Genetika
Skup alela za dati organizam naziva se, a uočena karakteristika ili osobina organizma naziva se. Kada se za određeni organizam kaže da je heterozigotan za gen, često se jedan alel navodi kao dominantan (dominantni) jer njegovi kvaliteti prevladavaju u fenotipu organizma, dok se drugi aleli nazivaju recesivnim jer njihovi kvaliteti mogu biti odsutni i neopaženi. Neki aleli nemaju potpunu dominaciju, već imaju nepotpunu dominaciju srednjeg fenotipa, ili tzv. - obje osobine su dominantne u isto vrijeme, a obje osobine su prisutne u fenotipu.
Kada se par organizama razmnožava spolno, njihovo potomstvo nasumično nasljeđuje jedan od dva alela od svakog roditelja.Opažanje diskretnog nasljeđivanja i segregacije alela općenito je poznato kao, ili zakon o segregaciji (zakon uniformnosti hibrida prve generacije).
Interakcija nekoliko gena
Ljudska visina je složena genetska osobina. Rezultati istraživanja do kojih je došao Francis Galton 1889. pokazuju vezu između visine potomaka i prosječne visine njihovih roditelja.Međutim, korelacija nije apsolutna i postoji značajna varijacija u odnosu na genetske varijacije u visini potomaka, što sugerira da je okoliš također važan faktor u osobini.
Organizmi imaju hiljade gena, a tokom seksualne reprodukcije raspon ovih gena je u velikoj mjeri nezavisan, odnosno nasljeđuju se nasumično bez povezanosti između njih. To znači da nasljeđivanje alela za žuti ili zeleni grašak nema veze sa nasljeđivanjem alela za bijelo ili ljubičasto cvijeće. Ovaj fenomen, poznat kao "Zakon o samostalnom nasljeđivanju" (zakon segregacije karakteristika), znači da se aleli različitih gena miješaju između roditelja kako bi se formiralo potomstvo s različitim kombinacijama. Neki geni se ne mogu naslijediti odvojeno jer imaju specifičnu genetsku vezu, o čemu se govori kasnije u članku.
Često različiti geni mogu međusobno djelovati na takav način da utiču na istu karakteristiku. Na primjer, kod proljetnog pupka (Omphalodes verna) postoji gen iz alela koji određuju boju cvijeta: plava ili ljubičasta.Međutim, drugi gen kontrolira da li cvijet ima boju ili je bijel. Kada biljka ima dvije kopije bijelog alela, njeni cvjetovi su bijeli, bez obzira da li je prvi gen imao plavi ili ljubičasti alel. Ova interakcija između gena se zove - na aktivnost jednog gena utiču varijacije u drugim genima.
Mnoge osobine nisu diskretne osobine (na primjer, ljubičasti ili bijeli cvjetovi), već su kontinuirane osobine (na primjer, visina čovjeka i boja kože).Ovaj kompleks osobina je posljedica prisustva mnogih gena. Uticaj ovih gena je veza između različitih stepena uticaja okoline na organizme. je stepen do kojeg geni organizma doprinose skupu karakterističnih osobina. Mjerenje heritabilnosti osobina je relativno – u okruženju koje se često mijenja, ono ima veći utjecaj na ukupnu promjenu karakterističnih osobina. Na primjer, u Sjedinjenim Državama visina osobe je složena osobina sa 89% šanse za naslijeđe. Međutim, u Nigeriji, gdje ljudi imaju značajne razlike u njihovoj mogućnosti pristupa dobroj hrani i zdravstvenoj zaštiti, vjerovatnoća da će naslijediti visinu je samo 62%.
Reprodukcija
Kada se ćelije podijele, cijeli njihov genom se kopira, a svaka kćerka stanica nasljeđuje jedan kompletan set gena. Ovaj proces se naziva najjednostavnijim oblikom razmnožavanja i osnovom za vegetativnu (aseksualnu) reprodukciju. Vegetativna reprodukcija se također može dogoditi kod višećelijskih organizama, stvarajući potomstvo koje nasljeđuje genom od samohranog oca. Potomstvo koje je genetski identično svojim roditeljima naziva se klonovima.
Eukariotski organizmi često koriste seksualnu reprodukciju kako bi proizveli potomstvo koje ima mješoviti genetski materijal naslijeđen od dva različita oca. Proces seksualne reprodukcije varira (naizmenično) u zavisnosti od tipa koji sadrži jednu kopiju genoma (i dvostruku kopiju (). Haploidne ćelije se formiraju spajanjem genetskog materijala sa drugom haploidnom ćelijom kako bi se stvorila diploidna ćelija sa uparenim hromozomima (npr. fuzija (haploidna stanica) i (haploidna stanica)) uzrokuje stvaranje . Diploidne stanice se dijele kako bi formirale haploidne stanice, bez reprodukcije njihove DNK, kako bi stvorile ćelije kćeri koje nasumično nasljeđuju jedan od svakog para hromozoma. Većina životinja i mnoge biljke su diploidne organizmi veći deo svog života, haploidnog oblika, koji je karakterističan za samo jednu ćeliju - .
