遺伝学の発展の歴史（簡単に）。 ロシアにおける遺伝学の発展の歴史

多くの人は、遺伝学の最も興味深い分野は 人間の遺伝学— 人間の形質の遺伝と多様性の科学。 実際、この分野では白熱した科学的議論が行われ、最新の科学的手法や技術が使用されています。

人間は、性的生殖方法を持つ動物と同じ遺伝の法則に従います。 人間の遺伝装置は地球上の他の住民と同じです。 その基礎は DNA であり、その上で RNA が合成され、さらにタンパク質の生合成に役立ちます。 遺伝子の多様性全体は 4 つのヌクレオチドの関与によって構築されます。 遺伝情報は三つ組で読み取られます。 さらに、全く関係のない生物種の遺伝子の中には、完全に同一であるものもあります。 想像するのは難しいですが、人間とバナナはすべての構造遺伝子のちょうど半分を持っており、同じです。 そして、人間とチンパンジーの遺伝子の類似性は98.7%です。 さらに、正常に機能する遺伝子が同一であるだけでなく、 偽遺伝子 - 構造遺伝子に似ているが、機能しないようにする「印刷エラー」を含む染色体のセクション。

すべての生物の遺伝的類似性に関して、独創的な比較が 1 つあります。 デスクメイトの 2 人が、内容が同じであるだけでなく、間違いも含めてエッセイを書いたと想像してください。 ノートの 3 ページにわたるエッセイは、本文の 1 語だけが異なります。 学生たちがお互いに、または同じ本からエッセイをコピーしたことは明らかであり、「聖なるものの中にある聖所」、つまり遺伝の装置の構造におけるこの極端な類似性こそが、すべてのものの起源が統一されていることの反駁の余地のない証拠である。私たちの地球上の生命。

ヒトにおける形質の継承は、メンデル、モーガンの法則、遺伝子連鎖、対立遺伝子と非対立遺伝子の相互作用などの遺伝学の法則と規則の影響を受けます (表 1、2)。 しかし、人は生物学的存在であるだけでなく、社会的存在でもあるため、種の遺伝的研究は ホモ サピエンス 多くの機能が異なります。

• ヒトにおける形質の遺伝を研究するために、たとえば実験用マウスの場合のように、雑種学的分析（交配法）を使用することは不可能です。つまり、人は実験者の指示に従って子孫を産みたくないのです。 したがって、ヒトにおけるハイブリダイゼーションの結果を研究するには、間接的な系統学的方法が使用されます（図69）。
• 人は他の生物には見られない特徴、つまり気質、数学的、視覚的、音楽的その他の能力を持っており、その継承は人間の遺伝学の最も興味深い部分です。
• 公的支援と医療のおかげで、標準から明らかに逸脱した人々の生存と生存は可能です（野生では、そのような生物はすぐに死にます）。

表 1. 人間の体の優性形質と劣性形質のいくつか

表 2. 人間の不完全な優性を持つ形質サイトからの資料

人間の遺伝学 — 人間の形質の遺伝と多様性の科学。 ヒトゲノムの研究により、その進化的起源が明確に確認されました。 ヒトの遺伝学では、いくつかの伝統的な遺伝的手法、特にハイブリッド学的手法を適用することは不可能です。 社会的要因もまた、人間集団内で発生する遺伝的プロセスに痕跡を残します。

医療遺伝学 - 医療問題の遺伝的側面の科学。 遺伝性疾患と遺伝性の素因を持つ疾患があります。 遺伝性疾患は、遺伝病理、染色体病理、およびゲノム病理に分類されます。

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ルイセンコ・アンナ

生物学のエッセイでは、遺伝学の定義、この科学の発展段階、人類の生活にとっての重要性について説明します。

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遺伝学は、現代自然科学の主要かつ最も魅力的であると同時に複雑な学問の 1 つです。 生物学における遺伝学の位置とその特別な関心は、それが生物の基本的な特性、すなわち遺伝と変異性を研究するという事実によって決まります。

分子遺伝学の分野における数多くの実験の結果、見事なデザインと絶妙な実行により、現代生物学は 2 つの基本的な発見によって豊かになりました。これらの発見はすでにヒト遺伝学に広く反映されており、部分的にヒト細胞で実施されました。 これは、人類遺伝学の成功と、遺伝学との結びつきがますます高まっている現代生物学の成功との間に密接な関係があることを示しています。

1 つ目は、単離された遺伝子を操作できることです。 これは、遺伝子を純粋な形で単離し、合成することによって得られます。 この発見の重要性を過大評価することは困難です。 遺伝子合成にはさまざまな方法が使用されることを強調することが重要です。 人間のような複雑なメカニズムに関しては、すでに選択の余地があります。

2番目の成果は、ゲノムに外来情報が含まれていることと、それが高等動物やヒトの細胞内で機能していることの証明である。 この発見のための材料は、さまざまな実験アプローチから蓄積されました。 まず第一に、これらは、RNA マトリックス上の DNA 合成の検出を含む、悪性腫瘍の出現に関するウイルス遺伝理論の分野における数多くの研究です。 さらに、遺伝子工学の考え方によって刺激されたプロファージ形質導入の実験により、ヒト細胞を含む哺乳類細胞における単純な生物の遺伝子が機能する可能性が確認されました。

誇張することなく、分子遺伝学と並んで、人類遺伝学は遺伝学一般の最も進歩的な分野の1つであると言えます。 彼女の研究は生化学レベルから、細胞レベルや生物レベルを含む集団レベルにまで及びます。

しかし、遺伝学の発展の歴史を別に考えてみましょう。

遺伝学の発達の主な段階。

他の科学と同様に、遺伝学の起源は実際に探求されるべきです。 遺伝学は、家畜の育種や植物の栽培、さらには医学の発展と関連して生まれました。 人間は動物と植物の交配を利用し始めて以来、子孫の特性と特徴が交配のために選ばれた親個体の特性に依存するという事実に直面しました。 人類は、最良の子孫を選択し交配することによって、世代から世代へと関連するグループ、つまり系統を作成し、さらに特徴的な遺伝的特性を持つ品種や品種を作成してきました。

これらの観察と比較はまだ科学形成の基礎にはなりませんでしたが、19 世紀後半の畜産と育種、植物の栽培と種子生産の急速な発展により、分析への関心が高まりました。遺伝という現象のこと。

遺伝と多様性の科学の発展は、生物の進化を研究する歴史的な方法を生物学に導入したチャールズ ダーウィンの種の起源に関する学説によって特に強力に促進されました。 ダーウィン自身、遺伝と多様性の研究に多大な労力を費やしました。 彼は膨大な量の事実を収集し、それらに基づいて多くの正しい結論を導き出しましたが、遺伝の法則を確立することはできませんでした。 さまざまな形態を掛け合わせて親と子孫の間の類似性と相違の程度を調べた彼の同時代人、いわゆる交配者もまた、遺伝の一般的なパターンを確立することができませんでした。

科学としての遺伝学の確立に貢献したもう 1 つの条件は、体細胞と生殖細胞の構造と挙動の研究の進歩でした。 前世紀の 70 年代に遡ると、多くの細胞学研究者 (1972 年のチスチャコフ、1875 年のストラスブルガー) が、核運動 (1878 年のシュライヒャー) または有糸分裂 (1882 年のフレミング) と呼ばれる体細胞の間接分裂を発見しました。 1888 年、ワルデイラの提案により、細胞核の永続的な要素は「染色体」と呼ばれました。 同じ年に、フレミングは細胞分裂の全サイクルを前期、中期、後期、終期という 4 つの主な段階に分けました。

体細胞の有糸分裂の研究と同時に、動物や植物の生殖細胞の発生や受精の仕組みに関する研究も行われました。 1876年、O.ヘルトウィッヒは棘皮動物で初めて精子核と卵核の融合を確立した。 N.N. 1880 年の Gorozhankin と 1884 年の E. Strasburger は植物についても同じことを確立しました。1 つ目は裸子植物、2 つ目は被子植物です。

同年、ヴァン・ベネデン（1883）らは、体細胞とは異なり、生殖細胞は発生中に染色体の数がちょうど半分に減少し、受精中に雌雄の融合が起こるという重要な事実を明らかにした。核 - 染色体の正常な数が復元され、種ごとに一定になります。 したがって、それぞれの種は特定の数の染色体によって特徴付けられることが示されました。

