136

З акономерности наследования

Глава 5. Закономерности наследования

5.1. Наследственность как свойство обеспечения материальной преемственности между поколениями

Наследственность - универсальное свойство организмов обеспечивать материальную и функциональную преемственность между поколениями. Проявление наследственности осуществляется в непрерывности живой материи при смене поколений (рис. 54). Представление о наследственности исторически возникло и развивалось как отражение существования материальной субстанции, обеспечивающей сходство организмов в ряду поколений. В связи с этим появился ряд терминов, связывающих наследственность с определенными структурами клетки и объединяемых общим термином «генетический материал». После доказательства роли ядра в передаче признаков оформилась ядерная теория наследственности. В дальнейшем была разработана хромосомная теория наследственности, обосновывающая, что наследственные факторы локализованы в хромосомах. В 40-50-х годах ХХ века установлено, что генетическая информация хранится, воспроизводится и передается при размножении организмов молекулами нуклеиновых кислот (ДНК, РНК), которые являются материальными носителями всех видов наследственности.

П

Рис. 54. Схема фрагмента «нити жизни вида»:

1 - живые организмы; 2 – «нить жизни вида» (непрерывность живой материи), которую обеспечивает материальный носитель наследственной информации

о мере развития генетики выяснилось, что наследственные факторы могут находиться не только в хромосомах ядра, но и в цитоплазме. Они представлены нуклеиновыми кислотами клеточных органоидов (митохондрий, хлоропластов), а также плаз­мидами.Плазмиды представляют собой молекулы ДНК (чаще фраг- менты ДНК), которые реплицируются вместе с ДНК клетки-хозяина, но не обязательны для её выживания. Плазмиды в последние годы рассматривают внутриклеточными паразитами, или симбиотами, устроенными ещё проще, чем вирусы. Плазмиды придают клеткам-хозяевам ряд особых свойств. В частности, R-плазми­ды (или R-факторы) являются «факторами резистентности», придающими устойчивость к антибиотикам (например, пенициллиназная плазмида стафилококков, которая трансдуцируется различными бактериофагами, в которой содержится ген, кодирующий фермент пенициллиназу, разрушающую пенициллин и придающую устойчивость к пенициллину). Передача и распространение таких факторов является серьёзной проблемой современной медицины. ДНК митохондрий представляется обычно кольцевой молекулой, несущей информацию о синтезе примерно 30 белков.

Цитоплазматическая наследственность включает передачу признаков также непосредственно через цитоплазму гамет (у высших организмов в основном через цитоплазму яйцеклеток - «однородительское наследование», или «материнский эффект». Через цитоплазму передаётся информация только о признаках материнского организма. Непосредственным носителем информации в цитоплазме яйцеклеток является РНК цитоплазмы, накопившаяся на стадии роста ооцита. Совокупность всех цитоплазматических (внеядерных) наследственных элементов клеток называют плазмогенами или плазмоном.

Таким образом, согласно современным представлениям, материальными носителями наследственной информации являются:

1. гены хромосом (ядерные гены);

2. плазмогены (внеядерные или экстраядерные гены):

а) ДНК митохондрий, пластид, центриолей;

б) плазмиды;

в) иРНК ооцитов и яйцеклетки.

В ходе возникновения и развития жизни на Земле наследственность играла решающую роль в закреплении достигнутых эволюционных преобразований. Благодаря наследственности стало возможным существование разнообразным групп организмов как относительно самостоятельных и целостных систем (популяции, виды), сохранение приспособленности к определённым условиям существования.