въведение

Биологичните системи имат способността да съхраняват и предават информация под формата на структури и функции, които са възникнали в миналото в резултат на дълга еволюция.

Открити са мобилни генетични елементи, които са замесени в такива общи биологични явления като фиксиране на азот, растеж на злокачествени клетки, работата на имунната система и адаптацията на бактериите към антибиотици, нестабилни мутации и майчино наследство.

Генетиката е биологичната наука за наследствеността и променливостта на организмите и техните методи на управление.

Централната концепция на генетиката е "генът". Това е елементарна единица на наследственост, характеризираща се с редица знаци.

В основата на генетиката са залегнали законите на наследствеността, открити от австрийския биолог Г. Мендел, когато той е провел серия от експерименти за преминаване на различни сортове грах.

Основните направления на научните изследователи - генетици:

1. Изследване на молекулите на нуклеиновите киселини, които са пазители на генетичната информация на всеки жив вид, единици на наследственост.

2. Проучване на механизмите и моделите на предаване на генетична информация.

3. Проучване на механизмите на реализация на генетичната информация в специфичните признаци и свойства на живите.

4. Изясняване на причините и механизмите на промени в генетичната информация на различни етапи от развитието на организма.

\u003e Историята на развитието на генетиката като наука

След широкото разпространение на ученията на Чарлз Дарвин, един от първите критици, които посочиха слабо място на теория, е шотландският изследовател Ф. Дженкинс. През 1867 г. той отбелязва, че в дарвиновата теория няма яснота как се натрупват промените в потомството. В крайна сметка, на първо място, промени в чертата се срещат само при някои индивиди. След кръстосване с нормални индивиди не трябва да се наблюдава натрупване, а разреждане на тази черта в потомството. Това означава, че първото поколение остава? промени във втория? промени и т.н. до пълното изчезване на тази функция. Чарлз Дарвин не намери отговор на този въпрос.

Междувременно съществуваше решение на този въпрос. Той получава учителка на монашеското училище в Бърно (Чехия) Г. Мендел. През 1865 г. са публикувани резултатите от неговата работа по хибридизацията на граховите сортове, където са открити най-важните закони на наследствеността. Авторът показа, че характеристиките на организмите се определят от дискретни наследствени фактори.

Още преди публикуването на книгата на Чарлз Дарвин той искаше да проследи съдбата на промените в генотипите в различни поколения хибриди. Целта на проучването беше грахът. Мендел взе две разновидности грах - с жълти и зелени семена. След като пресича тези две разновидности, той открива грах само с жълти семена в първото поколение хибриди. Чрез самоопрашване на получените хибриди той получава второто поколение. В нея се появиха индивиди със зелени семена, но те бяха значително по-малки, отколкото с жълти. След като преброи броя на тези и други, Мендел стигна до заключението, че броят на индивидите с жълти семена се отнася до броя на индивидите със зелен цвят приблизително 3: 1.

Успоредно с това той проведе серия от други експерименти с растения, проследявайки знак в няколко поколения. Във всеки опит от първото поколение се появява само един от родителските признаци. Мендел го нарече господстващ. Временно изчезваща черта, той нарече рецесивен. Във всички експерименти съотношението на броя на индивидите с доминираща черта към броя на индивидите с рецесивен белег сред хибридите от второ поколение е средно 3: 1.

Така че, може да се твърди, че при пресичане на растения с противоположни черти не става дума за разреждане на чертите, а за потискане на една черта от друга, затова е необходимо да се прави разлика между доминантни и рецесивни черти.

Мендел отиде по-далеч в експериментите си. Той се самоопрашва хибриди от второто поколение и получава хибриди на третото и след това на четвъртото поколение. Той открива, че хибридите от второто поколение с рецесивен белег не се разделят през третото или четвъртото поколение по време на по-нататъшно размножаване. Около една трета от доминиращите хибриди от второ поколение се държат по същия начин. Две трети от доминиращите хибриди се разделят при преминаване към хибриди от трето поколение, отново в съотношение 3: 1. Хибридите от трето поколение с рецесивен характер, произтичащи от това разделяне и една трета от доминиращите хибриди, не се разделят по време на прехода към четвъртото поколение, а останалите хибриди от трето поколение се разделят и отново в съотношение 3: 1.

Този факт показва един важен факт: индивиди със същите външни признаци могат да имат различни наследствени свойства, т.е. според фенотипа е невъзможно да се прецени с достатъчност за генотипа. Ако индивидът не открие разцепване в потомството, то той се нарича хомозиготен, а ако е така, той е хетерозиготен.

В резултат на това Г. Мендел формулира закона за еднородността на хибридите от първото поколение: първото поколение хибриди поради проявата само на доминиращи черти в тях е винаги еднакво. Този закон също така се нарича първият закон на Мендел или законът за господството. Въпреки това, резултатите от неговите изследвания остават почти непознати почти 35 години - от 1865 до 1900 година.

През 1900 г. законите на Мендел са били преоткрити самостоятелно от трима учени наведнъж, от G. de Vries в Холандия, C. Correns в Германия и Е. Cermak в Австрия. През 1909 г. датският учен В. Йогансен въвежда понятието "ген" (от гръцките думи "произход").

В хромозомната теория на наследствеността, разработена в годините 1910-1915 в писанията на А. Вайсман, Т. Морган, А. Стертевант, Ж. Меллер и други, се твърди, че прехвърлянето на характеристиките и свойствата на тялото от поколение на поколение (наследственост) се извършва главно чрез хромозоми, в които се намират гените.

През 1944 г. американските биохимици (О. Авери и др.) Установили, че ДНК е носител на наследствеността.

От този момент започва бързото развитие на науката, изследвайки основните прояви на живота на молекулярно ниво. В същото време за първи път се появява нов термин за тази наука - молекулярната биология. Молекулярната биология изследва как и до каква степен растежът и развитието на организмите, съхранението и предаването на наследствена информация, трансформацията на енергия в живите клетки и други явления се определят от структурата и свойствата на биологично важни молекули (главно протеини и нуклеинови киселини).

През 1953 г. структурата на ДНК е дешифрирана (F. Crick, D. Watson). Дешифрирането на структурата на ДНК показа, че ДНК молекулата се състои от две комплементарни полинуклеотидни вериги, всяка от които действа като матрица за синтеза на нови аналогични вериги. Свойството на удвояване на ДНК осигурява феномена на наследственост.

Дешифрирането на структурата на ДНК е революция в молекулярната биология, която отваря период на важни открития, чиято обща насока е развитието на идеи за същността на живота, природата на наследствеността, променливостта и метаболизма. В съответствие с молекулярната биология, протеините са много сложни макромолекули, чиито структурни елементи са аминокиселини. Структурата на протеина се определя от последователността на нейните аминокиселини. В същото време от 100 известни в органичната химия аминокиселини, само двадесет се използват за образуването на протеини на всички организми. Все още не е ясно защо тези 20 аминокиселини синтезират протеини от органичния свят. Като цяло, във всяко същество, което живее на Земята, има 20 аминокиселини, 5 бази, 2 въглехидрати и 1 фосфат.

В края на 19-ти век, в резултат на увеличаване на оптичните качества на микроскопите и подобряване на цитологичните методи, стана възможно да се наблюдава поведението на хромозомите в гамети и зиготи.

Материалните основи на наследствеността започнаха да се проясняват преди около 50 години, когато Ф. Крик и Дж. Уотсън дешифрираха структурата на ДНК. Дълго преди това биолозите, изучавайки прехвърлянето на наследствени черти при преминаване, осъзнават, че всяка черта се определя от отделна частица, която се нарича ген. Оказа се, че гените лежат в клетъчното ядро, в хромозомите. След откриването на ролята на ДНК и механизма на синтеза на протеини, стана ясно, че генът е част от ДНК веригата, върху която се записва структурата на дадена протеинова молекула. В някои гени, само 800 двойки нуклеотиди, в други - около един милион. При хората само около 90 хиляди гени.

Всяка верига от ДНК молекула е верига от четири вида единици - нуклеотид, повтарян в различен ред. Нуклеотидите обикновено се разглеждат като двойки, тъй като в ДНК молекулата две вериги и техните нуклеотиди са свързани чрез напречни връзки по двойки. Четири разновидности от нуклеотиди, четири "букви" ви позволяват да напишете генетичен текст, който се чете от механизмите на синтеза на протеини в жива клетка. Група от три последователни нуклеотида, действащи чрез доста сложен трансферен механизъм, причинява рибозомата - вътреклетъчна частица, участваща в синтеза на протеини - да вземе определена аминокиселина от цитоплазмата. След това следващите три нуклеотида чрез посредници диктуват на рибозомата коя аминокиселина да постави протеиновата верига на следващото място и така постепенно се получава протеиновата молекула. Информацията, записана в ДНК чрез тройни нуклеотидни двойки, е достатъчна за изграждане на нов организъм с всички негови характеристики.

Генетичната информация се съхранява като нуклеотидна последователност. Предава се в клетката от ДНК към РНК. В хода на тази реакция, част от ДНК последователността се възпроизвежда, генът се синтезира и се синтезира пратеник РНК. Последователността на информационната РНК, състояща се само от една верига, е комплементарна на нуклеотидната последователност на ДНК веригата, която го кодира.

Роден е нов клон на генетиката - геномика, която изучава цели геноми. Доскоро, въз основа на напредъка в молекулярната биология и генното инженерство, беше възможно да се прочетат генетичните текстове на вируси от гъби, дрожди и накрая, през 1998 г., след 8 години упорит труд, успяхме да прочетем генома на многоклетъчно животно - нематод (малък червей, който живее в почвата). Дешифрира човешкия геном. Геномът на нематодите се състои от приблизително 100 милиона нуклеотидни двойки. Човешкият геном се състои от 3 милиарда чифта. Създадена е международната програма "Човешкият геном". Лабораториите в различни страни съобщават данни за декодиране на нуклеотиди (секвениране) на Международната база данни, достъпни за всеки изследовател.

