Genetika fanining predmeti va vazifalari. Genetika fani tarmoqlari klassifikatsiyasi

Мақсад - фаннинг юзага келиши ва унинг ривожланиш босқичлари ҳақида тушунча ҳосил қилиш.
Р ЕЖА
1. “Генетика” атамасининг фанга кириб келиши ва унинг ривожланишидаги асосий босқичлар.
2. Ирсийланиш қонунлари яратилишига қадар бўлган тарих.
3. Г.Мендельнинг ирсийланиш қонунларини яратилиши.
4. Генетика фанининг предмети ва тармоқларининг классификацияси

Генетика фани барча тирик организмларга хос бўлган – ирсият, ирсийланиш ва ўзгарувчанлик қонуниятларини ўрганади.
Ирсият – тирик организмнинг ўз белги ва хусусиятларини келгуси авлодларга ўтказиш, яъни наслдан - наслга бериш хоссасидир. Ирсият туфайли организм авлодларининг турғунлиги, ўзаро ва авлодлараро ўхшашлиги таъминланади. Шу билан бирга ирсият ҳар хил турларга мансуб организмлар белги ва хусусиятларидаги тафовутларнинг авлодлар оша сақланиб қолишини таъмин этади.
Шундай қилиб, туркум (уруғ), оила, тур каби систематик гуруҳларга муайян тартибда тақсимлашнинг асосида ирсият ётади. Чунки ирсият туфайли бу систематик гуруҳлардаги организмларнинг турғунлиги, ўхшашлиги билан бирга уларнинг ўзаро фарқи ҳам сақланиб туради.

Аксарият организмларнинг турғунлиги мутлақ эмас. Улар ўзаро турғунлик даражаси билангина фарқ қиладилар. Масалан, гинкго (Ginkgо biloba) очиқ уруғли ўсимликлар бўлими, қуббалилар синфининг вакили Палеозой эрасининг охири Пермь давридан буён яшаб келмоқда ва қазилма аждодлари билан солиштирилганда миллион йиллар ўтганига қарамай улардан деярли ўзгармай сақланиб қолган. Худди шу тариқа чўтка қанотли латимерия балиғи (Latimeria chalumnae) ҳам миллион йиллардан буён деярли ўзгаришсиз Ҳинд океанининг жануби - ғарбий қисмида яшаб келмоқда. Лекин аксарият организм турларида ирсиятнинг турғунлиги муайян даражада нисбий эканлиги кўрсатилган.

Ирсийланиш генетик ахборотни бир авлоддан иккинчи авлодга узатилиши.
Бу жараён генларнинг жинсий хужайралар оркали келгуси авлодларга берилишидир.
Ирсийланиш жараёни куйидаги икки боскич оркали амалга ошади:
1. Генларнинг кейинги авлодларга ўтқазилиши;
2. Кейинги авлодда ота-она генларининг фаолият кўрсатиб, белги ва хусусиятларни ривожланишини таъмин этиши.

Ўзгарувчанлик - тирик организмнинг ташқи ва ички омиллар таъсирида ўзгарган белги ва хусусиятлар ҳосил қилиш хоссасидир. Ўзгарувчанлик туфайли организмлар ўз аждодларидан, ҳамда бир-бирларидан белги ва хусусиятлари билан фарқ қиладилар. Натижасида уларда хилма-хиллик (полиморфизм) намоён бўлади.
Ирсият ва ўзгарувчанлик организмнинг бир-бирига қарама-қарши, лекин ўзаро узвий боғлиқ хоссаларидир.
Генетика фани организмлар белги ва хусусиятларининг ирсийланишини таъмин этувчи ген деб аталувчи ирсий бирлик мавжудлигини исботлади. Ген юнонча “genos” сўзидан олинган бўлиб авлод, келиб чиқиш маъносини билдиради. Организмдаги генлар келгуси авлодларга жинсий кўпайиш жараёнида уруғ ва тухум ҳужайралар орқали берилади. Жинссиз ва вегетатив кўпайишда генлар кейинги авлодларга споралар ёки тана ҳужайралари орқали берилади.

