Porijeklo genetike, kao i svake znanosti, treba tražiti u praksi. Genetika je nastala u vezi s uzgojem domaćih životinja i uzgojem biljaka, kao i s razvojem medicine. Budući da je čovjek počeo koristiti križanje životinja i biljaka, suočio se s činjenicom da svojstva i karakteristike potomaka ovise o svojstvima roditeljskih jedinki odabranih za križanje. Odabirom i križanjem najboljih potomaka čovjek je iz koljena u koljeno stvarao srodne skupine – linije, a zatim pasmine i sorte sa svojim karakterističnim nasljednim svojstvima.

Iako ta zapažanja i usporedbe još nisu mogle postati temeljem za formiranje znanosti, nagli razvoj stočarstva i uzgoja, te uzgoja biljaka i sjemenarstva u drugoj polovici 19. stoljeća potaknuo je povećani interes za analizu fenomena nasljednosti.

Razvoju znanosti o nasljeđivanju i varijabilnosti posebno je snažno pridonio nauk Charlesa Darwina o podrijetlu vrsta, koji je u biologiju uveo povijesnu metodu proučavanja evolucije organizama. Sam Darwin uložio je mnogo truda u proučavanje nasljeđa i varijabilnosti. Prikupio je ogromnu količinu činjenica i na temelju njih napravio cijela serija točne zaključke, ali nije uspio utvrditi zakone nasljeđivanja Njegovi suvremenici, takozvani hibridizatori, križali su se raznih oblika a oni koji su tražili stupanj sličnosti i razlike između roditelja i potomaka također nisu mogli utvrditi opće obrasce nasljeđivanja.

Drugi uvjet koji je doprinio uspostavljanju genetike kao znanosti bio je napredak u proučavanju strukture i ponašanja somatskih i zametnih stanica. Još 70-ih godina prošlog stoljeća niz citologa (Chistyakov 1972., Strasburger 1875.) otkrio je neizravnu diobu somatskih stanica, nazvanu kariokineza. (Schleicher 1878.) ili mitoze (Flemming 1882.). Godine 1888., na prijedlog Waldeire, trajni elementi stanične jezgre nazvani su "kromosomi". Tih istih godina Flemming je cijeli ciklus stanične diobe podijelio u četiri glavne faze: profazu, metafazu, anafazu i telofazu.

Usporedo s proučavanjem mitoze somatskih stanica, istražuju se razvoj spolnih stanica i mehanizam oplodnje kod životinja i biljaka. Godine 1876. O. Hertwig je prvi put kod bodljikaša ustanovio spajanje jezgre spermija s jezgrom jajeta. N. N. Gorozhankin 1880. i E. Strasburger 1884. ustanovili su isto za biljke: prvi - za golosjemenjače, drugi - za angiosperme.

U istom Van Benedenu (1883.) i drugima otkrivena je kardinalna činjenica da tijekom razvoja zametne stanice, za razliku od somatskih stanica, prolaze kroz smanjenje broja kromosoma za točno polovicu, a tijekom oplodnje - spajanje ženskog i muškog spola. jezgre - vraća se normalan broj kromosoma, konstantan za svaki tip. Tako je pokazano da svaku vrstu karakterizira određeni broj kromosoma.

Dakle, navedeni uvjeti doprinijeli su nastanku genetike kao zasebne biološke discipline - discipline sa svojim predmetom i metodama istraživanja.

Službenim rođenjem genetike smatra se proljeće 1900. godine, kada su tri botaničara, neovisno jedan o drugome, u tri različite zemlje, na različitim objektima, došao do otkrića nekih od najvažnijih obrazaca nasljeđivanja svojstava kod potomaka hibrida. G. de Vries (Nizozemska) je na temelju rada s noćurom, makom, daturom i drugim biljkama izvijestio o “zakonu cijepanja hibrida” K. Correns (Njemačka) utvrdio je zakone cijepanja u kukuruzu i objavio članak “; Zakon Gregora Mendela o ponašanju potomaka u rasnih hibrida” ; iste godine K. Csermak (Austrija) objavio je članak (O umjetnom križanju u Pisum Sativum).

Znanost gotovo da ne poznaje neočekivana otkrića. Najbriljantnija otkrića koja stvaraju faze u njegovom razvoju gotovo uvijek imaju svoje prethodnike. To se dogodilo otkrićem zakona nasljeđa. Ispostavilo se da su trojica botaničara koji su otkrili obrazac segregacije u potomcima intraspecifičnih hibrida samo "ponovno otkrili" obrasce nasljeđivanja koje je 1865. otkrio Gregor Mendel i iznio u članku "Pokusi na biljnim hibridima", objavljenom u “zborniku” Društva prirodoslovaca u Brünnu (Čehoslovačka).

G. Mendel (1822.-1884.) razvio je metode genetske analize nasljeđivanja pojedinih svojstava organizma pomoću biljaka graška i ustanovio dva temeljno važna fenomena:

1. karakteristike su određene individualnim nasljednim čimbenicima koji se prenose spolnim stanicama;

2. pojedinačna obilježja organizama ne nestaju tijekom križanja, već se u potomstvu očuvaju u istom obliku u kakvom su bila u roditeljskim organizmima.

Za teoriju evolucije ti su principi bili od ključne važnosti. Otkrili su jedan od najvažnijih izvora varijabilnosti, naime mehanizam za održavanje prikladnosti karakteristika vrste tijekom više generacija. Kad bi se adaptivne karakteristike organizama koje su nastale pod kontrolom selekcije apsorbirale i nestale tijekom križanja, tada bi napredak vrste bio nemoguć.

Sav kasniji razvoj genetike bio je povezan s proučavanjem i širenjem ovih principa i njihovom primjenom na teoriju evolucije i selekcije.

Iz utvrđenih temeljnih Mendelovih načela logično proizlaze brojni problemi koji korak po korak dobivaju svoje rješenje kako se genetika razvija. Godine 1901. Hugo de Vries (1848-1935) formulirao je teoriju mutacija koja kaže da se nasljedna svojstva i karakteristike organizama mijenjaju naglo – mutacijski.