Неговите резултати са от съществено значение за разбирането на произхода на хората и другите видове, еволюцията на молекулите и клетките, взаимодействието на информацията с потока на веществата и енергията в живите системи. Днес учените напълно са дешифрирали структурата и местоположението на всички гени, присъстващи в човешкото тяло. Но ще са необходими много време и пари, за да се разберат законите на функционирането на гените - резултат, който превръща солистите (гените) в хармоничен оркестър.

Биогенетичният закон е формулиран от Е. Хекел през 1866 г. въз основа на идеите на К. Дарвин и изследванията на Ф. Мюлер. Затова се нарича биогенетичен закон на Е. Хекел-Ф. Мюлер. Биогенетичният закон през 1910 г. по същество е изяснен от А. Н. Severtsev (1866 - 1936), който създава теорията за филембриогенезата.

Според този закон ембрионите в процеса на развитие се повтарят в малко съкратена форма на еволюционния път, пресечен от техните предци, т.е. има сходство между ембрионалното развитие и еволюционния процес. Сега е установено, че ембрионите на по-висши форми на животните са подобни на ембриони от по-ниски форми. Ранните стадии на развитие на ембриона са забележително сходни във всички гръбначни животни и не е лесно да се различи човешкият ембрион от ембриона на прасе, пиле, жаба или риба. Повторението (рекапитулация) в онтогенезата на филогенетичните особености може да е непълно, като някои изкривявания, свързани с по-нататъшни еволюционни трансформации, по-специално, могат да се повторят характеристиките на съответните фази на развитие на родовите форми.

Най-важното постижение на биогенезата е формирането на устройства за генетично програмиране, което позволява да се консолидира постигнатото. Конкуренцията на различни програми в борбата за съществуване води до две важни последствия:

Първо, естественият подбор подобрява индивидуалните програми за развитие на индивидите.

На второ място, се осъществява програмиране на посоката на еволюцията на видовете. В този случай самата биосфера става програмно устройство. В крайна сметка, той определя характеристиките, скоростта и посоката на еволюционните трансформации на видовете, които съставляват състава му.

Историята на генетиката като наука започва не толкова отдавна, приблизително от втората половина на 19-ти век, с работата на чешкия монах Грегор Мендел. Преди това хората не знаеха какво е в основата на наследствеността и променливостта на организмите. В тази област не са извършвани систематични изследвания. От древни времена има две хипотези за това защо потомците са като предците си. Това са хипотези за пряко и непряко наследяване.

Според хипотезата за пряко наследяване се приема, че всяка част от тялото на родителя, всяка от нейните клетки, прехвърля особеностите на своята структура на потомството. Хипотезата за непряко наследяване произлиза от факта, че не всички части на тялото участват в образуването на генитални продукти и се формират изолирано, така че промените в живота на родителя не се предават на потомци.

Чарлз Дарвин се придържаше към първата хипотеза, която беше грешка. Поради това той не можеше да опровергае един от критиците на своята еволюционна теория, който написа следното. Ако само едно животно има някакъв знак, тогава, като премине към следващото поколение, то ще има ½ наляво, друго на In и т.н. В края, знакът ще изчезне. Дарвин не можеше да спори, защото не знаеше, че признаците на тялото са дискретни, те не се смесват и не се разтварят.

Г. Мендел провежда дълги, систематични, статистически изследвания на наследяването на героите. Като обект на изследване е избран подбраният грах. Това беше много добър избор. Характеристики като цвета на семената и цветята, бръчките на семената и редица други са върху различни хромозоми (т.е. те не се наследяват) и най-често нямат междинно проявление на чертата (например, семето може да бъде жълто или зелено, но не смесен цвят). Мендел, разбира се, не знаеше нищо за окованото наследство, влиянието на гените и алелите един върху друг и др. Ако всичко това се наблюдаваше при изследваните признаци на грах, тогава неговият експеримент не успя.

Грегор Мендел и законите на наследствеността им се разкриват - 1860-те години

Мендел доказва дискретността на наследствените черти. Те не се разреждат и има само потискане един на друг. Мендел разработи хибридологичен изследователски метод. Но за пръв път в историята на генетиката Мендел формулира най-важното: еднородност на хибридите на първото поколение, разделяне на второто поколение, независимо наследство.

В онези дни обаче историята на генетиката все още не е започнала. Мендел е самоук монах и неговите изследвания не придават голямо значение. Едва в началото на 20-ти век, когато много учени експериментално на различни растения и животни потвърдиха валидността на законите на Мендел, неговите творби получиха заслужена оценка.

Началото на ХХ век е бурен етап в развитието на генетиката. По това време се появява терминът "генетика". Дефиницията на „ген”, „генотип” и „фенотип” е дадена. Феноменът на (съвместно наследяване) на гените е открит, W. Batson отваря и т.н. През 1910 г., Т. Морган, заедно с други учени, разработва хромозомна теория, която до голяма степен обобщава и обяснява всички предишни открития в историята на генетиката.

  Томас Морган изучаваше хромозомите, отворени през 1910-те

През следващите години генетиката и еволюционната доктрина се свързват един с друг. Второто се обяснява със законите на първата.

Учените знаеха, че хромозомите участват в предаването на генетична информация, но не знаят коя субстанция е отговорна за това. През 40-те години стана ясно, че ДНК е носител на наследственост. Така редица учени прехвърлиха ДНК на някои бактерии на други и наблюдаваха появата на признаци на първата във втората.

С развитието на химията и физиката стана възможно да се изследва структурата на ДНК, направена от Крик и Уотсън през 1953 година. Оказа се, че молекулата се състои от две полинуклеотидни вериги, усукани в спирала. Всяка от ДНК нишките е шаблон за синтез на нова верига, допълваща се с нея, а удвояването на ДНК осигурява наследственост.

  Франсис Крик и Джеймс Уотсън откриха структурата на ДНК - 50-те години

Учените разбраха това нуклеотидната последователност в гена определя структурата на протеиновата молекула..

В историята на генетиката 70-те години на 20 век са били белязани от появата на генното инженерство. Учените започнали да се намесват в геномите на живите организми и да ги променят. Започва да изучава молекулярните основи на различни физиологични процеси.

През последното десетилетие на 20-ти век, геномите на много прости организми са секвенирани (дешифрирани). В началото на XXI век (2003 г.) е завършен проектът за декодиране (определяне на последователността на нуклеотидите в хромозомите) на човешкия геном.

  Лого на проекта "Човешкият геном"

Към днешна дата съществуват бази данни за геномите на много организми. Наличието на такава база данни на човек е от голямо значение за превенцията и изследването на много заболявания.

Раждането на генетиката в края на два века (1900 г.) е подготвено от цялото предшестващо развитие на биологичната наука. XIX век. влязъл в историята на биологията поради две големи открития: клетъчната теория, формулирана от М. Шлейден и Т. Шван (1838), и еволюционните учения на К. Дарвин (1859). И двете открития играят решаваща роля в развитието на генетиката. Клетъчната теория, която обявява клетката за основната структурна и функционална единица на всички живи същества, предизвиква повишен интерес към изучаването на нейната структура, което допълнително води до откриването на хромозомите и описанието на процеса на клетъчното делене. На свой ред, теорията на К. Дарвин засяга най-важните свойства на живите организми, които по-късно стават предмет на изучаването на генетиката - наследственост и вариабилност. И двете теории в края на деветнадесети век. обедини идеята за необходимостта от наличието на материални носители на тези свойства, които трябва да бъдат в клетките.

До началото на ХХ век. Всички хипотези за механизмите на наследствеността са чисто спекулативни. Така, според теорията на пангенезата на Чарлз Дарвин (1868), малки частици, gemmules, които циркулират през кръвния поток и влизат в зародишните клетки, се отделят от всички клетки на тялото. След сливането на зародишните клетки, в хода на развитието на нов организъм, от всяка гемула се формира клетка от същия тип, от която произхожда, притежаваща всички свойства, включително придобитите родители. Корените на възгледите на Дарвин относно механизма на предаване на знаци от родителите на потомството чрез кръв все още лежат в естествената философия на древногръцките философи, включително ученията на Хипократ (5 век пр. Хр.).

Друга спекулативна хипотеза за наследствеността е изложена през 1884 г. от К. Негели (немски). Той предполага, че специална субстанция на наследственост, идиоплазъм, състояща се от молекули, събрани в клетки в големи нишковидни структури, мицели, участва в прехвърлянето на наследствени наклонности към потомството. Мицелите са свързани в снопове и образуват мрежа, която прониква във всички клетки. Идиоплазмите притежават както полови, така и соматични клетки. Останалата част от цитоплазмата не участва в предаването на наследствени свойства. Без да е подкрепена с факти, хипотезата на К. Негели въпреки това очаква данните за съществуването и структурирането на материалните носители на наследствеността.

За първи път А. Вайсман посочи върху хромозомите като материални носители на наследствеността. В своята теория той изхожда от заключенията на немския цитолог Вилхелм Ру (1883) за линейното подреждане на наследствените фактори (хроматинови зърна) в хромозомите и надлъжното разделяне на хромозомите по време на разделянето като възможен метод за разпределение на наследствения материал. Теорията за “зародишната плазма” на А. Вайсман е финализирана през 1892 г. Той смята, че в организмите има особена същност на наследствеността - “зародишна плазма”. Материалният субстрат на зародишната плазма са хроматиновите структури на зародишните клетки. Зародишната плазма е безсмъртна, чрез зародишните клетки, тя се предава на потомци, докато тялото на организма, сомата, е смъртно. Жерплазма се състои от отделни частици - биофор, всеки от които определя отделно свойство на клетките. Биофорите са групирани в детерминанти - частици, които определят специализацията на клетките. Те, от своя страна, са обединени в структури с по-висок ред (иди), от които се формират хромозоми (в терминологията на А. Вайсман -).