したがって、上記の状況は、独立した生物学的学問、つまり独自の主題と研究方法を備えた学問としての遺伝学が出現することに貢献しました。

遺伝学が正式に誕生したのは 1900 年の春と考えられています。そのとき、3 人の植物学者が、3 つの異なる国の異なる場所で、互いに独立して、子孫における形質の遺伝の最も重要なパターンのいくつかを発見しました。ハイブリッドの。 G. de Vries (オランダ) は、月見草、ケシ、チョウセンアサガオ、その他の植物を使った研究に基づいて、「雑種分裂の法則」を報告しました。 K. Correns (ドイツ) はトウモロコシの分離パターンを確立し、「人種雑種における子孫の行動に関するグレゴール・メンデルの法則」という論文を発表しました。 同年、K. Csermak (オーストリア) が論文 (Pisum Sativum における人工交差について) を発表しました。

科学では予期せぬ発見はほとんどありません。 発展の段階を作り出す最も輝かしい発見には、ほとんどの場合、先駆者が存在します。 これは遺伝の法則の発見によって起こりました。 種内雑種の子孫における分離パターンを発見した 3 人の植物学者は、1865 年にグレゴール・メンデルによって発見され、彼が「植物雑種に関する実験」という論文で概説した遺伝パターンを「再発見」しただけだったことが判明した。ブリュン（チェコスロバキア）の自然科学者協会の「議事録」。

G. メンデルは、マメ科植物を使用して、生物の個々の形質の遺伝を遺伝的に分析する方法を開発し、2 つの基本的に重要な現象を確立しました。

特徴は、生殖細胞を介して伝達される個々の遺伝因子によって決定されます。

生物の個々の特徴は交雑中に消えることはなく、親生物の場合と同じ形で子孫に保存されます。

進化論にとって、これらの原則は極めて重要でした。 彼らは、変動性の最も重要な原因の 1 つ、つまり、種の特性の適合性を数世代にわたって維持するメカニズムを明らかにしました。 淘汰の制御下で生じた生物の適応特性が交配によって吸収され消滅してしまうと、種の進化は不可能になってしまいます。

その後の遺伝学の発展はすべて、これらの原理の研究と拡張、および進化と選択の理論への応用に関連していました。

メンデルの確立された基本原則から、論理的には多くの問題が生じ、遺伝学の発展とともにそれらは段階的に解決されます。 1901 年、ド・フリースは突然変異の理論を定式化しました。この理論では、生物の遺伝的特性と特徴は突然変化する、つまり突然変異によって変化すると述べています。

1903 年、デンマークの植物生理学者 V. ヨハンセンは「個体群と純粋系統の遺伝について」という著作を発表し、その中で、同じ品種に属する外見的に類似した植物は遺伝的に異なり、それらが個体群を構成することが実験的に確立されました。 集団は、遺伝的に異なる個人または関連するグループ、つまり系統で構成されます。 同じ研究では、生物には 2 種類の変動があることが最も明確に証明されています。1 つは遺伝子によって決定される遺伝的なもの、もう 1 つは形質の発現に作用する要因のランダムな組み合わせによって決定される非遺伝的なものです。

遺伝学の発展の次の段階では、遺伝形式が染色体と関連していることが証明されました。 遺伝における染色体の役割を明らかにした最初の事実は、動物の性別の決定における染色体の役割の証明と、1:1の性分離のメカニズムの発見でした。

1911 年以来、アメリカのコロンビア大学の T. モーガンと彼の同僚は、遺伝の染色体理論を定式化した一連の著作を発表し始めました。 遺伝子の主な運び手は染色体であり、遺伝子が染色体上に直線的に配置されていることを実験的に証明します。

1922 年に N.I. ヴァビロフは、起源によって関連する植物および動物の種が同様の一連の遺伝的変動を有することに従って、遺伝的変動における相同系列の法則を定式化します。 この法則を適用すると、N.I. ヴァヴィロフは、遺伝的形態の最も多様性が集中している栽培植物の起源の中心地を確立しました。

1925 年、私たちの国では G.A. ナドソンとG.S. フィリッポフはキノコについて、また 1927 年には米国の G. メラーはショウジョウバエについて、遺伝的変化の発生に対する X 線の影響の証拠を入手しました。 同時に、突然変異の割合が100倍以上増加することも示された。 これらの研究は、環境要因の影響下で遺伝子が変動することを証明しました。 突然変異の発生に対する電離放射線の影響の証明は、遺伝学の新しい分野である放射線遺伝学の創設につながりましたが、その重要性は原子力の発見によってさらに高まりました。

1934年、T.ペインターは双翅目の唾液腺の巨大な染色体を用いて、さまざまな円盤の形で表現される染色体の形態構造の不連続性が、以前は純粋に遺伝学的に確立されていた染色体中の遺伝子の位置に対応していることを証明した。方法。 この発見は、細胞内の遺伝子の構造と機能の研究の始まりとなりました。

1940年代から現在に至るまでに、全く新しい遺伝現象（主に微生物）が多数発見され、遺伝子の構造を分子レベルで解析できる可能性が明らかになりました。 近年、微生物学から借用した新しい研究手法が遺伝学に導入されたことで、遺伝子がタンパク質分子のアミノ酸配列をどのように制御するかという解決策に到達しました。

まず第一に、遺伝の担い手は DNA 分子の束からなる染色体であることが完全に証明されたと言うべきです。

非常に単純な実験が行われた。特別な外部特徴を持つある菌株の死滅した細菌から純粋な DNA が単離され、別の菌株の生きた細菌に移植され、その後、後者の生殖細菌が最初の菌株の特徴を獲得した。 数多くの同様の実験により、DNA が遺伝の担い手であることが示されています。

1953 年、F. クリック (イギリス) と J. ワトストーン (アメリカ) が DNA 分子の構造を解読しました。 彼らは、各 DNA 分子が、共通の軸の周りで螺旋状にねじれた 2 本のポリデオキシリボ核酸鎖で構成されていることを発見しました。

現在、遺伝暗号を整理し、実験的に解読するという問題を解決するアプローチが見つかっています。 遺伝学は、生化学や生物物理学と連携して、細胞内でのタンパク質合成のプロセスとタンパク質分子の人工合成の解明に近づいています。 これは、遺伝学だけでなく、生物学全体の発展におけるまったく新しい段階の始まりとなります。

今日に至るまでの遺伝学の発展は、染色体の機能的、形態学的、生化学的離散性に関する研究の背景として拡大し続けています。 この分野ではすでに多くのことが行われており、最先端の科学が遺伝子の性質を解明するという目標に日々近づいています。 現在までに、遺伝子の性質を特徴付ける多くの現象が確立されています。 まず、染色体上の遺伝子には自己複製（autoreproduction）という性質があります。 第二に、それは突然変異する可能性があります。 第三に、それはデオキシリボ核酸の特定の化学構造、つまり DNA と関連しています。 4 番目に、タンパク質分子内のアミノ酸の合成とその配列を制御します。 最近の研究に関連して、機能システムとしての遺伝子という新しい考えが形成されており、形質の決定に対する遺伝子の影響は、遺伝子の統合システムである遺伝子型で考慮されています。

生物物質の合成に関する新たな可能性は、遺伝学者、生化学者、物理学者、その他の専門家から大きな注目を集めています。

遺伝学

遺伝学[neʁ]、-i; そして。[ギリシャ語から genētikos - 出生、起源に関連する]。 生物の遺伝と変動の法則に関する科学。 G.人間。 G.植物。 医療都市 宇宙都市

（ギリシャ語のジェネシス - 起源に由来）、生物の遺伝と変動の法則、およびそれらを管理する方法の科学。 研究の対象に応じて、微生物、植物、動物、人間の遺伝学が区別され、研究のレベルに応じて、分子遺伝学、細胞遺伝学などが区別されます。現代遺伝学の基礎は、G. メンデルによって築かれました。離散遺伝の法則 (1865 年)、および遺伝の染色体理論を実証した T. H. モーガンの学派 (1910 年代)。 20〜30年代のソ連。 遺伝学への顕著な貢献は、N. I. ヴァヴィロフ、N. K. コルツォフ、S. S. チェトヴェリコフ、A. S. セレブロフスキーらの研究によってなされました。 そして特に 1948 年の全連合農業科学アカデミーの会期以降、T. D. ルイセンコの反科学的見解（根拠なく彼によって「ミチュリンの教え」と呼ばれた）がソ連の遺伝学に蔓延し、1965 年までその発展が停止され、破壊につながった。大規模な遺伝学校の。 この時期の海外における遺伝学、特に 20 世紀後半の分子遺伝学の急速な発展により、遺伝物質の構造を明らかにし、その働きのメカニズムを理解することが可能になりました。 遺伝学のアイデアと方法は、医学、農業、微生物産業の問題を​​解決するために使用されます。 彼女の業績は遺伝子工学とバイオテクノロジーの発展につながりました。