Iako ne koriste haploidni/diploidni način seksualne reprodukcije, bakterije imaju mnogo načina da dobiju nove genetske informacije (tj. za varijaciju). Neke bakterije mogu preći prenošenjem malog kružnog komada DNK na drugu bakteriju. Bakterije također mogu uzeti strane fragmente DNK iz okoline i integrirati ih u svoj genom, fenomen poznat kao transformacija. Ovaj proces se također naziva prijenosom fragmenata genetskih informacija između organizama koji nisu međusobno povezani.
Genetika(od grčkog "genesis" - porijeklo) - nauka o zakonima naslijeđa i varijabilnosti organizama.
Gene(od grčkog "genos" - rođenje) je dio molekule DNK odgovoran za jednu karakteristiku, odnosno za strukturu određenog proteinskog molekula.
Alternativni znakovi - međusobno isključive, kontrastne karakteristike (boja sjemenki graška je žuta i zelena).
Homologni hromozomi(od grčkog "homos" - identičan) - upareni hromozomi, identični po obliku, veličini, skupu gena. U diploidnoj ćeliji, skup hromozoma je uvijek uparen:
jedan hromozom iz para majčinog porijekla, drugi - očinskog porijekla.
lokus - region hromozoma u kojem se gen nalazi.
alelni geni - gena koji se nalaze u istim lokusima homolognih hromozoma. Kontrolišu razvoj alternativnih svojstava (dominantna i recesivna - žuta i zelena boja sjemena graška).
genotip - Sveukupnost nasljednih karakteristika organizma dobijenih od roditelja je program nasljednog razvoja.
fenotip - skup karakteristika i svojstava organizma, koji se manifestuju tokom interakcije genotipa sa okolinom.
Zigota(od grčkog "zigota" - uparen) - ćelija nastala fuzijom dvije gamete (polne ćelije) - ženske (jaje) i muške (spermatozoida). Sadrži diploidni (dvostruki) set hromozoma.
Homozigot(od grčkog “homos” - identičan i zigot) zigot koji ima iste alele datog gena (oba dominantna aa ili oba recesivna aa). Homozigotna jedinka ne proizvodi cijepanje u svom potomstvu.
Heterozigot(od grčkog "heteros" - drugi i zigot) - zigot koji ima dva različita alela za dati gen (Aa, Bb). Heterozigotna jedinka u svom potomstvu proizvodi segregaciju za ovu osobinu.
Dominantna osobina(od latinskog "edominas" - dominantan) - dominantna osobina koja se manifestuje u potomstvu
heterozigotne osobe.
Recesivna osobina(od latinskog "recessus" - povlačenje) osobina koja se nasljeđuje, ali je potisnuta, a ne pojavljuje se kod heterozigotnih potomaka dobivenih ukrštanjem.
Gamete(od grčkog "gametes" - supružnik) - reproduktivna ćelija biljnog ili životinjskog organizma, koja nosi jedan gen iz alelnog para. Gamete uvijek nose gene u "čistom" obliku, budući da su formirane mejotskom diobom stanica i sadrže jedan od para homolognih hromozoma.
Citoplazmatsko nasljeđivanje- ekstranuklearna nasljednost, koja se provodi uz pomoć molekula DNK smještenih u plastidima i mitohondrijima.
Modifikacija(od latinskog "modifikacija" - modifikacija) - nenasljedna promjena fenotipa koja se javlja pod utjecajem faktora okoline u normalnim granicama reakcije genotipa.
Varijabilnost modifikacije - fenotipska varijabilnost. Odgovor specifičnog genotipa na različite uslove okoline.
Varijacijska serija- niz modifikacijskih varijabilnosti osobine, koji se sastoji od pojedinačnih vrijednosti modifikacija raspoređenih po rastućoj ili opadajućoj kvantitativnoj ekspresiji osobine (veličina lista, broj cvjetova u klipu, promjena boje dlake).
Kriva varijacije- grafički izraz varijabilnosti osobine, koji odražava i obim varijacije i učestalost pojavljivanja pojedinačnih varijanti.
Brzina reakcije - granica modifikacione varijabilnosti osobine određena genotipom. Plastične osobine imaju široku reakcijsku normu, dok neplastične imaju usku normu reakcije.
Mutacija(od latinskog “mutatio” - promjena, promjena) - nasljedna promjena genotipa. Mutacije mogu biti: genske, hromozomske, generativne (u gametama), ekstranuklearne (citoplazmatske) itd.
Mutageni faktor - faktor koji uzrokuje mutaciju. Postoje prirodni (prirodni) i umjetni (uvijeni) mutageni faktori.
Monohibridno ukrštanje - ukrštanje oblika koji se međusobno razlikuju po jednom paru alternativnih znakova.
Dihibridno ukrštanje oblici koji se međusobno razlikuju po dva para alternativnih karakteristika.
Analiziranje prelaza - ukrštanje test organizma sa drugim koji je recesivan homozigot za datu osobinu, što omogućava utvrđivanje genotipa ispitivanog subjekta. Koristi se u uzgoju biljaka i životinja.