Godine 1903. danski fiziolog biljaka V. Johannsen objavio je rad "O nasljeđivanju u populacijama i čistim linijama", u kojem je eksperimentalno utvrđeno da su izvana slične biljke koje pripadaju istoj sorti nasljedno različite - one čine populaciju. Populaciju čine nasljedno različite jedinke ili srodne skupine – linije. U istoj studiji najjasnije je utvrđeno postojanje dvije vrste varijabilnosti u organizmima: nasljedne, određene genima, i nenasljedne, određene slučajnom kombinacijom čimbenika koji djeluju na ispoljavanje svojstava.

U sljedećoj fazi razvoja genetike dokazano je da su nasljedni oblici povezani s kromosomima. Prva činjenica koja je otkrila ulogu kromosoma u nasljeđivanju bio je dokaz uloge kromosoma u određivanju spola kod životinja i otkriće mehanizma spolne segregacije 1:1.

Od 1911. T. Morgan (1866-1945) i njegovi kolege sa Sveučilišta Columbia u SAD-u počeli su objavljivati ​​niz radova u kojima je formulirao kromosomsku teoriju nasljeđa. Eksperimentalno dokazivanje da su glavni nositelji gena kromosomi, te da su geni linearno smješteni na kromosomima.

Godine 1922. N.I. Vavilov formulirao je zakon homoloških nizova u nasljednoj varijabilnosti, prema kojem vrste biljaka i životinja srodnih podrijetlom imaju slične nizove nasljedne varijabilnosti. Primjenjujući ovaj zakon, N.I. Vavilov je uspostavio središta podrijetla kultivirane biljke, u kojem je koncentrirana najveća raznolikost nasljednih oblika.

Godine 1925. kod nas su G. A. Nadson i G. S. Filippov pomoću gljiva, a 1927. G. Möller u SAD pomoću vinske mušice Drosophila dobili dokaze o utjecaju X-zraka na nastanak nasljednih promjena. Pokazalo se da se stopa mutacija povećava više od 100 puta. Ove studije dokazale su varijabilnost gena pod utjecajem okolišnih čimbenika. Dokazivanje utjecaja ionizirajućeg zračenja na nastanak mutacija dovelo je do stvaranja nove grane genetike - genetike zračenja, čiji je značaj još više porastao otkrićem atomske energije.

Godine 1934. T. Paynter je, koristeći divovske kromosome žlijezda slinovnica dipterana, dokazao da diskontinuitet morfološke strukture kromosoma, izražen u obliku različitih diskova, odgovara položaju gena u kromosomima, prethodno utvrđenom čisto genetske metode. Ovo otkriće označilo je početak proučavanja strukture i funkcioniranja gena u stanici.

U razdoblju od 40-ih godina prošlog stoljeća do danas došlo je do niza otkrića (uglavnom na mikroorganizmima) potpuno novih genetskih fenomena koji otkrivaju mogućnosti analize strukture gena na molekularnoj razini. U posljednjih godina Uvođenjem novih istraživačkih metoda u genetiku, posuđenih iz mikrobiologije, došli smo do rješenja kako geni kontroliraju slijed aminokiselina u proteinskoj molekuli.

Prije svega treba reći da je sada potpuno dokazano da su nositelji naslijeđa kromosomi, koji se sastoje od snopa molekula DNA.

Provedeni su prilično jednostavni pokusi: čista DNA izolirana je iz ubijenih bakterija jednog soja s posebnom vanjskom karakteristikom i prenesena na žive bakterije drugog soja, nakon čega su razmnožene bakterije potonjeg dobile obilježje prvog soja. Brojni slični pokusi pokazuju da je DNK nositelj nasljeđa.

Godine 1953. F. Crick (Engleska) i J. Watstone (SAD) su na temelju rezultata pokusa genetičara i biokemičara te podataka difrakcije X-zraka dešifrirali strukturu molekule DNA. Otkrili su da je svaka molekula DNK sastavljena od dva polideoksiribonukleinska lanca, spiralno upletena oko zajedničke osi.

Model DNK koji su predložili dobro se slaže s biološkom funkcijom ovog spoja: sposobnošću samodupliciranja genetskog materijala i njegovog održivog očuvanja kroz generacije - od stanice do stanice. Ova svojstva molekula DNK također objašnjavaju molekularni mehanizam varijabilnosti: sva odstupanja od izvorne strukture gena, greške u samodupliciranju genetskog materijala DNK, kada se jednom pojave, naknadno se točno i stabilno reproduciraju u lancima kćeri DNK. . U sljedećem desetljeću ove su odredbe eksperimentalno potvrđene: razjašnjen je koncept gena, dešifriran je genetski kod i mehanizam njegovog djelovanja u procesu sinteze proteina u stanici.

Osim toga, pronađene su metode za umjetno dobivanje mutacija te su uz njihovu pomoć stvorene vrijedne biljne sorte i sojevi mikroorganizama - proizvođači antibiotika i aminokiselina. Trenutno su pronađeni pristupi za rješavanje problema organiziranja nasljednog koda i njegovog eksperimentalnog dekodiranja.

Genetika se, zajedno s biokemijom i biofizikom, približila rasvjetljavanju procesa sinteze proteina u stanici i umjetne sinteze proteinskih molekula. Time počinje potpuno nova faza u razvoju ne samo genetike, već cijele biologije u cjelini.

U posljednje desetljeće Pojavio se novi smjer u molekularnoj genetici - genetski inženjering - sustav tehnika koji omogućava biologu konstruiranje umjetnih genetskih sustava. Genetski inženjering temelji se na univerzalnosti genetskog koda: tripleti nukleotida DNA programiraju uključivanje aminokiselina u proteinske molekule svih organizama – ljudi, životinja, biljaka, bakterija, virusa. Zahvaljujući tome moguće je sintetizirati novi gen ili ga izolirati iz jedne bakterije i unijeti u genetski aparat druge bakterije koja nema takav gen.