Организмдаги барча генларнинг йиғиндиси генотип деб аталади. Генотип - ген ва юнонча typos - из, тамға маъносини билдиради. Организмларнинг индивидуал ривожланишида ҳосил бўлган белги, хосса, хусусиятларининг йиғиндиси эса фенотип деб юритилади. Фенотип – юнонча phaino – кўрсатмоқ ва тип сўзларидан тузилган. “Ген”, “генотип”, “фенотип” атамалари фанга 1909 йилда даниялик олим В.Иогансен томонидан киритилган.

Ген - ДНК молекуласининг муайян бир қисми бўлиб, у муайян сифатга эга бўлган оқсилни синтез қилинишини таъминлайди. Оқсил муайян белгининг ривожланишини таъминлайди ёки белгини ривожланишида бошқа оқсиллар билан бирга иштирок этади. Генларнинг аксарияти хромосомалардаги ДНК молекуласида жойлашган. Бу генлар фаолияти орқали амалга ошадиган ирсият хромосома ирсияти ёки ядровий ирсият деб аталади.
Генларнинг нисбатан кам қисми ҳужайра цитоплазмасида - пластидалар, митохондриялар бошқа элементларда жойлашган бўлади. Бу органоидлардаги генлар фаолияти билан амалга ошадиган ирсият – цитоплазматик ирсият деб юритилади.

Организмларнинг энг муҳим хусусиятларидан бири бўлган ирсиятни тадқиқ этишда ирсият ва ирсийланиш тушунчаларини бир-биридан фарқлаш керак. Ирсият - бу хосса, ирсийланиш эса - жараёндир. Шу билан бирга ирсият қонуниятларини ирсийланиш қонуниятларидан ҳам фарқлай билиш лозим.
Генетик тадқиқотлар натижасида ирсийланиш қонунлари ҳамда улардан келиб чиқадиган ирсият қонунлари кашф этилган.

Г.Мендель томонидан кашф этилган ирсийланишнинг учта қонуни:
1. Биринчи авлод (F1) индивидларининг ўрганилаётган белги бўйича доминантлик ёки бир хиллилик қонуни.
2. Иккинчи авлодда (F2) ота-она белгиларининг ажралиш қонуни.
3. Белгиларнинг ўзаро боғлиқ бўлмаган ҳолда мустақил тақсимланиб, ирсийланиш қонуни.

Бу ирсийланиш қонунларидан ирсият қонунлари келиб чиқади.
Организм белги ва хусусиятларининг ирсий асосини генлар ташкил этади.
Ирсият бирлиги бўлган генлар нисбатан турғин бўлади.
Ҳар қайси ген турли аллел (доминант ва рецессив) ходатда бўлади.
Тана ҳужайраларида генлар жинсий хужайрадагига нисбатан икки хисса кўп бўлади.

Америкалик олим Т.Морган томонидан ирсият хромосома назарияси яратилиб, ирсийланишнинг қуйидаги янги қонунлари очилган:
Белгиларнинг жинс билан бириккан холда ирсийланиши;
Битта хромосомада жойлашган генларнинг бириккан холдаги ирсийланиши.

Бу қонунлардан ирсиятнинг қуйидаги қонунлари келиб чиқади:
Ген – хромосоманинг маълум бир локуси;
Бир геннинг аллеллари гомологик хромосомаларнинг айнан ўхшаш локусларида жойлашган;
Генлар хромосомада чизиқ бўйлаб жойлашган;
Кроссинговер гомологик хромосомалар ўртасида генлар алмашинуви рўй берадиган доимий жараён.

Буюк чех олими Грегор Мендель нўхат ўсимлигида олиб борган кўп йиллик тажрибалари натижасида биология тарихида биринчи бўлиб ирсийланишнинг 3 та фундаментал қонунларини кашф этди.
1900 йилда Х.Де Фриз Голландияда, К.Корренс Германияда ва Э.Чермак Австрияда кенг кўламда ҳар хил турга кирувчи ўсимликларда (кўкнор, маккажўхори, нўхат ва бошқалар) Мендель кашф этган ирсийланиш қонунларини такроран кашф этганлар. Шунинг учун ҳам 1900 йил биология тарихида генетика фанига асос солинган сана ҳисобланади. “Генетика“ атамаси фанга 1906 йилда В.Иогансен томонидан киритилган.

