- •Попытки понять природу передачи признаков по наследству от родителей детям предпринимались ещё в
- •В 1694 году Р.Я. Каммерариусом было обнаружено , что для завязывания плодов необходимо
- •В конце XVIII -начала XIX в. английский селекционер - растениевод Т.Э. Найт, проводя
- •К этому выводу пришел и Нодэн в 1852 - 1869 гг. Но Нодэн
- •Умозрительная гипотеза о природе наследственности была предложена ботаником К. Нэгели в работе "
- •Впервые идея о дифференцирующих делениях ядра клеток развивающегося зародыша была высказана В. Ру.
- •Грегор Мендель (1822–1884):
- •Дальнейшее развитие генетики связано с рядом этапов, каждый из которых характеризовался преобладающими в
- •Wilhelm Johannsen
- •Открытие Г. Менделем законов наследования.
- •Мендель начал с опытов по скрещиванию сортов гороха, различающихся по одному признаку (
- •Развитие биометрических методов изучения наследственности.
- •Ф. Гальтон
- •Цитологические основы генетики
- •Цитологи обнаружили материальные структуры, роль и поведение которых могли быть однозначно связаны с
- •Обоснование хромосомной теории наследственности
- •Морган доказал, что гены, находящиеся в одной хромосоме, передаются при скрещивании совместно. Одна
- •Таким образом, в развитии генетики выделяются два важных этапа.
- •Искусственное получение мутаций. Классификация мутаций
- •Важнейшим достижением на пути к искусственному получению мутации явились работы В.В. Сахарова (1932,1938)
- •Изучение генетических основ эволюции.
- •Лишь в 1926 г. С.С Четвериковым была опубликована большая работа, привлекшая внимание к
- •Детальный анализ этих процессов был проведен Ромашовым (1931), Дубининым (1931) и Райтом (1921,
- •Проблема дробимости гена.
- •В 1928 г. в лаборатории А.С. Серебровского в Биологическом институте им. К.А. Тимирязева
- •Разработав систему, позволяющую количественно оценивать результат каждой мутации, Серебровский, Дубинин и другие авторы
- •Окончательное решение вопроса, делим ли ген не только мутационно, но и механически, было
- •Молекулярная генетика.
- •Следующим этапом было установление минимальной длины участка, изменения которого достаточно для возникновении мутации
- •Согласно модели Уотсона - Крика, генетическую информацию в ДНК несет последовательность расположения оснований.
- •Предположение Гамова о трехнуклеотидном составе кодона выглядело логически, доказать его экспериментально долгое время
- •Репликация ДНК
- •Генетический контроль синтеза белков
- •Основное затруднение в понимании механизма передачи генетической информации с ДНК к белку заключалось
- •Мутации и генетический код
- •Анализ природы различных мутаций привел к выводу, что все точечные мутации можно разделить
- •Регуляция генной активности.
- •В последние годы были получены данные о наличии еще одной управляющей ячейки генной
- •Репарация генетических повреждений
- •Генеетика — наука о законах и механизмах наследственности и изменчивости.
- •В 1760 г. Кельрейтер начал первый тщательно продумывать опыты по изучению передачи признаков
- •1.Явление неравнозначности наследственных признаков.
- •Развитие биометрических методов
- •Последователь Гальтона К. Пирсон продолжил эту работу в более широких масштабах. Наиболее серьезное
- •Цитологические основы генетики
- •В 1900 г. независимо друг от друга К. Корренс в Германии, Г. де
- •Обоснование хромосомной теории наследственности
- •Следующий этап развития науки связан с именем Томаса Моргана (1866–1945). Именно он со
- •Следующее событие в истории генетики – открытие нарушений структуры гена или мутаций (Г.
- •Ссередины 1930-х годов, и особенно после сессии ВАСХНИЛ
- •1935 – экспериментальное определение размеров гена.