Lančano nasleđe- zajedničko nasljeđivanje gena lokaliziranih na istom hromozomu; geni formiraju grupe veza.
Crossingovsr (križ) - međusobna izmjena homolognih regija homolognih hromozoma tokom njihove konjugacije (u profazi I mejoze I), što dovodi do preuređivanja originalnih kombinacija gena.
Spol organizama - skup morfoloških i fizioloških karakteristika koje se određuju u trenutku oplodnje jajne ćelije spermatozoidom i zavise od polnih hromozoma koje spermatozoid nosi.
spolni hromozomi - hromozomi koji razlikuju muškarce od ženki. Spolni hromozomi ženskog tijela su svi isti (XX) i odrediti ženski rod. Spolni hromozomi muškog tijela su različiti (XY): X definiše ženstvenost
sprat, Y- muški rod. Budući da se svi spermatozoidi formiraju mejotskom diobom stanica, polovina njih nosi X hromozome, a polovina Y hromozome. Vjerovatnoća da dobijete muško i žensko je ista,
Populaciona genetika - grana genetike koja proučava genotipski sastav populacija. To omogućava izračunavanje učestalosti mutantnih gena, vjerovatnoću njihovog pojavljivanja u homo- i heterozigotnom stanju, kao i praćenje akumulacije štetnih i korisnih mutacija u populacijama. Mutacije služe kao materijal za prirodnu i umjetnu selekciju. Ovaj dio genetike osnovao je S. S. Chetverikov i dalje je razvijen u radovima N. P. Dubinina.
GENETIKA
nauka koja proučava naslijeđe i varijabilnost - svojstva svojstvena svim živim organizmima. Beskrajna raznolikost vrsta biljaka, životinja i mikroorganizama potkrepljena je činjenicom da svaka vrsta generacijama zadržava svoje karakteristične osobine: na hladnom sjeveru i u toplim zemljama krava uvijek rađa tele, kokoš uzgaja piliće i pšenica reprodukuje pšenicu. U isto vrijeme, živa bića su individualna: svi ljudi su različiti, sve mačke se nekako razlikuju jedna od druge, pa čak i klasovi, ako ih bolje pogledate, imaju svoje karakteristike. Ova dva najvažnija svojstva živih bića – da budu slična svojim roditeljima i da se razlikuju od njih – čine suštinu pojmova „nasljednosti“ i „varijabilnosti“. Poreklo genetike, kao i svake druge nauke, treba tražiti u praksi. Otkako su ljudi počeli uzgajati životinje i biljke, počeli su shvaćati da karakteristike potomstva zavise od osobina njihovih roditelja. Odabirom i ukrštanjem najboljih jedinki, čovjek je iz generacije u generaciju stvarao životinjske pasmine i biljne sorte poboljšanih svojstava. Brzi razvoj oplemenjivanja i biljarstva u drugoj polovini 20. veka. izazvalo je povećan interes za analizu fenomena nasljeđa. U to vrijeme se vjerovalo da je materijalni supstrat nasljeđa homogena tvar, a nasljedne tvari roditeljskih oblika miješaju se u potomstvu na isti način kao što se međusobno topive tekućine miješaju jedna s drugom. Također se vjerovalo da je kod životinja i ljudi supstanca naslijeđa na neki način povezana s krvlju: izrazi "polukrv", "čistokrvan" itd. su preživjeli do danas. Nije iznenađujuće što savremenici nisu obraćali pažnju na rezultate rada igumana manastira u Brnu Gregora Mendela na ukrštanju graška. Niko od onih koji su slušali Mendelov izveštaj na sastanku Društva prirodnjaka i lekara 1865. godine nije uspeo da razotkrije osnovne biološke zakone u nekim „čudnim“ kvantitativnim odnosima koje je Mendel otkrio analizirajući hibride graška, i kod osobe koja ih je otkrila. , osnivača nove nauke – genetike. Nakon 35 godina zaborava, Mendelov rad je cijenjen: njegovi zakoni su ponovo otkriveni 1900. godine, a njegovo ime je ušlo u istoriju nauke. Zakoni genetike, koje su otkrili Mendel, Morgan i čitav niz njihovih sljedbenika, opisuju prenošenje osobina s roditelja na djecu. Oni tvrde da su sve nasljedne osobine određene genima. Svaki gen može biti prisutan u jednom ili više oblika, koji se nazivaju aleli. Sve ćelije tela, osim polnih, sadrže po dva alela svakog gena, tj. su diploidni. Ako su dva alela identična, kaže se da je organizam homozigotan za taj gen. Ako su aleli različiti, organizam se naziva heterozigotnim. Ćelije uključene u seksualnu reprodukciju (gamete) sadrže samo jedan alel svakog gena, tj. oni su haploidni. Polovina gameta koje proizvodi pojedinac nosi jedan alel, a polovina drugi. Spajanje dvije haploidne gamete tokom oplodnje rezultira formiranjem diploidnog zigota, koji se razvija u odrasli organizam. Geni su specifični dijelovi DNK; organizirani su u hromozome smještene u ćelijskom jezgru. Svaka vrsta biljke ili životinje ima određeni broj