Razvoj genetike do danas je kontinuirano rastuća pozadina istraživanja funkcionalne, morfološke i biokemijske diskretnosti kromosoma. Puno je toga već učinjeno na ovom području i svakim se danom vrhunac znanosti približava cilju razotkrivanja prirode gena. Do danas je utvrđen niz fenomena koji karakteriziraju prirodu gena:

Prvo, gen na kromosomu ima svojstvo samoreprodukcije (autoreprodukcija);

Drugo, sposoban je za mutacijske promjene;

Treće, povezan je sa specifičnom kemijskom strukturom deoksiribonukleinske kiseline – DNA;

Četvrto, kontrolira sintezu aminokiselina i njihove sekvence u proteinskoj molekuli.

U vezi s nedavnim istraživanjima, novo razumijevanje gena kao funkcionalni sustav, a utjecaj gena na određivanje svojstava razmatra se u integralnom sustavu gena – genotipu.

Novi izgledi za sintezu žive tvari privlače veliku pozornost genetičara, biokemičara, fizičara i drugih stručnjaka.

Lisenko Ana

Esej iz biologije daje definiciju genetike, faze razvoja ove znanosti i njezino značenje za ljudski život.

preuzimanje:

Pregled:

Genetika je jedna od glavnih, najfascinantnijih i ujedno najsloženijih disciplina moderne prirodne znanosti. Mjesto genetike među biološkim znanostima i poseban interes za nju određeni su činjenicom da ona proučava osnovna svojstva organizama, a to su nasljeđe i varijabilnost.

Kao rezultat brojnih eksperimenata na području molekularne genetike, briljantnog dizajna i izvrsne izvedbe, suvremena biologija obogaćena je s dva temeljna otkrića, koja su se već uvelike odrazila na ljudsku genetiku, a djelomično su provedena i na ljudskim stanicama. To pokazuje neraskidivu vezu između uspjeha ljudske genetike i uspjeha moderne biologije koja se sve više povezuje s genetikom.

Prvi je sposobnost rada s izoliranim genima. Dobiven je izolacijom gena u čistom obliku i njegovom sintetizacijom. Značaj ovog otkrića teško je precijeniti. Važno je naglasiti da se za sintezu gena koriste različite metode, tj. već postoji izbor kad je riječ o tako složenom mehanizmu kao što je osoba.

Drugo postignuće je dokaz uključivanja stranih informacija u genom, kao i njegovo funkcioniranje u stanicama viših životinja i ljudi. Materijali za ovo otkriće prikupljeni su iz različitih eksperimentalnih pristupa. Prije svega, to su brojna istraživanja iz područja virusno-genetske teorije nastanka zloćudnih tumora, uključujući i detekciju sinteze DNA na matrici RNA. Osim toga, eksperimenti s transdukcijom profaga, potaknuti idejom genetskog inženjeringa, potvrdili su mogućnost funkcioniranja gena jednostavnih organizama u stanicama sisavaca, uključujući i ljudske stanice.

Bez pretjerivanja možemo reći da je, uz molekularnu genetiku, humana genetika jedna od najprogresivnijih grana genetike uopće. Njezino se istraživanje proteže od biokemijske do populacijske razine, uključujući stanične i organske razine.

Ali razmotrimo zasebno povijest razvoja genetike.

Glavne faze razvoja genetike.

Porijeklo genetike, kao i svake znanosti, treba tražiti u praksi. Genetika je nastala u vezi s uzgojem domaćih životinja i uzgojem biljaka, kao i s razvojem medicine. Budući da je čovjek počeo koristiti križanje životinja i biljaka, suočio se s činjenicom da svojstva i karakteristike potomaka ovise o svojstvima roditeljskih jedinki odabranih za križanje. Odabirom i križanjem najboljih potomaka čovjek je iz koljena u koljeno stvarao srodne skupine – linije, a zatim pasmine i sorte sa svojim karakterističnim nasljednim svojstvima.

Iako ta zapažanja i usporedbe još nisu mogle postati temeljem za formiranje znanosti, nagli razvoj stočarstva i uzgoja, te uzgoja biljaka i sjemenarstva u drugoj polovici 19. stoljeća potaknuo je povećani interes za analizu fenomena nasljednosti.

Razvoju znanosti o nasljeđivanju i varijabilnosti posebno je snažno pridonio nauk Charlesa Darwina o podrijetlu vrsta, koji je u biologiju uveo povijesnu metodu proučavanja evolucije organizama. Sam Darwin uložio je mnogo truda u proučavanje nasljeđa i varijabilnosti. Prikupio je golemu količinu činjenica i na temelju njih izveo niz točnih zaključaka, ali nije uspio utvrditi zakone nasljeđa. Njegovi suvremenici, takozvani hibridizatori, koji su križali razne oblike i tražili stupanj sličnosti i razlike između roditelja i potomaka, također nisu bili u stanju utvrditi opće obrasce nasljeđivanja.

Drugi uvjet koji je doprinio uspostavljanju genetike kao znanosti bio je napredak u proučavanju strukture i ponašanja somatskih i zametnih stanica. Još 70-ih godina prošlog stoljeća niz citoloških istraživača (Chistyakov 1972., Strasburger 1875.) otkrio je neizravnu diobu somatskih stanica, nazvanu kariokineza (Schleicher 1878.) ili mitoza (Flemming 1882.). Godine 1888., na prijedlog Waldeire, trajni elementi stanične jezgre nazvani su "kromosomi". Tih istih godina Flemming je cijeli ciklus stanične diobe podijelio u četiri glavne faze: profazu, metafazu, anafazu i telofazu.

Usporedo s proučavanjem mitoze somatskih stanica, istražuju se razvoj spolnih stanica i mehanizam oplodnje kod životinja i biljaka. Godine 1876. O. Hertwig je prvi put kod bodljikaša ustanovio spajanje jezgre spermija s jezgrom jajeta. N.N. Gorozhankin 1880. i E. Strasburger 1884. ustanovili su isto za biljke: prvi - za golosjemenjače, drugi - za angiosperme.

Iste su godine Van Beneden (1883.) i drugi otkrili kardinalnu činjenicu da tijekom razvoja zametne stanice, za razliku od somatskih stanica, prolaze kroz smanjenje broja kromosoma za točno polovicu, a tijekom oplodnje - spajanje ženskog i muškog spola. jezgre - vraća se normalan broj kromosoma, konstantan za svaki tip. Tako je pokazano da svaku vrstu karakterizira određeni broj kromosoma.

Dakle, navedeni uvjeti doprinijeli su nastanku genetike kao zasebne biološke discipline - discipline sa svojim predmetom i metodama istraživanja.

Službenim rođenjem genetike smatra se proljeće 1900. godine, kada su tri botaničara, neovisno jedan o drugome, u tri različite zemlje, na različitim lokacijama, došli do otkrića nekih od najvažnijih obrazaca nasljeđivanja svojstava u potomstvu. od hibrida. G. de Vries (Nizozemska), na temelju rada s noćurom, makom, daturom i drugim biljkama, izvijestio je o "zakonu hibridnog cijepanja"; K. Correns (Njemačka) utvrdio je obrasce segregacije u kukuruzu i objavio članak “Zakon Gregora Mendela o ponašanju potomaka kod rasnih hibrida”; iste godine K. Csermak (Austrija) objavio je članak (O umjetnom križanju u Pisum Sativum).

Znanost gotovo da ne poznaje neočekivana otkrića. Najbriljantnija otkrića koja stvaraju faze u njegovom razvoju gotovo uvijek imaju svoje prethodnike. To se dogodilo otkrićem zakona nasljeđa. Ispostavilo se da su trojica botaničara koji su otkrili obrazac segregacije u potomcima intraspecifičnih hibrida samo "ponovno otkrili" obrasce nasljeđivanja koje je davne 1865. godine otkrio Gregor Mendel i opisao u članku "Pokusi na biljnim hibridima", objavljenom u “zbornik radova” Društva prirodoslovaca u Brünnu (Čehoslovačka).

Koristeći biljke graška, G. Mendel je razvio metode genetske analize nasljeđivanja pojedinih svojstava organizma i ustanovio dva fundamentalno važna fenomena:

karakteristike su određene individualnim nasljednim čimbenicima koji se prenose spolnim stanicama;

Individualne karakteristike organizama ne nestaju tijekom križanja, već se u potomstvu očuvaju u istom obliku kao što su bile u roditeljskim organizmima.

Za teoriju evolucije ti su principi bili od ključne važnosti. Otkrili su jedan od najvažnijih izvora varijabilnosti, naime mehanizam za održavanje prikladnosti karakteristika vrste tijekom više generacija. Kad bi se adaptivne karakteristike organizama koje su nastale pod kontrolom selekcije apsorbirale i nestale tijekom križanja, tada bi napredak vrste bio nemoguć.

Sav kasniji razvoj genetike bio je povezan s proučavanjem i širenjem ovih principa i njihovom primjenom na teoriju evolucije i selekcije.

Iz utvrđenih temeljnih Mendelovih načela logično proizlaze brojni problemi koji korak po korak dobivaju svoje rješenje kako se genetika razvija. Godine 1901. de Vries je formulirao teoriju mutacija koja kaže da se nasljedna svojstva i karakteristike organizama mijenjaju naglo – mutacijski.

Godine 1903. danski fiziolog biljaka V. Johannsen objavio je rad "O nasljeđivanju u populacijama i čistim linijama", u kojem je eksperimentalno utvrđeno da su izvana slične biljke koje pripadaju istoj sorti nasljedno različite - one čine populaciju. Populaciju čine nasljedno različite jedinke ili srodne skupine – linije. U istoj studiji najjasnije je utvrđeno da postoje dvije vrste varijabilnosti u organizmima: nasljedna, određena genima, i nenasljedna, određena slučajnom kombinacijom čimbenika koji djeluju na ispoljavanje svojstava.

U sljedećoj fazi razvoja genetike dokazano je da su nasljedni oblici povezani s kromosomima. Prva činjenica koja je otkrila ulogu kromosoma u nasljeđivanju bio je dokaz uloge kromosoma u određivanju spola kod životinja i otkriće mehanizma spolne segregacije 1:1.

Od 1911. T. Morgan i njegovi kolege sa Sveučilišta Columbia u SAD-u počeli su objavljivati ​​niz radova u kojima je formulirao kromosomsku teoriju nasljeđivanja. Eksperimentalno dokazivanje da su glavni nositelji gena kromosomi, te da su geni linearno smješteni na kromosomima.

Godine 1922. N.I. Vavilov formulira zakon homoloških nizova u nasljednoj varijabilnosti, prema kojem biljne i životinjske vrste srodne porijeklom imaju slične nizove nasljedne varijabilnosti. Primjenjujući ovaj zakon, N.I. Vavilov je uspostavio središta podrijetla kultiviranih biljaka, u kojima je koncentrirana najveća raznolikost nasljednih oblika.

Godine 1925. u našoj zemlji G.A. Nadson i G.S. Filippov na gljivama, a 1927. G. Möller u SAD na vinskoj mušici Drosophila dobio je dokaze o utjecaju X-zraka na nastanak nasljednih promjena. Pokazalo se da se stopa mutacija povećava više od 100 puta. Ove studije dokazale su varijabilnost gena pod utjecajem okolišnih čimbenika. Dokazivanje utjecaja ionizirajućeg zračenja na nastanak mutacija dovelo je do stvaranja nove grane genetike - genetike zračenja, čiji je značaj još više porastao otkrićem atomske energije.

Godine 1934. T. Paynter je, koristeći divovske kromosome žlijezda slinovnica dvokrilaca, dokazao da diskontinuitet morfološke strukture kromosoma, izražen u obliku različitih diskova, odgovara položaju gena u kromosomima, prethodno utvrđenom čisto genetskim putem. metode. Ovo otkriće označilo je početak proučavanja strukture i funkcioniranja gena u stanici.

U razdoblju od 40-ih godina prošlog stoljeća do danas došlo je do niza otkrića (uglavnom na mikroorganizmima) potpuno novih genetskih fenomena koji otkrivaju mogućnosti analize strukture gena na molekularnoj razini. Posljednjih godina, uvođenjem novih istraživačkih metoda u genetiku, posuđenih iz mikrobiologije, došli smo do rješenja kako geni kontroliraju slijed aminokiselina u proteinskoj molekuli.

Prije svega treba reći da je sada potpuno dokazano da su nositelji naslijeđa kromosomi, koji se sastoje od snopa molekula DNA.

Provedeni su vrlo jednostavni pokusi: čista DNA izolirana je iz ubijenih bakterija jednog soja s posebnim vanjskim svojstvima i prenesena na žive bakterije drugog soja, nakon čega su razmnožene bakterije potonjeg poprimile obilježja prvog soja. Brojni slični pokusi pokazuju da je DNK nositelj nasljeđa.

Godine 1953. F. Crick (Engleska) i J. Watstone (SAD) dešifrirali su strukturu molekule DNA. Otkrili su da je svaka molekula DNK sastavljena od dva polideoksiribonukleinska lanca, spiralno upletena oko zajedničke osi.

Trenutno su pronađeni pristupi za rješavanje problema organiziranja nasljednog koda i njegovog eksperimentalnog dekodiranja. Genetika se, zajedno s biokemijom i biofizikom, približila rasvjetljavanju procesa sinteze proteina u stanici i umjetne sinteze proteinskih molekula. Time počinje potpuno nova faza u razvoju ne samo genetike, već cijele biologije u cjelini.

Razvoj genetike do danas je kontinuirano rastuća pozadina istraživanja funkcionalne, morfološke i biokemijske diskretnosti kromosoma. Puno je već učinjeno na ovom području, puno je već učinjeno, a vrhunska znanstvena oštrica svakim je danom sve bliža cilju - razotkrivanju prirode gena. Do danas je utvrđen niz fenomena koji karakteriziraju prirodu gena. Prvo, gen na kromosomu ima svojstvo samoreprodukcije (autoreprodukcija); drugo, sposoban je za mutacijske promjene; treće, povezan je s određenom kemijskom strukturom deoksiribonukleinske kiseline – DNA; četvrto, kontrolira sintezu aminokiselina i njihovih sekvenci u proteinskim molekulama. U vezi s novijim istraživanjima, formira se nova ideja o genu kao funkcionalnom sustavu, a učinak gena na određivanje svojstava razmatra se u cjelovitom sustavu gena - genotipu.

Novi izgledi za sintezu žive tvari privlače veliku pozornost genetičara, biokemičara, fizičara i drugih stručnjaka.

Biologija je vrlo opsežna znanost koja pokriva sve aspekte života svakog živog bića, počevši od strukture njegovih mikrostruktura unutar tijela pa sve do povezanosti s vanjsko okruženje i prostora. Zato ova disciplina ima toliko sekcija. Ipak, jedna od najmlađih, ali najperspektivnijih i danas posebno važnih je genetika. Nastala je kasnije od ostalih, ali je uspjela postati najrelevantnija, najvažnija i najobimnija znanost koja ima svoje ciljeve, ciljeve i predmet proučavanja. Pogledajmo povijest razvoja genetike i što ova grana biologije predstavlja.

Genetika: predmet i objekt proučavanja

Znanost je dobila ime tek 1906. godine na prijedlog Engleza Batesona. Može se definirati na sljedeći način: to je disciplina koja proučava mehanizme nasljeđa, njegovu varijabilnost u različite vrsteživa bića. Stoga je glavni cilj genetike razjasniti strukturu struktura odgovornih za prijenos nasljednih karakteristika i proučavati samu bit tog procesa.

Objekti proučavanja su:

• biljke;
• životinje;
• bakterije;
• gljive;
• ljudski.

Tako ona s pažnjom pokriva sva carstva žive prirode, ne zaboravljajući niti jednog predstavnika. Međutim, danas su fokus istraživanja na jednostaničnim protozoama, na njima se provode svi genetski pokusi, kao i na bakterijama.

Da bi se došlo do sada dostupnih rezultata, povijest razvoja genetike prošla je dug i trnovit put. U različitim vremenskim razdobljima bio je podvrgnut ili intenzivnom razvoju ili potpunom zaboravu. No, na kraju je ipak dobila mjesto koje joj pripada u cijeloj obitelji bioloških disciplina.

Kratka povijest razvoja genetike

Da bismo opisali glavne prekretnice u razvoju razmatrane grane biologije, trebamo se okrenuti ne tako davnoj prošlosti. Uostalom, genetika potječe iz 19. stoljeća. A službenim datumom njezina rođenja kao potpuno zasebne discipline smatra se 1900. godina.

Usput, ako govorimo o podrijetlu, trebali bismo primijetiti pokušaje selekcije biljaka i križanja životinja jako dugo. Uostalom, to su radili ratari i stočari još u 15. stoljeću. Jednostavno se nije dogodilo sa znanstvena točka vizija.

Tablica "Povijest razvoja genetike" pomoći će vam da savladate njene glavne povijesne trenutke formiranja.

Razdoblje razvoja	Glavna otkrića	znanstvenici
Osnovna škola (druga polovica 19. stoljeća)	Hibridološka istraživanja u području biljaka (proučavanje generacija na primjeru vrste graška)	Gregory Mendel (1866.)
	Otkriće procesa proučavanja spolnog razmnožavanja i njegovog značaja za učvršćivanje i prijenos karakteristika s roditelja na potomstvo	Strasburger, Gorozhankin, Hertwig, Van Beneveen, Flemming, Chistyakov, Valdeir i drugi (1878.-1883.)
Sredina (početak-sredina 20. stoljeća)	Ovo je razdoblje najintenzivnijeg porasta razvoja genetskih istraživanja, ako promatramo povijesno doba u cjelini. Niz otkrića na području stanice, njezina značenja i mehanizama djelovanja, dešifriranja strukture DNA, razvoja i križanja, postavljanja svih teorijske osnove genetika pada upravo na ovo vremensko razdoblje	Mnogi domaći znanstvenici i genetičari iz cijelog svijeta: Thomas Morgan, Navashin, Serebryakov, Vavilov, de Vries, Correns, Watson i Crick, Schleiden, Schwann i mnogi drugi
Moderno razdoblje (druga polovica 20. stoljeća do danas)	Ovo razdoblje karakterizira niz otkrića na području mikrostruktura živih bića: detaljno proučavanje strukture DNA, RNA, proteinskih molekula, enzima, hormona itd. Pojašnjenje dubinskih mehanizama kodiranja svojstava i njihovog prijenosa nasljeđivanjem, genetskog koda i njegovog dekodiranja, mehanizama translacije, transkripcije, replikacije i tako dalje. Sporedne genetičke znanosti su od velike važnosti, au ovom razdoblju nastalo je dosta njih.	V. Elving, Noden i drugi

Gornja tablica sažima povijest razvoja genetike. Zatim ćemo detaljnije razmotriti glavna otkrića različitih razdoblja.