- •В 1941 г. Дж. Бидл и Э. Тейтум опубликовал короткую статью " Генетический
- •Работы Грегора Менделя
- •История
- •Гибридологический метод
- •Закон единообразия гибридов первого поколения
- •При скрещивании чистых линий гороха с пурпурными цветками и гороха с белыми цветками
- •Закон расщепления признаков
- •Закон чистоты гамет
- •При оплодотворении слияние двух гамет, каждая из которых несет рецессивный наследственный фактор, будет
- •В процессе образования гамет у гибрида гомологичные хромосомы во время I мейотического деления
- •Закон независимого наследования признаков
- •Менделю попались признаки, гены которых находились в разных парах гомологичных хромосом гороха. При
- •Условия выполнения закона расщепления при моногибридном скрещивании
- •Условия выполнения закона независимого наследования
- •Классическая генетика
- •Томас Хант Морган
- •Президент Национальной АН США (1927-31). Томас Морган и его ученики (Г. Дж. Меллер,
- •Формирование хромосомной теории
- •Определение пола
- •Таким образом, XY-тип определения пола, или тип дрозофилы и человека, — самый распространенный
- •Доказательства того, что половые хромосомы определяют пол организма, были получены при изучении нерасхождения
- •Наследование признаков, сцепленных с полом
- •Помимо гомологичных участков, X- и У-хромосомы имеют негомологичные участки. Негомологичный участок У- хромосомы,
- •Сцепленное наследование
- •Совместное наследование генов Т. Морган предложил назвать сцепленным наследованием. Число групп сцепления соответствует
- •Было установлено, однако, что кроме обычных (некроссоверных)
- •Расстояние между генами характеризует силу их сцепления. Имеются гены с высоким процентом сцепления
- •Понятие о генетической карте
- •Наличие генетической карты свидетельствует о высокой степени изученности того или иного вида организма
- •Генетические карты человека также могут оказаться полезными в здравоохранении и медицине. Знания о
- •Основные положения хромосомной теории наследственности
Закон расщепления признаков
Закон расщепления, или второй закон Менделя. Скрещиванием организмов двух чистых линий, различающихся по проявлениям одного изучаемого признака, за которые отвечают аллели одного гена, называется моногибридное скрещивание.
Закон расщепления: при моногибридном скрещивании во втором поколении гибридов наблюдается расщепление по фенотипу в соотношении 3:1 : около 3/4 гибридов второго поколения имеют доминантный признак, около 1/4 — рецессивный.
Явление, при котором скрещивание гетерозиготных особей приводит к образованию потомства, часть которого несет доминантный признак, а часть — рецессивный, называется расщеплением. Следовательно, расщепление — это распределение доминантных и рецессивных признаков среди потомства в определенном числовом соотношении. Рецессивный признак у гибридов первого поколения не исчезает, а только подавляется и проявляется во втором гибридном поколении
Закон чистоты гамет
В каждую гамету попадает только одна аллель из пары аллелей данного гена родительской особи.
В норме гамета всегда чиста от второго гена аллельной пары. Этот факт, который во времена Менделя не мог быть твердо установлен, называют также гипотезой чистоты гамет. В дальнейшем эта гипотеза была подтверждена цитологическими наблюдениями. Из всех закономерностей наследования, установленных Менделем, данный «Закон» носит наиболее общий характер (выполняется при наиболее широком круге условий).
Гипотеза чистоты гамет. Мендель предположил, что при образовании гибридов наследственные факторы не смешиваются, а сохраняются в неизменном виде. У гибрида присутствуют оба фактора — доминантный и рецессивный, но проявление признака определяет доминантный наследственный фактор, рецессивный же подавляется. Связь между поколениями при половом размножении осуществляется через половые клетки — гаметы. Следовательно, необходимо допустить, что каждая гамета несет только один фактор из пары.
При оплодотворении слияние двух гамет, каждая из которых несет рецессивный наследственный фактор, будет приводить к образованию организма с рецессивным признаком, проявляющимся фенотипически. Слияние же гамет, каждая из которых несет доминантный фактор, или же двух гамет, одна из которых содержит доминантный, а другая рецессивный фактор, будет приводить к развитию организма с доминантным признаком. Таким образом, появление во втором поколении рецессивного признака одного из родителей может быть только при двух условиях: 1) если у гибридов наследственные факторы сохраняются в неизменном виде; 2) если половые клетки содержат только один наследственный фактор из аллельной пары. Расщепление потомства при скрещивании гетерозиготных особей Мендель объяснил тем, что гаметы генетически чисты, то есть несут только один ген из аллельнои пары. Гипотезу (теперь ее называют законом) чистоты гамет можно сформулировать следующим образом: при образовании половых клеток в каждую гамету попадает только один аллель из пары аллелей данного гена.
