Генетика

Генетика (від греч.(грецький) génesis — походження) — наука про закони спадковості і мінливості організмів. Найважливіше завдання Р. — розробка методів управління спадковістю і спадковою мінливістю для здобуття потрібних людині форм організмів або в цілях управління їх індивідуальним розвитком.

Основні етапи і напрями розвитку, предмет і методи генетики

Основоположні закони Р. були розкриті чеським дослідником природи Г. Менделем при схрещуванні різних рас гороху (1865). Проте принципові результати його дослідів зрозуміли і оцінені наукою лише в 1900, коли голл.(голландський) учений Х. де Фриз, йому.(німецький) — К. Корренс і австр.(австрійський) — Е. Чермак повторно відкрило закони спадкоємство ознак, встановлене Менделем. З того часу почався бурхливий розвиток Р., що затвердила принцип дискретності в явищах спадкоємства і організації генетичного матеріалу і зосередила головну увагу на вивченні закономірностей спадкоємства нащадками ознак і властивостей батьківських особин. У розвитку цього напряму Р. вирішальну роль зіграв метод гибрідологичеського аналізу, суть якого полягає в точній статистичній характеристиці розподілу окремих ознак в популяції нащадків, отриманих від схрещування особин, спеціально підібраних відповідно до їх спадкових якостей. Вже в перше десятиліття розвитку Р. на основі об'єднання даних гибрідологичеський аналізу і цитології — вивчення поведінки хромосом в процесах клітинного ділення (див. Мітоз ), дозрівання статевих кліток (див. Мейоз ) і запліднення — виникла цитогенетика, що зв'язала закономірності спадкоємства ознак з поведінкою хромосом в процесі мейозу і що обгрунтувала хромосомну теорію спадковості і теорію гена як матеріальної одиниці спадковості. Хромосомна теорія пояснила явища розщеплювання, незалежного спадкоємства ознак в потомстві і послужила основою для розуміння багатьох фундаментальних біологічних явищ. Під терміном «ген», введеним в 1909 данським вченим Ст Іогансеном, стали розуміти спадковий завдаток ознаки. Вирішальний вклад в обгрунтування хромосомної теорії спадковості був внесений роботами американського генетика Т. Х. Моргана (1911) і його багаточисельних співробітників і учнів, серед яких перш за все слід назвати До. Бріджеса, Г. Меллера і А. Стертеванта. Крупною віхою в розвитку Р. стало відкриття мутагенної (тобто що змінює спадковість) дії ренгенових променів (радянські учені Г. А. Надсон і Г. С. Філіппов, 1925; американський — Р. Меллер, 1927). Довівши різке збільшення мінливості генів під впливом зовнішніх чинників, це відкриття породило радіаційну генетику . Роботи по радіаційному і хімічному мутагенезу (радянські генетики М. Н. Мейсель, 1928; Ст Ст Цукрів, 1933; М. Е. Лобашев, 1934; С. М. Гершензон, 1939; І. А. Рапопорт, 1943; англ.(англійський) — Ш. Ауербах, 1944) сприяли вивченню тонкої структури гена; велике і їх практичне значення для здобуття нових спадково змінених форм рослин і мікроорганізмів. Важливе місце в розвитку теорії гена зайняли роботи радянських генетиків. А. С. Серебровським була поставлена проблема складної будови гена. Надалі (1929—31) ним і його співробітниками, особливо Н. П. Дубініним, була експериментально доведена подільність гена і розроблена теорія його будови з субодиниць.

Р. зіграла велику роль в твердженні і розвитку дарвіновської теорії еволюції. Еволюційна Р. (в т.ч. популяція Р.) досліджує генетичні механізми відбору, роль окремих генів, генетичних систем і мутаційного процесу в еволюції. Фундаментальний вклад в розробку проблем Р. популяцій вніс радянський генетик С. С. Четверіков (1926), що об'єднав в єдиній концепції ідеї менделізму і дарвіновської теорії еволюції. Розвитку еволюційною і популяцією Р. особливо сприяли американський учений С. Райт і англійський — Дж. Холдейн і Р. Фішер, що заклали в 20—30-х рр. основи генетіко-математічніх методів і генетичної теорії відбору. Для розвитку експериментальною Р. популяцій багато зробили радянські учені, головним чином Н. П. Дубінін і Д. Д. Ромашов, Н. Ст Тімофєєв-Ресовський, а також школа Ф. Г. Добржанського (США).

Вже на перших етапах розвитку Р. внесла вельми істотний вклад до теоретичного обгрунтування методів селекції (роботи данського генетика Ст Іогансена, 1903; шведського — Р. Нільсона-Еле, 1908). Якнайповніше вираження єдність Р. і селекції знайшла в працях радянського ученого Н. І. Вавілова, що відкрив гомологічних рядів закон в спадковій мінливості і що обгрунтував теорію центрів походження культурних рослин . Під керівництвом Вавілова була проведена робота по дослідженню світової різноманітності культурних рослин і їх диких родичів і по залученню їх в селекційну практику. З іменами Г. Д. Карпеченко і І. В. Мічуріна зв'язана розробка теорії віддаленою гібридизація рослин. У розвиток генетичних основ селекції тварин крупний вклад внесли радянські генетики М. Ф. Іванов, П. Н. Кулешов, А. С. Серебровський, Б. Н. Васин і ін. Радянський учений Н. К. Кольцов (1927, 1935) вперше ясно сформулював матричний принцип репродукції молекулярної структури спадкового матеріалу (хромосоми як спадкові молекули).

Використання в якості об'єктів генетичних досліджень мікроорганізмів і вірусів (див. Генетика мікроорганізмів ), а також проникнення в Р. ідей і методів хімії, фізики і математики привели в 40-х рр. до виникнення і бурхливого розвитку молекулярної генетики .

В 20—30-і рр. радянські Р. займала провідне місце в світовій науці про спадковість і мінливість. Починаючи з 1939, а особливо після серпневої сесії ВАСХНІЛ(Всесоюзна академія сільськогосподарських наук імені Ст І. Леніна) (1948) розвиток радянські Р. загальмувалося. З жовтня 1964 знов почався період всестороннього розвитку радянської Р., що продовжується і нині. У сучасній Р. виділилися багато нових напрямів, що представляють як теоретичний, так і практичний інтерес. Інтенсивно розвивається, зокрема, напрям що досліджує роль генетичного апарату в процесах онтогенезу, що привело до розширення контактів Р. з ембріологією, фізіологією, імунологією, медициною, Найважливішою галуззю стала генетика людини і головним чином такий її розділ, як генетика медична . Розробляються генетичні аспекти проблеми боротьби із злоякісними новоутвореннями і передчасним старінням; активно розвиваються генетика поведінки тварин і людини і багаточисельні інші галузі Р., що тісно переплітаються і взаємодіють між собою.

В модельних генетичних дослідженнях широко користуються спеціально створеними лініями тварин і рослин дрозофіл, мишей щурів, кукурудзи, арабідопсиса і ін.), а також штамами мікроорганізмів, вірусів і культурами різних соматичних кліток. Все ширше притягуються біохімічні і цитохимічеськие методи, оптична і електронна мікроскопія, спектроскопія, цитофотометрія, авторадіографія, методи локальної поразки клітинних органел, рентгеноструктурного аналізу. Для аналізу результатів генетичних експериментів, так само як і для їх планерування, широко використовуються генетіко-математічні методи (див. Біометрія ).