遺伝学（ギリシャの創世記 - 起源に由来）、生物の遺伝と多様性の法則、およびそれらを制御する方法の科学。 研究対象に応じて、微生物、植物、動物、人間の遺伝学が区別され、研究のレベルに応じて分子遺伝学、細胞遺伝学などに区別されます。現代遺伝学の基礎はG.メンデルによって築かれました。 (cm。メンデル グレゴール・ヨハン)、離散遺伝の法則を発見した (1865 年)、および遺伝の染色体理論を実証した T. H. モーガンの学派 (1910 年代)。 1920 年から 1930 年代のソ連では、N. I. ヴァヴィロフの研究によって遺伝学に顕著な貢献がなされました。 (cm。バビロフ・ニコライ・イワノビッチ)、N.K.コルツォフ、S.S.チェトヴェリコフ、A.S.セレブロフスキーなど。 1930年代、特に1948年の全ロシア農業科学アカデミー会期以降、ソ連の遺伝学ではT.D.ルイセンコの反科学的見解が蔓延し（彼は不当に「ミチュリン教義」と呼んだ）、1965年までその発展は停止され、大規模な遺伝子学校の破壊につながりました。 海外ではこの時期に遺伝学、特に後半の分子遺伝学が急速に発展した。 20世紀には、遺伝物質の構造が明らかになり、その働きのメカニズムが理解できるようになりました。 遺伝学のアイデアと方法は、医学、農業、微生物産業の問題を​​解決するために使用されます。 彼女の功績は遺伝子工学の発展につながりました。 (cm。遺伝子工学）そしてバイオテクノロジー (cm。バイオテクノロジー).
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遺伝学 (ギリシャ語の創世記に由来)、生物の遺伝と多様性のパターンを研究する科学。
遺伝学の歴史の主な段階
遺伝と変動性に関するさまざまな思索的な考えが、古代の哲学者や医師によって表現されました。 ほとんどの場合、これらの考えは間違っていましたが、時には素晴らしい推測がその中に現れました。 このように、ローマの哲学者で詩人のルクレティウス・カルスは、 (cm。ルクレティウス)彼は有名な詩「物事の本質について」の中で、祖先から子孫への特徴の世代から世代への伝達を決定する「第一原則」（遺伝的傾向）と、これらのランダムな組み合わせ（「くじ引き」）について書いています。このプロセス中に発生する特性であり、外部条件の影響下で遺伝的特性が変化する可能性は否定されました。 しかし、遺伝と多様性に関する真の科学的知識は、植物、動物、人間のさまざまな形質の遺伝に関する多くの正確な情報が蓄積された数世紀後に初めて始まりました。 このような観察の数は、主に実務的な植物や家畜の育種者によって行われ、特に 18 世紀半ばから 19 世紀半ばにかけて増加しました。 最も貴重なデータは、I. Kelreuter および A. Gertner (ドイツ)、O. Sajray および C. Naudin (フランス)、T. Knight (イギリス) によって得られました。 彼らは、植物の種間および種内交雑に基づいて、雑種の子孫における形質の多様性の増加、子孫における親の一方の形質の優位性などに関連する多くの重要な要因を発見しました。同様の一般化がフランスでも行われました。 P. ルカ (1847-1850) によるもので、人間のさまざまな形質の遺伝に関する広範な情報を収集しました。 しかし、19 世紀末まで、1 つの重要な例外を除いて、相続と世襲のパターンについて明確な考え方はありませんでした。 この例外は、G. メンデルの注目すべき業績でした。 (cm。メンデル グレゴール・ヨハン)彼は、エンドウ豆の品種の交配に関する実験で、形質の遺伝に関する最も重要な法則を確立し、その後遺伝学の基礎を形成しました。 しかし、G. メンデルの研究 [1865 年にブルン (ブルノ) の自然科学者協会の会合で彼によって報告され、翌年この協会の議事録に掲載された] は同時代人には評価されず、忘れ去られたままでした。 35年間、遺伝と変動性に関する考えに影響を与えませんでした。 J.B.ラマルクの進化論の出現 (cm。 LAMARC ジャン・バティスト)その後、19 世紀後半のチャールズ ダーウィンは、進化は生物における変化の発生と子孫におけるそれらの保存に基づいてのみ可能であるため、多様性と遺伝の問題への関心を高めました。 このため、当時の著名な生物学者は、遺伝のメカニズムについて、以前に提案されていたものよりもさらに詳細ないくつかの仮説を提唱するようになりました。 これらの仮説は主に推測的なものであり、後に実験研究によって反駁されましたが、そのうちの 3 つは誤った仮説とともに確認された規定も含んでいます。 最初のものはチャールズ・ダーウィンのもので、彼はそれを「パンジェネシスの一時的な仮説」と呼びました（パンジェネシスを参照） (cm。パンゲネシス)）。 この仮説は、生殖細胞には子孫の特性の発達を決定する特別な粒子が含まれているという正しい推測を持っていました。 ドイツの植物学者 K. ネーゲリによって提唱された 2 番目の仮説には、体の各細胞には生物の遺伝的特性を決定する特別な物質 (「イデオプラズム」) が含まれているという正しい考えが含まれていました。 最も詳細な仮説は、ドイツの動物学者 A. ヴァイスマンによって提案された 3 番目の仮説です。 (cm。ワイズマン・オーガスト)。 彼はまた、生殖細胞には特別な物質、つまり遺伝の運び手（「生殖細胞質」）が含まれていると信じていました。 ワイズマンは、細胞分裂のメカニズムに関する情報に基づいて、この物質が染色体であることを特定しました。 遺伝的性質の伝達における染色体の主要な役割についての仮定は正しく、ワイズマンは遺伝の染色体理論の先駆者であると正しく考えられています。 (cm。遺伝の染色体理論)。 変動の原因として交配が非常に重要であること、および獲得された形質の継承を否定することについての彼の発言も真実でした。
遺伝学の誕生は1900年と考えられており、そのとき3人の植物学者 - G. de Vries (cm。デ・フライズ・ヒューゴ）(オランダ)、K. コレンス (cm。コレンズ・カール・エーリッヒ)(ドイツ) および E. Cermak (cm。チェルマック・セイセネッグ)植物の交配に関する実験を行った（オーストリア）は、独自にG. メンデルの忘れ去られた著作に出会った。 彼らはメンデルの結果と自分たちの結果の類似性に衝撃を受け、彼の結論の深さ、正確さ、重要性を高く評価し、データを公開して、メンデルの結論を完全に確認したことを示しました。 遺伝学のさらなる発展は多くの段階に関連しており、それぞれの段階は当時の一般的な研究分野によって特徴付けられていました。 これらのステージ間の境界はほとんど任意です。各ステージは互いに密接に関連しており、前のステージで行われた発見のおかげで、あるステージから別のステージへの移行が可能になりました。 各段階の最も特徴的な新しい方向性の開発と並行して、以前は主要な問題であり、その後ある程度背景に追いやられていた問題の研究が続けられました。 この注意点を考慮すると、遺伝学の歴史は 6 つの主要な段階に分けることができます。
メンデリズムと呼ばれる第一段階（1900年から1912年頃まで） (cm。メンデリズム)は、高等動植物（実験用げっ歯類、鶏、蝶など）を対象に各国で行われた雑種実験に基づいてメンデルが発見した遺伝の法則を承認する期間であり、その結果、次のことが明らかになりました。これらの法則は普遍的です。 「遺伝学」という名前は、1906 年に英国の科学者 W. ベイトソンによって発展途上の科学に付けられ、すぐに遺伝子のような重要な遺伝概念が誕生しました。 (cm。遺伝子（遺伝的要因））、遺伝子型 (cm。遺伝子型)、表現型 (cm。表現型)、1909年にデンマークの遺伝学者V.ヨハンセンによって提案されました。 (cm。ヨハンセン・ヴィルヘルム・ルートヴィヒ)。 さまざまな対象に対するメンデルの法則の有効性を確認する、遺伝学の歴史のこの初期段階における最も特徴的な研究に加えて、同じ年にいくつかの新しい研究分野が生まれ、その後の時代に発展しました。 まず、染色体、有糸分裂、減数分裂に関する情報と遺伝データを統合したものです。 すでに 1902 年に、T. ボヴェリ (ドイツ) と W. セットン (アメリカ) は、染色体の分岐と、メンデルの法則に従った遺伝的形質の分割と組換えによる減数分裂と受精中のそれらの組換えの完全な並行性に注目を集めました。染色体遺伝理論の出現の重要な前提条件として。