А. Вайсман отрече възможността за наследяване на придобити имоти. Източникът на наследствени промени, според неговите учения, са събитията, които се случват по време на процеса на оплождане: загубата на някаква информация (намаляване) по време на съзряването на зародишните клетки и смесването на детерминантите на бащата и майката, което води до появата на нови свойства. Теорията на А. Вайсман оказва огромно влияние върху развитието на генетиката, определяйки по-нататъшната посока на генетичните изследвания.

В началото на ХХ век. създадени са реални предпоставки за развитието на генетичната наука. Решаваща роля играе преоткриването през 1900 г. на законите на Г. Мендел. Чешки изследовател-аматьор, монахът от манастира в Бърно, Грегор Мендел, през 1865 г. формулира основните закони на наследствеността. Това стана възможно благодарение на развитието на първия научен генетичен метод, наречен „хибридологичен”. Тя се основаваше на система от кръстове, която позволява да се разкрият образци на наследяване на символи. Мендел формулира три закона и правилото за "чистотата на гаметите", които ще бъдат обсъдени подробно в следващата лекция. Не по-малко (а може би и повече) беше важно Мендел да въведе концепцията за наследствените наклонности (прототипи на гените), които служат като материална основа за развитието на чертите и изразиха брилянтна хипотеза за тяхното сдвояване в резултат на сливането на „чистите“ гамети.

Изследвания на Мендел и неговите възгледи за механизма на наследство пред развитието на науката в продължение на няколко десетилетия. Дори и спекулативните хипотези за природата на наследствеността, споменати по-горе, са формулирани по-късно. Хромозомите все още не са открити и процесът на клетъчно делене, който е в основата на предаването на наследствена информация от родителите към потомците, не е описан. Във връзка с това съвременниците, дори и тези, които като Чарлс Дарвин бяха запознати с творбите на Г. Мендел, не успяха да оценят откритието му. В продължение на 35 години тя не е твърдяна от биологичната наука.

Правосъдието триумфира през 1900 г., когато вторичното преоткриване на законите на Мендел следвало едновременно и независимо от трима учени: Г. де Врис (гол), К. Корънс (него) и Е. Чермак (изд.). Повтаряйки експериментите на Мендел, те потвърдиха универсалния характер на откритите от него закони. Мендел започва да се счита за основател на генетиката и през 1900 г. започва отброяването на развитието на тази наука.

В историята на генетиката обикновено се разграничават два периода: първият е периодът на класическата или формалната генетика (1900-1944), а вторият е периодът на молекулярната генетика, който продължава до наши дни. Основната черта на първия период е, че природата на материалните носители на наследствеността остава неизвестна. Концепцията за „ген”, въведена от датския генетик В. Йохансен, аналог на наследствения фактор на Мендел, е абстрактна. Ето един цитат от неговата работа от 1909 г.: “Свойствата на организма се определят от специални, отделни при отделни обстоятелства и следователно до известна степен независими единици или елементи в зародишните клетки, които наричаме гени. Понастоящем е невъзможно да се формира определено разбиране за природата на гените, можем само да се задоволим с факта, че такива елементи съществуват. Но дали са химически образувания? За това все още не знаем абсолютно нищо. " Въпреки липсата на знания за физикохимичната природа на гена, именно в този период се разкриват основните закони на генетиката и се развиват генетичните теории, които поставят основата на тази наука.

Преоткриването на законите на Мендел през 1900 г. доведе до бързото разпространение на неговите учения и многобройните, често успешни опити от страна на изследователи в различни страни на различни места (пилета, пеперуди, гризачи и др.) Да потвърдят универсалния характер на нейните закони. По време на тези експерименти бяха открити нови модели на наследяване. През 1906 г. английските учени W. Batson и R. Pennet описват първия случай на отклонение от законите на Мендел, наричан по-късно генно свързване. През същата година английският генетик Л. Донкастър, в експерименти с пеперуда, открил феномена на свързване на черта с пода. В същото време в началото на ХХ век. Започва изследването на персистиращите наследствени мутационни промени (G. de Vries, S. Korzhinsky) и се появяват първите работи по генетиката на популациите. През 1908 г. Г. Харди и В. Вайнберг формулират основния закон на популационната генетика за постоянството на генните честоти.

Но най-важните изследвания на периода на класическата генетика са творбите на видния американски генетик Т. Морган и неговите ученици. Т. Морган е основател и лидер на най-голямото в света генетично училище, от което дойде цяла плеяда талантливи генетици. В изследванията си Морган за първи път е използвал плодовата муха Drosophila, която се е превърнала в любим генетичен обект и продължава да я остава. Изследването на феномена на генно свързване, открито от У. Бетсън и Р. Пеннет, позволи на Морган да формулира основните моменти от хромозомната теория на наследствеността, които ще разгледаме подробно по-долу. Основната теза на тази основна генетична теория е, че гените са подредени линейно в хромозомата, като мъниста на нишка. Но дори през 1937 г. Морган пише, че сред генетиците няма съгласие за естеството на гена - дали те са реални или абстракции. Но той отбелязва, че във всеки случай, генът е свързан със специфична хромозома и може да бъде локализиран там чрез чист генетичен анализ.

Редица други изключителни проучвания са проведени от Морган и неговите колеги (Т. Пейнтър, К. Мостс, А. Стертевант и др.): Разработен е принципът на генетичното картографиране, създадена е хромозомната теория за определяне на пола, изследвана е структурата на политеновите хромозоми.

Важно събитие от периода на класическата генетика е развитието на творби за изкуствена мутагенеза, първите данни за които са получени през 1925 г. в СССР, Г.А. Nadson и TS Филипов в експерименти по облъчване на дрождеви клетки с радий. От решаващо значение за развитието на работата в тази посока бяха експериментите на американския генетик Г. Мьолер относно ефектите на рентгеновите лъчи върху дрозофилата и разработването на методи за количествено отчитане на мутациите. Работата на Г. Меллер е предизвикала огромен брой експериментални изследвания с използване на рентгенови лъчи на различни обекти. В резултат на това беше установен техният универсален мутагенен ефект. По-късно беше установено, че други видове радиация, като UV, както и висока температура и някои химикали, също имат мутагенен ефект. Първите химически мутагени са открити през 30-те години. в СССР в експериментите на В.В. Сахарова, М.Е. Lobasheva и S.M. Гершензон и техните служители. Няколко години по-късно, тази област получи широк обхват, особено благодарение на изследванията на A.I. Рапопорт в СССР и С. Ауербах в Англия.

Изследванията в областта на експерименталната мутагенеза са довели до бърз напредък в познаването на мутационния процес и за изясняване на редица въпроси, свързани с фината структура на гена.

Друга важна област на генетичните изследвания в периода на класическата генетика се отнася до изучаването на ролята на генетичните процеси в еволюцията. Основополагащата работа в тази област принадлежи на S. Wright, R. Fisher, J. Haldane и SS. Chetverikov. Чрез своите творби те потвърждават валидността на основните принципи на дарвинизма и допринасят за създаването на нова съвременна синтетична теория на еволюцията, която е резултат от синтеза на теорията на Дарвин и популационната генетика.

От 1940 г. започва вторият период от развитието на световната генетика, наречена молекулярна, в съответствие с водещата позиция в тази област на генетичните науки. Основна роля в бързото нарастване на молекулярната генетика играе тясното съюзяване на биолози с учени от други области на природните науки (физика, математика, кибернетика и химия), на вълната на които са направени редица важни открития. През този период учените установяват химическата природа на гена, определят механизмите на неговото действие и контрол и правят много по-важни открития, които превръщат генетиката в една от основните биологични дисциплини, определящи напредъка на съвременната естествена наука. Откритията на молекулярната генетика не опровергават, а само разкриват основните механизми на тези генетични модели, открити от формалната генетика.

Чрез работата на J. Bidle и E. Tetum (САЩ) е установено, че мутациите в хлебната плесен на Neurospora crassa блокират различни етапи на клетъчния метаболизъм. Авторите предполагат, че гените контролират ензимната биосинтеза. Появи се теза: „един ген - един ензим“. През 1944 г. изследване на генетичната трансформация в бактерии, извършено от американски учени (О. Авери, К. МакЛиод и М. Маккарти), показа, че носителят на генетична информация е ДНК. Това заключение по-късно е потвърдено в изследването на явлението трансдукция (J. Lederberg и M. Zinder, 1952) - прехвърлянето на информация от една бактериална клетка към друга, използвайки ДНК фаг.

Тези проучвания са установили повишен интерес към изучаването на структурата на ДНК, което е довело до създаването през 1953 г. на модел на ДНК молекулата от J. Watson (amer. Biologist) и F. Crick (инж. Chemist). Нарича се двойна спирала, тъй като според модела тя е построена от две спираловидни усукани полинуклеотидни вериги. ДНК е полимер, чиито мономери са нуклеотиди. Всеки нуклеотид се състои от дезоксирибоза пента-въглероден захар, остатък от фосфорна киселина и една от четири азотни бази (аденин, гуанин, цитозин и тимин). Тази работа играе важна роля в по-нататъшното развитие на генетиката и молекулярната биология.