hromozoma. Kod diploidnih organizama, broj hromozoma je uparen; dva hromozoma svakog para nazivaju se homolognim. Recimo da osoba ima 23 para hromozoma, pri čemu je jedan homolog svakog hromozoma dobijen od majke, a drugi od oca. Postoje i ekstranuklearni geni (u mitohondrijama, iu biljkama, takođe u hloroplastima). Osobine prijenosa nasljednih informacija određene su unutarćelijskim procesima: mitozom i mejozom. Mitoza je proces distribucije hromozoma do ćelija kćeri tokom ćelijske deobe. Kao rezultat mitoze, svaki hromozom roditeljske ćelije je dupliciran i identične kopije se raspršuju do ćelija kćeri; u ovom slučaju, nasljedna informacija se u potpunosti prenosi sa jedne ćelije na dvije kćeri ćelije. Tako dolazi do diobe ćelija u ontogenezi, tj. proces individualnog razvoja. Mejoza je specifičan oblik diobe ćelija koji se javlja samo tokom formiranja polnih ćelija, odnosno gameta (spermatozoida i jajnih ćelija). Za razliku od mitoze, broj hromozoma tokom mejoze je prepolovljen; svaka ćelija kćerka prima samo jedan od dva homologna hromozoma svakog para, tako da u polovini ćelija kćeri postoji jedan homolog, u drugoj polovini je drugi; u ovom slučaju, hromozomi su raspoređeni u gametama nezavisno jedan od drugog. (Geni mitohondrija i hloroplasta ne slijede zakon jednake distribucije tokom diobe.) Kada se dvije haploidne gamete spoje (oplodnja), broj hromozoma se ponovo obnavlja - formira se diploidni zigot, koji je dobio jedan set hromozoma od svaki od roditelja.
Metodološki pristupi. Zahvaljujući kojim karakteristikama Mendelovog metodološkog pristupa je on mogao da dođe do svojih otkrića? Za svoje eksperimente ukrštanja odabrao je linije graška koje su se razlikovale po jednoj alternativnoj osobini (sjemenke su glatke ili naborane, kotiledoni su žuti ili zeleni, oblik zrna je konveksan ili sužen, itd.). On je kvantitativno analizirao potomke iz svakog ukrštanja, tj. izbrojao broj biljaka sa ovim karakteristikama, što niko do sada nije radio. Zahvaljujući ovom pristupu (odabir kvalitativno različitih karakteristika), koji je bio osnova za sva kasnija genetska istraživanja, Mendel je pokazao da se osobine roditelja ne miješaju u potomstvu, već se prenose nepromijenjene s generacije na generaciju. Mendelova zasluga je i u tome što je genetičarima dao moćnu metodu za proučavanje nasljednih karakteristika – hibridološku analizu, tj. metoda proučavanja gena analizom karakteristika potomaka određenih ukrštanja. Mendelovi zakoni i hibridološka analiza zasnovani su na događajima koji se dešavaju u mejozi: alternativni aleli se nalaze na homolognim hromozomima hibrida i stoga se jednako razlikuju. Hibridološka analiza je ta koja određuje zahtjeve za objekte općih genetičkih istraživanja: to moraju biti lako kultivirani organizmi koji daju brojno potomstvo i imaju kratak reproduktivni period. Među višim organizmima ove zahtjeve ispunjava voćna mušica Drosophila melanogaster. Dugi niz godina postao je omiljeni predmet genetskih istraživanja. Zalaganjem genetičara iz različitih zemalja otkriveni su fundamentalni genetski fenomeni. Utvrđeno je da su geni linearno locirani na hromozomima i da njihova distribucija u potomcima zavisi od procesa mejoze; da se geni koji se nalaze na istom hromozomu nasljeđuju zajedno (vezivanje gena) i podliježu rekombinaciji (crossing over). Otkriveni su geni lokalizirani u polnim hromozomima, utvrđena priroda njihovog nasljeđivanja i identificirana genetska osnova određivanja spola. Također je otkriveno da geni nisu nepromjenjivi, već su podložni mutaciji; da je gen složena struktura i da postoji mnogo oblika (alela) istog gena. Tada su mikroorganizmi postali predmet skrupuloznijih genetskih istraživanja, u kojima su se počeli proučavati molekularni mehanizmi nasljeđa. Tako je kod Escherichia coli otkriven fenomen bakterijske transformacije – uključivanje DNK ćelije donora u ćeliju primaoca – i po prvi put dokazano da je DNK nosilac gena. Otkrivena je struktura DNK, dešifrovan genetski kod, otkriveni su molekularni mehanizmi mutacija, rekombinacija, genomska preuređivanja, proučavana je regulacija aktivnosti gena, fenomen kretanja elemenata genoma itd.
Vidi CELL;
HERITAGE;
MOLEKULARNA BIOLOGIJA .
Uz ove modele organizama, rađene su genetske studije i na mnogim drugim vrstama, a pokazala se univerzalnost osnovnih genetskih mehanizama i metoda za njihovo proučavanje za sve organizme - od virusa do ljudi.
