Реферати » Реферати по біології » Загальна генетика

Загальна генетика

Генетика по праву може вважатися однією з найважливіших областей біології. Протягом тисячоліть людина користувалася генетичними методами для поліпшення домашніх тварин і оброблюваних рослин, не маючи уявлення про механізми, що лежать в основі цих методів. Судячи з різноманітних археологічних даних, уже 6000 років тому люди розуміли, що деякі фізичні ознаки можуть передаватися від одного покоління іншому. Відбираючи визначені організми з природних популяцій і, схрещуючи їх між собою, людина створювала поліпшені сорти рослин і породи тварин, що володіли потрібними їй властивостями.

Проте лише на початку XX в. вчені стали усвідомлювати повною мірою важливість законів спадковості і її механізмів. Хоча успіхи мікроскопії дозволили встановити, що спадкові ознаки передаються з покоління в покоління через сперматозоїди і яйцеклітини, залишалося незрозумілим, яким чином дрібні частки протоплазми можуть нести в собі «задатки» тієї величезної безлічі ознак, з яких складається кожен окремий організм.

Перший дійсно науковий крок вперед у вивченні спадковості був зроблений австрійським ченцем Грегором Менделем, який у 1866 опублікував статтю, що заклав основи сучасної генетики. Мендель показав, що спадкові задатки не змішуються, а передаються від батьків нащадкам у вигляді дискретних (відособлених) одиниць. Ці одиниці, представлені у особин парами, залишаються дискретними і передаються наступним поколінням у чоловічих і жіночих гаметах, кожна з яких містить по одній одиниці з кожної пари. У 1909 р датський ботанік
Йогансен назвав ці одиниці гедам » , а в 1912 р американський генетик Морган показав, що вони знаходяться в хромосомах. З тих пір генетика досягла великих успіхів у поясненні природи спадковості і на рівні організму, і на рівні гена.

Якщо століття 19-й по праву увійшов в історію світової цивілізації як Століття
Фізики, то стрімко що завершується століттю 20-му, в якому нам щасливо жити, по всій ймовірності, приготоване місце Століття Біології, а може бути, і Века Генетики.

Представники будь-якого біологічного виду відтворюють подібні собі істоти. Це властивість нащадків бути схожими на своїх предків називається спадковістю. Однак родинні особини в більшій чи меншій мірі відрізняються від своїх батьків. Це властивість нащадків називається мінливістю. Вивченням явищ спадковості і мінливості займається наука генетика. Таким чином, генетика - наука про закономірності спадковості і мінливості. За сучасними уявленнями, спадковість - це властивість живих організмів передавати з покоління в покоління особливості морфології, фізіології, біохімії та індивідуального розвитку в певних умовах середовища. Мінливість - це властивість дочірніх організмів набувати нових ознак, які відсутні у батьків.

Генетика як наука вирішує наступні основні завдання:

1. вивчає способи зберігання генетичної інформації у різних організмів і її матеріальні носії;

2. аналізує способи передачі спадкової інформації від одного покоління до іншого;

3. виявляє механізми і закономірності реалізації генетичної інформації в процесі індивідуального розвитку і вплив на них умов зовнішнього середовища проживання;

4. вивчає закономірності та механізми мінливості і її роль в пристосувальних реакціях і в еволюційному процесі;

5. вишукує способи виправлення пошкодженої генетичної інформації.

Для вирішення цих задач використовуються різні методи дослідження:

Метод гибридологического аналізу був розроблений Г. Менделем. Цей метод дозволяє виявляти закономірності успадкування окремих ознак при статевому розмноженні організмів. Сутність його полягає в наступному: аналіз успадкування проводиться за окремими альтернативними ознаками; простежується передача цих ознак в ряду поколінь; проводиться точний кількісний облік спадкування кожного альтернативного ознаки і характер потомства кожного гібрида окремо.

Цитогенетический метод дозволяє вивчати каріотип клітин організму і виявляти геномні і хромосомні мутації.

Генеалогічний метод припускає вивчення родоводів тварин і людини і дозволяє встановлювати тип успадкування того чи іншої ознаки, зиготность організмів і ймовірність прояву ознаки в майбутніх поколіннях. Цей метод широко використовується в селекції і роботі медико-генетичних консультацій.

Близнюковий метод заснований на вивченні прояви у однояйцевих і двуяйцевих близнюків. Він дозволяє виявити роль спадковості і зовнішнього середовища у формуванні конкретних ознак.

Біохімічні методи засновані на вивченні активності ферментів і хімічного складу клітин, який визначається спадковістю. За допомогою цих методів можна виявити генні мутації і гетерозиготних носіїв рецесивних генів.

Популяційно-статистичний метод дозволяє розраховувати частоту зустрічальності генів і генотипів в популяціях.


Відкриття Г. Менделем законів успадкування.

