásakor speciális genetikai módszereket, a Drosophila és laboratóriumi emlősök vonalait alkalmazzák. A modern immunológia teljes mértékben az antitestszintézis mechanizmusának genetikai adatain alapul. A genetikai eredmények bizonyos fokig, gyakran nagyon jelentősek, a virológia, mikrobiológia és embriológia szerves részét képezik. Joggal mondhatjuk, hogy a modern genetika központi helyet foglal el a biológiai tudományágak között.

Genetika

Egy adott organizmus allélkészletét nevezzük ennek, a szervezet megfigyelt jellemzőjét vagy tulajdonságát pedig ennek. Amikor egy adott organizmust heterozigótanak mondanak egy génre nézve, gyakran az egyik allélt dominánsnak (dominánsnak) adják meg, mert annak tulajdonságai dominálnak az organizmus fenotípusában, míg a többi allélt recesszívnek neveznek, mert előfordulhat, hogy tulajdonságaik hiányoznak és nem figyelhetők meg. Egyes allélok nem rendelkeznek teljes dominanciával, hanem egy köztes fenotípusú, vagy ún. - mindkét tulajdonság egyszerre domináns, és mindkét tulajdonság jelen van a fenotípusban.

Amikor egy pár organizmus szexuálisan szaporodik, utódaik véletlenszerűen öröklik a két allél egyikét mindkét szülőtől.Az allélok diszkrét öröklődésének és szegregációjának megfigyelése általában vagy néven ismert szegregációs törvény (az első generációs hibridek egységességének törvénye).

Több gén kölcsönhatása

Az emberi magasság összetett genetikai tulajdonság. Francis Galton 1889-ben végzett kutatási eredményei összefüggést mutatnak az utódok magassága és szüleik átlagos magassága között.A korreláció azonban nem abszolút, és az utódok magasságában jelentős eltérések mutatkoznak a genetikai eltérésektől, ami arra utal, hogy a környezet is fontos tényező a tulajdonságban.

Az élőlényeknek több ezer génje van, és az ivaros szaporodás során ezeknek a géneknek a köre nagyrészt független, azaz véletlenszerűen öröklődnek, kapcsolat nélkül. Ez azt jelenti, hogy a sárga vagy zöldborsó alléljainak öröklődése nincs összefüggésben a fehér vagy lila virágok alléljainak öröklődésével. Ez a jelenség, az úgynevezett "Az önálló öröklés törvénye" (a jellemzők szegregációjának törvénye) azt jelenti, hogy a különböző gének alléljei keverednek a szülők között, hogy különböző kombinációkkal utódokat képezzenek. Egyes géneket nem lehet külön örökölni, mert specifikus genetikai kapcsolatuk van, amiről a cikk későbbi részében lesz szó.

Gyakran különböző gének kölcsönhatásba léphetnek oly módon, hogy ugyanazt a tulajdonságot befolyásolják. Például a tavaszi köldökféregben (Omphalodes verna) van egy allélokból származó gén, amely meghatározza a virág színét: kék vagy lila.Azonban egy másik gén szabályozza, hogy a virágnak van-e színe vagy fehér. Ha egy növénynek két példánya van a fehér allélból, virágai fehérek, függetlenül attól, hogy az első génnek kék vagy lila allélja volt. Ezt a gének közötti kölcsönhatást úgy hívják, hogy egy gén aktivitását más gének variációi befolyásolják.

Sok tulajdonság nem különálló tulajdonság (például lila vagy fehér virágok), hanem folyamatos tulajdonságok (például emberi magasság és bőrszín).Ez a tulajdonságkomplexum számos gén jelenlétének a következménye. Ezeknek a géneknek a hatása az élőlényekre gyakorolt ​​különböző fokú környezeti hatások közötti kapcsolat. az a mértéke, hogy egy szervezet génjei milyen mértékben járulnak hozzá a jellegzetes tulajdonságok halmazához. A tulajdonságok örökölhetőségének mérése relatív - a gyakran változó környezetben nagyobb befolyása van a jellemző tulajdonságok általános változására. Például az Egyesült Államokban egy személy magassága összetett tulajdonság, 89% az öröklődés esélye. Azonban Nigériában, ahol az embereknek jelentős különbségek vannak a jó élelmiszerhez és egészségügyi ellátáshoz való hozzáférési képességükben, a magasság öröklésének valószínűsége csak 62%.

Lejátszás

Amikor a sejtek osztódnak, a teljes genomjuk másolódik, és minden leánysejt egy teljes génkészletet örököl. Ezt a folyamatot a szaporodás legegyszerűbb formájának és a vegetatív (ivartalan) szaporodás alapjának nevezik. A vegetatív szaporodás többsejtű élőlényekben is előfordulhat, olyan utódokat hozva létre, amelyek egyetlen apától öröklik a genomot. A szüleikkel genetikailag azonos utódokat klónoknak nevezzük.