Въз основа на този модел, първоначално е постулиран (F. Crick), а след това експериментално (M. Meselson and F. Stal, 1957) е полуконсервативен механизъм на синтез на ДНК, в който ДНК молекулата е разделена на две единични вериги, всяка от които служи \\ t матрица за синтеза на дъщерната верига. Синтезът се основава на принципа на комплементарността, дефиниран по-рано от Е. Chargaff (1945), според който азотните бази на две ДНК вериги са разположени една срещу друга по двойки, като аденинът се свързва само с тимин (А-Т) и гуанин с цитозин (G-C). Една от последиците от създаването на модел е дешифрирането на генетичния код - принципа за записване на генетична информация. Много изследователски екипи в различни страни работиха по този проблем. Успехът дойде до Амер. Генетика М. Ниренберг (Нобелов лауреат), в чиято лаборатория бе декодирана първата кодова дума - кодон. Тази дума беше триплетът YYY, последователност от три нуклеотида със същата азотна база - урацил. В присъствието на иРНК молекула, състояща се от верига от такива нуклеотиди, се синтезира монотонен протеин, съдържащ последователно свързани остатъци от същата аминокиселина, фенилаланин. По-нататъшното декодиране на кода беше въпрос на технология: използвайки матрици с различни комбинации от бази в кодони, учените съставиха кодова таблица. Идентифицирани са всички характеристики на генетичния код: универсалност, триплет, дегенерация и неприпокриване. Декодирането на генетичния код по стойност за развитието на науката и практиката се сравнява с откриването на ядрената енергия във физиката.

След дешифриране на генетичния код и определяне на принципа за записване на генетична информация, учените мислиха как информацията се прехвърля от ДНК към протеин. Изследванията на този проблем завършват с пълно описание на механизма за прилагане на генетична информация, който включва два етапа: транскрипция и превод.

След определяне на химическата природа на гена и неговия принцип на действие, възниква въпросът как са регулирани гените. За първи път е чута в проучвания на френски биохимици F. Jacob и J. Monod (1960), които разработват схема за регулиране на група гени, които контролират процеса на разграждане на лактозата в клетката на E. coli. Те въведоха концепцията за бактериален оперон като комплекс, който обединява всички гени (структурни и регулаторни гени), служещи за определена връзка в метаболизма. По-късно верността на тяхната схема е доказана експериментално при изследването на различни мутации, засягащи различни структурни единици на оперона.

Постепенно се разработва схема на регулиране на еукариотните гени. Това беше улеснено от установяването на прекъсната структура на някои гени и описание на механизма на сплайсинг.

Под влияние на напредъка в изследването на структурата и функцията на гените в началото на 70-те години. ХХ век. генетиците излязоха с идеята да ги манипулират, преди всичко, като ги прехвърлят от клетка на клетка. Така се появи нова посока на генетичните изследвания - генното инженерство.

Основата за развитието на тази посока са експериментите, по време на които са разработени методи за получаване на отделни гени. През 1969 г. в лабораторията на J. Beckwith е изолиран лактозен оперон от хромозомата на Escherichia coli, използвайки явлението трансдукция. През 1970 г. колектив под ръководството на Г. Коран е първият, който извършва химически генен синтез. През 1973 г. е разработен метод за получаване на ДНК фрагменти - генни донори - като се използват рестрикционни ензими, които отрязват ДНК молекулата. И накрая, беше открит метод за получаване на гени въз основа на феномена на обратната транскрипция, открит през 1975 г. от D. Baltimore и G. Temin. За въвеждането на чужди гени в клетки на базата на плазмиди, вируси, бактериофаги и транспозони (мобилни генетични елементи), са проектирани различни вектори - молекули носители, които извършват процеса на прехвърляне. Векторният комплекс с гена се нарича рекомбинантна молекула. Първата рекомбинантна фагова ДНК молекула е проектирана през 1974 г. (R. Murray и D. Murray). През 1975 г. са разработени методи за клониране на клетки и фаги с интегрирани гени.

Още в началото на 70-те години. Получени са първите резултати от експерименти в областта на генното инженерство. По този начин в клетката на Е. coli се вмъква рекомбинантна молекула, съдържаща два различни гена за резистентност към антибиотици (тетрациклин и стрептомицин), след което клетката придобива резистентност към двете лекарства.

Постепенно наборът от вектори и въведените гени се разширява и технологията на трансфер се подобрява. Това позволи широко да се използват методите на генното инженерство за промишлени цели (биотехнология), главно в интерес на медицината и селското стопанство. Проектирани са бактерии - производители на биологично активни вещества. Това позволи да се създаде в подходящ мащаб синтеза на такива основни човешки лекарства като инсулин, соматостатин, интерферон, триптофан и др. В резултат на това са създадени голям брой трансгенни растения, които са станали собственици на ценни свойства (устойчивост на вредители, суша, високо съдържание на протеин и др.). въвеждане на чужди гени в техния геном.

През 70-те години. започна работа по определяне на геномите на различни обекти, започвайки с бактериофаги и завършващи с хора.

Специално внимание трябва да се обърне на международната генетична програма „Човешкият геном“, чиято цел е пълното декодиране на човешкия генетичен код и картографирането на неговите хромозоми. В бъдеще се планира интензивно развитие на нова област на медицинската генетика - генна терапия, която да спомогне за намаляване на риска от проявление на вредни гени и по този начин да ограничи максималния генетичен товар.

Историята на развитието на генетиката в Русия

Появата на генетиката в Русия настъпва през второто десетилетие на ХХ век. Основател на първото национално училище по генетици е Юри Александрович Филипченко. През 1916 г. той започва да преподава в Университета на Санкт Петербург курс на тема „Доктрината за наследствеността и еволюцията”, в която законите на Мендел и изследванията на Т. Морган заемат централно място. Той е направил оторизиран превод на книгата „Теория на гените“ от Морган. Научни интереси на Ю.А. Filipchenko лежеше в областта на наследствеността и променливостта на качествени и количествени черти. Той обърна специално внимание на статистическите закони на променливостта. Я Филипченко написа няколко отлични книги, сред които и учебникът „Генетика“, според който няколко поколения биолози са изучавали у нас.

През същия период бяха сформирани още две научни генетични училища: един в Института за експериментална биология (Москва) под ръководството на Николай Константинович Колцов, а другият под ръководството на Николай Иванович Вавилов започва да се създава в Саратов, където е избран за професор в университета и окончателно се формира в Ленинград. на базата на ВСИ (VIR).

NK Колцов оглавява голям изследователски институт по експериментална биология в Москва. Той първи изрази идеята за макромолекулярната организация на носителите на наследственост (хромозоми) и тяхното само-дублиране като механизъм за предаване на генетична информация. Идеи Н.К. Колцов имаше силно влияние върху известните учени от този период, не само биолози, но и физици, чиито изследвания на структурата на гена доведоха до развитието на молекулярна генетика. От научната школа на Н.К. Колцов такава голяма генетика като А.С. Serebrovsky, B.L. Астауров, Н.П. Dubinin, N.V. Тимофеев-Ресовски, В.В. Сахаров и др.

Изтъкнат генетик и развъдчик Н.И. Вавилов спечели широко признание за работата си в изучаването на световното земеделие и растителните ресурси. Той е автор на теорията на центровете на произход и разнообразието на култивираните растения и на теорията на имунитета, както и на закона на хомоложните серии в наследствената вариация. В допълнение, той създава световната колекция от земеделски и технически растения, включително известната колекция от сортове пшеница. NI Вавилов се радва на голям престиж не само сред местните, но и сред чуждестранните учени. Учени от всички страни по света дойдоха да работят във ВСИ, създаден от него в Ленинград. Признаване на достойнство N.I. Вавилов е избран за президент на Международния генетичен конгрес, проведен през 1937 г. в Единбург. Обстоятелствата обаче не позволяват на N.I. Вавилов присъства на този конгрес.

Сериозен принос за развитието на теоретичната генетика направи проучването на Александър Серебровски, професор в Московския университет, и неговите млади колеги, Н.П. Dubinin, B.N. Сидорова, И.И. Агола и други. През 1929 г. те откриват стъпковия алелицизъм в Drosophila, което е първата стъпка към изоставянето на идеята, че генът е неделим сред генетиката. Формулирана е централна теория на генната структура, според която генът се състои от по-малки подединици - центрове, които могат да мутират независимо един от друг. Тези проучвания стимулираха разработването на проучвания за структурата и функцията на гена, което доведе до разработването на модерна концепция за сложна вътрешна организация на гена. По-късно (през 1966 г.) за цикъла на работа в областта на теорията на мутациите, Н.П. Дубинин е награден с Ленинската награда.

В началото на 40-те години. ХХ век. в СССР генетиката е в състояние на цъфтеж. В допълнение към горното, произведенията на Б.Л. Астауров за регулиране на пола в копринената пеперуда чрез генетични методи; цитогенетични изследвания на G.A. Левицки, работата на А.А. Sapegina, K.K. Meister, A.R. Жебрака, Н.В. Цицина по генетика и селекция на растения; MF Иванова за генетика и животновъдство; VV Сахарова, М.Е. Lobasheva, S.M. Гершензон, И.А. Rapoport по химична мутагенеза; ДВ Левита и С.Н. Давиденкова за човешката генетика и работата на много други талантливи учени.

Но политическата ситуация на конфронтация на капиталистическия свят в СССР в началото на Втората световна война доведе до преследване на учени, работещи в областта на генетиката, която беше обявена за идеалистична буржоазна наука и нейните привърженици - агенти на световния империализъм. Репресиите попаднаха на главите на много известни учени, включително Н.И. Vavilova, M.E. Лобашева, Г.Д. Karpechenko, S.M. Гершензон и много, много други. Генетиката бе премахната преди няколко десетилетия. Значителна роля в разпадането на генетичните науки играе ETC. Лисенко. Като прост агроном, той не можеше да се издигне до нивото на класическата генетика със своите абстрактни идеи за гена и затова просто отрече законите на Мендел, хромозомната теория за наследствеността на Морган, изследването на мутациите. Lysenko покрива научната си непоследователност с щедри обещания за бързо нарастване на селското стопанство, използвайки методите на преработката на растенията, насърчавани от него под влиянието на условията на отглеждане, което лично подкрепя лично I.V. Сталин. Лисенко използвал работата на изключителния селекционер I.V. като щит. Michurina. За разлика от световната наука, нашата генетика е станала известна като Мичурин. Такава „чест” доведе до факта, че Мичурин е бил поверен на славата на Лисенко, привърженик на идеи, който не е напуснал учения дори и след разпадането на дейността му. Всъщност, I.V. Мичурин е изключителен практикуващ развъдчик, овощар, който никога не е имал нищо общо с развитието на теоретичните основи на генетичната наука.