第二に、それまでに研究されていた多種多様な生物の遺伝的特徴のほとんどは、メンデルの法則に完全に従って世代から世代へと受け継がれていたが、例外もあったことが判明した。 したがって、1906年に英国の遺伝学者W.バットソンとR.パネットはスイートピーの実験でいくつかの形質の連鎖遺伝現象を発見し、同じ年に別の英国の遺伝学者L.ドンカスターはスグリガの実験で、性関連遺伝を発見。 どちらの場合も、形質の遺伝はメンデルの法則が予測したものとは異なる形で起こりました。 その後、メンデル遺伝からの両方のタイプの逸脱の例の数が急速に増加し始めましたが、遺伝学の歴史の次の段階になって初めて、これらの場合にはメンデリズムとの基本的な矛盾はなく、この明らかな矛盾は説明可能であることが明らかになりました。染色体遺伝理論の枠組みの中で。 第三に、突然かつ持続的に受け継がれる変化、つまり突然変異の研究が始まりました。 この点で、特に偉大な業績は G. de Vries (1901、1903) に属し、ロシアでは S. N. Korzhinsky (1892) に属しました。 遺伝学の発展の最初の段階では、進化論の教育の問題をそのデータに照らして検討するという最初の試みも行われた。 W. ベイトソン (イギリス)、G. デ・フリース、J. ロツィ (オランダ) によってなされた 3 つのそのような試みは、ダーウィニズムの教義を修正するために遺伝学の基礎を利用したいという著者の願望を反映しています。 これらの試みの矛盾は、K.A. ティミリャゼフによってすでに多くの批判記事で指摘されており、彼はメンデリズムがダーウィニズムと矛盾しないだけでなく、逆にダーウィニズムを強化し、提起されたいくつかの重要な反対意見を取り除いていることに最初に注目した一人の一人でした。ダーウィンの理論に反する。
遺伝学の発展の第 2 段階 (約 1912 年から 1925 年) の際立った特徴は、染色体遺伝理論の創設と承認でした。 この中で主導的な役割を果たしたのは、アメリカの遺伝学者 T. モーガンとその学生たち (A. スターテバント、K. ブリッジズ、G. メラー) が 1909 年から 1919 年にかけてショウジョウバエを対象に実施した実験研究でした。 これらの研究は、後に他の研究室や他の生物でも確認され、遺伝子は細胞核の染色体に存在し、一見するとメンデルの法則に当てはまらないものも含め、遺伝的形質の伝達が決定されることを示した。生殖細胞の成熟および受精中の染色体の挙動によって。 この結論は、ハイブリッド学的および細胞学的という 2 つの独立した方法によって実施された研究から得られ、相互に確認できる結果が得られました。 モーガン学派の遺伝学の研究は、さまざまな遺伝子の正確な位置を示す染色体地図を構築できる可能性を示しました（遺伝地図を参照） (cm。染色体の遺伝地図)）。 染色体遺伝理論に基づいて、染色体の性決定機構が解明され証明されました。 これにおける大きな功績は、モーガンに加えて、アメリカの細胞学者 E. ウィルソンにありました。 同時に、性の遺伝学に関する他の研究も始まりましたが、その中でもドイツの遺伝学者 R. ゴールドシュミットの研究は特に重要でした。 遺伝の染色体理論は、遺伝学の発展におけるこの段階の最大の成果であり、さらなる遺伝研究の方向性を大きく決定しました。
メンデリズムの発展の最初の数年間に、生物のそれぞれの遺伝形質は特別な遺伝子によって決定されるという単純化された考えが広まっていましたが、検討されている期間中に、そのような形質は複数の相互作用によって決定されることが明らかになりました。 遺伝子（エピスタシス (cm。エピスターゼ)、ポリマー (cm。ポリメリズム)など）、各遺伝子は程度の差はあれ、異なる形質（多面発現性）に影響を与えます。 (cm。多面性)）。 さらに、遺伝子が生物の表現型に現れる能力（浸透度）が判明した。 (cm。浸透力））とその表現型への影響の程度（表現力） (cm。表現力））は、場合によっては環境の影響や他の遺伝子の作用に大きく依存する可能性があります。 遺伝子の浸透性と発現性に関するアイデアは、1925 年に N.V. ティモフェエフ-レゾフスキーによって初めて定式化されました。 (cm。ティモフェエフ・レゾフスキー ニコライ・ウラジミロヴィッチ)ショウジョウバエを使った彼の実験結果に基づいています。
同じ時期に、遺伝学のいくつかの分野が急速に発展しており、それは選抜、種子生産、育種の遺伝的基盤の発展にとって重要でした。量的形質の遺伝パターンの研究（スウェーデンの遺伝学者 G. ニルソン・エーレの研究）が特に重要）、ヘテローシスの性質の解明 (cm。ヘテローシス）（アメリカの遺伝学者 E. イーストと D. ジョーンズの研究）、栽培植物の比較遺伝学の研究（遺伝的多様性における相同系列の法則の基礎を形成した N. I. ヴァビロフの優れた研究）、果樹植物の種間交配に関する（ソ連の I. V. Michurin、米国の L. Burbank の著作）、栽培植物と家畜の民間遺伝学に関する研究。
この検討対象の期間には、ソ連における遺伝学の形成も含まれており、その急速な発展は 1920 年代に始まり、モスクワの N.K. コルツォフ、レニングラードの Yu.A. フィリプチェンコ、N.I. ヴァヴィロフが学長を務める 3 つの遺伝学派が出現しました。
次の段階（約 1925 年から 1940 年）は、人工突然変異誘発の発見に関連しています。 1925 年以前には、ワイズマンの声明、特にド・フリースの見解に遡ると、突然変異は純粋に内部的な理由の影響下で体内に自然発生的に発生し、外部の影響には依存しないというかなり広範な意見がありました。 この誤った概念は、突然変異の人為的誘導に関する G. A. ナドソンと G. S. フィリッポフの研究によって 1925 年に反駁され、その後、ショウジョウバエに対する X 線の影響に関する G. メラー (1927 年) の実験によって実験的に証明されました。 G. メラーの研究は、さまざまな物体の突然変異誘発に関する数多くの研究を刺激し、電離放射線が普遍的な突然変異原であることを示しました。 このおかげで、放射線の突然変異誘発効果のパターンの研究が始まりました。 特に貴重だったのは、N.V. ティモフェエフ＝レゾフスキーと M. デルブリュックの研究で、彼は誘発された突然変異の頻度が放射線量に直接依存していることを発見し、1935 年にこれらの突然変異は量子または電離粒子の直接侵入によって引き起こされると示唆しました。遺伝子（ターゲット理論）。 その後、紫外線と化学物質には変異誘発作用があることが判明しました。 最初の化学的突然変異原は、1930 年代にソ連で V.V. サハロフ、M.E. ロバシェフ、S.M. ゲルシェンゾンによって発見されました。 ソ連の I. A. ラッポポートとイギリスの S. アウアーバッハと J. ロブソンの研究のおかげで、超突然変異誘発物質エチレンイミンとナイトロジェン マスタードが 1946 年に発見されました。
この分野の研究により、突然変異プロセスのパターンの理解が急速に進み、遺伝子の微細構造に関するいくつかの問題が明らかになりました。 1920 年代後半から 1930 年代前半にかけて、A. S. セレブロフスキーと彼の学生たちは、個別にまたは一緒に突然変異する可能性のある部分から遺伝子の複雑な構造を示す最初のデータを取得しました。 突然変異を誘発する可能性により、遺伝的成果の実用化に新たな展望が開かれました。 さまざまな国で、新しい形態の栽培植物を作成するための出発材料を得るために放射線突然変異誘発を使用する研究が始まっています。 ソ連では、そのような「放射線選択」の開始者はA.A.サペギンとL.N.デローネでした。
遺伝学の発展の同じ段階で、進化における遺伝過程の役割を研究する方向が生まれました。 この分野の知識の基礎となったのは、イギリスの遺伝学者 R. フィッシャーと J. ハルダンの理論的研究、アメリカの遺伝学者 S. ライト、そして自然界の遺伝子構造を初めて研究した S. S. チェトベリコフとその同僚の実験研究でした。ショウジョウバエのいくつかの種の集団。 ダーウィニズムに反対した一部の初期のメンデル学者とは異なり、これらの科学者は、それ以来遺伝学によって蓄積された大量の事実資料に頼って、遺伝データがダーウィニズムの多くの基本原則を裏付け、具体化しており、ダーウィニズムにおける相対的重要性の解明に貢献していることを説得力を持って示しました。 N.I. ヴァヴィロフと彼の学生たちは、比較遺伝学と栽培植物の進化の研究で成功を収め続けました。 特に印象的だったのは、属間交配に基づいて、多産性の大根とキャベツの雑種を取得した彼の才能ある共同研究者、G.D. カルペチェンコの研究でした。 彼は、遠く離れた雑種における不稔性を克服する可能性を実験的に証明し、植物における新種の形成方法の一つを再現しました。
