Генетика — наука о наследственности — является одной из наиболее динамичных областей человеческого знания.

Тот факт, что каждое живое существо воспроизводит себе подобных и походит на своих предков по внешнему облику и многим другим качествам, общеизвестен. Издавна известно также, что не существует двух одинаковых особей одного и того же вида, за исключением, может быть, однояйцевых близнецов. Несмотря на это, фундаментальные механизмы наследственности были неизвестны до конца XIX века.

Считается, что современная генетика началась с работ Г. Менделя в 60-х годах прошлого века. В опытах, проведенных на горохе, ему удалось обнаружить наличие двух основных закономерностей наследования парных генетических признаков (окраски цветов, формы семян и т. д.) в ряду поколений гибридных растений.

После 35 лет забвения законы Менделя были пере-открыты сразу несколькими независимо работавшими исследователями. С 1900 г. началось широкое изучение количественных аспектов наследования и генетического расщепления гибридных признаков. Работы велись в основном на растениях, сельскохозяйственных животных и насекомых. Учение о биохимических основах наследственности еще не было разработано, хотя было ясно, что гены и их наследование связаны с хромосомами и их воспроизведением в ядре клетки.

Генетика стала, и довольно скоро, наукой преобразующей. Этому способствовали достижения в изучении изменчивости и ее наследования. Открытие искусственного мутагенеза дало возможность ускорить селекцию необходимых полезных свойств у исследуемых генетических объектов. Изучение количественных сторон мутационного процесса дало первые наметки для понимания материальной сути того, что именуется «ген».

С самого начала генетической эры было ясно, что наследственные признаки каким-то образом связаны с хромосомами. Хромосомы — это основная структурная часть ядра клетки, содержащая ДНК и белок.

К осознанию роли нуклеиновых кислот в генетических процессах ученые вплотную подошли в 40-е годы XX века. Первоначально было известно только, что ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) находится в составе хромосом, которые воспроизводятся в процессе деления клеток. Однако казалось более вероятным, что генетическая информация закодирована в белках ядра. Решающими доводами в пользу генетического значения ДНК были работы Э. Чаргаффа, а также Ф. Крика и Дж. Уотсона. В конце 40-х годов Э. Чаргафф провел анализ пуриновых и пиримидиновых оснований в ДНК. Тысячи упомянутых оснований образуют очень длинные полимерные цепочки ДНК. Заслуга Э. Чаргаффа состояла в том, что он показал неравномерность, отсутствие монотонности в соотношении пуриновых и пиримидиновых оснований в молекуле ДНК. Это косвенно говорит о возможности хранения генетической информации в этом химическом соединении. Оказалось, что, хотя состав ДНК разного происхождения может быть различным, количество аденина всегда равно количеству тмина, а количество гуанина — количеству цитозина.

Используя новейшие сведения рентгеноструктурного анализа ДНК и данные Э. Чаргаффа, Ф. Крик и Дж. Уотсон в 1953 г. создали теоретическую модель структуры ДНК — знаменитую «двойную спираль».

Согласно этой модели, каждая из нитей ДНК, скрученных в спираль, представляет собой цепочку молекул пяти-углеродного сахара дезоксирибозы, чередующегося с фосфорной кислотой, химически связанного с теми или иными нуклеиновыми азотистыми основаниями (пурины или пиримидины). Двуспиральная структура ДНК закрепляется путем специфического спаривания (водородных связей) между нуклеиновыми основаниями в противоположных цепях, причем аденин всегда находится в паре с тимином, а гуанин — с цитозином. Ген — это часть молекулы ДНК с определенной последовательностью нуклеиновых оснований.

Годы, прошедшие со времени этих событий, доказали правильность гипотезы о том, что именно ДНК есть хранилище генетической информации. Американские ученые М. Меселсон и Ф. Шталь впервые показали, каким путем происходит воспроизведение генетической информации ДНК. Оказалось, что в процессе размножения клеток происходит удвоение каждой из нитей ДНК с образованием дочерних молекул.

Через несколько лет стало очевидным, что в передаче генетической информации принимает участие рибонуклеиновая кислота, имеющая в своем составе рибозу вместо дезоксирибозы, как это имеет место в ДНК. Информационные РНК (и-РНК) в клетке являются «копиями» отдельных генов. В цитоплазме клетки генетическое сообщение переводится на язык аминокислот в белковых молекулах.

Закономерности реализации генетической информации в живой клетке были раскрыты в течение 50-х и начала 60-х годов. В настоящее время наши знания о молекулярных механизмах наследственности все более углубляются. Многое сделано в области изучения тонкой структуры генов. Проводятся исследования факторов, регулирующих генную активность и процессы развития организмов. Молекулярная генетика вторглась в вирусологию и медицинскую микробиологию. Больших успехов достигла сельскохозяйственная генетика. Медики и биохимики научились диагностировать, а в некоторых случаях и лечить тяжелые наследственные болезни.

Большой вклад в развитие советской генетики внесли такие крупные ученые, как Н. И. Вавилов, Н. К. Кольцов, Ю. А. Филиппченко, М. Е. Лобашев, С. Н. Давиденков, С. Г. Левит, С. Н. Ардашников, С. И. Алиханян, Д. К. Беляев, Н. П. Дубинин, В. Д. Тимаков, Н. В. Турбин, В. А. Энгельгардт и др.

 

Таким образом, генетика — это многогранная наука, объединяющая ученых самых различных специальностей. В ней существуют разнообразные научные направления и ставятся широкие проблемы.


Читайте также

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Подписаться

Вход на сайт

Мы в соц.сетях

 
Яндекс.Метрика