 |
|
Сутність наукової генетики
Сутність наукової революції в генетиці.
Гене́тика (грец. γεννώ — породжувати) — це наука про гени, спадковість та варіативність організмів.
Генетика — наука про спадковість і мінливість організмів та організацію спадкового матеріалу. Через універсальність генетичного коду генетика лежить в основі вивчення всіх форм життя від вірусів до людини.
Слово « генетика » було уперше запропоновано для того, щоб описати знання про спадковість та мінливість визначним Британським вченим Вільямом Батесоном (William Bateson) у особистому листі до Адама Седжвіка Adam Sedgwick (18 квітня 1905). Уперше Батесон ужив слово « генетика » публічно на Третій Міжнародні Конференції з Гибридизації Рослин (Лондон, Англія) у 1906.
Початкові знання з генетики пов'язані із такими процесами, як одомашнення та схрещування тварин і рослин ще у прадавні часи. Сьогодні методи генетики дозволяють вивчати властивості конкретних генів та аналізувати зв'язок між різними генами. Зазвичай в організмі генетична інформація зберігається у вигляді хромосом, які, у свою чергу, складаються з білків та носіїв генетичної інформації — молекул ДНК.
У генах закодована інформація, яка необхідна для синтезу амінокислотної послідовності білків. Білки ж відіграють найважливішу роль у формуванні фенотипу, чи, іншими словами, білки визначають, яким буде фізичний стан, загальний вигляд організму. У диплоїдних організмах домінантні алелі на одній хромосомі будуть маскувати експресію рецесивних генів на іншій (гомологічній) хромосомі. Єдина можливість проявитися рецесивній алелі — гомозиготний стан (коли обидві копії гену рецесивні і домінантного гену немає у конкретно взятої особи). Кодомінантність — це така властивість генів, коли обидві риси домінантні одночасно, і обидві риси у цьому випадку будуть присутні у фенотипі.
Генетика М. Лобашева, 1-е видання 1963 року (ліворуч) та 2-е видання 1967 року (праворуч). Перший підручник генетики для вузів після періоду лисенківщини.
Фраза «закодувати» досить часто уживається, щоб позначити інформацію, яка міститься у генах, і необхідна для певної структури білку: «гени кодують білки». Найпростіша концепція — «один ген — один поліпептид (один білок)». Але один ген може кодувати і велику кількість різних поліпептидів у залежності від регуляції його транскрипції (альтернативний сплайсинг). Гени кодують нуклеотидну послідовність мессенджер-РНК, або мРНК, транспортних РНК (тРНК) та рибосомальних РНК (рРНК). Усі ці види РНК необхідні для синтезу білків.
Гени впливають на зовнішність усіх організмів, у тому числі і людей, а також і на поведінку. На ці характеристики також впливають умови зовнішнього середовища та інші разні фактори. Ідентичні генетично близнята, які по суті є «клонами» унаслідок раннього поділу ембріону, мають однакову ДНК, але різні риси характеру, різні відбитки пальців тощо. Генетично ідентичні рослини накопичують різні за розміром та насичністю жирні кислоти у залежності від температури зовнішнього середовища.
Зародження генетики можна прослідкувати ще у доісторичні часи. Вже на Вавілонських глиняних плитках указувалися можливі риси при схрещуванні коней. Але основи сучасних уявлень про механізми спадковості були закладені тільки у середині 19 століття.
Роботи Ґреґора Менделя. У 1865 році монах Ґреґор Мендель вивчав горох гібридизіцію рослин у Августинському монастирі у Брюнні (Брно, тепер на території Чехії). Дослідник оприлюднив свої результати на засіданні місцевого товариства науковців. Робота «Досліди над рослинними гібридами» була опублікована у 1866 році. Сформульовані закономірності наслідування пізніше отримали назву Закони Менделя. За життя автора ці роботи були маловідомі, сприймалися досить критично. Результати досліджень іншої рослини, «Нічної красуні», суперечили на перший погляд висновкам Менделя, і цим досить охоче користувалися критики.
Класична генетика
На початку 20 століття роботи Менделя звернули до себе увагу у зв'язку із дослідженнями Карла Корреса, Еріха фон Чермака та Гуго де Фриза у сфері гибридизіції рослин. Вони підтвердили основні висновки про незалежне наслідування ознак і про чисельні співвідношення про розщепленні ознак у нащадків.
Невдовзі англійський натураліст Вільям Бетсон запропонував назву нової наукової дисципліни — Генетика . У 1909 році ботанік із Данії запропонував слово ген.
Важливим доробком є також Хромосомна теорія спадковості Томаса Ханта Моргана і його учнів. Ці автори працювали із дрозофілою (Drosophila melanogaster). Вивчення закономірностей зціпленого успадкування дозволило шляхом аналізу результатів схрещування скласти карти розташування генів у «групах зціплення», а також співставити групи зціплення із хромосомами (1910—1913 роки).
Два ланцюги ДНК тримаються разом завдяки слабким зв'язкам (водневий зв'язок). Залишку цукру (пентози дезоксирибози) у ланцюгах виділені блакитним кольором.
Епоха молекулярної генетики розпочинається у 1940 — 1950 роках. У той час була доведена роль ДНК у передачі спадкової інформації. Найважливішими кроками стали розшифрування структури ДНК, створення теорії про триплетність генетичного коду, опис механізму біосинтезу білків, відкриття рестриктаз та сиквенс (встановлення послідовності нуклеотидів) ДНК. У СРСР із 1930-тих до 1960-тих генетика уважалась забороненою наукою.