Dostignuća i problemi savremene genetike. Na osnovu genetskih istraživanja, pojavile su se nove oblasti znanja (molekularna biologija, molekularna genetika), odgovarajuće biotehnologije (kao što je genetski inženjering) i metode (na primjer, lančana reakcija polimeraze) koje omogućavaju izolaciju i sintetizaciju nukleotidnih sekvenci, njihovu integraciju. u genom, i dobiti hibridnu DNK sa svojstvima koja nisu postojala u prirodi. Nabavljeni su mnogi lijekovi bez kojih se medicina više ne može zamisliti.
(vidi GENETIČKI INŽENJERING).
Razvijeni su principi za uzgoj transgenih biljaka i životinja sa karakteristikama različitih vrsta. Postalo je moguće karakterizirati pojedince korištenjem mnogih polimorfnih DNK markera: mikrosatelita, nukleotidnih sekvenci, itd. Većina molekularno bioloških metoda ne zahtijeva hibridološku analizu. Međutim, za istraživanje osobina, analizu markera i mapiranje gena, ova klasična genetička metoda je i dalje potrebna. Kao i svaka druga nauka, genetika je bila i ostala oružje beskrupuloznih naučnika i političara. Njena grana, kao što je eugenika, prema kojoj je razvoj osobe potpuno određen njegovim genotipom, poslužila je kao osnova za stvaranje rasnih teorija i programa sterilizacije 1930-1960-ih. Naprotiv, poricanje uloge gena i prihvatanje ideje o dominantnoj ulozi životne sredine doveli su do prestanka genetskih istraživanja u SSSR-u od kasnih 1940-ih do sredine 1960-ih. Danas se ekološki i etički problemi javljaju u vezi s radom na stvaranju “himera” – transgenih biljaka i životinja, “kopiranja” životinja presađivanjem jezgra ćelije u oplođeno jaje, genetskom “certificiranjem” ljudi itd. Vodeće svjetske sile donose zakone koji imaju za cilj spriječavanje neželjenih posljedica takvog rada. Moderna genetika pružila je nove mogućnosti za proučavanje aktivnosti tijela: uz pomoć induciranih mutacija možete isključiti i uključiti gotovo sve fiziološke procese, prekinuti biosintezu proteina u ćeliji, promijeniti morfogenezu i zaustaviti razvoj na određenoj fazi. Sada možemo dublje istraživati populaciju i evolucijske procese
(vidi POPULACIJSKA GENETIKA),
proučavati nasljedne bolesti
(vidi GENETSKO SAVJETOVANJE)
problem raka i još mnogo toga. Poslednjih godina, brzi razvoj molekularno bioloških pristupa i metoda omogućio je genetičarima ne samo da dešifruju genome mnogih organizama, već i da dizajniraju živa bića sa određenim svojstvima. Tako genetika otvara puteve za modeliranje bioloških procesa i doprinosi tome da biologija, nakon dugog perioda fragmentacije na zasebne discipline, ulazi u eru ujedinjenja i sinteze znanja.
LITERATURA
Ayala F., Caiger J. Moderna genetika, vol. 1-3. M., 1988 Singer M., Berg P. Geni i genomi, vol. 1-2. M., 1998
Collier's Encyclopedia. - Otvoreno društvo. 2000 .
Sinonimi:Pogledajte šta je "GENETIKA" u drugim rječnicima:
GENETIKA- (od grčkog porekla genesis), obično se definiše kao fiziologija varijabilnosti i nasledstva. Upravo je tako Bateson definisao sadržaj genetike, koji je predložio ovaj termin 1906. godine, želeći da naglasi da od tri glavna elementa... Velika medicinska enciklopedija
- (od grčkog porekla genesis), nauka o nasledstvu i varijabilnosti živih organizama i metodama upravljanja njima. Zasnovan je na obrascima nasljeđa koje je otkrio G. Mendel prilikom ukrštanja različitih tipova. sorte graška (1865), kao i ... ... Biološki enciklopedijski rječnik
- [gr. genetikos koji se odnosi na rođenje, porijeklo] biol. grana biologije koja proučava zakone naslijeđa i varijabilnosti organizama. Rječnik stranih riječi. Komlev N.G., 2006. genetika (gr. genetikos koji se odnosi na rođenje, poreklo)… … Rečnik stranih reči ruskog jezika
Korumpirana djevojka imperijalizma Rječnik ruskih sinonima. genetika imenica, broj sinonima: 11 biologija (73) ... Rečnik sinonima
- (grč. genetikos - vezano za porijeklo) nauka o zakonima naslijeđa i varijabilnosti organizama. Genetika zauzima jedno od centralnih mjesta u kompleksu bioloških disciplina; njegov objekt je genotip koji obavlja funkciju...... Enciklopedija kulturoloških studija
genetika- grana biologije koja proučava zakone nasljeđivanja osobina. Genetiku ne treba miješati s genetskom psihologijom, koja proučava razvoj ponašanja od rođenja do smrti. Rječnik praktičnog psihologa. M.: AST, Žetva. S. Yu. Golovin. 1998.… … Odlična psihološka enciklopedija
