История генетики: её прошлое и перспективы

Далее будут раскрыты наиболее распространенные направления современной  генетики:

Популяционная генетика (или генетика популяций) – раздел генетики, в которой изучаются распределение частот аллелей и их изменение вследствие эволюции: мутаций, естественного отбора, дрейфа генов и миграций.

Археогенетика – область науки, применяющая методы молекулярной генетики к изучению прошлого человечества. Термин ввёл британский археолог Колин Ренфрю.

К методам археогенетики  относятся:

• анализ ДНК, полученный из археологических останков (древняя ДНК);
• анализ ДНК современных популяций (людей, домашних растений и животных) с целью изучения человеческого прошлого и генетического наследия взаимодействия человека с биосферой;
• применение статистических методов молекулярной генетики к археологическим данным.

Молекулярная  генетика — область биологии, соединяющая собой молекулярную биологию и генетику. В области генетики молекулярная биология показала химическую природу вещества наследственности, физико-химические условия хранения в клетке информации и точного копирования её для передачи в ряде поколений.

Геномика — раздел молекулярной генетики, исследующий геном (все одинарные ДНК организма) и гены живых организмов.

Медицинская генетика (генетика человека, клиническая генетика) – область медицины, которая изучает явления наследственности и изменчивости в различных популяциях людей, особенности проявления и развития нормальных и патологических (с отклонениями от нормы) признаков, зависимость заболеваний от генетической предрасположенности к ним и условий окружающей среды. Задачей является выявлять, изучать и лечить наследственные болезни, предотвращать воздействие негативных факторов окружающей среды на наследственность человека.

Генная инженерия – совокупность методов и технологий получения рекомбинантных РНК и ДНК, выделения генов из клеток, осуществления с ними различных действий и введения их в другие организмы.

Генетика  человека (микроорганизмов, растений, вирусология) – разделы генетики, изучающие закономерности наследования и изменчивости признаков у человека (микроорганизмов, растений, вирусов).

 

Существуют различные методы генетики, разработанные учёными и способствующие достижению целей исследований.

 

⁴Методы генетики

Совокупность методов  исследования наследственных свойств  организма называется генетический анализ.

Основу генетического  анализа составляет гибридологический анализ, основывающийся на анализе наследования признаков при скрещиваниях. Его разработал Г. Мендель и основан он на следующих принципах:

1. Использование в качестве  исходных особей (родителей), то есть  форм, не дающих расщепления при скрещивании;

2. Анализ наследования отдельных пар альтернативных признаков, то есть признаков, представленных двумя взаимоисключающими вариантами.

3. Количественный учет форм, выщепляющихся в ходе последовательных скрещиваний и использование математических методов при обработке результатов.

4. Индивидуальный анализ потомства от каждой родительской особи.

5. На основании результатов  скрещивания составляется и анализируется схема скрещиваний. 

 

Гибридологическому анализу  обычно предшествует селекционный метод. С его помощью осуществляют подбор или создание исходного материала,  подвергающегося дальнейшему анализу (например, Г. Мендель, который по существу является основоположником генетического анализа, начинал свою работу с получения гомозиготных форм гороха путём самоопыления);

Однако в некоторых  случаях метод прямого гибридологического анализа оказывается неприменим. Например, при изучении наследования признаков у человека необходимо учитывать ряд обстоятельств: невозможность  планирования скрещиваний, низкая плодовитость, длительный период полового созревания. Поэтому кроме гибридологического анализа, в генетике используется множество других методов. 

 

Цитогенетический  метод. Заключается в цитологическом анализе генетических структур и явлений на основе гибридологического анализа с целью сопоставления генетических явлений со структурой и поведением хромосом и их участков (анализ хромосомных и геномных мутаций, построение цитологических карт хромосом, цитохимическое изучение активности генов и т. П.). Частные случаи цитогенетического метода – кариологический, кариотипический, геномный анализ. 

 

Популяционный метод. На основе популяционного метода изучают генетическую структуру популяций различных организмов: количественно оценивают распределение особей разных генотипов в популяции, анализируют динамику генетической структуры популяций под действием различных факторов (при этом используют создание модельных популяций). 

 

Молекулярно-генетический метод представляет собой биохимическое и физико-химическое изучение структуры и функции генетического материала и направлен на выяснение этапов пути «ген → признак» и механизмов взаимодействия различных молекул на этом пути. 