Glavna otkrića 19. stoljeća

Glavna djela ovog razdoblja bila su djela trojice znanstvenika iz različitih zemalja:

• u Nizozemskoj, G. de Vries - proučavanje karakteristika nasljeđivanja svojstava kod hibrida različitih generacija;
• u Njemačkoj je to učinio K. Correns na primjeru kukuruza;
• u Austriji je K. Chermak ponovio Mendelove pokuse na sjemenskom grašku.

Sva ova otkrića temelje se na djelima Gregoryja Mendela, napisanim prije 35 godina, koji je proveo višegodišnja istraživanja i sve rezultate zabilježio u znanstvenim radovima. Međutim, ti podaci nisu pobudili zanimanje njegovih suvremenika.

U istom razdoblju povijest razvoja genetike uključila je niz otkrića u proučavanju zametnih stanica kod ljudi i životinja. Dokazano je da su neke osobine koje se nasljeđuju fiksirane bez promjena. Drugi su individualni za svaki organizam i rezultat su prilagodbe uvjetima. okruženje. Rad su izveli Strasburger, Chistyakov, Flemming i mnogi drugi.

Razvoj znanosti u 20. stoljeću

Budući da se uzima u obzir službeni datum rođenja, ne čudi da je u 20. stoljeću napravljena povijest razvoja genetike. Istraživanja stvorena u to vrijeme omogućuju nam da polako ali sigurno dobijemo nevjerojatne rezultate.

Stvaranje najnovijih tehnoloških dostignuća omogućuje uvid u mikrostrukture - to dodatno unapređuje genetiku u razvoju. Dakle, instalirano je sljedeće:

• strukture DNA i RNA;
• mehanizmi njihove sinteze i replikacije;
• proteinska molekula;
• značajke nasljeđivanja i konsolidacije;
• lokalizacija pojedinih karakteristika u kromosomima;
• mutacije i njihove manifestacije;
• pojavio se pristup kontroli genetskog aparata stanice.

Vjerojatno jedno od najvažnijih otkrića u tom razdoblju bilo je dekodiranje DNK. To su učinili Watson i Crick 1953. godine. Godine 1941. dokazano je da su svojstva kodirana u proteinskim molekulama. Od 1944. do 1970. napravljena su najveća otkrića u području strukture, replikacije i značaja DNA i RNA.

Moderna genetika

Povijest razvoja genetike kao znanosti u sadašnjoj fazi očituje se u intenziviranju njezinih različitih pravaca. Uostalom, danas postoje:

• molekularna genetika;
• medicinski;
• stanovništvo;
• zračenje i drugo.

Druga polovica 20. i početak 21. stoljeća za razmatranu disciplinu smatra se genomskom erom. Uostalom, moderni znanstvenici izravno interveniraju u cjelokupni genetski aparat tijela, uče ga promijeniti u pravom smjeru, kontroliraju procese koji se tamo događaju, smanjuju patološke manifestacije i potpuno ih zaustavljaju.

Povijest razvoja genetike u Rusiji

Kod nas se predmetna znanost intenzivnije razvija tek u drugoj polovici 20. stoljeća. Cijela poanta je u tome dugo vremena nastupilo je razdoblje stagnacije. To su vremena vladavine Staljina i Hruščova. U tom povijesnom razdoblju došlo je do raskola u znanstvenim krugovima. T. D. Lysenko, koji je imao moć, proglasio je da su sva istraživanja u području genetike nevažeća. A ono samo po sebi uopće nije znanost. Zadobivši podršku Staljina, poslao je sve poznate genetičare tog vremena u smrt. Među njima:

• Vavilov;
• Serebrovski;
• Koltsov;
• Četverikov i drugi.

Mnogi su bili prisiljeni prilagoditi se Lysenkovim zahtjevima kako bi izbjegli smrt i nastavili istraživanje. Neki su emigrirali u SAD i druge zemlje.

Tek odlaskom Hruščova genetika u Rusiji dobiva slobodu u razvoju i intenzivnom rastu.

Domaći genetičari

Najznačajnija otkrića kojima se predmetna znanost može pohvaliti su ona koja su ostvarili naši sunarodnjaci. Povijest razvoja genetike u Rusiji povezana je s takvim imenima kao što su:

• Nikolaj Ivanovič Vavilov (učenje o imunitetu biljaka i dr.);
• Nikolaj Konstantinovič Kolcov (kemijska mutageneza);
• N. V. Timofejev-Resovski (utemeljitelj genetike zračenja);
• V. V. Saharov (priroda mutacija);
• M. E. Lobashev (autor metodoloških priručnika o genetici);
• A. S. Serebrovski;
• K. A. Timirjazev;
• N.P. Dubinin i mnogi drugi.

Ovaj popis se može nastaviti dugo vremena, jer su ruski umovi u svakom trenutku bili sjajni u svim industrijama i znanstvena polja znanje.

Pravci u znanosti: medicinska genetika

Povijest razvoja medicinske genetike seže mnogo ranije od opće znanosti. Uostalom, još u 15.-18. stoljeću fenomeni nasljeđivanja bolesti kao što su:

• polidaktilija;
• hemofilija;
• progresivna koreja;
• epilepsija i drugi.