В процессе образования гамет у гибрида гомологичные хромосомы во время I мейотического деления попадают в разные клетки. При слиянии мужских и женских гамет получается зигота с диплоидным набором хромосом. При этом половину хромосом зигота получает от отцовского организма, половину — от материнского. По данной паре хромосом (и данной паре аллелей) образуются два сорта гамет. При оплодотворении гаметы, несущие одинаковые или разные аллели, случайно встречаются друг с другом. В силу статистической вероятности при достаточно большом количестве гамет в потомстве 25 % генотипов будут гомозиготными доминантными, 50 % — гетерозиготными, 25 % — гомозиготными рецессивными, то есть устанавливается отношение 1АА:2Аа:1аа (расщепление по генотипу 1:2:1). Соответственно по фенотипу потомство второго поколения при моногибридном скрещивании распределяется в отношении 3:1 (3/4 особей с доминантным признаком, 1/4 особей с рецессивным). Таким образом, при моногибридном скрещивании цитологическая основа расщепления признаков — расхождение гомологичных хромосом и образование гаплоидных половых клеток в мейозе
Закон независимого наследования признаков
Закон независимого наследования (третий закон Менделя) — каждая пара признаков наследуется независимо от других пар и дает расщепление 3:1 по каждой паре (как и при моногибридном скрещивании). Когда скрещивались растения, отличающиеся по нескольким признакам, таким как белые и пурпурные цветы и желтые или зелёные горошины, наследование каждого из признаков следовало первым двум законам и в потомстве они комбинировались таким образом, как будто их наследование происходило независимо друг от друга. Первое поколение после скрещивания обладало доминантным фенотипом по всем признакам. Во втором поколении наблюдалось расщепление фенотипов по формуле 9:3:3:1, то есть 9/16 были с пурпурными цветами и желтыми горошинами, 3/16 с белыми цветами и желтыми горошинами, 3/16 с пурпурными цветами и зелёными горошинами, 1/16 с белыми цветами и зелёными горошинами.
Менделю попались признаки, гены которых находились в разных парах гомологичных хромосом гороха. При мейозе гомологичные хромосомы разных пар комбинируются в гаметах случайным образом. Если в гамету попала отцовская хромосома первой пары, то с равной вероятностью в эту гамету может попасть как отцовская, так и материнская хромосома второй пары. Поэтому признаки, гены которых находятся в разных парах гомологичных хромосом, комбинируются независимо друг от друга. (Впоследствии выяснилось. что из исследованных Менделем семи пар признаков у гороха, у которого диплоидное число хромосом 2n=14, гены, отвечающие за одну из пар признаков, находились в одной и той же хромосоме.
Однако Мендель не обнаружил нарушения закона независимого наследования, так как сцепления между этими генами не наблюдалось из-за большого расстояния между ними).
Условия выполнения закона расщепления при моногибридном скрещивании
Расщепление 3 : 1 по фенотипу и 1 : 2 : 1 по генотипу выполняется приближенно и лишь при следующих условиях:
Изучается большое число скрещиваний (большое число
потомков).
Гаметы, содержащие аллели А и а, образуются в равном числе
(обладают равной жизнеспособностью).
Нет избирательного оплодотворения: гаметы, содержащие любой
аллель, сливаются друг с другом с равной вероятностью.Зиготы (зародыши) с разными генотипами одинаково
жизнеспособны.
Условия выполнения закона независимого наследования
Все условия, необходимые для выполнения закона
расщепления.
Расположение генов, отвечающих за изучаемые признаки, в
разных парах хромосом (несцепленность).
Условия выполнения закона чистоты гамет
Нормальный ход мейоза.
В результате нерасхождения хромосом в одну гамету могут
попасть обе гомологичные хромосомы из пары. В этом случае гамета будет нести по паре аллелей всех генов, которые содержатся в данной паре хромосом.
Классическая генетика
В начале XX века в 1900г. работы Менделя вновь привлекли внимание в связи с исследованиями Карла Корренса, Эриха фон Чермака и Гуго Де Фриза, в которых были подтверждены основные закономерности, открытые Грегором Менделем Вскоре английский натуралист Уильям Бэтсон ввёл в
употребление название новой научной дисциплины: генетика (в 1905 г. в частном письме и в 1906 г. публично).
В 1909 году датским ботаником Вильгельмом Йоханнсеном введён в употребление термин «ген».
Важным вкладом в развитие генетики стала хромосомная теория наследственности, разработанная, прежде всего, благодаря усилиям американского генетика Томаса Ханта Моргана и его учеников и сотрудников, избравших объектом своих исследований плодовую мушку Drosophila melanogaster. Изучение закономерностей сцепленного наследования позволило путем анализа результатов скрещиваний составить карты расположения генов в «группах сцепления» и сопоставить группы сцепления с хромосомами (1910—1913 гг.).
Томас Хант Морган
Американский биолог, один из основоположников генетики, иностранный член- корреспондент РАН (1923) и иностранный почётный член АН
СССР, председатель Шестого Международного конгресса по генетике в Итаке, Нью-Йорке (1932). Лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 1933 года «За открытия, связанные с ролью хромосом в наследственности».