Вопрос №41

Гибридологический метод представляет собой специфический метод генетики. Он в значительной степени совпадает с методом генетического анализа, однако не исчерпывает его, поскольку в генетическом анализе гибридологический метод часто сочетается с методами получения мутаций. Метод гибридологического анализа, заключающийся в гибридизации и последующем учете расщеплений, в законченной форме был предложен Г. Менделем. Им были сформулированы непреложные правила, которым следуют все генетики:

1. Скрещиваемые организмы должны принадлежать к одному виду.

2. Скрещиваемые организмы должны четко различаться по отдельным признакам.

3. Изучаемые признаки должны быть константны, т. е. воспроизводиться из поколения в поколение при скрещивании в пределах линии (родительской формы).

4. Необходимы характеристика и количественный учет всех классов расщепления, если оно наблюдается у гибридов первого и последующих поколений.. Со времен Менделя генетический анализ обогатился целым рядом методов. В частности, методы получения мутаций позволяют создавать исходную гетерогенность для последующего применения гибридологического анализа. Метод отдаленной гибридизации позволяет выяснять степень эволюционного родства между видами и родами. При этом большое значение имеет цитологиче­кий метод. В последние годы широкое распространение получили методы гибридизации соматических клеток животных и растений. Математический метод. Само рождение генетики как точной науки стало возможным благодаря использованию математического метода в анализе биологических явлений. Г. Мендель применил количественный подход к изучению результатов скрещиваний, а также, что не менее важно, к построению гипотез, объясняющих полученные результаты. С тех пор сравнение количественных данной частью генетического анализа. Для этого используют методы вариационной статистики. Математический метод незаменим при изучении изменчивости, особенно не наследстве иной, или модификационной.

Цитологический метод используется для изучения клетки как основной единицы живой материи. Исследование строения хромосом вместе с гибридологическим анализом лежит-в основе цитологического метода. В свое время изучение параллелизма в поведении хромосом и наследовании признаков заложило основу формирования хромосомной теории наследственности.

Генетика активно использует и методы других смежных наук. Методы химии и биохимии применяются для более детальной характеристики наследуемых признаков обмена веществ, для изучения свойств молекул белков и нуклеиновых кислот. Для этих же целей служат методы иммунологии и иммунохимии, позволяющие идентифицировать весьма специфично даже мизерные количества тех или иных генных продуктов, прежде всего белков.

Генетика широко использует методы физики: оптические, седиментационные, методы меченых атомов для маркирования и идентификации различных классов макромолекул. Наиболее широко физические, химические и физико-химические методы применяются в молекулярной генетики и генной инженерии.

Генетики, работающие с различными объектами, не могут обойтись и без методов медицины, зоологии, ботаники, микробиологии и других дисциплин. В то же время все большая связь с эволюционной теорией повышает значение для генетики сравнительного метода. 

К биохимическим методам изучения клеток относятся: цитохимические методы, авторадиография.

 Выделение и разделение компонентов клетки. Для изучения химического состава компонентов клетки необходимо произвести разделение этих компонентов. Первоначально производится грубое измельчение образцов, например, ножницами. Затем производится разрушение клеток, например, в шаровых мельницах или растиранием в ступке с кварцевым песком. Для более полного разрушения клеток используют специальные приборы – гомогенизаторы. Для сохранения первоначального строения внутриклеточных структур все операции производят на холоду (от 0 до +4 ^ОС) в растворе сахарозы (обычно 0,25 М).

Для выделения изолированных клеточных структур используют центрифугирование при ускорении от 600g до 10000g и более. При этом удается выделить следующие фракции (начиная от дна центрифужной пробирки): ядра, митохондрии, крупные фрагменты мембран, лизосомы, водорастворимые компоненты. Каждый из компонентов содержит собственные специфические вещества (биохимические маркёры), например, фрагменты плазмалеммы содержат натрий-калиевый переносчик (Na,К–АТФазу), лизосомы содержат гидролитические ферменты, пероксисомы содержат каталазу и т.д.

 Цитохимические методы. Для изучения химического состава центрифужных фракций применяются цитохимические методы микрохимического и ультрахимического анализа. Например, ксантопротеиновая реакция указывает на наличие в составе белков тирозина, фенилаланина, триптофана. Специфичность ферментов выявляется их взаимодействием с субстратом. Например, разложение пероксида водорода указывает на наличие каталазы.

 

К цитохимическим методам близок метод меченых атомов (метод авторадиографии). Этот метод основан на введении в клетки радиоактивных изотопов: трития ³Н, углерода ¹⁴С, серы ³⁵S, фосфора ³²Р, йода ¹³¹I и других. Через определенные промежутки времени из обработанных образцов готовятся препараты. На поверхность этих препаратов наносится тонкий слой фотоэмульсии, содержащей галогениды серебра. При наличии в определенных участках клетки радиоактивного изотопа на фотоэмульсии появляется засветка. По локализации засветок выявляют те участки клеток, в которых наиболее активно протекают определенные биохимические реакции. Например, если в состав тимидина включить тритий, то можно проследить репликацию ДНК.