|
|
|
|
ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ГЕНЕТИКИ
ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ГЕНЕТИКИ
Генетика-наука о наследственности и изменчивости организмов.
Генетика- дисциплина, изучающая механизмы и закономерности наследственности
и изменчивости организмов, методы управления этими процессами. Она
призвана раскрыть законы воспроизведения живого по поколениям, появление
у организмов новых свойств, законы индивидуального развития особи и
материальной основы исторических преобразований организмов в процессе
эволюции. Первые две задачи решают теория гена и теория мутаций.
Выяснение сущности воспроизведения для конкретного разнообразия форм
жизни требует изучения наследственности у представителей, находящихся
на разных ступенях эволюционного развития. Объектами генетики являются
вирусы , бактерии, грибы , растения , животные и человек. На фоне
видовой и другой специфики в явлениях наследственности для всех живых
существ обнаруживаются общие законы. Их существование показывает
единство органического мира. История генетики начинается с 1900 года,
когда независимо друг от друга Корренс, Герман и де Фриз открыли и
сформулировали законы наследования признаков, когда была переиздана
работа Г. Менделя «Опыты над растительными гибридами». С того
времени генетика в своем развитии прошла три хорошо очерченных этапа-
эпоха Классической генетики (1900-1930), эпоха неоклассицизма (1930-1953)
и эпоха синтетической генетики, которая началась в 1953 году. На
первом этапе складывался язык генетики, разрабатывались методики
исследования, были обоснованы фундаментальные положения, открыты
основные законы. В эпоху неоклассицизма стало возможным вмешательство
в механизм изменчивости, дальнейшее развитие получило изучение гена
и хромосом, разрабатывается теория искусственного мутагенеза, , что
позволило генетике из теоритической дисциплины перейти к прикладной.
Новый этап в развитии генетики стал возможным благодаря расшифровке
структуры «золотой» молекулы ДНК в 1953 г. Дж. Уотсоном и
Ф.Криком. Генетика переходит на молекулярный уровень исследований.
Стало возможным расшифровать структуру гена , определить материальные
основы и механизмы наследственности и изменчивости. Генетика научилась
влиять на эти процессы, направлять их в нужное русло. Появились
широкие возможности соединения теории и практики. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ
ГЕНЕТИКИ. Основным методом генетики на протяжении многих лет
является гибридологический метод. Гибридизацией называется процесс
скрещивания с целью получения гибридов. Гибрид это организм,
полученный в результате скрещивания разнородных в генетическом
отношении родительских форм. Гибридизация может быть внутривидовой ,
когда скрещиваются особи одного вида и отдаленной , если
скрещиваются особи из различных видов или родов. При исследовании
наследования признаков используются методы моногибридного , дигибридного
, полигибридного скрещивания , которые были разработаны еще Г.
Менделем в его опытах с сортами гороха. При моногибридном скрещивании
наследование проводится по одной паре альтернативных признаков , при
дигибридном скрещивании- по двум парам альтернативных признаков, при
полигибридном скрещивании- по 3,4 и более парам альтернативных
признаков. При изучении закономерностей наследования признаков и
закономерностей изменчивости широко используется метод искусственного
мутагенеза, когда с помощью мутагенов вызывают изменение в генотипе
и изучают результаты этого процесса. Широкое распространение в генетике
нашел метод искусственного получения полиплоидов , что имеет не
только теоретическое, но и практическое значение. Полиплоиды обладают
большой урожайностью и меньше поражаются вредителями и болезнями. Широко
используется в генетике биометрические методы. Ведь наследуются и
изменяются не только качественные, но и количественные .
Биометрические методы позволили обосновать положение фенотипа и нормы
реакции. С 1953 года особое значение для генетики приобрели
биохимические методы исследования. Генетика вплотную занялась изучением
материальных основ наследственности и изменчивости - генов. Объектом
исследования генетики стали нуклеиновые кислоты , особенно ДНК. Изучение
химической структуры гена позволило ответить на главные вопросы ,
которые ставила перед собой генетика. Как происходит наследование
признаков? В результате чего возникают изменения признаков?Законы
наследования , установленные Г. Менделем . Доминантные и рецессивные
признаки, гомозигота и гетерозигота, фенотип и генотип, аллельные
признаки. Гешскому ботанику – любителю Иоганну Грегору Менделю
принадлежит открытие количественных закономерностей, сопровождающих формирование
гибридов. В работах Г. Менделя (1856-1863) были раскрыты основы
законов наследования признаков. В качестве объекта исследования Менделем
был выбран горох посевной. На период исследований для этого строго
самоопыляющегося растения было известно достаточное количество сортов
с четко различными исследуемыми признаками. Выдающимся достижением Г.