ソ連の遺伝学はこの時期に隆盛を極めた。 上記の優れた研究に加えて、遺伝学のさまざまな分野で重要な成果が得られており、世界中の遺伝学者によって認められています。 それらの中には、彼が開発した遺伝的方法を使用したカイコの実験で、子孫における特定の性別の個体の頻度を調節する能力を初めて証明したB. L. アスタウロフ、性的特徴の発達に関するM. M. ザヴァドフスキーの研究があります。脊椎動物のG. A. Levitskyは、核型の分類と変動性、およびその進化について述べています。 この時期に広く知られていたのは、民間遺伝学と植物育種の遺伝的基礎に関するA.A.サペギン、K.K.マイスター、A.R.ジェブラックの研究、民間遺伝学と家畜育種の遺伝的基礎に関するA.S.セレブロフスキー、S.G.ダビドフ、D.A.キスロフスキーの研究でした。 N.K.コルツォフ (cm。コルツォフ ニコライ・コンスタンティノヴィチ) 1927 年に、遺伝子を含む染色体は 1 つの巨大な有機分子を表し、この遺伝的分子の再生はマトリックスによって行われるという概念を提唱しました。 後に、遺伝過程が分子レベルで研究され始めたときに、両方とも確認されました（ただし、コルツォフが信じていたように、遺伝物質はタンパク質ではなく、DNAであることが判明しました）。
1920年代の終わりに、ソ連では改変（当時は「獲得特性」と呼ばれていた）、つまり外部条件（食物、温度、気温など）への曝露によって生物の体内で引き起こされる表現型の変化かどうかについて活発な議論があった。湿度、照明など）および臓器の運動または非運動が遺伝する可能性があります。 修飾の遺伝の可能性という考えは、当時外国の遺伝学では多数の実験データに基づいてほぼ完全に否定されていたが、ソ連では一部の生物学者、特にE.S.スミルノフ、E.M.フェルメル、A.M.クジンがこの可能性を共有し広めた。 。 彼らはモスクワの哲学者M.B.ミーティン、P.F.ユーディンらによって支持され、彼らはこの新ラマルク的概念はおそらく弁証法的唯物論の哲学に対応すると主張した。 この論争は数年間続きましたが、変更の継承理論の誤りがフクロウによって説得力を持って証明されました。 遺伝学者のN.K.コルツォフ、ユ.A.フィリプチェンコ、A.S.セレブロフスキー、S.S.チェトヴェリコフ、動物学者のA.S.セベルツォフとI.I.シュマルガウゼン。 後者は後に、改変の範囲と性質は、遺伝するものではないが、外部の影響だけでなく、その遺伝子型によって決定される生物の「反応規範」にも依存するという重要な考察を提唱した。 獲得した特徴の遺伝という誤った考えは、後にT.D.ルイセンコの反科学的見解の中で復活する運命にありました。
遺伝学の歴史の第4段階（約1940年から1955年）の最も特徴的な特徴は、遺伝学の新しい対象の遺伝実験サークルへの関与により、生理学的および生化学的形質の遺伝学に関する研究が急速に発展したことでした。微生物とウイルス。 これらの天体から短期間に膨大な数の子孫を得る可能性により、遺伝子解析の解像度が大幅に向上し、これまでアクセスできなかった遺伝現象の多くの側面を研究することが可能になりました。
ショウジョウバエ、特にアカパンカビを含むさまざまな生物における遺伝的形質の形成の基礎となる生化学的プロセスの研究により、遺伝子がどのように機能するか、特に遺伝子変異が体内で合成される酵素にどのような影響を与えるかが明らかになりました。 これは、1940 年代にアメリカの遺伝学者 J. ビードルと E. テーテムによって行われた一般化につながり、それによると、すべての遺伝子が 1 つの酵素の合成を決定するというものです (「1 つの遺伝子 - 1 つの酵素」という式は、後に「1 つの遺伝子 - 1 つ」に洗練されました) 「タンパク質」、または「1 つの遺伝子 - 1 つのポリペプチド」さえも。
30 年代後半から 40 年代前半にかけて、アメリカの遺伝学者 M. グリーンと E. ルイスのショウジョウバエの実験で、遺伝子の複雑な構造と断片化が明らかに証明されました。つまり、A. S. セレブロフスキーによって得られた同様のデータが確認され、さらに深まりました。 (cm。セレブロフスキー アレクサンダー・セルゲイビッチ）.
1944 年、アメリカの遺伝学者 O. エイブリーとその同僚は、細菌の遺伝的形質転換の性質を解明する研究の中で、染色体のデオキシリボ核酸 (DNA) が細菌の遺伝的潜在力 (遺伝情報) の伝達者として機能することを示しました。生命体。 この発見は、核酸の微細化学構造、生合成経路、生物学的機能の研究に強力な推進力を与え、分子遺伝学とすべての分子生物学の発展が始まる出発点となりました。 第 4 期の終わりの最も重要な成果は、ウイルスの感染要素がその核酸 (DNA または RNA) であるという事実の確立と、1952 年のアメリカの遺伝学者 J. レーダーバーグと M による形質導入の発見です。 .ジンダー (cm。変換)すなわち、ウイルスによる宿主遺伝子の伝達と、1953 年にイギリスの物理学者 F. クリックとアメリカの遺伝学者 J. ワトソンによって DNA 分子の構造 (いわゆる二重らせん) が解明されました。後者の研究は、重要な役割を果たしました。その後の遺伝学と生物学全体の発展において傑出した役割を果たしました。
生化学遺伝学の進歩のおかげで、遺伝性疾患の遺伝学的および細胞学的研究は大きく進歩しました。 (cm。遺伝性疾患)人。 その結果、医療遺伝学という新しい方向性が現れました。
自然集団の遺伝学に関する研究はさらに発展しました。 これらは、ソ連ではN. P. ドゥビニンとその同僚、S. M. ガーシェンゾンと彼の同僚によって、また米国では F. G. ドブルジャンスキーによって特に集中的に実施された。 これらの研究は、進化におけるさまざまな種類の突然変異の役割、自然選択、隔離、遺伝的浮動が自然集団の遺伝構造に及ぼす影響を実証しています。 多数の強力な化学的突然変異原の発見は、化学的突然変異誘発の急速な進歩に弾みを与えました。 同じ年に、放射線によって人為的に引き起こされた突然変異に基づいて作成された、栽培植物の最初の生産性の高い品種が登場し、同じ目的で化学突然変異原の使用が始まりました。 雑種強勢を利用する方法は、特にトウモロコシとカイコで実際に導入されました。
1940 年代まで、ソ連における遺伝子研究は概ね成功裏に発展し、世界有数の地位を占めていました。 ソビエト連邦での設立とともに。 T.D. ルイセンコとその仲間たちの絶対的な優位性による生物学、その急速な進歩は1930年代半ばに始まり、1948年にその頂点に達し、ソ連の遺伝学は事実上破壊された。
遺伝学の歴史の第 5 段階 (およそ 1950 年代半ばから 1970 年代初頭) は、他の分野と同様に、遺伝学への急速な導入のおかげで可能になった、主に分子レベルでの遺伝現象の研究によって特徴付けられます。新しい化学的、物理的、数学的手法の生物学。
遺伝子は巨大なポリマー DNA 分子の一部であり、構成するヌクレオチド対の数と交互の順序が異なることが判明しました。 遺伝学者、物理学者、化学者の共同の努力により、親から子に伝わる遺伝情報が遺伝子内のヌクレオチド対の配列によってコード化されていることが判明しました。 酵素の助けを借りて、一本鎖マトリックス (メッセンジャー) RNA 分子のヌクレオチド配列に書き換えられ (転写)、合成されたタンパク質のアミノ酸配列 (翻訳) が決定され、体の基本的な特性が決定されます (翻訳)。 RNA を含むウイルスの場合、遺伝情報は RNA のヌクレオチド配列にコード化されています。 遺伝暗号を解読するにあたって (cm。遺伝コード）、すべての生き物にとって普遍的であることが判明しましたが、主な功績はF. Crick、S. Brenner（イギリス）、S. Ochoa、M. Nirenberg（アメリカ）に属します。