Вътрешната наука най-накрая беше изчистена от „лисенкоизма“ само до средата на 60-те години. Много от учените, които пострадаха от репресиите, тези, които успяха да оцелеят, включително Н.В. Тимофеев-Ресовски, М.Е. Лобашов, В.В. Сахаров и др. Традициите, които са запазили и големият потенциал, присъщ на техните ученици, са допринесли за бързия напредък, въпреки че изоставането от световното ниво, разбира се, се е почувствало. Независимо от това беше издигнато ново поколение руски генетици, които трябваше да отнесат тази наука към предишното ниво. И отново редиците на световно известни учени бяха попълнени с руски имена: A.N. Белозерски, В.А. Engelhardt, S.I. Алиханян, Р. Б. Khesin, A.S. Спирина, С.В. Шестакова, С.Г. Инге-Вечтомова, Ю.П. Алтухов и много други.

Новите социални катаклизми, предизвикани от преструктурирането, довело до изтичане на научни кадри в чужбина, отново възпрепятстваха нашата наука да придобие подходящия статут. Остава да се надяваме, че по-младото поколение, разчитащо на основата, поставена от предходните светила, ще може да изпълни тази благородна мисия.

План на лекцията

Темата за генетиката. Същността на явленията на наследствеността и променливостта.

Методи на генетиката.

Кратка история на развитието на генетиката.

Генетични изследвания в Република Беларус

Връзката на генетиката с други науки.

Стойността на генетиката.

Въпрос. Темата за генетиката. Същността на явленията на наследствеността и променливостта.

Генетиката е наука за наследствеността и изменчивостта на живите организми и методите за техния контрол; това е науката, която изучава наследствеността и променливостта на характеристиките на живите организми.

наследственост- Това е така

1) способността на организмите да произвеждат свой собствен вид;

2) способността на организмите да прехвърлят (наследяват) своите черти и качества от поколение на поколение;

3) запазване на някои варианти на характеристики при промяна на поколенията.

променливост   - е способността на организмите да се променят според признаците на тялото или отделните му части, както и функциите.

Променливостта е

1) наличието на знаци в различни форми (варианти);

2) появата на различия между организмите (части от тялото или групи от организми) по индивидуални причини.

Основните типове наследство на чертите

Директно наследяванев които вариациите на знаците остават непроменени от поколение на поколение.

- при вегетативно размножаване на растения;

- по време на самоопрашването на растенията;

- при размножаването на чистопородни животни и кръстосано опрашване на чистопородни растения.

Непряко наследяване - Това е видът наследство, което се наблюдава по време на сексуално размножаване на животни и семено размножаване на растенията.

За изучаване на индиректното наследяване е необходима хибридизация - кръстосване на организми, различаващи се по генотип.

При индиректно наследяване във всяка генерация се появяват някои варианти на признаци (такива се наричат \u200b\u200bгосподстващи, „доминиращи”), а други варианти могат временно да „изчезнат” и след това да се проявят в следващите поколения (такива характеристики се наричат \u200b\u200bрецесивни, „отстъпващи”).

Комплексни типове наследяване на черти   много е трудно да се предвиди появата на нови варианти на знаци. В някои случаи "внезапно" се появяват нови варианти на признаци, които не са намерени сред родителите, бабите и дядовците, или чичовци на лели. Комплексното наследяване на черти е възможно както въз основа на влиянието на условията на околната среда върху развитието на организма, така и в резултат на появата на нови гени или нови комбинации от гени, присъстващи в организма.

Въпрос. Методи на генетиката.

В генетиката, както и в други науки, в изследванията се използват множество методи. Генетика има свои специфични изследователски методи:

Хибридологичен анализ   - основният метод, при който те осъществяват целенасочено кръстосване на родители с определени черти и наблюдават проявлението на тези черти в поколенията на потомците.

Принципи на хибридологичния анализ:

1. Използвайте като начални индивиди (родители), форми, които не дават разделяне, когато се пресичат, т.е. постоянни форми.

2. Анализ на наследяването на отделни двойки алтернативни характеристики, т.е. характеристики, представени от две взаимно изключващи се опции.

3. Количествено отчитане на формите, излизащи по време на последователни кръстове и използването на математически методи при обработването на резултатите.

4. Индивидуален анализ на потомството от всеки родител.

5. Въз основа на резултатите от кръстосването се съставя и анализира модел на кръстосване.

генеалогичен   - е анализ на родословията и ви позволява да определите вида на наследствената (доминантна, рецесивна, автозомална или полово свързана) черта, както и нейната моногенност или полигенност. На базата на получената информация се прогнозира вероятността от проявление на изследваната черта в поколението, което е от голямо значение за превенцията на наследствените заболявания.

цитогенетичен   - изследване на хромозомите: преброяване на техния брой, описание на структурата, поведение по време на клетъчното делене, както и връзката на промените в хромозомната структура с променливостта на символите.

биохимична   - въз основа на изследването на активността на ензимните системи. Активността се оценява или чрез активността на самия ензим, или чрез количеството на крайните реакционни продукти, които този ензим контролира. Изследването на активността на ензимните системи дава възможност да се идентифицират генни мутации, които са причина за метаболитни заболявания, например фенилкетонурия, сърповидно-клетъчна анемия.

молекулен   - позволява да анализирате ДНК фрагменти, да откриете и изолирате отделни гени, за да установите последователността на нуклеотидите (носят наследствена информация).

въпрос. Кратка история на развитието на генетиката.

Известният лекар на древна Гърция Хипократ вярвал, че в яйцеклетката или в тялото на майката трябва да има малък, но напълно оформен, предварително формиран организъм. Тези вярвания по-късно стават известни като преформизъм (от латински. Preforraatio - pre-formation). Спорът между преформистите беше само за това къде точно се намира този организъм - в женския или мъжки род.

Противоположните възгледи, според които организмът се развива от безструктурна, хомогенна маса, първо изразена от Аристотел, по-късно развиват името на епигенезата (от гръцки. Epi - след и генезис - развитие).

Чарлз Дарвин първо поставя биологията на научна основа. Той показа, че основата на еволюцията и селекцията е ефектът от наследствеността, променливостта и селекцията. Тези разпоредби станаха основа за всяко следващо развитие на генетиката.

Първи етап   развитие на науката.

Тя е белязана от откритието от Г. Мендел (1865) на дискретността (делимостта) на наследствените фактори и развитието на хибридологичен метод, изучаването на наследствеността, т.е. правилата за кръстосване на организмите и отчитането на признаците в потомството.

Значението на откритията на Г. Мендел е оценено след като неговите закони са преоткрити отново през 1900 г. от трима биолози, независимо един от друг: de Vries в Холандия, К. Correns в Германия и E.Cermak в Австрия.

През 1901-1903 Хюго де Врийспредложи мутационна теория на променливостта, която изигра голяма роля в по-нататъшното развитие на генетиката.

Работата на датския ботаник беше важна. Вилхелм Лудвиг Йохансен,   който изучава моделите на наследяване върху чисти линии на боб. Той също така формулира концепцията за „популацията“ (група от организми от един и същи вид, живеещи и размножаващи се в ограничена област), предлагайки призоваването на Менделските „наследствени фактори“ термина „ген“, давайки определения на понятията „генотип“ и „фенотип“.

Втори етап

Характеризира се с прехода към изучаването на явленията на наследственост на клетъчно ниво (цитогенетика). Т. Boveri (1902-1907), W. Satton и E. Wilson (1902-1907) установяват връзката между менделските закони за наследяване и разпределението на хромозомите в процеса на клетъчно делене (митоза) и узряването на зародишните клетки (мейоза).

От решаващо значение при обосновката на хромозомната теория на наследствеността са изследванията, проведени върху мухите от плодови мухи от американския генетик Т. Г. Морган и неговите сътрудници (1910–1911).

Морган също установи модели на наследяване на свързани с пола черти.

Следващата стъпка беше да се установи химичната природа на хромозомните гени. Съветски генетик Н.К. Колцов е един от първите, които развиват представа за тяхната макромолекулна природа (1927) и Н.В. Тимофеев-Ресовски и съавтори в средата на 30-те години. 20 инча изчислява приблизителното количество на гена.

За първи път през 1925 г. съветските микробиолози Г.А. Nadson и G.S. Филипов показа, че след облъчване на дрождеви клетки с йонизиращо лъчение възникват различни радиоизлъчвания, чиито свойства се възпроизвеждат в потомството. През 1927 г. Möller (N.J. Muller) при точни експерименти върху плодови мухи, вземайки предвид радиационната доза, установява появата на нови наследствени мутации. По-късно I.A. Рапопорт и Ауербах (Ch. Auerbach) откриват феномена на мутагенеза под въздействието на химикали.

Трети етап

Тя отразява постиженията на молекулярната биология и е свързана с използването на методите и принципите на точните науки - физика, химия, математика, биофизика и др. - при изучаването на жизнените феномени на молекулярно ниво. Предметите на генетичните изследвания са станали гъби, бактерии, вируси.

На този етап е изследвана връзката между гените и ензимите и е формулирана теорията "един ген - един ензим" (J. Bidle и E. Tatem, J. Lederberg, 1940): всеки ген контролира синтеза на един ензим; Ензимът, от своя страна, контролира една реакция от редица биохимични трансформации, които са в основата на проявата на външна или вътрешна черта на организма.

През 1953 г., F. Crick и J. Watson, въз основа на резултатите от експерименти на генетици и биохимици, по данни от рентгенов структурен анализ, създават структурен модел на ДНК под формата на двойна спирала. Предложеният от тях ДНК модел е в добро съответствие с биологичната функция на това съединение: способността да се дублира генетичния материал и да се поддържа в поколения от клетка към клетка.

