Головна
Реферати » Реферати з біології » Історія розвитку Генетики

Історія розвитку Генетики

розщеплення по зовнішнім, морфологічними ознаками, але й визначення співвідношення домінантних і рецесивних задатків серед форм, з увазі не відмінних від домінантних, але які є змішаними за своєю природою.

Таким чином, Мендель впритул підійшов до проблеми співвідношення між спадковими задатками і обумовленими ними ознаками організму. За рахунок пере комбінації задатків (згодом ці задатки В. Иоганнсен назвав генами.), При схрещуванні утворюються зиготи, що несуть нове поєднання задатків, чим і обумовлюються відмінності між індивідуумами. Це положення лягло в основу фундаментального закону Менделя - закону чистоти гамет.

Експериментальні дослідження і теоретичний аналіз результатів схрещувань, виконані Менделем, визначили розвиток науки більш ніж на чверть століття.

Розвиток біометричних методів вивчення спадковості.

Індивідуальні відмінності навіть між близькородинними організмами зовсім не обов'язково пов'язані з відмінністю в генетичній структурі цих особин; вони можуть бути пов'язані з неоднаковими умовами життя. Тому робити висновки про генетичні відмінності можна тільки на підставі аналізу великого числа особин. Першим, хто привернув увагу до математичних закономірностям в індивідуальній мінливості, був бельгійський математик і антрополог А. Кетле. Він з'явився одним із засновників статистики та теорії ймовірностей.

У той час важливе питання був про можливість передачі в спадщину ухилень від середньої кількісної характеристики ознаки, що спостерігаються в окремих індивідуумів. З'ясуванням цього питання зайнялися кілька дослідників. За своєю значимістю виділилися роботи Гальтона, який зібрав дані про спадкування росту у людини. Потім Гальтон вивчив успадкування величини віночка квітки у запашного горошку і прийшов до висновку, що потомству передається лише невелика частина ухилень, спостережуваних у батьків. Гальтон спробував надати своєму спостереженню математичний вираз, поклавши початок великої серії робіт з математико-статистичним основам спадкування.

Послідовник Гальтона К. Пірсон продовжив цю роботу в більш широких масштабах. Найбільш серйозне і стало класичним дослідження питань, що піднімалися Гальтоном і Пирсоном і їх послідовників, було виконано в
1903-1909 рр.. У. Іоганнсеном, які звернули головну увагу на вивчення генетично однорідного матеріалу. Виходячи з отриманих аналізів,
Іоганнсеном дав точне визначення генотипу і фенотипу і заклав основи сучасного розуміння ролі індивідуальної мінливості.

Цитологічні основи генетики

У 70 - 80-х роках XIX в. були описані мітоз і поведінку хромосом під час поділу клітини, що наштовхнуло на думку, що ці структури відповідальні за передачу спадкових потенцій від материнської клітини дочірнім. Розподіл матеріалу хромосом на дві рівні частки свідчило на користь гіпотези, що саме в хромосомах зосереджена генетична пам'ять.
Вивчення хромосом у тварин і рослин призвело до висновку, що кожен вид тварин істот характеризується строго певним числом хромосом.

Відкритий Е. ван Бенедоном (1883) факт, що число хромосом в клітинах тіла вдвічі більше, ніж в статевих клітинах, можна пояснити: оскільки при заплідненні ядра статевих клітин зливаються і оскільки число хромосом в соматичних клітинах залишається константним, то постійному подвоєння числа хромосом при послідовних запліднення має протистояти процес, що призводить до скорочення їх числа в гаметах рівно вдвічі.

У 1900 р. незалежно один від одного К. Корренс в Німеччині, Г. де Фриз в
Голландії і Е. Чермак в Австрії виявили в своїх дослідах відкриті раніше закономірності і, натрапивши на його роботу, знову опублікували її в 1901 р. Ця публікація викликала глибокий інтерес до кількісних закономірностям спадковості. Цитологи виявили матеріальні структури, роль і поведінка яких могли бути однозначно пов'язані з менделевскими закономірностями. Таку зв'язок угледів в 1903 р. В. Сеттон - молодий співробітник відомого американського цитолога Е. Вільсона. Гіпотетичні уявлення про спадкових факторах, про наявність одинарного набору факторів у гаметах, та подвійного - у зигота отримали обгрунтування в дослідженнях хромосом. Т. Бовери (1902) представив докази на користь участі хромосом в процесі спадкової передачі, показавши, що нормальний розвиток морського їжака можливо тільки за наявності всіх хромосом.

Встановленням того факту, що саме хромосоми несуть спадкову інформацію, Сеттом і Бровер поклали початок новому напрямку генетики - хромосомної теорії спадковості.

Обгрунтування хромосомної теорії спадковості

Після пере відкриття менделеевских закономірностей розгорнулося вивчення цих закономірностей у всіляких видів тварин і рослин.

У 1909 р. до детального вивчення цього питання приступив Т. Г. Морган.
Перш за все він чітко сформулював вихідну гіпотезу. На питання, чи завжди будуть виконуватися чисельні закономірності, встановлені Менделем, Мендель абсолютно справедливо вважав, що такі закономірності вірні тільки тоді, коли досліджувані фактори будуть комбінуватися при утворенні зигот незалежно один від одного. Але так як число хромосом в порівнянні з кількістю генів невелика, то слід очікувати, що гени, розташовані в одній хромосомі, будуть переходити з гамет в зиготи спільно.
Отже, відповідні ознаки будуть успадковуватися групами.