同じ年に、DNA 鎖を特定の位置で小さな断片に切断する多くの酵素 (制限酵素) が発見されたおかげで、彼らは染色体の DNA から遺伝子を単離する方法を学びました。 1969 年に米国で、H. G. コラナと彼の同僚が遺伝子の化学合成を実行しました。
1961 年、フランスの遺伝学者 F. ヤコブと J. モノーは、大腸菌の一部のタンパク質合成遺伝子の働きをオンまたはオフにする制御機構を発見し、これらのデータに基づいてオペロンの概念を開発しました。 (cm。オペロン）、その後他の生物でも確認されました。
突然変異の分子機構が解明された結果、新しい強力な化学的突然変異原（「スーパーミュータゲン」）の作用の探索と研究、および選択的実践におけるそれらの使用において大きな進歩が見られた。 作業も多くの分野で大幅に進歩しました。 遺伝学の他の分野 - 物理的および化学的環境変異原の影響からヒトゲノムを保護する方法の開発、生物の個々の発生を調節するための分子遺伝学的メカニズムの開示、これまでほとんど研究されていなかった生物の現象の研究核外遺伝は色素体、ミトコンドリア、プラスミドを通じて行われます。 この時代の終わりに向けて、ソ連では遺伝子研究が広範に復活しました（1965年以降）。
1970 年代初頭に始まった遺伝学の歴史の現段階では、以前に確立されたほとんどすべての分野の進歩に伴い、分子遺伝学が特に集中的に発展し、それが基礎的な発見につながり、その結果として、分子遺伝学が出現して成功を収めました。根本的に新しい形の応用遺伝学の開発。
したがって、1960年代にソ連で、昆虫ウイルスの1つの複製を研究したS.M.ガーシェンゾンと彼の同僚は、遺伝情報がRNAからDNAに伝達される(逆転写)という事実を支持する新しいデータを入手した。これまで唯一の転写経路であると考えられていた DNA から RNA への転写だけではありません。 1970年、アメリカの遺伝学者G.テミンとD.ボルティモアは、いくつかのRNAを含む動物腫瘍ウイルスを用いた実験で、逆転写の存在を証明し、その分子機構を特定し、それを実行する酵素である逆転写酵素（リバーターゼ）を単離した。 (cm。リバース)）、ウイルス遺伝子によってコードされています。 逆転写の発見により、メッセンジャーRNAをもとに多くの生理活性遺伝子を人工合成し、ジーンバンクを構築することが可能となった。 (cm。ジーンバンク）、人工的に合成されたものと天然のものの両方。 これらの遺伝子のほとんどはすでに配列決定されています。つまり、それらの遺伝子のヌクレオチド対の配列が決定されています。 配列決定から得られたデータは、ほとんどの真核生物遺伝子のイントロン-エクソン構造の発見につながりました。
RNAを含む発がん性ウイルスの複製が逆転写を利用して起こることを発見（このようなウイルスはレトロウイルスと呼ばれるようになりました） (cm。レトロウイルス)）、発がんという現代の分子遺伝学的概念の創造に重要な役割を果たしました。 (cm。発癌)- 悪性腫瘍の発生。 腫瘍発生のウイルス発生学的性質は中央部で提唱された。 1940年代に、DNAを含む発がん性ウイルスを研究したソ連のウイルス学者L.A.ジルバーによる論文。 しかし、当時の彼女の認識は、RNA ウイルスが悪性腫瘍を引き起こす仕組みを説明できなかったという事実によって妨げられていました。 逆転写の発見後、ウイルス発生理論が DNA を含む発がん性ウイルスと同じ程度までレトロウイルスに適用できることが明らかになりました。 その後、悪性増殖のウイルス発生理論が発展し始めました。 ああ。 がん遺伝子仮説に基づく (cm。オンコゲン）、最初にアメリカの科学者R.ヒューブナーとJ.トダロによって提唱され、その後数多くの実験研究によって確認されました。
可動遺伝要素の発見と研究は、遺伝学の発展にとっても根本的に重要でした (cm。モバイル遺伝要素)、B. マクリントックによって最初に予測されました (cm。マクリントック・バーバラ) 1940 年代後半、トウモロコシの遺伝子実験に基づいて研究されました。 これらのデータは、細菌の遺伝学に関する広範な研究により 1960 年代後半に 2 つのクラスの可動性遺伝要素が発見されるまで、適切に評価されていませんでした。 10年後、D. ホグネスとその共同研究者(アメリカ)、そして彼らとは独立してG.P. ゲオルギエフと彼の共同研究者(ソ連)は、ショウジョウバエの可動分散遺伝子(MDG)と呼ばれる可動遺伝要素を同定した。 他の真核生物にも可動性の遺伝要素があることがすぐに発見されました。
一部の可動性遺伝要素は、近くの遺伝子を捕捉し、ゲノム内の他の場所に移すことができます。 アメリカの遺伝学者 G. Rubin と A. Spradling は、ショウジョウバエの可動 P エレメントのこの能力を利用して、制限酵素を使用して単離した任意の遺伝子またはその一部を染色体上の通常とは異なる場所に移入する技術を開発しました。 この方法は、構造遺伝子の機能における調節遺伝子の役割の研究、モザイク遺伝子の構築などに広く使用されています。
分子遺伝学的なアプローチにより、抗体（免疫グロブリン）合成機構の理解が深まりました。 (cm。免疫グロブリン)）。 免疫グロブリン分子の定常鎖と可変鎖をコードする構造遺伝子、およびこれらの構造遺伝子の協調作用を保証する制御遺伝子の同定により、限られたセットに基づいて膨大な数の異なる免疫グロブリンを合成することがどのように可能であるかを説明することが可能になった。対応する遺伝子の。
遺伝学の発展の初期段階で、すでに 2 つの主なタイプの変動についての考えが形成されていました。1 つは遺伝子や染色体の突然変異、遺伝子組み換えによって引き起こされる遺伝性または遺伝子型の変動で、もう 1 つは遺伝子や染色体突然変異や遺伝子組み換えによって引き起こされる非遺伝性または改変です。発生中の生物の特性に対するさまざまな環境要因の影響。 これに従って、生物の表現型は遺伝子型と環境要因の相互作用の結果として考慮されるのが通例でした。 ただし、このコンセプトには大幅な追加が必要でした。 1928 年に遡り、B.L. アスタウロフは、ショウジョウバエのいくつかの突然変異形質の変動性の研究に基づいて、変動性の理由の 1 つは特定の形質 (器官) の発達におけるランダムな逸脱である可能性があるという考えを表明しました。 1980 年代に、この考えはさらに確認されました。 G. ステント (米国) と V. A. ストルニコフ (ソ連) がさまざまな動物 (線虫、ヒル、ショウジョウバエ、カイコ) を対象に行った実験では、同じ環境で育てられた遺伝的に同一 (同質遺伝子) 個体間でも、構造的および生理学的特徴に顕著なばらつきが観察されることが示されました。理想的に均一な環境条件。 この変動は、明らかに、さまざまな細胞内および細胞間の個体発生プロセスの過程におけるランダムな偏差、つまり「個体発生ノイズ」として特徴付けられるものによるものです。 これに関して、V. A. Strunnikov は、遺伝子型や修飾とともに表現型の形成に関与する「実装の変動性」というアイデアを開発しました (詳細については、「変動性」を参照してください)。 (cm。変動性)).
分子遺伝学の成功により、主に応用的な性質を持つ 4 つの新しい遺伝研究分野が出現するための前提条件が作成されました。その主な目的は、生物のゲノムを望ましい方向に変更することです。 これらの分野で最も急速に発展したのは遺伝子工学です。 (cm。遺伝子工学）と体細胞の遺伝学 遺伝子工学は、遺伝学 (個々の遺伝子の人為的導入) と染色体 (染色体およびその断片の人工的導入) に分けられます。 1972年に米国のP.バーグの研究室で開発が始まった遺伝子工学手法は、医療に使用される高品質の生物学的製品（ヒトインスリン、インターフェロン、B型肝炎に対するワクチン、エイズなどの診断）。 彼らの協力により、さまざまなトランスジェニック動物が得られました。 (cm。トランスジェニック動物)。 マメ科植物の遺伝子によってコードされる貯蔵タンパク質が豊富なジャガイモおよびヒマワリ植物、トウモロコシ遺伝子によってコードされるタンパク質が豊富なヒマワリ植物が得られました。 土壌細菌から農作物への窒素固定遺伝子の導入に関する研究は、世界中の多くの研究室で行われており、非常に有望である。 遺伝性疾患を治療する試みとして、患者の体に「健康な」遺伝子を導入して、疾患の原因となる変異遺伝子を置き換える試みが行われている。 組換え DNA 技術の進歩により、他の生物から多くの遺伝子を単離することが可能になり、またそれらの発現の制御に関する知識が拡大したことで、これまでは素晴らしいように見えたこのアイデアの実現が期待できるようになりました。