Честь відкриття кількісних закономірностей, супроводжуючих формування гібридів, належить чеському ботаніку-любителю Йогану
Грегору Менделю. У своїх роботах, що виконувалися в період з 1856 по 1863р., Він розкрив основи законів спадковості.

Перше його увага була звернена на вибір об'єкта. Для своїх досліджень Мендель обрав горох. Підставою для такого вибору послужило, по-перше, те, що горох - строгий самоопилітель, і це різко знижувало можливість заносу небажаної пилку; по-друге, в той час була достатня кількість сортів гороху, розрізнялися за кількома спадкоємною ознаками.

Мендель одержав від різних ферм 34 сорти гороху. Після двох річної перевірки, чи зберігають вони свої ознаки незмінними при розмноженні без схрещування, він відібрав для експериментів 22 сорти.

Мендель почав з дослідів зі схрещування сортів гороху, що розрізняються за однією ознакою (моногибридное схрещування). У всіх дослідах з 7 парами сортів було підтверджено явище домінування в першому поколінні гібридів, виявлене Сажре і Ноденом. Мендель ввів поняття домінантного і рецесивного ознак. Потім Мендель вперше зумів дати кількісну оцінку частотах появи рецесивних форм серед загального числа нащадків при схрещувань.

Для подальшого аналізу природи спадковості, Мендель вивчив ще кілька поколінні гібридів, схрещується між собою. В результаті отримали міцне наукове обгрунтування наступні узагальнення фундаментальної важливості:

1. Явище неравнозначности спадкових ознак.

2. Явище розщеплення ознак гібридних організмів у результаті їхніх подальших схрещувань. Були встановлені кількісні закономірності розщеплення.

3. Виявлення не тільки кількісних закономірностей розщеплення за зовнішніми, морфологічними ознаками, а 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 перекомбінації 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.

Основні поняття генетики:

При вивченні закономірностей успадкування звичайно схрещують особи, що відрізняються один від одного альтернативними ознаками, наприклад жовтий і зелений колір, гладка і зморшкувата поверхня у горошин.

Алельних гени - гени, що визначають розвиток альтернативних ознак.
Вони розташовуються в однакових локусах гомологічних хромосом.

Локус - місце локалізації гена в хромосомі.

Альтернативний ознака і відповідний йому ген, що виявляється у гібридів першого покоління, називається домінантним, а не виявляється - рецесивним, т. Е .:

Домінантність - це здатність пригнічувати одним аллелем дію іншого в гетерозиготному стані.

Аллель - форма існування (прояви) гена.

Якщо в обох гомологічних хромосомах знаходяться однакові алельні гени, такий організм називається гомозиготним, оскільки він утворює один тип гамет і не дає розщеплення при схрещуванні з собі подібним.

Якщо в гомологічних хромосомах локалізовані різні гени однієї алельних пари, то такий організм називається гетерозиготним за цією ознакою.

Генотип - сукупність усіх генів організму. Генотип являє собою взаємодіючі один з одним і впливають один на одного сукупності генів. Кожен ген випробовує на собі дію інших генів генотипу і сам робить на них вплив, тому один і той же ген у різних генотипах може виявлятися по-різному.

Незважаючи на те, що вже багато чого відомо про хромосоми і структуру ДНК, дати визначення гена дуже важко, поки вдалося сформулювати тільки три можливих визначення гена: а) ген як одиниця рекомбінації.

На підставі своїх робіт з побудови хромосомних карт дрозофіли
Морган стверджував, що ген - це найменша ділянка хромосоми, яка може бути відокремлений від прилеглих до нього ділянок в результаті кросинговеру . Згідно з ним, ген являє собою велику одиницю, специфічну область хромосоми, що визначає ту чи іншу ознаку організму; б) ген як одиниця мутації.

В результаті вивчення природи мутацій було встановлено, що зміни ознак виникають унаслідок випадкових спонтанних змін в структурі хромосоми, в послідовності підстав чи навіть в одній підставі. У цьому сенсі можна було сказати, що ген - це одна пара компліментарних підстав в нуклеотидної послідовності ДНК, тобто найменша ділянка хромосоми, здатна перетерпіти мутацію. в) ген як одиниця функції.

Оскільки було відомо, що від генів залежать структурні, фізіологічні та біохімічні ознаки організмів, було запропоновано визначати ген як найменшу ділянку хромосоми, що обумовлює синтез певного продукту.

Фенотип - сукупність всіх властивостей і ознак організму. Фенотип розвивається на базі певного генотипу в результаті взаємодії організму з умовами навколишнього середовища. Організми, що мають однаковий генотип, можуть відрізнятися один від одного залежно від умов розвитку та існування.

Фен, ознака або властивість організму - це одиниця морфологічної, фізіологічної,

Сторінки: 1 2 3 4 5 6

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар