Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6 | Следующая страница реферата

Генетика (от греческого genesis, что значит происхождение) – это наука о наследственности и изменчивости живых организмов, обитающих на планете
Земля. И так мы знаем что, с древних времен люди пытались классифицировать типы человеческого характера, распознать природные индивидуальные особенности, по физическим характеристикам человека, по его внешнему облику. Так что же в человеческом характере заложено изначально, а что формируется под влиянием среды, как взаимодействуют эти факторы в формировании тех или иных психологических функций.
Что такое ген?

Долгое время генетики не знали ответа на вопрос, что же собой представляет ген в действительности. Биолог Вильгельм Иогансен, первым предложивший этот термин, писал о нём так: "Ген - просто короткое и удобное слово, которое легко сочетается с другими". Долгое время ген был окутан покровом таинственности, и в СССР долгое время (с конца 30-х начало 60-х гг. ХХ в.) служил поводом для бесчисленных обвинений генетиков в
"реакционных мистических воззрениях", "идеализме" и тому подобных грехах.

Первым учёным, приблизившим отвлечённое понятие гена к реальности, стал американец Томас Морган. Он решил выяснить: существует ли в клетках живых организмов что-то, похожее по своим свойствамна предполагаемые менделевские
"зачатки". Вскоре его внимание остановилась на хромосомах. Хромосомы - это особые тельца в ядрах клеток. Во время деления клеток (митоза) они исполняют сложный "танец", сходятся и расходятся, в результате чего новые образовавшиеся клетки получаютв точности такой же набор хромосом, как и материнские.

Морган изучал хромосомы дрозофилы - маленькой мушки, легко разводимой в лаборатории. В скоре он заметил удивительную вещ. Размер и форма хромосом в клетках мушек были достаточно постоянны, и если они внезапно резко изменялись - облик самой мушки также обычно становился уродливым.

(Заметим, что такое скачкообразное и наследственное изменение облика
(мутация), иногда не значительное, иногда более более существенное,как раз и создаёт почву для эволюции. Большинство мутаций вредно и даже смертельно для организмов. Немногие организмы, у котрорых произошли полезные мутации, биологи их называют "счастливыми уродцами".)

Морган пришёл к выводу.,что гены находятся в хромосомах. Множество опытныхданных подтверждало эту гипотизу. Новопрос о том, что же представляет собой ген, по - прежнему оставался не открытым.

В 1944 г. вышла в свет книга выдающегося физика Эрвина Шрёдингера "Что такое жизнь с точки зрения физика?". В ней он высказал любопытные идеи о вероятном строении гена, назвав его "апериодическим кристалом". По его мнению ген должен состоять из нескольких повторяющихся элементов, которыми, как азбукой Морзе, записана наследственность организма.

Долгое время, исходя из ключевой роли белков и живых организмов, биологии считали, что гены тоже, видимо, должны представлять собой особые белки. Но истина окпзалась на много сложнее.

В1953 году в международном научном журнале была напечатана статья биологов Джеймса Уотсона и Френсиса крика о строениидезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) - одного из веществ, постоянно присутствующих в хромосомах.
Структура ДНК оказалась совершенно необычной!

Её молекулы имеют огромную по молекулярным масштабам длинну и состоят из двух нитей, сплетённых между собой в двойную спираль. Каждую из нитей можно сравнить с длинной нити бус. С нитками бус мы сравнивали и белки. У белков
"бусинами" являются аминокислоты 20 различных типов. У ДНК - всего 4 типа
"бусин", и зовуться они нуклиотидами. "Бусины" двух нитей двойной спирали
ДНК связаны между собой и строго друг другу соотвецтвуют. Чтобы наглядно представить себе это, вообразим две рядом лежащие нитки бус. Напротив каждой красной бусины в одной цепи лежит, допустим, синяя бусина в другой.
Напротив каждой зелёной - жёлтая. Точно также в ДНК напротив нуклеотида аденина находится тимин, напротив цитозина - гуанин.

Зачем это нужно? Просто напросто при таком правилепостроения двойной спирали каждая из цепей содержит свединия о строении другой. зная строение одной цепи, всегда можно восстановить другую. Получается две двойные спирали - точные копии их предшествинници. В технике часто встречаются процессы изготовления готовых изделий по шаблону, называемому матрицей, например отливка монет или медалей, типографского шрифта. По аналогии происходящее в живой клетке восстановление двойной спиралипо одной её цепи, как по матрице, также називают матричным синтезом.

Это свойство точно копировать себя с исходной матрицы имеет ключевое значение для жизни на Земле. Реакции матричного синтеза не известны в неживой природе. Без этих реакций живое утратило бы своё главное свойство - способность воспроизводить себя.

В нитях ДНК четырёх буквенной азбукой из "бусин" - нуклиотидовзаписяно строение всех белков живых организмов. Вся информация, касающаяся строения однго белка, занимает в ДНК небольшой участок. Этот участок и является геном. Из четырёх букв "алфавита ДНК" можно составить 64 трёхбуквенных
"слова"- триплета. Словаря из 64 слов вполне хватает, чтобы записать названия 20 аминокислот, входящих в состав белков.

КЛАССИЧЕСКИЕ ЗАКОНЫ МЕНДЕЛЯ.

Первые ответы на вопросы генетики дал не философ или физиолог, а чешский монах Грегор Мендель, преподававший физику и естественную историю в средней школе города Брно. Выращивал монах душистый горошек и знать не знал, думать не думал, что станет основоположником новой науки, создателем классических законов наследуемости: закона единообразия гибридов первого поколения, закона расщепления и закона независимого комбинирования.

Мендель не был пионером в области изучения результатов скрещивания растений. Такие опыты проводились и до него, с той лишь разницей, что скрещивались растения разных видов. Потомки подобного скрещивания были стерильны, и описать оплодотворение и развитие гибридов второго поколения было, естественно, не возможно. Другой особенностью доменделевских работ было то, что большинство исследуемых признаков было слишком сложно и по типу наследования и с точки зрения их фенотипического выражения.
Гениальность или удача Менделя заключалась в том, что он ухитрился не повторить ошибок своих предшественников. Как писала английская исследовательница Ш. Ауэрбах: « успех работы Менделя по сравнению с исследованиями его предшественников объясняется тем, что он обладал двумя существенными качествами, необходимыми для ученого: способностью задать нужный вопрос и способностью правильно истолковать данный природой ответ».

В качестве экспериментальных растений Мендель использовал разные сорта декоративного гороха внутри одного рода Pisum, поэтому, растения, полученные в результате подобного скрещивания, оказались способными к воспроизводству. И в качестве экспериментальных признаков он выбрал простые качественные признаки типа цвет или текстура семян. Как потом выяснилось, эти признаки контролируются генами, содержавшими истинно доминантные аллели.

Мендель экспериментировал с 22 разновидностями гороха, отличавшимися друг от друга по 7 признакам (цвет, текстура семян). Свою работу Meндель вел восемь лет, изучил 10 000 растений гороха. Все формы гороха, которые он исследовал, были представителями чистых линий; результаты скрещивания таких растений между собой всегда были одинаковы. Результат работы Мендель привел в статье 1865 г., которая стала краеугольным камнем генетики. Трудно сказать, что заслуживает большего восхищения в нем и его работе — строгость проведения экспериментов, четкость изложения результатов, совершенное знание экспериментального материала или знание бот его предшественников.

Коллеги и современники Менделя не смогли оценить важности сделанных им выводов. По свидетельству А.Е. Гайсиновича, до конца XIX в. цитировали всего пять раз, и только один ученый — русский ботаник И.Ф. Шмальгаузен - оценил всю важность этой работы. Однако в начале XX столетия законы, открытые им, были переоткрыты практически одновременно и независимо друг от друга учеными К. Корренсом, Э. Чермаком К. де Фризом. 3начимость этих открытий сразу стала очевидна научному сообществу начала 1900-х годов; их признание было связано с определенными успехами цитологии и формированием гипотезы ядерной наследственности.

Первый закон Менделя утверждает, что скрещивание особей, различающихся по данному признаку (гомозиготных по разным аллелям) генетически однородное потомство (поколение F1), все особи которого гетерозиготны. Все гибриды F1, могут иметь при этом либо фене одного из родителей (полное доминирование), как в опытах Менделя, либо, как было обнаружено позднее, промежуточный фенотип (неполное доминирование). В дальнейшем выяснилось, что гибриды первого поколения F1, могут проявить признаки обоих родителей
(кодоминирование). Этот закон основан на том, что при скрещивании, гомозиготных по разным аллелям форм (АА и аа) все их потомки каковы по генотипу (гетерозиготны — Аа), а значит, и по фенотипу.

Второй закон Менделя называют законом (независимого) расщепления. Суть его состоит в следующем. Когда у организма, гетерозиготного по исследуемому признаку, формируются половые клетки — гаметы, то одна их половина несет один аллель данного гена, а вторая — другой. Поэтому при скрещивании таких гибридов F1 между собой среди гибридов второго поколения F2 в определенных соотношениях появляются особи с фенотипами, как исходных родительских форм, так и F1.

В основе этого закона лежит закономерное поведение пары гомологичных хромосом (с аллелями А и а), которое обеспечивает образование у гибридов F1 гамет двух типов, в результате чего среди гибридов F2 выявляются особи трех возможных генотипов в соотношении 1АА: 2Аа: 1аа. Иными словами, «внуки» исходных форм — двух гомозигот, фенотипически отличных друг от друга, дают расщепление по фенотипу в соответствии со вторым законом Менделя.

Однако это соотношение может меняться в зависимости от типа наследования. Так, в случае полного доминирования выделяются 75% особей с доминантным и 25% с рецессивным признаком, т.е. два фенотипа в отношении
3:1. При неполном доминировании и кодоминировании 50% гибридов второго поколения F2 имеют фенотип гибридов первого поколения и по 25% — фенотипы исходных родительских форм, т.е. наблюдается расщепление 1:2:1.

Третий закон Менделя говорит о том, что каждая пара альтернативных признаков ведет себя в ряду поколений независимо друг от друга, в результате чего среди потомков первого поколения F2 в определенном соотношении появляются особи с новыми (по сравнению с родительскими) комбинациями признаков. Например, в случае полного доминирования при скрещивании исходных форм, различающихся по двум признакам, в следующем поколении F2 выявляются особи с четырьмя фенотипами в соотношении 9:3:3:1.
При этом два фенотипа имеют «родительские» сочетания признаков, а оставшиеся два – новые. Данный закон основан на независимом поведении
(расщеплении) нескольких пар гомологичных хромосом.

Парадоксально, но в современной науке огромное внимание уделяется не столько самому третьему закону Менделя в его исходной формулировке, сколько исключениям из него. Закон независимого комбинирования не соблюдается в том случае, если гены, контролирующие признаки, сцеплены, то есть располагаются по соседству друг с другом на одной и той же хромосоме и передаются по наследству как связанная пара элементов, а не как отдельные элементы.
Научная интуиция Менделя подсказала ему, какие признаки должны быть выбраны для его дигибрибных экспериментов – он выбрал несцепленные признаки. Если бы он случайно выбрал признаки, контролируемые сцепленными генами, то его результаты были бы совсем иными, так как сцепленные признаки наследуются независимо друг от друга.
Законы Менделя в их классической форме действуют при наличии определенных условий: гомозиготность исходных скрещиваемых форм; образование гамет гибридов всех возможных типов в равных соотношениях
(обеспечивается правильным течением мейоза; одинаковой жизнеспособностью гамет всех типов; равной вероятностью встречи любых гамет при оплодотворении); одинаковая жизнеспособность зигот всех типов.
Нарушение этих условий может привести либо к отсутствию расщепления во втором поколении, либо к расщеплению в первом поколении, либо к искажению соотношений различных генотипов и фенотипов. Законы Менделя имеют универсальный характер для всех диплоидных организмов, размножающихся половым способом.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: реферати українською, реферати безкоштовно.





Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6 | Следующая страница реферата