Utvrđena je negativna uloga incesta u održavanju zdravlja i normalnog razvoja potomstva. Danas je ovaj dio genetike vrlo važno područje medicine. Uostalom, upravo to vam omogućuje kontrolu manifestacija i zaustavljanje mnogih genetskih mutacija u fazi embrionalnog razvoja fetusa.

Ljudska genetika

Povijest razvoja počinje mnogo kasnije od opće genetike. Uostalom, uvid u kromosomski aparat ljudi postao je moguć samo korištenjem najsuvremenijih tehnički uređaji i metode istraživanja.

Čovjek je postao objektom genetike prvenstveno s medicinskog gledišta. Međutim, osnovni mehanizmi nasljeđivanja i prijenosa svojstava, njihova konsolidacija i ispoljavanje u potomstvu kod ljudi se ne razlikuju od onih kod životinja. Stoga nije potrebno koristiti osobu kao predmet istraživanja.

>Sažeci iz biologije

Genetika

Genetika je jedno od najvažnijih područja biologije. Ovo je znanost o zakonima nasljeđivanja i varijabilnosti. Riječ “genetika” je grčkog porijekla i u prijevodu znači “dolazi od nekoga”. Objekti istraživanja mogu biti biljke, životinje, ljudi, mikroorganizmi. Genetika je usko povezana sa znanostima kao što su genetski inženjering, medicina, mikrobiologija i druge.

U početku se genetika smatrala obrascem nasljednosti i varijabilnosti na temelju vanjskih i unutarnjih karakteristika organizma. Danas je poznato da geni postoje i da su to posebno označeni dijelovi DNA ili RNA, odnosno molekule u kojima su programirane sve genetske informacije.

Na temelju arheoloških dokaza, ljudi već više od 6000 godina znaju da se određene fizičke osobine mogu prenositi s generacije na generaciju. Čovjek je čak naučio stvoriti poboljšane sorte biljaka i životinjskih pasmina odabirom određenih populacija i njihovim međusobnim križanjem. Međutim, važnost genetike u potpunosti je postala poznata tek u 19. i 20. stoljeću pojavom modernih mikroskopa. Veliki doprinos razvoju genetike dao je austrijski redovnik Gregor Mendel. Godine 1866. predstavio je svoj rad o temeljima moderne genetike. Dokazao je da se nasljedne sklonosti ne miješaju, već se prenose s koljena na koljeno u obliku zasebnih cjelina. Godine 1912. američki genetičar Thomas Morgan dokazao je da se te jedinice nalaze u kromosomima. Od tada je klasična genetika napravila znanstveni korak naprijed i napravila velike korake u objašnjavanju nasljeđa ne samo na razini organizma, već i na razini gena.

Era molekularne genetike započela je 1940-ih i 1950-ih. Pojavili su se dokazi o vodećoj ulozi DNK u prijenosu nasljednih informacija. Otkriće je bilo dešifriranje strukture DNK, triplet koda i opis mehanizama biosinteze proteina. Također, otkrivena je aminokiselinska ili nukleotidna sekvenca DNA i RNA.

Prvi eksperimenti u Rusiji pojavili su se u 18. stoljeću i bili su povezani s hibridizacijom biljaka. U 20. st. javljaju se važni radovi u eksperimentalnoj botanici i zoologiji, kao iu eksperimentalnim poljoprivrednim postajama. Do kraja 1930-ih u zemlji se pojavila mreža organiziranih istraživačkih instituta, eksperimentalnih stanica i sveučilišnih odjela za genetiku. Godine 1948. genetika je proglašena pseudoznanošću. Obnova znanosti dogodila se nakon otkrića i dešifriranja strukture DNK, oko 1960-ih.

Povijest razvoja genetike započela je teorijom evolucije koju je 1859. objavio engleski prirodoslovac i putnik Charles Darwin u svojoj knjizi “Podrijetlo vrsta”.

Godine 1831. Darwin se pridružio petogodišnjoj znanstvenoj ekspediciji za proučavanje fosila pronađenih u stijenama koji ukazuju na životinje koje su živjele prije milijune godina. Darwin je također primijetio da otoci Galapagos podržavaju vlastitu vrstu zeba, koje su bile blisko povezane, ali su imale suptilne razlike koje su se činile prilagođene njihovim individualnim okruženjima.

Nakon povratka u Englesku, Darwin je tijekom sljedećih 20 godina predložio teoriju evolucije koja se odvija kroz proces prirodne selekcije. Knjiga O podrijetlu vrsta bila je vrhunac tih nastojanja, gdje je tvrdio da su živa bića najprikladnija za svoj okoliš i da imaju bolje šanse za preživljavanje, reprodukciju i prenošenje svojih karakteristika na svoje potomke. To je dovelo do teorije da se vrste postupno mijenjaju tijekom vremena. Njegovo istraživanje sadrži neke istine, poput veze između životinjske i ljudske evolucije.

Knjiga koja je pokrenula povijest genetike bila je u to vrijeme izuzetno kontroverzna jer je dovela u pitanje dominantno stajalište o razdoblju kada su mnogi doslovno mislili da je Bog stvorio svijet u sedam dana. Također je sugerirao da su ljudi životinje i da su se možda razvili od majmuna. Primijetio je da su nakon tisuća godina evolucije tijela životinja prilagođena životu. Ako su ljudi evoluirali od životinja tijekom milijuna godina, određene urođene kvalitete ostale su i danas.

1859 – Charles Darwin objavljuje O podrijetlu vrsta

Znanost o proučavanju nasljedne varijabilnosti dovela je do razvoja molekularne biologije za dublje razumijevanje mehanizama nasljedne varijabilnosti i znanosti genetike.

Početna faza razvoja molekularne biologije

Početni razvoj molekularne biologije pripada švicarskom fiziološkom kemičaru Friedrichu Miescheru, koji je 1869. prvi identificirao ono što je nazvao "nukleinske" jezgre ljudskih bijelih krvnih stanica, koje danas poznajemo kao deoksiribonukleinska kiselina (DNK).