През последното десетилетие възникна нова посока в молекулярната генетика - генното инженерство - система от техники, която позволява на биолозите да конструират изкуствени генетични системи.

Федерална агенция за образование на Руската федерация

Държавно учебно заведение за висше професионално образование

"Южноуралски държавен университет"

Факултет по икономика и управление

Катедра "Икономика, управление и инвестиции"

Историята на генетиката. Приносът на руските учени

РЕЗЮМЕ

по дисциплина "Концепции на съвременната наука"

  Проверих

  OM Баев

  ученик група EiU-232

  AI Kuleshov

  ________________________ 2010

  Резюмето е защитено

  с оценка

_____________________________

  ________________________ 2010

Въведение

Генетиката - наука за наследствеността и нейната вариабилност - е развита в началото на 20-ти век, след като изследователите обръщат внимание на законите на Г. Мендел, открити през 1865 г., но оставени без надзор в продължение на 35 години. За кратко време генетиката се превърна в обширна биологична наука с широк спектър от експериментални методи и насоки. Името на генетиката бе предложено от английския учен Уилям Батсън през 1906 г. Изследователите от класическия период на развитие на генетиката откриха основните закони на наследството и доказаха, че наследствените фактори (гени) са концентрирани в хромозомите. По-нататъшен напредък в изучаването на моделите на съхранение и продажба на генетична информация беше възпрепятстван по две причини. Първо, поради твърде обширни експерименти, свързани с по-задълбочено изследване на гените, на второ място, поради невъзможността да се разбере работата на гените без задълбочено проучване на трансформацията на молекули, участващи в генетичните процеси. Преходът към генетични изследвания на микроорганизми, който позволи да се избегнат много трудности, беше съвсем естествен. Такъв преход се случи през 50-те години. През 1941 г. J. Beadle и E. Tatum публикуват кратка статия "Генетичен контрол на биохимичните реакции в Neurospora   , които съобщават за първите генетични експерименти върху микроорганизми.

През последните години тези изследвания са получили широк обхват и се провеждат върху различни биологични обекти.

Целта на това есе е да отрази най-важните открития, направени от руски учени в областта на генетиката, техния анализ и определяне на тяхното значение за науката.

За разкриването на темата са взети както научни трудове, така и съвременни интернет ресурси, които трябва да предоставят надеждни данни и модерна гледна точка върху тях.

1 РАЗВИТИЕ НА ГЕНЕТИКА В РУСИЯ

Освен експериментите по хибридизация на растенията през XVIII век, първите работи по генетика в Русия започват в началото на ХХ век. както в експерименталните селскостопански станции, така и сред университетските биолози, главно тези, които участват в експериментална ботаника и зоология.

След революцията и гражданската война от 1917-1922. започна бързото организационно развитие на науката. Към края на 30-те години в СССР е създадена обширна мрежа от изследователски институти и експериментални станции (както в Академията на науките на СССР, така и във ВАСХНИЛ), както и в университетските катедри по генетика. Признати лидери на тази тенденция са Н. И. Вавилов, Н. К. Колцов, А. С. Серебровски, С. С. Четвериков и др. В СССР са публикувани преводи на произведения на чуждестранни генетици, включително Т. Х. Морган, Г. Молер. Редица генетици участваха в международни програми за научен обмен. Американски генетик Г. Мьолер работи в СССР (1934-1937), съветските генетици работят в чужбина. Н. В. Тимофеев-Ресовски - в Германия (от 1925 г.), Ф. Г. Добжански - в САЩ (от 1927 г.).

През 30-те години имаше разделение в редиците на генетици и селекционери, свързани с енергийната дейност на Т. Д. Лисенко и И. И. Презент. По инициатива на генетици бяха проведени редица дискусии (най-големите през 1936 г. и 1939 г.), насочени към борба с подхода на Лисенко.

В началото на 1930-1940. по време на т.нар. Голям терор, повечето от служителите на Централния комитет на КПСС (б), които ръководеха генетика, и редица видни генетици бяха арестувани, много от тях бяха застреляни или загинали в затворите (включително Н. И. Вавилов). След войната дебатът се възобнови с нова сила. Генетиците, които разчитаха на авторитета на международната научна общност, отново се опитаха да наклонят везните в своя полза, но с началото на Студената война ситуацията се промени значително. През 1948 г. по време на августовската сесия на Академията на селскостопанските науки, Т. Д. Лисенко, използвайки подкрепата на Йосиф Сталин, обявява генетиката за фалшиви науки. Lysenko се възползва от некомпетентността на партийното ръководство на науката, "обещавайки на партията" бързото създаване на нови високопродуктивни сортове зърно ("разклонена пшеница") и т.н. От този момент нататък започва периодът на преследване на генетиката, който стана известен като лисенковизъм и продължава до момента на отстраняване на Н. Хрушчов. длъжността генерален секретар на Централния комитет на КПСС през 1964 г.

Лично, Т. Д. Лисенко и неговите поддръжници придобиха контрол над институтите на Катедрата по биология на Академията на науките на СССР, Академията на селскостопанските науки и университетските катедри. Публикувани са нови учебници за училища и университети, написани от позицията на "Мичуринска биология". Генетиката беше принудена да напусне научната си дейност или да промени радикално профила на работа. Някои от тях успяха да продължат изследванията си върху генетиката в рамките на програми за изследване на радиационните и химическите опасности извън организациите, контролирани от Т. Д. Лисенко и неговите поддръжници.

След откриването и декодирането на структурата на ДНК, физическата база на гените (1953), възстановяването на генетиката започва в средата на 60-те години. Министърът на образованието на РСФСР В. Н. Столетов инициира широка дискусия между лисенковите и генетиците и в резултат на това са публикувани много нови творби по генетика. През 1963 г. е издаден университетският учебник по "Генетика" на М. Е. Лобашев, който по-късно е претърпял няколко публикации. Скоро се появява и нов училищен учебник "Обща биология", редактиран от Ю. И. Полянски, който се използва заедно с другите и до днес.

Заключение раздел 1

Развитието на генетиката в Русия протича по труден начин, подложени на преследване от страна на властите, което значително забави развитието на тази наука.

2 НИКОЛАЙ ИВАНОВИЧ ВАВИЛОВ И ПРИЛОЖЕНИЕТО ЗА ГЕНЕТИКАТА

Николай Иванович Вавилов (13 (25) ноември, 1887, Москва, Руска империя - 26 януари 1943 г., Саратов, РСФСР, СССР) - руски и съветски генетичен учен, ботаник, селекционер, географ, академик на Академията на науките на СССР и Академията на селскостопанските науки. Президент (1929-1935), заместник-председател (1935-1940) на Академията на селскостопанските науки, председател на ВС (1931-1940), основател (1920) и постоянен до момента на ареста, директор на ВСИ (1930-1940), директор на Института по генетика СССР (1930-1940), член на експедиционната комисия на Академията на науките на СССР, член на борда на Народния комисариат на СССР, член на президиума на ВСН ОССЕ. През 1926-1935 г. е член на Централния изпълнителен комитет на СССР, а през 1927-1929 г. е член на ВВС.

Организатор и участник в ботанически и агрономически експедиции, обхващащи повечето от континентите (с изключение на Австралия и Антарктида), по време на които той открива древни огнища на оформящи култивирани растения. Създадена доктрината на световните центрове на произход на култивираните растения. Той обосновава доктрината за растителния имунитет, открива закона за хомоложните серии в наследствената вариабилност на организмите. Той има значителен принос за развитието на теорията на биологичните видове. Под ръководството на Вавилов е създадена най-голямата в света колекция от семена на култивирани растения. Той положи основите на държавна система за тестване на сортовете полеви култури. Той формулира принципите на дейност на главния научен център на страната по селскостопански науки, създава мрежа от научни институции в тази област.

2.1 Доктрината за растителния имунитет

Вавилов разделя растителния имунитет на структурен (механичен) и химичен. Механичен имунитет на растенията се дължи на морфологичните особености на растението гостоприемник, по-специално наличието на защитни устройства, които предотвратяват проникването на патогени в тялото на растенията. Химичният имунитет зависи от химическите характеристики на растенията.

2.2 Законът на хомоложните серии в наследствената вариабилност

В работата “Законът на хомологичната серия в наследствената вариабилност” Вавилов въвежда понятието “хомологични серии в наследствената вариабилност”. Концепцията е въведена в изследването на паралелизмите в явленията на наследствената вариабилност по аналогия с хомоложните серии органични съединения.

Същността на явлението е, че при проучване на генетичната променливост в близките групи растения са открити подобни алелни форми, които се възобновяват при различни видове (например, възли на зърнени храни със или без оцветяване с антоцианин, уши със или без бодли и др.) ). Наличието на такава повторяемост направи възможно да се предвиди наличието на все още неоткрити алели, които са важни от гледна точка на селекционната работа. Извършено е търсене на растения с такива алели по експедиции до предполагаемите центрове на произход на култивираните растения. Трябва да се помни, че през тези години все още не е било известно изкуствено индуциране на мутагенеза чрез химикали или излагане на йонизиращо лъчение и търсенето на необходимите алели трябваше да се извършва в естествените популации.

Първата (1920) формулировка на закона включва две закономерности:

Първият образец, който привлича вниманието, когато се изучават подробно формите на всяко растение, принадлежащо към същия род, е идентичността на серията от морфологични и физиологични свойства, които характеризират вида и расата на близките генетични линии, паралелността на серията от специфична генотипна променливост. Колкото по-близо са генетично видовете, толкова по-отчетливата и по-точна е идентичността на серията от морфологични и физиологични признаци.

Втората закономерност в полиморфизма, която по същество следва от първата, е, че не само генетично свързаните видове, но и родовете показват идентичности в серията от генотипни вариации.

