Основы генетики
Первые шаги в изучении наследственности были сделаны во второй половине XIX в. чешским естествоиспытателем Г. Менделем. В 1868 г. он поставил опыты по скрещиванию гороха, в которых доказал, что наследственность не имеет промежуточного характера, а передается дискретными частицами. Они позднее стали называться генами.
Позднее, в 1900 г., когда три исследователя — X. Де Фриз, К. Корренс и Э. Чермак — повторно открыли правила наследования признаков. Поэтому основателями новой науки считаются вышеназванные ученые, а название наука получила в 1906 г., от английскийског биолога У. Бетсона.
Большой вклад в науку внёс датский исследователь В. Иогансен, ему принадлежит раскрытие основных терминов и определений, В частности, «ген» — элементарная единица наследственности - представляет собой внутриклеточную молекулярную структуру. Сегодня, ген — это участок молекулы ДНК, находящийся в хромосоме, в ядре клетки, а также в ее цитоплазме и органоидах. Ген определяет возможность развития одного элементарного признака или синтез одной белковой молекулы. В организме гены являются подобием «мозгового центра». В них фиксируются признаки и свойства организма, передающиеся по наследству.
Совокупность всех генов одного организма называется генотипом.
Совокупность всех вариантов каждого из генов, входящих в состав генотипов определенной группы особей или вида в целом, называется генофондом.
Он является видовым, а не индивидуальным признаком. Совокупность всех признаков одного организма называется фенотипом. Фенотип представляет собой результат взаимодействия генотипа и окружающей среды.
Генетика изучает два фундаментальных свойства живых систем — наследственность и изменчивость, т.е. способность живых организмов передавать свои признаки и свойства из поколения в поколение, а также приобретать новые качества.
Наследственность создает непрерывную преемственность признаков, свойств и особенностей развития в ряду поколений. Изменчивость обеспечивает материал для естественного отбора, создавая как новые варианты признаков, так и бесчисленное множество комбинаций прежде существовавших и новых признаков живых организмов.
Генетика о наследственности
В основу генетики легли три закона наследственности, обнаруженные Менделем
как закон единообразия первого поколения гибридов,
закон расщепления и
закон независимого комбинирования признаков.
Первый закон Менделя — закон единообразия первого поколения гибридов — устанавливает, что при скрещивании двух особей, различающихся по одной паре альтернативных признаков, гибриды первого поколения оказываются единообразными, проявляя лишь один признак.
Второй закон Менделя — закон расщепления — гласит, что при скрещивании гибридов первого поколения их потомство (второе поколение гибридов) дает расщепление по анализируемому признаку в отношении 3 : 1 по фенотипу, 1:2:1 по генотипу, или Аа + Аа = АА + 2Аа + аа.
Третий закон Менделя — закон независимого комбинирования признаков — утверждает, что при скрещивании организмов, отличающихся друг от друга по двум и более парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях.
Хромосомная теория наследственности. Третий закон Менделя действует не во всех случаях. Вследствие этого в начале XX в. американским ученым Г. Морганом создана теория хромосомной наследственности. Согласно ей основная роль в передаче наследственной информации принадлежит хромосомам клеточного ядра. Гены в одной хромосоме наследуются совместно. Это называется сцеплением генов, или законом Моргана.
Каждая хромосома состоит их центральной нити, именуемой хромонемой, вдоль которой расположены структуры — хромомеры. Хромосомы приобретают такой вид только во время деления клетки, в другое же время они имеют вид тонких темноокрашенных нитей. В каждой клетке любого организма данного вида содержится определенное число хромосом, но их количество у каждого вида различно. У разных видов животных количество хромосом может быть различным, но соблюдается постоянство для данного вида. Хромосомы всегда парны, т.е. в клетке всегда имеется по две хромосомы каждого вида. Так, у человека имеется 23 пары хромосом. Пары отличаются друг от друга по длине, форме и наличию утолщений и перетяжек.
У человека из 23 пар хромосом 22 пары одинаковы как у мужского, так и у женского организмов, а одна пара — различна. Именно благодаря этой паре обусловлены половые различия, поэтому ее называют половыми хромосомами, в отличие от одинаковых хромосом, названных аутосомами. Половые хромосомы у женщин одинаковы, их называют Х-хромосомами. У мужчин половые хромосомы разные — одна Х-хромосома и одна У-хромосома. Для каждого человека решающую роль в определении пола играет У-хромосома. Если яйцеклетка оплодотворяется сперматозоидом, несущим Х-хромосому, развивается женский организм, если же в яйцеклетку проникает сперматозоид, содержащий У-хромосому, развивается мужской организм. (генетика)