染色体工学の方法により、体細胞の二倍体核を、核を除去した哺乳動物の卵子に移植し、そのような卵子をホルモン的に準備されたメスの子宮に導入することが可能になります。 この場合、体細胞が採取された個体と遺伝的に同一の子孫が生まれることになります。 この個体からそのような子孫を無制限に得ることができます。つまり、遺伝的にクローンを作成することができます（動物のクローン作成を参照） (cm。動物のクローン作成）).
植物、動物、人間の体細胞について行われる研究は実用的に重要です。 薬用アルカロイド（フレグラント・ルー、ラウウルフィア）を産生する植物細胞の選択と突然変異誘発を組み合わせることで、細胞塊中のこれらのアルカロイドの含有量が10〜20倍増加します。 栄養培地上の細胞を選択し、その後細胞カルスから全植物を再生することにより、さまざまな除草剤や土壌塩分に耐性のある多くの栽培植物の品種が開発されてきました。 有性交雑が不可能または非常に困難な、異なる種および属の植物の体細胞の交雑とその後の細胞カルスからの再生により、さまざまな雑種形態（キャベツ-カブ、栽培ジャガイモ-野生種など）が作られました。
動物の体細胞の遺伝学におけるもう 1 つの重要な成果は、ハイブリドーマの作成です。 (cm。ハイブリッド)、それに基づいてモノクローナル抗体が取得され、特異性の高いワクチンを作成したり、酵素の混合物から必要な酵素を単離したりするために使用されます。
さらに 2 つの分子遺伝学的方向性は、実践に非常に有望です。部位特異的突然変異誘発とアンチセンス RNA の作成です。 部位特異的突然変異誘発（制限酵素またはその相補的 DNA によって単離された特定の遺伝子に突然変異を誘発し、その後、その非突然変異対立遺伝子を置換するために突然変異した遺伝子をゲノムに組み込む）により、所望のより正確な遺伝子を誘導することが初めて可能になりました。ランダムな遺伝子突然変異よりも優れており、細菌や酵母において標的遺伝子突然変異を取得するためにすでに成功裏に使用されています。
アンチセンス RNA は、1981 年に米国で活動する日本人免疫学者 D. 富沢によって初めてその可能性が示され、特定のタンパク質の合成レベルの標的制御や、癌遺伝子やウイルスゲノムの標的阻害に使用できます。 これらの新しい遺伝子分野で行われた研究は、主に応用問題を解決することを目的としていました。 同時に、彼らはゲノムの構成、遺伝子の構造と機能、核遺伝子と細胞小器官の関係などについての考え方に根本的な貢献をしました。
遺伝学の主な仕事
遺伝子研究では、遺伝と多様性のパターンを理解することと、これらのパターンを実際に使用する方法を見つけることの 2 種類の目標を追求します。 両方は密接に関連しています。実際的な問題の解決は、基本的な遺伝的問題の研究から得られた結論に基づいており、同時に理論的概念を拡張し深化させるために重要な事実データを提供します。
世代から世代へと、子孫に実現されるべきすべての多様な形態学的、生理学的、生化学的特性に関する情報が（時には多少歪んだ形で）伝達されます。 遺伝過程のこのサイバネティックな性質に基づいて、遺伝学によって研究される 4 つの主要な理論的問題を定式化するのが便利です。
まず、遺伝情報の保存の問題があります。 細胞の遺伝情報がどのような物質構造に含まれており、そこにどのように暗号化されているかが研究されています（遺伝暗号を参照） (cm。遺伝コード）).
第二に、遺伝情報の伝達の問題があります。 細胞から細胞へ、そして世代から世代への遺伝情報の伝達のメカニズムとパターンが研究されています。
第三に、遺伝情報の実装の問題。 遺伝情報が、発生中の生物の特定の特性にどのように組み込まれ、環境の影響と相互作用して、これらの特性を程度の差はあれ、場合によっては大きく変えるのかが研究されています。
第四に、遺伝情報の変更の問題。 これらの変化の種類、原因、メカニズムが研究されています。
遺伝と多様性の基本的な問題の研究から得られた結論は、遺伝学が直面する応用問題を解決するための基礎として役立ちます。
遺伝学の成果は、子孫の遺伝子型構造（分離）に最も影響を与える交配の種類を選択すること、最も効果的な選択方法を選択すること、遺伝形質の発達を制御すること、突然変異プロセスを制御すること、ゲノムの変化を標的とすることなどに利用されています。遺伝子工学と部位特異的突然変異誘発を利用した生物。 さまざまな選択方法が元の集団 (品種、品種) の遺伝子型構造にどのような影響を与えるかを知ることで、この構造を望ましい方向に最も迅速に変更する選択方法を使用できるようになります。 個体発生中に遺伝情報が実現される方法と、環境がこれらのプロセスに及ぼす影響を理解することは、特定の生物の貴重な形質の最も完全な発現と、望ましくない形質の「抑制」に寄与する条件を選択するのに役立ちます。 これは、家畜、栽培植物、産業用微生物の生産性を向上させるだけでなく、多くのヒトの遺伝性疾患の発症を防ぐことができるため、医療にとっても重要です。
物理的および化学的突然変異原とその作用機序の研究により、多くの遺伝的に変化した形態を人為的に取得することが可能となり、有益な微生物の改良株や栽培植物の品種の創出に貢献します。 物理的（主に放射線）および化学的突然変異原による損傷から人間と動物のゲノムを保護するための対策を開発するには、突然変異プロセスの法則に関する知識が必要です。
あらゆる遺伝子研究の成功は、遺伝と変動性に関する一般法則の知識だけでなく、研究が行われる生物の特定の遺伝学の知識によっても決まります。 遺伝学の基本法則は普遍的ですが、生殖生物学や遺伝装置の構造などの違いにより、生物ごとに特徴もあります。 さらに、実用的な目的のためには、特定の生物の特性の決定にどの遺伝子が関与しているかを知る必要があります。 したがって、生物の特定の特性の遺伝学の研究は応用研究の不可欠な要素です。
遺伝学の主要な分野
現代遺伝学は、理論的および実践的な興味深いセクションが数多くあります。 一般的な、または「古典的な」遺伝学のセクションの中で、主なものは次のとおりです: 遺伝子分析、遺伝の染色体理論の基礎、細胞遺伝学、細胞質 (核外) 遺伝、突然変異、修飾。 分子遺伝学、個体発生遺伝学（表現遺伝学）、集団遺伝学（集団の遺伝構造、小進化における遺伝因子の役割）、進化遺伝学（種分化と大進化における遺伝因子の役割）、遺伝子工学、体細胞遺伝学、免疫遺伝学、民間遺伝学 - 遺伝学では、細菌、ウイルス遺伝学、動物遺伝学、植物遺伝学、人間遺伝学、医療遺伝学などを集中的に開発しています。 遺伝学の最新分野であるゲノミクスは、ゲノムの形成と進化のプロセスを研究します。
生物学の他の分野に対する遺伝学の影響
遺伝学は現代生物学の中心的な位置を占めており、生物のすべての主要な特性を主に決定する遺伝と変動の現象を研究しています。 遺伝物質と遺伝暗号の普遍性は、すべての生物の統一性の基礎となっており、生物形態の多様性は、生物の個体的および歴史的発展におけるその実装の特殊性の結果です。 遺伝学の成果は、ほぼすべての現代生物学分野の重要な要素です。 総合進化論は、ダーウィニズムと遺伝学を最もよく組み合わせたものです。 同じことは現代の生化学についても言えます。生物の主要成分であるタンパク質と核酸の合成をどのように制御するかに関する主な規定は、分子遺伝学の成果に基づいています。 細胞学は、染色体、色素体、ミトコンドリア、つまり遺伝情報が記録されている要素の構造、再生、機能に焦点を当てます。 動物、植物、微生物の分類学では、分類群の関連性の程度を確立し、それらの系統発生を解明するために、酵素やその他のタンパク質をコードする遺伝子の比較、染色体のヌクレオチド配列の直接比較がますます使用されています。 植物や動物のさまざまな生理学的プロセスは、遺伝子モデルを使用して研究されています。 特に、脳や神経系の生理学を研究する場合、特別な遺伝的手法、ショウジョウバエや実験用哺乳動物の系統を使用します。 現代の免疫学は完全に抗体合成のメカニズムに関する遺伝データに基づいています。 遺伝学の成果は、程度の差はあっても、多くの場合非常に重要であり、ウイルス学、微生物学、発生学にとって不可欠な部分です。 現代遺伝学は生物学分野の中心的な位置を占めていると当然言えます。

