Предмет генетики. Истоки генетики. Понятия: ген, генотип, фенотип, мутации. Место генетики среди биологических наук. Истоки генетики. Роль отечественных ученых в развитии генетики и селекции.

Генетика - дисциплина, изучающая механизмы и закономерности наследственности и изменчивости организмов, методы управления этими процессами.

Предмет генетики – наследственность и изменчивость организмов.

Ген – это участок молекулы ДНК, отвечающий за определенный признак.

Генотип — это совокупность всех генов организма, являющихся его наследственной основой.

Фенотип — совокупность всех признаков и свойств организма, которые выявляются в процессе индивидуального развития в данных условиях и являются результатом взаимодействия генотипа с комплексом факторов внутренней и внешней среды.

Мутация (лат. mutatio — изменение) — стойкое (то есть такое, которое может быть унаследовано потомками данной клетки или организма) изменение генотипа, происходящее под влиянием внешней или внутренней среды.

Истоки генетики, как и всякой науки, следует искать в практике. Генетика возникла в связи с разведением домашних животных и возделыванием растений, а также с развитием медицины. С тех пор как человек стал применять скрещивание животных и растений, он столкнулся с тем фактом, что свойства и признаки потомства зависят от свойств избранных для скрещивания родительских особей. Отбирая и скрещивая лучших потомков, человек создавал родственные группы - линии, а затем породы и сорта с характерными для них наследственными свойствами.

Официальным рождением генетики принято считать весну 1900 г, когда три ботаника, независимо друг от друга, в трех разных странах, на разных объектах, пришли к открытию некоторых важнейших закономерностей наследования признаков в потомстве гибридов. Г. де Фриз (Голландия) на основании работы с энотерой, маком, дурманом и другими растениями сообщил "о законе расщепления гибридов". Корренс (Германия) установил закономерности расщепления на кукурузе "закон о поведении потомства у расовых гибридов". В том же году Чермак (Австрия) выступил со статьей "об искусственном скрещивании у Pisum Sativum".

Начало развития генетики в нашей стране приходится на первые годы Советской власти. В 1919 г. в Петроградском университете была создана кафедра генетики, которую возглавил Юрий Александрович Филипченко (1882–1930). В 1930 г. открылась Лаборатория генетики Академии наук СССР под руководством Николая Ивановича Вавилова (с 1933 г. – Институт генетики).В 1920–1930-е гг. наша страна лидировала по всем разделам генетики Кольцов Николай Константинович (1872–1940) – предсказал свойства носителей генетической информации; разрабатывал теорию гена; разрабатывал учение о социальной генетике (евгенике).

Вавилов Николай Иванович (1887–1943) – сформулировал закон гомологических рядов, разработал учение о виде как системе.

Мичурин Иван Владимирович (1855–1935) – открыл возможность управления доминированием.

Серебровский Александр Сергеевич (1892–1948) – создал учение о генофонде и геногеографии: «Совокупность всех генов данного вида я назвал генофондом, чтобы подчеркнуть мысль о том, что в лице генофонда мы имеем такие же национальные богатства, как и в лице наших запасов угля, скрытых в наших недрах».

Четвериков Сергей Сергеевич (1880–1959) – в работе «О некоторых моментах эволюционного процесса с точки зрения современной генетики» доказал генетическую неоднородность природных популяций.

Дубинин Николай Петрович (1907–) – доказал делимость гена; независимо от западных исследователей установил, что важную роль в эволюции играют вероятностные, генетико-автоматические процессы.

Шмальгаузен Иван Иванович (1884–1963) – разработал теорию стабилизирующего отбора; открыл принцип интеграции биологических систем.

Николай Владимирович Тимофеев-Ресовский (1900–1981) – заложил основы современной генетики популяций. В 1948 году на августовской сессии ВАСХНИЛ Т. Д. Лысенко, пользуясь поддержкой И. В. Сталина, объявил генетику лженаукой. – УРА! Лысенко воспользовался некомпетентностью партийного руководства в науке, «пообещав партии» быстрое создание новых высокопродуктивных сортов зерна («ветвистая пшеница») и др. С этого момента начался период гонений на генетику, который получил название лысенковщины и продолжался вплоть до снятия Н. С. Хрущева с поста генерального секретаря ЦК КПСС в 1964 году. После открытия и расшифровки структуры ДНК, физической базы генов (1953 г.), с середины 1960-х г. началось восстановление генетики.

Положение генетики среди других биологических наук опреде­ляет предмет ее исследования — наследственность и изменчи­вость — свойства, универсальные для всех живых существ.

Генетика и селекция. Генетика представляет собой теорети­ческую основу селекции растений (повышения урожайности растений; гибридизация соматических клеток растений позволяет объ­единять геномы видов, никогда не скрещивающихся в природе), животных (повышения мясной и молочной продуктивности скота) и микроорганизмов (при создании штаммов-продуцентов белково-витаминных концентратов из дрожжей, про­дуцентов антибиотиков, витаминов, аминокислот и других биоло­гически активных веществ на основе массового выращивания низ­ших грибов и бактерий; для выведе­ния штаммов бактерий и дрожжей, синтезирующих гормоны роста животных, интерферон человека, антиген вируса гепатита и других вирусов, необходимые для борьбы с инфекционными заболева­ниями).

Генетика и медицина. Ранняя диагностика некоторых наследственных заболеваний позволяет вовремя вмешаться в течение болезни и посредством диетологических или медикаментозных воздействий предотвратить аномальное развитие и гибель больного. Ранняя диагностика наследственных заболеваний до рождения ребенка или определение гетерозиготного носительства генных и хромосомных аномалий позволяет избежать нежелательных по­следствий путем планирования семьи. Развивающаяся техника генной инженерии в ближайшем будущем обещает возникновение новой области ме­дицины — генотерапии, благодаря которой можно будет исправить или заменить аномальные части генетического материала.

Генетика и экология. Сохранение генофонда растений, животных и микроорганизмов— это сохранение неоценимого природного богатства генов, которые в дальнейшем могут быть использованы человеком в селекционном процессе. Важный аспект экологической генетики — изучение му­тагенной активности разнообразных физических и химических агентов, используемых человеком. Каж­дое новое воздействие, каждое новое вещество, предназначенное для медицины, сельского хозяйства или пищевой промышленности, проходит испытание на генетическую активность. Для этого гене­тики создают специальные тест-системы: штаммы микроорганиз­мов, культуры дрозофилы, линии мышей, культуры клеток живот­ных и человека.

Генетика и другие биологические науки. Дискретность генов отра­жает дискретность кодируемых ими макромолекул — белков и ри­бонуклеиновых кислот. Именно поэтому генетика наряду с био­химией стала основой молекулярной биологии. Современная так называемая синтетическая теория эволюции вобрала в себя значительную часть генетической методологии на основе развития теории Ч. Дарвина о происхождении видов путем естественного отбора. Тем самым было сформулировано представ­ление об элементарном эволюционном событии — изменении час­тот определенных аллелей в популяции. Многие проблемы биохимии решаются с помощью мутантов с измененным метаболизмом (с теми или иными блоками биосинтезов) или измененной регуля­цией метаболических путей и т. д.