Менделгача ҳам белгиларнинг ота–онадан кейинги авлодларга берилишига оид бир қатор далиллар йиғилган.
Масалан: немис олими И.Г.Кельрейтер (1733–1806) тамаки ўсимлиги дурагайларида биринчи марта гетерозисни тасвирлаган;
Инглиз олими Т.Э.Найт (1759–1838) нўхат дурагайларининг биринчи авлод ўсимликлари бир хил, иккинчи авлод дурагайларнинг эса хилма–хил бўлганлигини таъкидлаган;
Француз олими О.Сажрэ (1763–1851) ўсимлик дурагайларида ота-она белгилари қайта тақсимланиб, хилма-хиллик беради деган хулосага келган;
Эволюцион таълимотнинг асосчиси Ч.Дарвин (1809–1882) ирсият ва ўзгарувчанлик табиий танланиш билан бирга органик олам эволюциясининг асосий омиллари эканлигини исботлаган.

Лекин улар ирсийланиш қонунларини очиб бера олишмаган. Бунинг асосий сабаблари қуйидагилар эди:
–уларнинг тажрибаларида қўлланилган услублар мукаммал эмас эди. Улар, 1-дан, белгиларнинг ирсийланишини ўрганишда “оддийдан мураккабга” принципига амал қилмаганлар, 2-дан, барча белгиларнинг ирсийланишини бир йўла ўрганишга ҳаракат қилганлар. 3-дан, дурагай авлодлардаги белгиларнинг ажралишини ўрганишда, жуда қулай бўлган математик методдан фойдаланмаганлар.
–уларни ирсият омиллари ҳақида олдинга сурган фаразлари кўп жиҳатдан таҳминларга асосланган бўлиб, махсус генетик тажриба далиллари билан тасдиқланмаган.

Мендель эса аввало, ўз тажрибаларида “оддийдан мураккабга” принципига амал қилган; олдин 1 та, сўнгра 2 та ва ҳок. белгилари бўйича кескин фарқ қилувчи нўхат навларини чатиштириб олинган дурагай авлодларини алоҳида генетик таҳлил қилган; 2-дан, ўзи асос солган дурагайлаш йўли билан генетик таҳлил қилиш услубини қўллаган.
Бу услубга мувофиқ:
– чатиштириш учун олинаётган ота-она организмлар бир турга мансуб бўлишлари керак;
– чатиштириш учун олинаётган организмлар бир-биридан кескин фарқланувчи белгиларга эга бўлиши керак;
– ўрганилаётган белгилар тоза, яъни констант бўлиши лозим;
– ажралиш кузатиладиган авлодларда миқдор ҳисобни олиб бориш лозим.

ХХ асрнинг дастлабки ўн йилликларида жинсий йўл билан кўпаювчи барча организмлар учун Г.Мендель принциплари мос келиши тасдиқланди. Кейинроқ ирсийланишнинг янги қонуниятлари кашф этилди. Организмларда аксарият белгиларнинг ирсийланиши ва ривожланишида икки ва ундан ортиқ генлар иштирок этиши аниқланди. Генлар ўзаро таъсирининг комплементар, эпистаз ва полимерия типларида белгиларнинг ирсийланиши ва ривожланишини таъминланиши исботланди.

Генетика фанининг ривожланиш тарихида қуйидаги асосий босқичларни белгилаш мумкин:
Мендель ва унинг издошлари томонидан ирсийланиш ва ирсият қонунларининг кашф этилиши;
Т.Морганнинг хромосома назариясининг яратилиши ва унинг ривожланиши;
Мутация назариясининг яратилиши ва унинг ривожланиши;
Популяцион генетика ва эволюциянинг генетик асослари соҳасидаги тадқиқотлар;
Молекуляр генетика ютуқлари ва истиқболи;
Тиббиёт генетикаси асослари;
Ўсимликлар, ҳайвонлар ва микроорганизмлар селекциясининг генетик асослари.

