Генетические механизмы воспроизводства жизни

5 Янв 2015 | Автор: | Комментариев нет »

Выделение и быстрое развитие в XX в, генетики как от­расли биологической науки определяется рядом причин. •ф- Огромной ролью, которую играет генетический материал в существовании живых организмов. Наличие генов, носителей наследственной информации, является, как от­мечалось, существенным свойством всего живого.

- Изменчивостью генов, их способностью к мутациям, пе­рестройкам, что и явилось решающим фактором эволю­ции, развития всего живого, его огромного разнообразия.

- Открытием в конце XIX в. определенных законов, которым подчиняется механизм наследственности, что сделало возможным целенаправленную селекцию растений и животных.

Итак, генетика — это биологическая наука о наследственности и изменчивости организмов и методах управления ими. Она явля­ется научной основой для разработки практических методов се­лекции, т.е. создания новых пород животных, видов растений, культур микроорганизмов с нужными человеку признаками.

Центральным понятием генетики является "ген". Это эле­ментарная единица наследственности, характеризующаяся ря­дом признаков. По своему уровню ген — внутриклеточная мо­лекулярная структура. По химическому составу — это нуклеи­новые кислоты, в составе которых основную роль играют азот и фосфор. Гены располагаются, как правило, в ядрах клеток. Они имеются в каждой клетке, и поэтому их общее количество в крупных организмах может достигать многих миллиардов. По своему назначению гены — своего рода "мозговой центр" кле­ток и, следовательно, всего организма.

В основу генетики легли закономерности наследственности, обнаруженные австрийским биологом Г. Менделем при прове­денной им серии опытов по скрещиванию различных сортов гороха. Открытия Г. Менделя были по достоинству оценены только после его смерти, а в России — значительно позже, чем в других странах.

Основными направлениями исследований ученых-генетиков в XX в. стали следующие.

- Изучение тех предельно мелких материальных структур — молекул нуклеиновых кислот, которые являются хранителя­ми генетической информации каждого вида живого, единицами наследственности.

- Исследование механизмов и закономерностей передачи генетической информации от поколения к поколению.

- Изучение механизмов реализации генетической инфор­мации в конкретные признаки и свойства организма, например, в большую продуктивность животных или урожайность сельскохозяйственных культур.

- Выяснение причин и механизмов изменения генетиче­ской информации на разных этапах развития организма.

Эти задачи решаются генетикой на различных уровнях ор­ганизации живой природы: молекулярном, клеточном, организменном, популяционном.

Важнейшими задачами, которые решают сегодня ученые-генетики в тесном контакте с практиками-селекционерами, яв­ляются выбор оптимальной системы скрещивания и эффектив­ного метода отбора, управление развитием наследственных признаков. В области медицины генетика способствует, в част­ности, разработке мероприятий по защите человека от вредного мутагенного воздействия окружающей среды.

Крупнейшее открытие современной генетики связано с ус­тановлением способности генов к перестройке, изменению. Эта способность называется мутированием (от лат. mutatio — мута­ция, изменение). Мутации для организма бывают полезными, вредными или же нейтральными. Одним из результатов мута­ций может быть появление организма нового вида — мутанта.

Причины мутаций (изменений генной информации) до конца не выяснены. Однако установлены основные факторы, вызы­вающие мутации. Это так называемые мутагены, рождающие изменения. Известно, например, что мутации могут вызываться некоторыми общими условиями, в которых находится организм: его питанием, температурным режимом и т. д. Вместе с тем они зависят и от некоторых экстремальных факторов, таких, как дей­ствие отравляющих веществ, радиоактивных элементов, в резуль­тате которых количество мутаций увеличивается в сотни раз, причем возрастает оно пропорционально дозе воздействия.