Менделя явилась разработка методов исследования гибридов. Им было
введено понятие моногибридного, дигибридного, полигибридного скрещивания.
Мендель впервые осознал , что только начав с самого простого случая -
наблюдения за поведением в потомстве одной пары альтернативных
признаков- и постепенно усложняя задачу. Можно разобраться в
закономерностях наследования признаков. Планирование этапов исследования,
математическая обработка полученных данных, позволили Менделю
получить результаты, которые легли в основу фундаментальных
исследований в области изучения наследственности. Мендель начал с опытов
по по моногибридному скрещиванию сортов гороха. Исследование касалось
наследованию только одной пары альтернативных признаков (красный
венчик-АА*белый венчик-аа). На основании полученных данных Мендель
ввел понятие доминантного и рецессивного признака. Доминантным
признаком он назвал признак, который переходит в гибридные растения
совершенно неизменным или почти неизменным, а рецессивным тот, который
становится при гибридизации скрытым . Затем Мендель впервые сумел
дать количественную оценку частотам появления рецессивных форм среди
общего числа потомков для случаев моно-,ди-,тригибридного и более
сложных скрещиваний. В результате исследований Г.Менделем были
получены обоснования следующих обобщений фундаментальной важности: 1.
При моногибридном скрещивании наблюдается явление доминирования. 2. В
результате последующих скрещиваний гибридов происходит расщепление
признаков в соотношении 3:1. 3. Особи содержат либо только
доминантные, либо только рецессивные, либо смешанные задатки. Зигота,
содержащая смешанные задатки получила название гетерозиготы, а
организм , развившейся из гетерозиготы - гетерозиготным. Зигота, содержащая
одинаковые(доминантные или рецессивные) задатки называется гомозиготой,
а организм, развившейся из гомозиготы-гомозиготным. Мендель вплотную
подошел к проблемам соотношения между наследственными задатками и определяемыми
ими признаками организма. Внешний вид организма зависти от сочетания
наследственных задатков. Этот вывод был им рассмотрен в работе «Опыты
над растительными гибридами». Мендель впервые четко сформулировал
понятие дискретного наследственного задатка, независящего в своем
проявлении от других задатков. Каждая гамета несет по одному задатку
. Сумма наследственных задатков организма стала по предложению
Иогансена в 1909 году называться генотипом, а внешний вид организма,
определяемый генотипом , стал называться фенотипом. Сам наследственный
задаток Иогансен позднее назвал геном. Во время оплодотворения гаметы
сливаются, формируя зиготу, при этом в зависимости от сорта гамет,
зигота получит те или иные наследственные задатки. За счет перекомбинации
задатков при скрещиваниях образуются зиготы , несущие новое сочетание
задатков, чем и обуславливаются различия между индивидуалами. Это
легло в основу фундаментального закона Менделя- закона частоты гамет.
Сущность закона заключается в следующем положении- гамет чисты, то
есть они содержат по одному наследственному задатку от каждой пары. Пара
задатков , сходящихся в гамете была названа аллелем , а сами задатки
аллельными. Позднее появился термин аллельные гены, определяющий пару
аллельных задатков. Работы Г. Менделя не получили в свое время
никого признания и оставались неизвестными вплоть до вторичного переоткрытия
законов наследственности К. Корренсом, К.Гермаком и Г. Де Фризом в 1900
году. В том же году Корренсом были сформулированны три закона
наследования признаков, которые позднее были названы законами Менделя
в честь выдающегося ученого, заложившего основы генетики.Моногибридное
скрещивание. Единообразие гибридов первого поколения. Закон расщепления
признаков.Цитологические основы единообразия гибридов первого поколения
и расщепления признаков во втором поколении. Моногибридное
скрещивание-это метод исследования , при котором изучается
исследование одной пары альтернативных признаков. Для опытов по
моногибридному скрещиванию Мендель выбрал 22 сорта гороха, которые
имели четкие альтернативные различия по семи признакам: семене круглые
или угловатые, семядоли желтые или зеленые, кожура семян серая или
белая, семена гладкие или морщинистые, желтые или зеленые, цветки
пазушные или верхушечные, растения высокие или карликовые. В течении
ряда лет Мендель путем самоопыления отбирал материал для скрещивания
, где родители были представлены чистыми линиями, то есть находились
в гомозиготном состоянии. Скрещивание показало , что гибриды проявляют
только один признак.
|
|
|
|
|