Az eukarióta szervezetek gyakran használják az ivaros szaporodást, hogy olyan utódokat hozzanak létre, amelyek két különböző apától örökölt kevert genetikai anyagot tartalmaznak. Az ivaros szaporodás folyamata változó (váltakozva) attól függően, hogy a genom egy példányát (és egy kettős kópiát () tartalmazó típusról van szó. A haploid sejtek úgy jönnek létre, hogy a genetikai anyagot egy másik haploid sejttel fuzionálják, így egy páros kromoszómákkal rendelkező diploid sejt jön létre (pl. fúziója (haploid sejt) és (haploid sejt)) a diploid sejtek kialakulását okozza, anélkül, hogy a DNS-t reprodukálnák, és olyan leánysejtek jönnek létre, amelyek véletlenszerűen örökölnek egy-egy kromoszómapárt élőlények életük nagy részében, haploid formában, amely csak egy sejtre jellemző - .

Bár nem használják a haploid/diploid szexuális szaporodási módot, a baktériumoknak számos módja van az új genetikai információ megszerzésére (azaz variációra). Egyes baktériumok úgy is átjuthatnak, hogy egy kis, kör alakú DNS-darabot átadnak egy másik baktériumnak. A baktériumok idegen DNS-fragmenseket is felvehetnek a környezetből, és beépíthetik azokat genomjukba, ezt a jelenséget ún átalakítás. Ezt a folyamatot a genetikai információ töredékeinek egymással nem rokon élőlények közötti átvitelének is nevezik.

>Absztraktok a biológiáról

Genetika

A genetika a biológia egyik legfontosabb területe. Ez az öröklődés és változékonyság törvényeinek tudománya. A „genetika” szó görög eredetű, és azt jelenti, hogy „valakitől származik”. A kutatás tárgyai lehetnek növények, állatok, emberek, mikroorganizmusok. A genetika szorosan kapcsolódik az olyan tudományokhoz, mint a géntechnológia, az orvostudomány, a mikrobiológia és mások.

Kezdetben a genetikát a szervezet külső és belső tulajdonságain alapuló öröklődés és változékonyság mintájának tekintették. Ma már ismert, hogy léteznek gének, és ezek a DNS vagy RNS speciálisan megjelölt részei, vagyis olyan molekulák, amelyekben minden genetikai információ be van programozva.

Régészeti bizonyítékok alapján az emberek több mint 6000 éve tudják, hogy bizonyos fizikai tulajdonságok nemzedékről nemzedékre öröklődnek. Az ember még azt is megtanulta, hogy bizonyos populációkat kiválasztva és egymással keresztezve javított növény- és állatfajtákat hozzon létre. A genetika jelentősége azonban csak a 19. és 20. században vált teljesen ismertté, a modern mikroszkópok megjelenésével. Gregor Mendel osztrák szerzetes nagyban hozzájárult a genetika fejlődéséhez. 1866-ban bemutatta munkáját a modern genetika alapjairól. Bebizonyította, hogy az örökletes hajlamok nem keverednek, hanem különálló egységek formájában generációról nemzedékre öröklődnek. 1912-ben Thomas Morgan amerikai genetikus bebizonyította, hogy ezek az egységek a kromoszómákban találhatók. Azóta a klasszikus genetika tudományos előrelépéseket tett, és nagy sikereket ért el az öröklődés magyarázatában nemcsak a szervezet, hanem a gén szintjén is.

A molekuláris genetika korszaka az 1940-es és 1950-es években kezdődött. Bizonyítékok merültek fel a DNS vezető szerepére az örökletes információk továbbításában. A felfedezés a DNS szerkezetének megfejtése, a triplet kód és a fehérje bioszintézis mechanizmusainak leírása volt. Ezenkívül felfedezték a DNS és az RNS aminosav- vagy nukleotidszekvenciáját.

Az első kísérletek Oroszországban a 18. században jelentek meg, és a növények hibridizációjához kapcsolódnak. A 20. században fontos munkák jelentek meg a kísérleti botanikában és állattanban, valamint a kísérleti mezőgazdasági állomásokon. Az 1930-as évek végére szervezett kutatóintézetek, kísérleti állomások és egyetemi genetikai tanszékek hálózata jelent meg az országban. 1948-ban a genetikát áltudománynak nyilvánították. A tudomány helyreállítása a DNS szerkezetének felfedezése és megfejtése után, az 1960-as évek környékén következett be.