遺伝学

特定の生物の対立遺伝子のセットはそれと呼ばれ、生物の観察された特徴または形質はそれと呼ばれます。 特定の生物がある遺伝子がヘテロ接合であると言われる場合、多くの場合、1 つの対立遺伝子はその生物の表現型においてその性質が優勢であるため優性 (優性) として指定されますが、他の対立遺伝子はその性質が存在せず観察されない可能性があるため劣性と呼ばれます。 一部の対立遺伝子は完全な優性を持たず、代わりに中間表現型、いわゆる不完全な優性を持ちます。 - 両方の形質が同時に優性であり、両方の形質が表現型に存在します。

生物のペアが有性生殖をするとき、その子孫は各親から 2 つの対立遺伝子のうち 1 つをランダムに受け継ぎます。個別の遺伝と対立遺伝子の分離の観察は、一般に、または 人種隔離法 (第一世代ハイブリッドの一様性の法則)。

複数の遺伝子の相互作用

人間の身長は複雑な遺伝的特性です。 1889 年にフランシス ゴルトンによって得られた研究結果は、子供の身長と両親の平均身長との関係を示しています。しかし、相関関係は絶対的なものではなく、子の身長には遺伝的変異による大きな変動があり、環境も形質の重要な要素であることが示唆されています。

生物には数千の遺伝子があり、有性生殖の際、これらの遺伝子の範囲はほとんど独立しています。つまり、それらは相互に関連することなくランダムに受け継がれます。 これは、黄色または緑のエンドウ豆の対立遺伝子の継承は、白または紫の花の対立遺伝子の継承とは関係がないことを意味します。 として知られるこの現象は、 「独立相続の法則」 （形質分離の法則）とは、異なる遺伝子の対立遺伝子が親間で混合され、異なる組み合わせの子が形成されることを意味します。 一部の遺伝子は、特定の遺伝的つながりがあるため、個別に継承することができません。これについては、この記事で後ほど説明します。

多くの場合、異なる遺伝子が同じ特性に影響を与えるような方法で相互作用することがあります。 たとえば、春のヘソムシ (Omphalodes verna) には、花の色 (青または紫) を決定する対立遺伝子の遺伝子があります。ただし、花に色があるか白いかは、別の遺伝子によって制御されます。 植物が白色対立遺伝子のコピーを 2 つ持っている場合、最初の遺伝子が青色または紫の対立遺伝子を持っているかどうかに関係なく、その花は白色になります。 遺伝子間のこの相互作用は、ある遺伝子の活性が他の遺伝子の変異によって影響を受けると呼ばれます。

多くの形質は離散的な形質 (紫や白の花など) ではなく、連続的な形質 (人間の身長や肌の色など) です。この形質の複合体は、多くの遺伝子の存在の結果です。 これらの遺伝子の影響は、生物に対する環境の影響の程度の違いと関係しています。 生物の遺伝子が一連の特徴的な形質にどの程度寄与しているかを表します。 形質の遺伝率の測定は相対的なものであり、頻繁に変化する環境では、特性の全体的な変化により大きな影響を与えます。 たとえば、米国では、身長は 89% の確率で遺伝する複雑な形質です。 しかし、適切な栄養や医療へのアクセスに大きな差があるナイジェリアでは、身長などの形質が遺伝する可能性はわずか 62% です。

再生

細胞が分裂すると、そのゲノム全体がコピーされ、各娘細胞は 1 つの完全な遺伝子セットを継承します。 このプロセスは、生殖の最も単純な形式と呼ばれ、栄養（無性）生殖の基礎となります。 多細胞生物でも栄養生殖が行われ、単一の父親からゲノムを受け継ぐ子孫が作成されます。 親と遺伝的に同一の子孫をクローンと呼びます。

真核生物は、多くの場合、有性生殖を利用して、2 人の異なる父親から受け継いだ混合遺伝物質を持つ子孫を生み出します。 有性生殖のプロセスは、ゲノムの 1 コピー (および 2 コピー ()) を含むタイプに応じて変化します (交互に)。半数体細胞は、遺伝物質を別の半数体細胞と融合させて、対になった染色体を持つ二倍体細胞を作成することによって形成されます (例: ゲノムの 1 コピー)。 ((一倍体細胞) と (一倍体細胞)) の融合により が形成されます。二倍体細胞は、DNA を複製することなく分裂して一倍体細胞を形成し、染色体の各対の 1 つをランダムに継承する娘細胞を作成します。ほとんどの動物と多くの植物は二倍体です。生物は生涯のほとんどの期間、一倍体であり、それはたった1つの細胞の特徴です - .

細菌は有性生殖に一倍体/二倍体様式を使用しませんが、新しい遺伝情報（つまり、変異）を取得する多くの方法を持っています。 一部の細菌は、小さな円形の DNA 片を別の細菌に伝えることによって感染することができます。 細菌は、環境から外来 DNA 断片を取り込んでゲノムに組み込むこともあります。これは、「細菌」として知られる現象です。 変換。 このプロセスは、互いに関係のない生物間での遺伝情報の断片の伝達とも呼ばれます。

>生物学に関する要約

遺伝学

遺伝学は生物学の最も重要な分野の 1 つです。 これは遺伝と変動の法則の科学です。 「遺伝学」という言葉はギリシャ語に由来し、「誰かから来る」と訳されています。 研究の対象となるのは、植物、動物、人、微生物などです。 遺伝学は、遺伝子工学、医学、微生物学などの科学と密接に関係しています。

当初、遺伝学は、生物の外部および内部の特徴に基づく遺伝と変異のパターンであると考えられていました。 今日、遺伝子が存在し、DNA または RNA の特別にマークされた部分、つまりすべての遺伝情報がプログラムされている分子であることが知られています。

考古学的証拠に基づいて、人々は特定の身体的特徴が世代から世代へと受け継がれる可能性があることを 6,000 年以上前から知っていました。 人間は、特定の集団を選択し、それらを互いに交配することによって、植物や動物の品種の改良された品種を作成することさえ学びました。 しかし、遺伝学の重要性が完全に知られるようになったのは、現代の顕微鏡が登場した 19 世紀から 20 世紀になってからです。 オーストリアの修道士グレゴール・メンデルは遺伝学の発展に多大な貢献をしました。 1866年に彼は現代遺伝学の基礎に関する研究を発表しました。 彼は、遺伝的傾向が混在するのではなく、別々の単位の形で世代から世代へと受け継がれることを証明しました。 1912 年、アメリカの遺伝学者トーマス モーガンは、これらの単位が染色体に存在することを証明しました。 それ以来、古典遺伝学は科学の進歩を遂げ、生物レベルだけでなく遺伝子レベルでも遺伝を説明する上で大きな進歩を遂げました。

分子遺伝学の時代は 1940 年代から 1950 年代に始まりました。 遺伝情報の伝達において DNA が主導的な役割を果たしているという証拠が明らかになってきています。 この発見は、DNA 構造、トリプレット コードの解読、およびタンパク質生合成機構の説明でした。 また、DNAやRNAのアミノ酸配列や塩基配列も発見された。

ロシアでの最初の実験は 18 世紀に行われ、植物の交雑に関するものでした。 20 世紀には、実験植物学と動物学、および実験農業ステーションで重要な研究が行われました。 1930 年代の終わりまでに、組織化された研究機関、実験場、大学の遺伝学部のネットワークが国内に出現しました。 1948年、遺伝学は疑似科学であると宣言されました。 科学の復興は、1960 年代頃に DNA の構造が発見され解読された後に起こりました。