Учитывая это, селекционеры часто используют различные химические мутагены для обеспечения направленных полезных мутаций. Однако в последнее время в связи с загрязнением ок­ружающей среды, повышением фонда радиации возрастает число стихийных вредных мутаций, в том числе и у человека. Ежегодно в мире рождается около 75 млн детей. Из них 1,5 млн, т.е. около 2%, — с наследственными болезнями., вызванными мутациями. С наследственностью связана предрасположенность к раку, туберкулезу, полиомиелиту. Известны вызываемые теми же факторами дефекты нервной системы и психики, такие, как слабоумие, эпилепсия, шизофрения и т.п. Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) зарегистрировано свыше 1000 серьезных аномалий человека в виде различных уродств, нару­шений жизненно важных процессов под влиянием мутагенов.

Одним из наиболее опасных видов мутагенов являются ви­русы (от лат. virusяд). Вирусы — мельчайшие из живых су­ществ. Их можно рассмотреть только в электронный микроскоп. Они не имеют клеточного строения, не способны сами синтези­ровать белок, поэтому получают необходимые для их жизнедея­тельности вещества, проникая в живую клетку и используя чу­жие органические вещества и энергию. У человека вирусы вы­зывают множество заболевании, включая грипп и СПИД.

СПИД — синдром приобретенного иммунодефицита — вы­зывается особым вирусом. Попадая в клетки крови и мозга, он встраивается в генный аппарат и парализует их защитные свой­ства. Зараженный вирусом СПИДа человек становится безза­щитным перед любой инфекцией. До сих пор не разработаны даже теоретические подходы к решению такой задачи, как очи­стка генетического аппарата клеток человека от чужеродной вирусной информации.

Вирус СПИДа передается половым путем, при инъекции, родовых контактах матери и ребенка, через донорские органы и кровь. Ныне широко осуществляется комплекс мер по про­филактике СПИДа, важнейшей из которых является санитар­ное просвещение.

Опираясь на достижения современной генетики, крупный вклад в развитие селекции, создание новых сортов растений, пород животных, борьбу с их болезнями внесли выдающиеся отечественные биологи Н.И. Вавилов, И.В. Мичурин, Н.П. Ду­бинин, Н.В. Тимофеев-Ресовский.

Н.И. Вавилов на основе изучения мутаций растений устано­вил законы их наследственности и изменчивости. Он обосновал идею о том, что важнейшим условием успешного создания но­вых сортов является использование для селекции разнообраз­ного исходного материала. В поисках неизвестных видов расте­ний Вавилов исколесил весь мир, собрал уникальную коллек­цию, включающую тысячи образцов семян. Эта коллекция и по сей день служит основой селекционных работ.

Большой вклад в дело гибридизации, скрещивания разных видов растений внес выдающийся селекционер И.В- Мичурин. На основе методов межсортовой и отдаленной, т.е. межвидо­вой, гибридизации он создал свыше 300 сортов плодовых культур. Благодаря его работам многие южные сорта плодовых культур удалось распространить "в среднюю полосу нашей стра­ны. Разработанные им методы успешно используются и в се­лекции других культур.

Н.В. Тимофеев-Рессовскии, долгое время работавший в Гер­мании (1925—1945 гг.), известен как ученый с мировым име­нем, один из основателей радиационной генетики.

Н.П. Дубинин вошел в историю генетики как первооткрыва­тель сложного строения генов, их роли в эволюции живых су­ществ, как крупнейший специалист в области радиационной генетики.

Успехи современной генетики, ее глубокое проникновение в тайны механизма наследственности явились еще одним сви­детельством универсального единства живой природы. Достиже­ния генетиков открыли дорогу для познания сущности жизни, новых способов изменения ее сложившихся форм.

Здесь вы можете написать комментарий

* Обязательные для заполнения поля
Все отзывы проходят модерацию.
Навигация
Связаться с нами
Наши контакты

vadimmax1976@mail.ru

8-908-07-32-118

8-902-89-18-220

О сайте

Magref.ru - один из немногих образовательных сайтов рунета, поставивший перед собой цель не только продавать, но делиться информацией. Мы готовы к активному сотрудничеству!