Генетика фанининг тадқиқот методлари
Замононавий генетика ирсият ва ўзгарувчанликни молекула, хромосома, ҳужайра, организм ва популяция ҳолатида тадқиқ қилади. Бунда генетика фани бир қатор методлардан фойдаланади:.
Дурагайлаш методи – чатиштириш натижасида олинган дурагай авлодларда ота-она белгиларининг ирсийланишини ўрганиш ва унинг қонуниятларини очишдан иборат. Бу метод генетиканинг асосий ва энг муҳим методи ҳисобланади.
Цитогенетик метод - ота–она белгиларининг дурагайларда ирсийланишини ўрганиш билан бир вақтда, уларда хромосомаларининг ҳолатини цитологик усулда махсус микроскоплар ёрдамида ўрганилади.

Популяцион - статистик метод ёрдами билан мураккаб миқдор, жумладан, хўжалик нуқтаи назаридан аҳамиятли белгиларнинг ирсийланиши ўрганилади. Бунинг учун кўп сонли организмлар популяцияси устида кузатиш олиб борилади. Тажриба натижасида олинган миқдор далиллар махсус математик – статистик методлар ёрдамида таҳлил қилинади. Олинган натижаларга асосланиб белгиларнинг ирсийланиш қонуниятлари аниқланади.
Онтогенетик метод ёрдамида организмларнинг индивидуал ривожланиш жараёнида, генотип ва ташқи муҳит омиллари таъсирида белги ва хусусиятларининг фенотипда намоён бўлиш қонуниятлари ўрганилади.
Молекуляр генетик методнинг моҳияти – ирсиятнинг моддий асоси бўлган нуклеин кислоталар (ДНК, РНК) нинг структураси ва функциясини ўрганишдан иборат.
Генетик инженерия методи бир организмнинг ноёб генлари ёки хромосомаларини бошқа организмга кўчириб ўтказишга асосланган.

Генетик фанлар илмий-тадқиқотларда қўлланиладиган методларига қараб қуйидагича классификация қилинади:
Онтогенетика (феногенетика) – организм белги ва хусусиятларининг онтогенез (шахсий ривожланиш) жараёнида фенотипида ривожланиш қонуниятларини тадқиқ қилади;
Цитогенетика – дурагайлаш генетик таҳлил методини цитологик метод билан комплекс ҳолда қўллайдиган фан;
Мутацион генетика – организмлар генотипининг мутацион (ирсий) ўзгариш қонуниятларини тадқиқ этади;
Экологик генетика – организмлар генотипининг фенотип тариқасида ривожланишига экологик омилларнинг таъсирини ўрганади. Уларнинг генофондини экстремал омилнинг салбий таъсиридан сақлаш муаммоларини ечиш усулларини яратади;
Популяцион генетика – популяция генофондининг сифат ва миқдор таркиби, популяцияда генлар ва генотипларнинг тарқалиш, ҳамда тақсимланиш қонуниятларини ўрганади;

Тиббиёт генетикаси – одамларда ирсий касалликларнинг келиб чиқиш сабабларини диагностика қилиш ва даволаш методларининг генетик асосларини ишлаб чиқади;
Молекуляр генетика – ирсият ва ўзгарувчанликнинг моддий асоси бўлган генларнинг структураси ва функциясини тадқиқ этади.
Генетик инженерия – молекуляр генетика ютуқларига асосланган ҳолда ген ва хромосома инженерияси бўйича амалий тадқиқотлар ўтказади. Трансген ўсимликлар, ҳайвонлар форма-ларини яратиш, айрим хромосомаларни ёки унинг фойдали ген жойлашган бўлагини кўчириб ўтказиш орқали янги шакллар яратиш билан шуғулланади.
Биотехнология – генетик инженерия методи билан олинган янги генотипга эга бўлган организмлар ёрдамида физиологик актив моддалар, рекомбинант оқсиллар, дори моддалари олиш методлари ва технологияларни яратади ва тадбиқ этади.