Перевірку це припущення здійснив Морган і його співробітники К.
Бріджес і А. Стертевант в дослідженнях з дрозофіли. Вибір цього об'єкта з багатьох причин можна вважати великою удачею, тому що дрозофіла має невеликий період розвитку, має високу плодовитістю і має всього чотири пари хромосом.

Незабаром у дрозофіли було виявлено велику кількість різноманітних мутації, тобто форм, що характеризуються різними спадковими ознаками. Це дозволило Моргану приступити до генетичних дослідів. Він довів, що гени, що знаходяться в одній хромосомі, передаються при схрещуванні спільно. Одна група зчеплення генів розташована в хромосомі.
Вагоме підтвердження гіпотези про зчепленні генів в хромосомах Морган отримав при вивченні так званого зчепленого з підлогою спадщини.

Завдяки цитолем-генетичним експериментам (А. Стертевант, К.
Бріджес, Г. ДЖ. Меллер, 1910) вдалося встановить участь деяких хромосом у визначенні статі. Статеві хромосоми виявилися двох типів: Х-хромосоми, Y-хромосоми. Поєднання двох X-хромосом призводить до формування жіночої статі, а однією X-хромосоми і Y-хромосоми дає початок чоловічої особини, таке поєднання притаманне більшості ссавців (у тому числі осіб), амфібіям, рослинам, рибам. Простеживши за поведінкою генів у потомство певних самців і самок, Морган отримав переконливе підтвердження припущення про зчеплення генів.

Таким чином, у розвитку генетики виділяються два важливих етапи. Перший етап, який базується на гибридологический дослідженнях, пов'язаний з відкриттям
Менделя. Другий, пов'язаний з успіхами цитологічних досліджень, завершився доказом того, що носіями спадкових факторів є хромосоми. Морган сформулював і експериментально довів положення про зчепленні генів в хромосомах.

Штучне отримання мутацій. Класифікація мутацій.

Найбільшим досягненням експериментальної генетики було виявлення можливості штучно викликати мутації за допомогою різноманітних фізичних і хімічних агентів. Г. А. Надсон і Г. С. Філіппов (1925) отримали мутації у дріжджів під дією радію і рінгенних променів; Г.
Меллер (1927), (за вивчення явищ зчеплення і кросинговеру, а також відкриття штучного мутагенезу йому була присуджена в 1946 р.
Нобелівська премія.) - за допомогою рентгенових променів у дрозофіли, а Л.
Стадлер (1928) - за допомогою впливу цими променями у кукурудзи.

У середині 30-х років була сформульована теорія, що описує кінетичні залежності ні активуючого і мутагенного ефекту іонізуючих випромінювань - так звана "теорія мішені". Найважливіші експерименти, що стали основою цієї теорії, були проведені в період 1931 -
1937 рр.. Н.В. Тимофєєвим-Ресовський, М. Дельбрюком, Р Цімер та іншими дослідниками.

Найважливішим досягненням на шляху до штучного отримання мутації з'явилися роботи В.В. Сахарова (1932,1938) і М.Є. Лобашева (1934, 1935) по хімічному мутагенезу. Новий етап вивчення ролі хімічних чинників у процесі мутації був відкритий І.А. Рапопоротом (1943,46,47) і Ш. Ауербах
(1943), що вказали на потужне мутагенну дію деяких хімічних речовин.

Великий матеріал, що накопичився в галузі вивчення мінливості, дозволив створити класифікацію типів мутацій. Було встановлено існування трьох видів мутації - генних, хромосомних і геномних. До першого класу відносяться зміни. зачіпають лише один ген. У цьому випадку або повністю порушується робота гена і, організм втрачає одну функцію, або змінюється його функція. Хромосомні мутації - зміна в структурі хромосом, діляться не кілька типів: дуплікацією називають мутації, при яких крім транслокаций, може відбутися подвоєння, потроєння окремих ділянок хромосоми; інверсією називаються мутації при яких відірвався шматок хромосоми може залишитися в тій же хромосомі, але виявиться в перевернутому вигляді, при цьому порядок розташування ген в хромосомі змінюється; якщо втрачається ділянка хромосоми, говорять про делеції, або нестачі. Всі ці типи хромосомних перебудов об'єднують під загальним терміном
- хромосомні аберації. Наступний вид мутацій, при якому змінюється числа хромосом іменую геномними.

В даний час відомо велика кількість речовин, що підсилюють мутаційний процес. Розроблено теорію дії мутагенних сполук на спадкові структури, інтенсивно розробляються проблеми специфічності дії мутагенів.

Вивчення генетичних основ еволюції.

У 1904 р. К. Пірсон обгрунтував так званий закон стабілізуючого схрещування, згідно з яким в умовах вільного схрещування при будь-якому вихідному співвідношенні чисельності гомозиготних і гетерозиготних батьківських форм в результаті першого ж схрещування всередині спільноти встановлюється стан рівноваги. У 1908 р. англійський математик Г. Харді дійшов висновку, що в необмежено великих популяціях при наявності вільного схрещування, при відсутності тиску мутацій, міграція та відбір відносна чисельність гомозиготних (як домінантних, так і рецесивних) і гетерозиготних особин буде збережуться постійної за умови рівності твори числа гомозиготних (як домінантних,

Сторінки: 1 2 3 4