Тема 4. Закономірності спадковості і мінливості організмів Тема: Основні поняття генетики

1. Короткий екскурс в історію розвитку генетики.

Генетика - це область біології, що вивчає спадковість і мінливість живих організмів.

Історія генетики починається з 1900 року, коли троє вчених - голландець Гуго де Фріз, німець Карл Корренс і австрієць Еріх Чермак незалежно один від одного встановили важливі закономірності успадковування ознак в потомстві гібридів. Але як виявилось, вони всього лише заново відкрили вже сформульовані в 1865 році чеським дослідником Грегором Менделем (1822-1884) закономірності спадковості. Саме Г.Мендель вважається засновником генетики. Прославився він класичною роботою з гібридизації і аналізу успадковування ознак у гороху. В 1866 році опублікував статтю під назвою «Досліди над рослинними гібридами».

Назва науки «генетика» була запропонована в 1906 році англійським вченим У.Бетсоном (від латинського «генетикос» - що відноситься до походження).

Протягом першого десятиліття XX століття було проведено багаточисельні досліди з гібридизації різних рослин і тварин. Всі вони підтвердили принцип дискретності в передачі спадкових ознак від батьків до нащадків.

У 1901 році Г. де Фріз запропонував мутаційну теорію. Згідно їй, нові спадкові ознаки (мутації) виникають в результаті раптових (спонтанних) змін дискретних одиниць. Природа цих одиниць, проте, залишалася невідомою.

На початку 20-х років XX століття основною проблемою було з'ясовування природи дискретних одиниць, структури речовин, які становили основу спадковості. У результаті цитологічних досліджень було встановлено зв'язок між спадковими чинниками і зміною хромосом в процесі поділу клітин. Так почалася розробка хромосомної теорії спадковості, що була створена американським вченим Т. Морганом. З її появою спадкові чинники - гени, знайшли своє підтвердження. Експериментальним шляхом було доведено, що гени розташовані в хромосомах в лінійному порядку.

Не дивлячись на величезні успіхи генетики, до 40-х років XX століття не вдалося з'ясувати, яка речовина є матеріальним носієм спадковості. Тільки в 1944 році американським бактеріологам О. Евері, М. Мак-Карті і Ч. Мак-Леоду вдалося її відкрити завдяки дослідам з трансформації бактерій. Речовиною спадковості виявилася ДНК.

Сучасний етап в розвитку генетики пов'язаний з розшифровкою будови молекули ДНК. У 1953 році Дж. Уотсон і Ф. Крік встановили структуру молекули ДНК. Також було встановлено, що кожна молекула ДНК має властивість подвоюватися і передавати спадкову інформацію.

У 70-ті роки сталося відкриття генетичного коду. Були встановлені закономірності запису спадкової інформації в молекулі ДНК і принципи реалізації генетичної інформації. Важливою подією в генетиці стало синтезування хімічним шляхом, поза організмом, гену клітини пекарських дріжджів. Надалі були запропоновані простіші методи отримання генів практично будь-якого організму. З'явилася можливість не лише штучного синтезу генів, але і введення їх в клітину з метою зміни в бажану сторону її спадкових властивостей. Ці методи стали основою нового напряму - генної інженерії.

Широкими можливостями генетики визначаються її багаточисельні завдання, основними серед яких є: 1) збільшення ресурсів їжі для населення Землі (генетика є теоретичною основою селекції, розробляє ефективні шляхи і методи створення нових порід тварин і сортів рослин); 2) вирішення проблеми спадкових хвороб (генетика людини); 3) використання біологічних процесів і речовин в промислових цілях (біотехнологія - комплекс біологічних знань і технічних засобів, які необхідні для здобуття продуктів життєдіяльності клітин).