- (od grčkog porekla genesis), nauka o zakonima nasleđa i varijabilnosti organizama i metodama njihove kontrole. U zavisnosti od predmeta proučavanja, razlikuje se genetika mikroorganizama, biljaka, životinja i ljudi, a zavisno od nivoa... ... Moderna enciklopedija
- (od grčkog genesis porijekla) nauka o zakonima naslijeđa i varijabilnosti organizama i metodama njihove kontrole. U zavisnosti od predmeta proučavanja, razlikuje se genetika mikroorganizama, biljaka, životinja i ljudi, a zavisno od nivoa... ... Veliki enciklopedijski rječnik
GENETIKA, nauka koja proučava nasledstvo. Predmet genetike obuhvata: zavisnost karakterističnih osobina pojedinog organizma od njegovih GENA, osnove njihovog prenošenja na potomstvo, razloge promene karakteristika usled MUTacije. Ljudsko ponašanje,…… Naučno-tehnički enciklopedijski rečnik
GENETIKA, genetičari, žene. (od grčkog genea rođenje, rod) (biol.). Grana biologije koja proučava uslove za nastanak organizama, njihovu varijabilnost i prenošenje nasljednih svojstava. Ušakovljev rečnik objašnjenja. D.N. Ushakov. 1935 1940 ... Ushakov's Explantatory Dictionary
Genetika je nauka koja proučava zakone, mehanizme varijabilnosti i nasljeđa. Postoji genetika ljudi, biljaka, mikroorganizama, životinja, klasifikacija zavisi od predmeta koji se proučava. Genetička istraživanja igraju veoma značajnu ulogu u poljoprivredi i medicini.
U početku je ova nauka bila namijenjena proučavanju zakona naslijeđa i modifikacije, čija su osnova bili fenotipski (spoljašnje i unutrašnje karakteristike koje se stiču kao rezultat individualnog razvoja) podaci.
Danas se pouzdano zna da geni zaista postoje i da od njih nema spasa. Biljke, ljudi i bilo koji organizam imaju svoj DNK.
Ime ovoj nauci dao je prirodnjak William Bateson 1906. godine. Danski botaničar Wilhelm Johansen skovao je termin "gen" 1909. godine.
Zahvaljujući teoriji nasljeđa, koju su razvili genetičar Thomas Hunt i njegove kolege, genetika je počela da se razvija ubrzanim tempom. Od 1910. do 1913., proučavajući obrasce povezanog nasljeđivanja, analizirajući rezultate ukrštanja, naučnici su sastavljali mape koje su ukazivale na lokaciju gena, a također su upoređivale grupe veza sa hromozomima.
Kada su se 1940-ih i 1950-ih pojavili radovi koji bi mogli dokazati glavnu ulogu DNK u nasljeđu, počeo je razvoj molekularne genetike. Važan proboj u ovoj nauci bio je to što su naučnici uspjeli dešifrirati strukturu DNK, mehanizam djelovanja biosinteze proteina i tripletni kod.
Na teritoriji Rusije, ako ne uzmemo u obzir eksperimente sa biljkama u 18. veku, genetski rad je prvi put sproveden početkom 20. veka. Oni su se uglavnom provodili među biolozima koji su se bavili eksperimentalnom zoologijom i botanikom.
Ova nauka se počela ubrzano razvijati nakon revolucije (1917 – 1922) početkom tridesetih godina. U SSSR-u je stvorena mreža eksperimentalnih stanica. A. S. Serebrovsky, N. K. Koltsov, S. S. Chetverikov su prepoznati kao lideri u ovom pravcu.
Krajem tridesetih godina počeo je nastajati raskol u redovima uzgajivača i genetičara, koji je bio povezan s aktivnostima T. D. Lysenka (osnivača Michurin agrobiologije).
Četrdesetih godina uhapšeni su mnogi zaposlenici Centralnog komiteta Svesavezne komunističke partije koji su bili uključeni u nadzor genetskih istraživanja, mnogi su strijeljani ili umrli u zatvoru. Među njima je bio i N.I. Vavilov (sovjetski naučnik, genetičar, uzgajivač).
Godine 1948. Lisenko je, koristeći podršku IV Staljina, izjavio da je genetika pseudonauka. Počeo je period progona ove nauke, koji je kasnije postao poznat kao lisekovizam.
Lisenko je dobio punu kontrolu nad biološkim odjelima Akademije nauka SSSR-a i univerzitetskim odjelima. Postojala je intenzivna propaganda Michurin Biology. Ljudi koji su svoje živote posvetili genetici bili su prisiljeni napustiti naučne aktivnosti ili radikalno promijeniti svoj radni profil.
Tek sredinom šezdesetih počela je postepena obnova genetike kao nauke.
Moderna genetika je i spas i najstrašnije oružje masovnog uništenja. Prednosti genetskog istraživanja za medicinu su ogromne, ali jedenje transgene hrane već negativno utječe na zdravlje mnogih ljudi.
Istraživanja na eksperimentalnim pacovima su pokazala da jedenje genetski modifikovane hrane dovodi do raka i negativno utiče na imuni sistem životinja.