Friedrich Miescher u početku je izolirao i karakterizirao proteinske komponente bijelih krvnih stanica. Da bi to učinio, nabavio je gnojne zavoje iz lokalne kirurške klinike, koje je planirao oprati prije filtriranja bijelih krvnih stanica i odvajanja njihovih različitih proteina.

Međutim, u procesu rada naišao sam na neobičnu tvar kemijska svojstva za razliku od proteina, s vrlo visokim sadržajem fosfora i otpornošću na probavu proteina. Miescher je brzo shvatio da je otkrio novu tvar i osjetio važnost svog otkrića. Unatoč tome, trebalo je više od 50 godina da šira znanstvena zajednica cijeni njegov rad.

1869 Friedrich Miescher izolira "nukleinske" kiseline ili DNK

Makromolekula DNK osigurava pohranu, prijenos s generacije na generaciju i implementaciju genetskih informacija

Glavne početne faze genetskog razvoja

Glavne faze u razvoju genetike započele su učenjem o sintezi darvinizma i mehanizama evolucije živih bića.

Godine 1866. nepoznati redovnik austrijski biolog i botaničar Gregor Mendel bio je prva osoba koja je rasvijetlila način na koji se osobine prenose s koljena na koljeno.

Gregor Mendel danas se smatra ocem genetike

Za života nije bio toliko poznat, a njegova otkrića uglavnom nisu bila prihvaćena u znanstvenoj zajednici. Zapravo, bio je toliko ispred krivulje da su bila potrebna tri desetljeća da se njegova otkrića shvate ozbiljno.

Između 1856. i 1863. Mendel je provodio pokuse na biljkama graška, pokušavajući križati i odrediti "pravu" liniju u određenoj kombinaciji. Identificirao je sedam karakteristika: visinu biljke, oblik i boju mahune, oblik sjemena, boju i položaj cvijeta te obojenost.

Otkrio je da kada se biljke žutog i zelenog graška uzgajaju zajedno, njihovi su potomci uvijek bili žuti. Međutim, u sljedećoj generaciji biljaka zeleni grašak vratio se u omjeru 3:1.

Mendel je skovao pojmove recesivno i dominantno u odnosu na osobine ličnosti kako bi objasnio ovaj fenomen. Dakle, u primjeru je zelena osobina bila recesivna, a žuta dominantna.

1866. – Gregor Mendel otkriva osnovna načela genetika

Godine 1900., 16 godina nakon njegove smrti, istraživanje Gregora Mendela o nasljednim svojstvima graška konačno je prihvaćeno u široj znanstvenoj javnosti.

Nizozemski botaničar i genetičar Hugo de Vries, njemački botaničar i genetičar Carl Erich Correns i Austrijanac Erich Tsermak-Zeysenegg svi su neovisno ponovno otkrili Mendelov rad i predstavili rezultate eksperimenata hibridizacije sa sličnim zaključcima.

U Britaniji je biolog William Bateson postao vodeći teoretičar Mendelovog učenja i oko njega se okupila entuzijastična skupina sljedbenika. Povijest razvoja genetike trebala je tri desetljeća da se Mendelova teorija u dovoljnoj mjeri razumije i nađe svoje mjesto evolucijsku teoriju i uvesti pojam: genetika kao znanost koja proučava nasljednu varijabilnost.

Etički problemi u razvoju medicinske genetike

Etički problemi u razvoju medicinske genetike pojavili su se od ranih 1900-ih, kada je rođena znanost eugenika (od grčkog - “dobra rasa”). Smisao znanosti eugenike je utjecati na reproduktivne kvalitete određenih dominantnih rasa ljudi. Znanost o eugenici posebno je mračno poglavlje, koje odražava nedostatak razumijevanja relativno novog otkrića u to vrijeme. Izraz "eugenika" prvi put je korišten oko 1883. za označavanje "znanosti" o nasljeđu i odgoju.

Godine 1900. ponovno su otkrivene Mendelove teorije koje su pronašle pravilan statistički obrazac za karakterizaciju visine i boje osobe. U pomami istraživanja koje je uslijedilo, jedna se misao razgranala u društvenu teoriju eugeničke znanosti. Bio je to veliki popularni pokret u prvoj četvrtini 20. stoljeća i predstavljan je kao matematička znanost koja može predvidjeti karakterne osobine i karakteristike ljudskog bića.

Etička pitanja u razvoju medicinske genetike pojavila su se kada su se istraživači zainteresirali za kontrolu reprodukcije ljudskih bića kako bi samo oni s najboljim genima mogli razmnožavati i poboljšavati vrstu. Ovo se sada koristi kao neka vrsta "znanstvenog" rasizma kako bi se uvjerili ljudi da su neke rasne vrste bile superiornije od drugih u smislu čistoće, inteligencije itd. Ovo pokazuje opasnosti koje dolaze s prakticiranjem znanosti eugenike bez istinskog poštovanja prema čovječanstvu u općenito.

Mnogi su ljudi mogli vidjeti da je disciplina prožeta netočnostima, pretpostavkama i proturječjima, kao i promicanjem diskriminacije i rasne mržnje. Međutim, pokret je stekao političku potporu 1924. kada je većina u Zastupničkom domu i Senatu SAD-a usvojila Zakon o imigraciji. Zakon je nametnuo stroge kvote za useljavanje iz zemalja "nižih" rasa poput južne Europe i Azije. Kad su politički probici i zgodna znanost eugenike udružili snage, pojavili su se etički problemi u razvoju medicinske genetike.

Nastavkom znanstvenog istraživanja i uvođenjem biheviorizma 1913. godine, popularnost eugenike konačno je počela opadati. Užasi institucionalne eugenike u nacističkoj Njemačkoj koji su se pojavili tijekom Drugog svjetskog rata potpuno su uništili ono što je ostalo od pokreta.

Tako je od kraja 19. do početka 20. stoljeća povijest razvoja genetike dobila osnovne obrasce prijenosa nasljednih svojstava u biljnim i životinjskim organizmima, koji su kasnije primijenjeni na ljude.

Sada se pojavila znanost koja proučava proces starenja tijela.