 

Мутационный метод позволяет (на основе всестороннего анализа мутаций) установить особенности, закономерности и механизмы мутагенеза, помогает в изучении структуры и функции генов. Особое значение мутационный метод приобретает при работе с организмами, размножающимися бесполым путём, и в генетике человека, где возможности гибридологического анализа крайне затруднены.  

 

Генеалогический метод (метод анализа родословных). Позволяет проследить наследование признаков в семьях. Используется для определения наследственного или ненаследственного характера признака, доминантности или рецессивности, картирования хромосом, т. Е. для установления принадлежности гена, кодирующего данный признак, к определенной группе сцепления, сцепленности с Х- или Y-хромосомами, для изучения мутационного процесса, особенно в случаях, когда необходимо отличить вновь возникшие мутации от тех, которые носят семейный характер, т. Е. возникли в предыдущих поколениях. Как правило, генеалогический метод составляет основу для заключений при медико-генетическом консультировании (если речь не идет о хромосомных болезнях). 

 

Близнецовый метод, заключающийся в анализе и сравнении изменчивости признаков в пределах различных групп близнецов, позволяет оценить относит, роль генотипа и внешних условий в наблюдаемой изменчивости. Особенно важен этот метод при работе с малоплодовитыми организмами, имеющими поздние сроки наступления половой зрелости (например, крупный рогатый скот), а также в генетике человека.

В генетическом анализе  используют и многие другие методы:

онтогенетический,

иммуногенетический,

сравнительно-морфологические,

сравнительно-биохимические методы,

методы  биотехнологии,

разнообразные математические методы и т. д.

 

 

 

 

 

Заключение

 

Итак, нами было доказано, что генетика является полноценной наукой. Она имеет свою историю рождения и развития, достижения, которые перевернули все представления о мире, падения, которые сильно помешали, но не остановили прогресс, а также большие перспективы, идущие далеко вперед.

Генетика – относительно молодая наука, по сравнению с  биологией, химией,  физикой и  т.д., однако за прошедшее столетие стремительно развивалась. Основной задачей генетики является исследовать наследственность генетического материала, однако в наше время появилось множество прикладных аспектов этой науки. Они нашли широкое применение в жизни: например, генная инженерия является инструментом селекционных работ (получение новых видов растений, животных, штаммов бактерий)  используется в медицине (лечение некоторых раковых болезней, удаление больных генов, преданных наследственным путем), криминалистическая генетика помогает современным расследованиям полиции и т.д.

 

 

  В ближайшее  время генетика будет усиленно развиваться, хотя она и в наши дни очень  широко распространена в сельскохозяйственных культурах (селекции, клонировании), медицине (медицинской генетике, генетике микроорганизмов). В будущем учёные надеются использовать генетику для устранения дефективных генов и уничтожения болезней, передаваемых по наследству, иметь возможность лечить такие тяжелые заболевания как рак, вирусные инфекции. А также современные открытия и технологии позволяют менять свойства живых организмов, то есть вмешиваться в ход эволюции, создавать новые организмы для различных целей, поставленных человеком (например, бактерии, поглощающие загрязняющие вещества, растения, синтезирующие удобрения из воздуха или даже новую расу человечества).

 

 

В перспективах я хочу изучать более подробно такое свойство ДНК как способность передавать наследственную информацию. Например, попытаться объяснить опыт Ф. Гриффита с бактериями Diplococcus pneumoniae и мышами, которых эти бактерии приводили к летальному исходу, или искусственным путем вызывать мутации у дрозофил.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

¹ Б. Гуттман, Э. Гриффитс, Д. Сузуки, Т. Куллис. – Генетика, 2004.

²Шевченко В.А., Топорина Н.А., Стволинская Н.С. – Генетика человека, 2002.

³Большая Советская Энциклопедия (последний год издания – 1978 год)

 

 

Ссылки

⁴[© Афонин Алексей Алексеевич 

Доктор с.-х. наук, профессор  кафедры зоологии и анатомии Брянского  государственного университета

Зав. Лабораторией популяционной цитогенетики НИИ ФиПИ БГУ

главная страница сайта  ОБЩАЯ И ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ http://afonin-59-bio.narod/ru

e-mail: afonin.salix@gmail.com

последнее обновление страницы 29.04.2010]