Priroda, na ovaj ili onaj način, odsiječe sve nepotrebno.
1. Genetika kao nauka, njen predmet, zadaci i metode. Glavne faze razvoja .
Genetika- disciplina koja proučava mehanizme i obrasce nasljednosti i varijabilnosti organizama, metode kontrole ovih procesa.
Predmet genetike je nasljednost i varijabilnost organizama.
Problemi genetike proizilaze iz utvrđenih općih zakona naslijeđa i varijabilnosti. Ovi zadaci uključuju istraživanje:
1) mehanizmi čuvanja i prenošenja genetskih informacija sa roditeljskih oblika na forme kćeri;
2) mehanizam za implementaciju ove informacije u obliku karakteristika i svojstava organizama u procesu njihovog individualnog razvoja pod kontrolom gena i uticaja uslova sredine;
3) vrste, uzroci i mehanizmi varijabilnosti svih živih bića;
4) odnos između procesa nasljednosti, varijabilnosti i selekcije kao pokretačkih faktora u evoluciji organskog svijeta.
Genetika je također osnova za rješavanje niza važnih praktičnih problema. To uključuje:
1) izbor najefikasnijih vrsta hibridizacije i metoda selekcije;
2) upravljanje razvojem naslednih karakteristika u cilju dobijanja najznačajnijih rezultata za osobu;
3) veštačka proizvodnja nasledno modifikovanih oblika živih organizama;
4) razvoj mera zaštite divljači od štetnog mutagenog dejstva različitih faktora životne sredine i metoda suzbijanja naslednih bolesti ljudi, štetočina poljoprivrednog bilja i životinja;
5) razvoj metoda genetskog inženjeringa u cilju dobijanja visoko efikasnih proizvođača biološki aktivnih jedinjenja, kao i stvaranja principijelno novih tehnologija u selekciji mikroorganizama, biljaka i životinja.
Objekti genetike su virusi, bakterije, gljive, biljke, životinje i ljudi.
Genetičke metode:
Glavne faze razvoja genetike.
Sve do početka dvadesetog veka. Pokušaji naučnika da objasne fenomene vezane za naslijeđe i varijabilnost bili su uglavnom spekulativni. Postepeno se nakupilo mnogo informacija o prenošenju različitih karakteristika s roditelja na potomstvo. Međutim, biolozi tog vremena nisu imali jasne ideje o obrascima nasljeđivanja. Izuzetak je bio rad austrijskog prirodnjaka G. Mendela.
G. Mendel je u svojim eksperimentima sa raznim sortama graška ustanovio najvažnije obrasce nasljeđivanja osobina, koji su činili osnovu moderne genetike. G. Mendel je rezultate svog istraživanja iznio u članku objavljenom 1865. godine u “Proceedings of the Society of Natural Scientists” u Brnu. Međutim, G. Mendelovi eksperimenti su bili ispred tadašnjeg nivoa istraživanja, pa ovaj članak nije privukao pažnju njegovih savremenika i ostao je nepotražen 35 godina, sve do 1900. Ove godine tri botaničara - G. De Vries u Holandiji , K. Correns u Njemačkoj i E. Čermak u Austriji, koji su samostalno provodili eksperimente o hibridizaciji biljaka, naišli su na zaboravljeni članak G. Mendela i otkrili sličnosti između rezultata njihovog istraživanja i rezultata G. Mendela. 1900. se smatra godinom rođenja genetike.
Prva faza Razvoj genetike (od 1900. do približno 1912. godine) karakterizira uspostavljanje zakona nasljeđa u hibridološkim eksperimentima na različitim vrstama biljaka i životinja. Godine 1906. engleski naučnik W. Watson predložio je važne genetske termine “gen” i “genetika”. 1909. danski genetičar V. Johannsen uveo je u nauku pojmove „genotip” i „fenotip”.
Druga faza razvoj genetike (od približno 1912. do 1925.) povezan je sa stvaranjem i odobravanjem hromozomske teorije nasljeđa, u čijem je stvaranju vodeću ulogu imao američki znanstvenik T. Morgan i njegovi učenici.
Treća faza razvoj genetike (1925 - 1940) povezan je sa umjetnom proizvodnjom mutacija - naslijeđenih promjena u genima ili hromozomima. Godine 1925. ruski naučnici G. A. Nadson i G. S. Filippov prvi su otkrili da prodorno zračenje uzrokuje mutacije u genima i hromozomima. Istovremeno su postavljene genetske i matematičke metode za proučavanje procesa koji se dešavaju u populacijama. S. S. Četverikov dao je temeljni doprinos populacionoj genetici.
Za moderna pozornica Razvoj genetike, koji je započeo sredinom 50-ih godina 20. stoljeća, karakteriziraju proučavanja genetskih fenomena na molekularnom nivou. Ovu fazu obilježavaju izvanredna otkrića: stvaranje DNK modela, utvrđivanje suštine gena i dešifriranje genetskog koda. Godine 1969. prvi relativno mali i jednostavan gen sintetiziran je kemijski izvan tijela. Nakon nekog vremena, naučnici su uspjeli uvesti željeni gen u ćeliju i time promijeniti njenu nasljednost u željenom pravcu.