През 1923 г. Вавилов включи в своята работа “Последни постижения в теорията на селекцията” обсъждане на закона, в което показа, че поради модела на проявление на сортовите различия във видовете и родовете, “определено може да се предвидят и намерят подходящи форми в изследваното растение”. Наистина, въз основа на закона на хомоложните серии, Вавилов и неговият персонал стотици пъти предсказвали съществуването на определени форми и след това ги откривали. Вавилов отбеляза, че "често срещаната променливост е характерна за много отдалечени, генетично несвързани семейства". Вавилов призна, че поредицата от паралелни вариации няма да е задължително да бъде пълна и ще бъде лишена от някои връзки в резултат на действието на естествения подбор, смъртните комбинации от гени и изчезването на вида. Въпреки това, "въпреки огромната роля на естествения подбор и изчезването на много връзки, ... не е трудно да се проследят приликите в наследствената вариабилност в близкородствени видове."

Въпреки че законът е открит в резултат на изследване на фенотипната вариабилност, Вавилов разширява ефекта си към генотипната вариабилност: „Въз основа на поразителната сходство във фенотипната променливост на видовете в рамките на един и същи род или близките родове, поради единството на еволюционния процес, можем да приемем, че те имат много общи гени, заедно със спецификата на видовете и родовете. "

Вавилов смята, че законът е справедлив не само по отношение на морфологичните признаци, но предвижда, че вече установената серия "не само ще бъде попълнена с липсващи връзки в съответните клетки, но и ще се развие, особено по отношение на физиологичните, анатомичните и биохимичните характеристики." По-специално, Вавилов отбелязва, че близките растителни видове се характеризират с „сходство на химическия състав, производството на близки или същите специфични химични съединения“. Както е показано от Вавилов, интраспецифичната вариабилност на химичния състав (например етерични масла и алкалоиди) се отнася предимно за количествени съотношения с постоянен качествен състав, докато в рода химичният състав на някои видове се различава както количествено, така и качествено. В същото време, в рамките на рода, "отделните видове обикновено се характеризират с теоретично предвидени химици изомери или производни, и обикновено са свързани помежду си чрез взаимни преходи". Паралелността на променливостта характеризира близките раждания с такава сигурност, че „те могат да бъдат използвани в търсенето на подходящи химически компоненти”, както и „да се получи синтетично в даден род чрез кръстосване на химикали с определено качество”.

Вавилов установи, че законът се проявява не само в рамките на съответните групи; паралелизмът на променливостта е намерен „в различни семейства, които не са генетично свързани, дори в различни класове”, но в отдалечени семейства паралелизмът не винаги е хомологичен. "Подобни органи и тяхната сходство не са хомоложни в този случай, а само аналогични."

Законът на хомоложните серии не премахва всички трудности, тъй като е ясно, че същите промени в фенотипните черти могат да се дължат на различни гени, а нивото на знанието, което съществуваше през тези години, не позволява директно свързване на чертата със специфичен ген. По отношение на видовете и родовете, Вавилов отбелязва, че „все още не се занимаваме с гени, за които знаем много малко, а със знаци в определена среда“ и на тази основа предпочита да говори за хомоложни символи. "В случай на паралелизъм на отдалечени семейства, класове, разбира се, не може да се говори за идентични гени, дори и за подобни сходни знаци."

Независимо от факта, че законът първоначално е бил формулиран въз основа на изследване на преобладаващо култивирани растения, по-късно, след като е разгледан феноменът на променливостта в гъбите, водораслите и животните, Вавилов стига до заключението, че законът е универсален по характер и се проявява “не само в по-високи, но и в по-ниски” растения, както и при животни. "

Напредъкът на генетиката оказва значително влияние върху по-нататъшното развитие на формулировката на закона. През 1936 г. Вавилов твърде категорично нарече първата формулировка: „Това беше състоянието на генетиката по това време ...”. Обичайно е да се мисли, че „гените са идентични в близките видове“, биолозите „представляват гена по-стабилен, отколкото в момента“. По-късно беше установено, че "близки видове могат, при наличието на подобни външни знаци, да се характеризират с много различни гени." Вавилов отбеляза, че през 1920 г. той обръща "малко внимание на ролята на селекцията", като се фокусира върху моделите на вариабилност. Тази забележка не означава забравяне на еволюционната теория, защото, както самият Вавилов подчерта още през 1920 г., неговият закон „най-напред представяше формулата на точните факти, базирани изцяло на еволюционното обучение”.

Вавилов счита, че формулираният от него закон е принос към популярните в това време идеи за естествената природа на променливостта, лежаща в основата на еволюционния процес (например, теорията на номогенезата на L. S. Berg). Той вярва, че наследствените вариации, които редовно се повтарят в различни групи, са в основата на еволюционните паралелизми и феномена на мимикрия.

Раздел втори Заключение

Като един от първите генетици на Русия, Вавилов направи значителен принос за развитието на тази наука, инициирайки изучаването на генетичната природа на растенията.

3 НИКОЛАЙ КОНСТАНТИНОВИЧ КОЛЦОВ

Николай Константинович Колцов (3 (15) юли, 1872, Москва - 2 декември 1940, Ленинград) - изключителен руски биолог, автор на идеята за матричен синтез.

Започвайки работата си в разцвета на описателната биология и първите стъпки на експерименталната биология, Колцов едва долови тенденциите в развитието на биологията и по-скоро осъзнава значението на експерименталния метод. Той проповядва необходимостта от експериментален подход във всички области на биологията и предвижда използването му дори в еволюционните изследвания (без да се противопоставят експериментални методи с описателни методи). Не става дума за прост биологичен експеримент, а за използването на физични и химични методи. Колцов многократно е подчертавал огромното значение за биологията на откриването на нови форми на лъчиста енергия, по-специално рентгенови и космически лъчи, пише за използването на радиоактивни вещества. За изучаване на организма като цяло е необходимо да се използват всички съвременни знания в областта на физическата и колоидната химия, необходимо е да се изследват мономолекулярните слоеве вътре в клетката и тяхната роля в различните трансформации на веществата. "Биолозите очакват тези методи (рентгенов дифракционен анализ) да бъдат толкова напреднали, че с тяхната помощ ще бъде възможно да се изследва кристалната структура на вътреклетъчните скелетни, твърди структури на протеин и друга природа." Тази мисъл е пророческа и всъщност е осъществена в откритието чрез рентгенов структурен анализ на структурата на ДНК молекулата. Друга идея на Колцов се оказа пророческа, в която той също премина от биология към химия. Въз основа на идеята, че той е развил, че всяка сложна биологична молекула произлиза от вече съществуваща подобна молекула, той прогнозира, че химиците ще последват пътя на създаване на нови молекули в разтвори, съдържащи необходимите съставни части на сложни молекули, чрез въвеждане в тях на семената на готови молекули от същата структура. , Той пише: "Мисля, че само по този начин ще бъде възможно да се синтезират протеини in vitro, и въпреки това не всяка, но сигурна, т.е. синтез на който се планира предварително."

В полето на видимост Н.Колцова постоянно са били въпроси на генетиката. Още през 1921 г. той публикува експериментална работа „Генетичен анализ на оцветяването при морски свинчета“. Проведени генетични изследвания върху плодови мухи. В тези творби ученият е установил най-важната връзка между генетиката и еволюционната теория. По-късно започна работа по химическа мутагенеза.

Н.Колцов дълбоко разбра значението на генетиката за практиката на животновъдството. През 1918 г. организира генетичната станция Аниковска, специализирана в генетиката на селскостопанските животни. Малко по-късно в Тълската област е организирана друга птицеферма. В началото на 1920 г. и двете станции се сливат в една. През 1925 г. станцията получава името Централна станция за генетика на селскостопанските животни, чийто директор през различни години е Колцов и неговите ученици.

Заключение раздел три

NK Колцов предвижда по-нататъшното развитие на генетиката, като по този начин показва пътя си към своите последователи. Благодарение на него и неговите идеи са направени много открития, като химическа мутагенеза. Друга заслуга на Колцов е, че той е привлякъл много талантливи хора да работят на станцията, които по-късно станаха известни като творци на цялата генетика и селекция на определени видове селскостопански животни.

4 ИЗКУСТВЕН ПРИЕМ НА МУТАЦИИ

Най-голямото постижение на експерименталната генетика е откриването на възможността за изкуствено причиняване на мутации с помощта на различни физични и химични агенти. Значителен принос за откриването на тази възможност направиха руски учени.

4.1 Принос на G.A. Надсън и неговите ученици

Един от първите експерименти в тази област са руски учени Георгий Адамович Надсон и неговият млад сътрудник Григорий Семенович Филиппов, който е работил в Института по радиология и радиология.

Те получават мутации в дрожди и по-ниски гъбички под действието на радий и рентгенови лъчи. В резултат на тези експерименти колониите нарастват, като се различават по размер, форма, цвят, клетките на дрождите променят биохимичните си свойства. По този начин е открита способността на радиацията да предизвика наследствени промени.

Също така Надсън с Е.Я. Рохлин публикува поредица от статии, в които първоначално беше повдигнат въпросът за практическото използване на експериментално получените мутанти.

В допълнение към дрождите и по-ниските гъби, в лабораториите на GA Nadson е изследван генетичният ефект на радиацията върху бактериите. Поставена е нова посока в науката - популационната генетика на микроорганизмите. Г. А. Надсън също така отделя значително внимание на изследването и анализа на ролята на вътрешните и външните фактори в процеса на експерименталната мутагенеза, например защо различните видове микроорганизми реагират по различен начин на радиацията и как интензивността и дозата на радиация влияят на индуцирането на мутации. Друга посока на училището на Г. А. Надсон е химическата мутагенеза. Неговите ученици през 1928 г. са получили данни за появата на наследствени промени в дрождите под действието на хлороформ, през 1939 г. - под действието на каменовъглен катран и калиев цианид.

