Дальнейшее развитие генетических исследований

Рекомендуемая литература к курсу  «Генетика с основами селекции»  Инге­Вечтомов С.Г. Генетика  с основами   селекции. ­ М. : Высшая  школа, 1989.   Жимулев И.Ф. ОБЩАЯ И МОЛЕКУЛЯРНАЯ  ГЕНЕТИКА: Учеб. пособие Новосибирск: Сиб.  унив. изд­во, 2003.   Лобашов М.Е. Генетика, Ленинград,  Издательство Ленинградского универ­  ситета, 1967, 1979.   Ф. Айала, Дж. Кайгер, Современная генетика,  Москва, "Мир", 1999, Т.1­3

Мы все такие разные  явление изменчивости

Генетика  (от латинского «geneo» ­ порождаю или «genos» ­ род, рождение, происхождение)   Наука, изучающая наследственность и  изменчивость как два основных  общебиологических, взаимосвязанных и  взаимозависимых процесса.

Основные проблемы генетики  1 – изучение материальных структур,  ответственных за хранение наследственной  информации;  2 – изучение механизмов и способов передачи  наследственной информации из поколения в  поколение;  3 – изучение механизмов реализации  наследственной информации;  4 – изучение закономерностей изменения  наследственной информации.

Методы генетики  Гибридологически й ­предусматривает  специальную систему  скрещиваний особей  одного вида и  дальнейший анализ  наследования  изучаемых признаков  в ряду поколений

Методы генетики  Цитологический  (цитогенетический) ­  позволяет визуально (с  помощью микроскопа)  наблюдать особенности  строения,  функционирования и  изменения хромосом,  являющихся носителями  генетической  информации

Методы генетики  Популяционно­ статистический  ­позволяет изучать  процессы  наследственности  и изменчивости на  уровне групп  организмов –  популяций

Методы генетики  Биохимические и  молекулярно­ биологические методы

 Изучая основные биологические  процессы, генетика является наукой  фундаментальной. По этой причине она  имеет очень тесные взаимосвязи со всеми  другими естественными, в т.ч. ­  биологическими дисциплинами.

Связь генетики с другими науками Генетика селекция Эволюционное учение медицина  экология

Демокрит (V век до н.э.)   «прямое»  наследование ­  Демокрит полагал,  что мужской и  женский пол являются  равнозначными в  наследовании  признаков т.к. оба они  выделяют особое  «семя», которое дает  после соединения  начало потомству

Аристотель (IV век до н.э.)    «Непрямое»  наследование –  полагал, что половые  задатки, участвующие  в оплодотворении  производятся не  напрямую от частей  тела, а из  питательных веществ,  необходимых для  развития этих органов

Ч.Дарвин   Теория «пангенезиса»  ­ все клетки организма отделяют  особые микрочастицы или зародыши,  получившие название «геммулы».  Геммулы свободно циркулируют с  током крови, собираются в половых  клетках, которые после слияния  образуют плод, наследующий все  признаки родителей, приобретенные  ими в течение жизни.

Карл Нэгели (1817­1891)  Негели, в противовес гипотезе  Дарвина, отказался от  возможности свободного  переноса геммул, а выдвинул свой  постулат, согласно которому  между всеми частями тела  существует особая очень тонкая и  стройная связь. Все клетки, по  Негели, состоят из двух родов  веществ: стереоплазмы  (питательный материал) и  идиоплазмы (носитель  наследственных свойств). Так как  идиоплазма всех клеток тесно  взаимосвязана между собой, то  признаки приобретенные одной  клеткой в течение жизни могут  передаваться другим, в том числе  – половым и, таким образом,  способны наследоваться

Август Вейсман  гипотеза «зародышевой  плазмы» ­ Вейсман полагал, что  существует специальная зародышевая  плазма (половые клетки). Эта плазма  представлена материнскими  частицами в виде т.н. детерминант  (или определяющих частиц).   из гипотезы Вейсмана следовал  важнейший вывод о  невозможности наследования  приобретенных признаков, в  противовес теориям Ламарка,  Дарвина, Негели и др.

Грегор Мендель (1822­1884)   в 1865 году («Опыты над  растительными  гибридами») впервые  смог экспериментально  установить важнейшие  законы наследования  признаков, которые  впоследствии легли в  основу генетики

Переоткрытие законов Г.Менделя (1900г.) Гуго Де­Фриз, Карл Корренс, Эрих Чермак (слева направо)

Томас Гент Морган  Т. Морган и его ученики  (К.Бриджес, А.Стертевант,  Г.Меллер) являются авторами  хромосомной теории  наследственности (20­е годы),  первой теории гена (30­е  годы)

Изучение мутаций  Г. Де Фриз. Создал  первую мутационную  теорию (1901­1903гг.).  Мутации – внезапные  прерывистые,  стабильные  изменения  наследственного  материала

Изучение мутаций  Герман Меллер  (1922). Открыл  явление  радиационного  мутагенеза

Изучение мутаций  Шарлотта Ауэрбах и Иосиф Раппопорт  (1944г.) – открыли явление химического  мутагенеза

Drozophila melanogaster   Излюбленный объект генетического анализа

«Один ген – один фермент»  Новый этап развития  генетики начался в  1930­40­х годах. Дж.  Бидл (вверху) и          Э. Тэйтум (внизу)  сделали вывод о том,  что конкретный ген  определяет синтез  одного фермента  (полипептида)

ДНК – молекула наследственности.  Начало «эры ДНК», 1943г.  Американский биолог  Освальд Эвери с  сотрудниками впервые  продемонстрировали в  опытах с бактериями,  что именно нуклеиновые  кислоты отвечают за  передачу  наследственных свойств.

Дальнейшее развитие генетических  исследований  1944: М.Дельбрюк, С.Лурия, А.Херши — пионерские исследования  по генетике кишечной палочки и ее фагов, после чего  эти объекты стали модельными для генетических исследований  на многие десятилетия.  1953: Дж.Уотсон и Ф.Крик – расшифровка структуры ДНК.  1961: М.Ниренберг, Р.Маттей — синтез искусственной белковой  цепочки на искусственной затравке. В работах биохимиков  М.Ниренберга, С.Очоа, X.Кораны начата расшифровка «языка  жизни» — кода, которым в ДНК записана информация  о структуре белковых молекул. В экспериментах Ф.Крика  и С.Бреннера выявлены основные свойства генетического кода  (триплетность, вырожденность).  1969: Г.Хорана с сотрудниками впервые синтезировали  химическим путем ген.