2. Osnovni pojmovi genetike
Nasljednost - ovo je sastavno svojstvo svih živih bića da čuvaju i prenose kroz generacije strukturne, funkcionalne i razvojne karakteristike karakteristične za vrstu ili populaciju.
Nasljednost osigurava postojanost i raznolikost životnih oblika i leži u osnovi prijenosa nasljednih sklonosti odgovornih za formiranje karakteristika i svojstava organizma.
Varijabilnost - sposobnost organizama u procesu ontogeneze da steknu nove karakteristike i izgube stare.
Varijabilnost je izražena u činjenici da se u bilo kojoj generaciji pojedini pojedinci na neki način razlikuju jedni od drugih i od svojih roditelja.
Gene je dio molekule DNK odgovoran za određenu osobinu.
Genotip - to je ukupnost svih gena jednog organizma, koji su njegova nasljedna osnova.
Fenotip - ukupnost svih znakova i svojstava organizma koji se otkrivaju u procesu individualnog razvoja u datim uslovima i rezultat su interakcije genotipa sa kompleksom faktora unutrašnjeg i spoljašnjeg okruženja.
Alelni geni - različiti oblici istog gena, koji zauzimaju isto mjesto (lokus) homolognih hromozoma i određuju alternativna stanja iste osobine.
Dominacija - oblik odnosa između alela jednog gena, u kojem jedan od njih potiskuje ispoljavanje drugog.
Recesivnost – odsustvo (nemanifestacija) jedne od para suprotnih (alternativnih) karakteristika u heterozigotnom organizmu.
Homozigotnost – stanje diploidnog organizma u kojem se identični aleli gena nalaze na homolognim hromozomima.
Heterozigotnost - stanje diploidnog organizma u kojem se na homolognim hromozomima nalaze različiti aleli gena.
Hemizigotnost - stanje gena u kojem je njegov alel potpuno odsutan na homolognom hromozomu.
3. Osnovni tipovi nasljeđivanja osobina.
Autosomno
Dominantna (može se pratiti u svakoj generaciji; bolesni roditelji imaju bolesno dijete; bolesni su i muškarci i žene; vjerovatnoća nasljeđivanja je 50-100%)
Recesivno (ne u svakoj generaciji; manifestuje se u potomstvu zdravih roditelja; javlja se i kod muškaraca i žena; verovatnoća nasleđivanja – 25-50-100%)
X-vezana dominantna (slično autosomno dominantna, ali mužjaci prenose osobinu samo na svoje kćeri)
X-vezana recesivna (ne u svakoj generaciji; oboljevaju uglavnom muškarci; zdravi roditelji imaju 25% šanse da imaju bolesne sinove; bolesne djevojčice ako je otac bolestan, a majka nosilac)
Y-vezani (holandski) (u svakoj generaciji; muškarci su pogođeni; bolestan otac ima sve bolesne sinove; vjerovatnoća nasljeđivanja je 100% kod svih muškaraca)
Monogeno (ovaj tip nasljeđivanja kada je nasljedna osobina kontrolirana jednim genom)
Genosomalno
Poligeničan
4. Monohibridno ukrštanje. Mendelov prvi i drugi zakon, njihova citološka osnova.
Monohibrid naziva ukrštanje, u kojem se roditeljski oblici razlikuju jedan od drugog u jednom paru kontrastnih, alternativnih karaktera.
Mendelov prvi zakon(Zakon uniformnosti hibrida prve generacije):
“Prilikom ukrštanja homozigotnih jedinki analiziranih na jedan par alternativnih osobina, uočena je uniformnost hibrida prve generacije i po fenotipu i po genotipu”
Mendelov drugi zakon(Zakon cijepanja karakteristika):
“Prilikom ukrštanja hibrida prve generacije analiziranih na jedan par alternativnih osobina, uočen je podjelu fenotipa 3:1 i genotipa 1:2:1.”
U Mendelovim eksperimentima prva generacija hibrida je dobijena ukrštanjem čistih (homozigotnih) matičnih biljaka graška sa alternativnim osobinama (AA x aa). Oni formiraju haploidne gamete A i a. Shodno tome, hibridna biljka prve generacije će nakon oplodnje biti heterozigotna (Aa) sa ispoljavanjem samo dominantnog (žuta boja semena) osobina, odnosno biće ujednačena, identična po fenotipu.
Druga generacija hibrida dobijena je ukrštanjem hibridnih biljaka prve generacije (Aa) međusobno, od kojih svaka proizvodi dvije vrste gameta: A i a. Jednako vjerovatna kombinacija gameta prilikom oplodnje jedinki prve generacije daje cijepanje kod hibrida druge generacije u omjeru: prema fenotipu, 3 dijela biljaka sa dominantnim svojstvom (žutozrnasti) na 1 dio biljaka sa recesivno svojstvo (zelenozrnasto), prema genotipu - 1 AA: 2 Aa: 1 aa .