4.2 Принос N.V. Timofeev-

В средата на 30-те години е формулирана теория, описваща кинетичните зависимости нито на активиращите, нито на мутагенните ефекти на йонизиращото лъчение - така наречената „теория на мишените“. Най-важните експерименти, които станаха основата на тази теория, бяха извършени в периода 1931-1937. няколко изследователи, сред които и Николай Владимирович Тимофеев-Ресовски, който стана един от основателите на количествената биофизика на йонизиращите лъчения.

Тимофеев-Ресовски разработва идеите на Н. Колцов, който предполага, че молекулярните наследствени структури се формират чрез матричен синтез. Той провежда изследвания върху биофизичния анализ на процеса на мутация, който впоследствие води до формирането на молекулярна биология като нова синтетична дисциплина. Тимофеев-Ресовски показа, че мутационните промени засягат относително ограничена група от атоми в хромозомата. Това откритие за първи път довежда процеса на мутация до молекулярно ниво на разбиране.

Николай Владимирович също се смята за един от основателите на радиобиологията. Той успя да установи как дозата на радиация влияе на интензивността на мутационния процес. Той откри феномена на нискодозова радиостимулация и анализира първичните задействащи механизми за появата на мутации под въздействието на радиация.

Този изследовател първи посочи, че в допълнение към преките ефекти от излагане на йонизиращи лъчения (т.е. злокачествени новообразувания, изгаряния, лъчева болест), съществува сериозен риск от вредни мутации и тяхното натрупване в популациите.

Един от най-важните компоненти на количествената теория на мутационния процес е изследването на руския учен за вероятността за поява на директни и обратни мутации.

През 1934 г. Тимофеев-Ресовски провежда серия от брилянтни експерименти, които за първи път показват, че комбинация от няколко рецесивни мутации, всяка от които намалява жизнеспособността поотделно, може да доведе до увеличаване на жизнеспособността на индивидите, които носят тези комбинации. Тези изследвания позволяват напълно да се разбере еволюционното значение на явленията на рецесия и господство.

Заедно с М. Делбрюк (по-късно лауреат на Нобеловата награда) Николай Владимирович Тимофеев-Ресовски, той извършва работа по моделиране на структурата на гените. В същия период, в сътрудничество с физика Р. Ромпу, той открива и описва “принципа на подобрителя” в биологията, който се превръща в един от най-важните принципи на съвременната теоретична биология. Според този принцип една промяна може да промени свойствата на цял индивид и да активира сили, които са с няколко порядъка по-големи по отношение на изразходваната енергия.

4.3 Химична мутагенеза

Първият, който обърна внимание на мутациите, причинени от химикалите, е Н. К. Колцов, който предложи на своя последовател В.В. Сахаров, да продължи проучванията в тази област.

VV Сахаров, работещ по плана на Колцов, използва 10% йоден разтвор. Чрез анализиране на видимите мутации, свързани с пода, в поколението на второто поколение той открива наследени нови мутации прорез    и "Режеш" .

За първи път в света през 1938г. Сахаров формулира идеята за "специфичния ефект на мутационните фактори", показващ разликата в природата на мутациите, които са възникнали спонтанно и са били индуцирани от физични и химични мутагени.

В наше време формулираното от В.В. Позицията на Сахаров, че спецификата на мутагенезата се дължи както на структурата на влияещия фактор, така и на характеристиките на организма, не е загубила своето значение и е една от най-важните обобщения на генетиката. Серия от проучвания на мутационния процес доведоха до откриването на ролята на вътрешните фактори (стареене, инбридинг и хибридизация) в този процес.

Един от първите V.V. Сахаров повдигна въпроса за мутационната последица от колхицин и други мутагени върху растения, който днес придобива стойност, превръщайки се в основен източник за еколози и изследователи на малки дози биологично активни вещества.

Друг изследовател, М. Е. Лобашев, е първият, който свързва процеса на мутация с възстановяването на увредените генетични структури.

Първите мутагени, открити от Сахаров, Лобашев и техните служители, са с ниска ефективност, така че не могат да представляват интерес за практикуващите.

Нов етап в изследването на ролята на химичните фактори в процеса на мутация е открит от ИА. Rapoport (1943,46,47) показва мощно мутагенно действие на някои химикали. Той също така организира обширна работа по използването на химични мутагени в практиката на растениевъдството.

Заключение раздел 4

Руските учени са едни от първите в света, които започват да провеждат експерименти за изкуствено получаване на мутации, което им позволява да правят изводи за факторите, които влияят на променливостта на организмите, възможността за практическо използване на нови организми и възможните последствия от мутациите.

5 ПРОБЛЕМА НА ГЕНОВАТА УСТОЙЧИВОСТ

В началото на 30-те години на ХХ век. в основата на теорията на гена. Още първите постижения на хибридологичния анализ повдигат проблема за дискретността на наследствения материал. Смята се, че генът е отговорен за развитието на единична черта и се предава чрез кръстосване като неделимо цяло. Откриването на мутация и кръстосване (прекъсване на връзката на гените в резултат на обмен на секции между хромозомите) потвърди неделимостта на гените. В резултат на обобщаването на всички данни, дефиницията на ген получава следната формулировка: генът е елементарна единица на наследственост, характеризираща се с доста определена функция, която мутира като цяло по време на пресичане. С други думи, генът е единица на генетична функция, мутация и кръстосване.

През 1928 г. в лабораторията на А.С. Серебровски в Биологичния институт. KA Тимирязева Н.П. Дубинин започва да изследва ефекта на рентгеновите лъчи върху дрозофила и открива необичайна мутация. Образуването на щети по тялото на муха се контролира от специален ген scute   , Генна мутация scute   , открит първоначално от американския генетик Пейн (1920), многократно се е появявал в експерименти, а когато се е появил, развитието на девет четинки е било потискано. Мутацията, разкрита от Дубинин, потиска развитието на само четири чешки. След по-нататъшни експерименти стана ясно, че генът не е неделима генетична структура, тя е област от хромозомата, някои части от която могат да мутират независимо един от друг. Това явление е поетапен аллеоморфизъм.

Едно от главните предимства на изследването на градуирани алелни морфи е количественият метод за преброяване на мутанти. След като разработи система, която позволява количествено определяне на резултата от всяка мутация, Серебровски, Дубинин и други автори едновременно разкриват феномена на добавяне на един мутантен ген към друг. Това явление впоследствие е преоткрито върху микроорганизми и е получило името на допълване.

След като показаха мутационна крехкост на гена, Серебровски и други служители на неговата лаборатория, обаче, дълго време не можаха да потвърдят фрагментацията на гена с помощта на кръстосване. За да се открие счупване на ген, е необходимо да се провери огромен брой мухи. Възможно е да се организира такъв експеримент едва през 1938 г., когато Дубинин, Н.Н. Соколов и Г.Г. Тиняков е в състояние да разруши гена scute    и проверете резултата си цитологично върху гигантските хромозоми на слюнчените жлези на Drosophila.

Заключение раздел 5

Въпреки че окончателното решение дали да се раздели гена не само мутационно, но и механично и не е постигнато в творбите на руски учени, те допринесоха значително за доказателството за делимостта на гените, което доведе до прехода към генетични изследвания върху микроорганизмите, а оттам и на генетичния преход. на молекулярно ниво на изследванията.

6 МОЛЕКУЛЯРНА ГЕНЕТИКА

Изясняване на основната функция на ген като запазена информация за структурата на дадена полипептидна верига поставя въпроса как генетиката прехвърля информация от генетични структури (ДНК) към морфологични структури, с други думи, как се записва генетичната информация и как тя се прилага в клетката.

Според модела на Уотсън-Крик генетичната информация в ДНК носи

последователност от бази. Така ДНК съдържа четири елемента на генетична информация. В същото време в протеините са открити 20 незаменими аминокиселини. Необходимо е да се разбере как един език от четири букви в ДНК може да бъде преведен на двадесет буквен език в Бекс. Решаващ принос за развитието на този механизъм направи Г. Гамов. Той предполага, че комбинация от три ДНК нуклеотида се използва за кодиране на една-единствена аминокиселина (съединение, състоящо се от захар (деоксорибоза), фосфат и основа и образуваща елементарна мономерна ДНК) се нарича нуклеотид. Тази елементарна единица на родовия материал, която кодира една аминокиселина се нарича кодон.

Заключение раздел шест

На този етап един от руските учени направи важна стъпка към решаването на генетичния код.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Въз основа на материалите от тази работа можем да заключим, че приносът на руските учени за развитието на генетиката като наука е доста голям, но подценен. Това се обяснява с до голяма степен неизвестни руски научни списания, които публикуват работата на учени в чужбина.

Въпреки това, значимостта на откритията, направени от руски учени, остава безспорна.

Трудно е да се опише подробно работата на руските генетици, тъй като техните експерименти са сложни и разнообразни. В рамките на тази работа се отразяват само ключови открития, отразяващи по-нататъшното развитие на науката.

БИБЛИОГРАФСКИ СПИСЪК

1. Нова руска енциклопедия: 12 т. / Redkol .: А. Д. Некипелов, В. И. Данилов-Данилян и др. - Москва: Енциклопедия, 2007. Т. 3: Бруней - Винча. - 480 s.

2. Биология - Историята на развитието на генетиката. - http://www.5ka.ru/10/24545/1.html

3. Уикипедия - Генетика. - http://en.wikipedia.org/wiki/Genetics

4. Уикипедия - Николай Иванович Вавилов. - http://ru.wikipedia.org/wiki/Vavilov ,_Nikolai_Ivanovich

5. Николай Колцов. - http://idbras.comcor.ru/personal/kolzov.htm

6. Владимир Сахаров. - http://idbras.comcor.ru/personal/SakharovVVr.html

7. Надсон Георгиос Адамович. - http://persona.rin.ru/view/f/0/23965/nadson-georgij-adamovich

8. Великите учени на ХХ век - Николай Владимирович Тимофеев-Ресовски. - http://iomn.net/?p\u003d79