Генетика — важная область биологии, которая занимается изучением закономерности наследственности и изменчивости живых организмов. В первую очередь она исследует свойства и строение материальных носителей наследственности, анализирует причины и закономерности их изменчивости, способы реализации наследственной информации на различных уровнях организации живой материи — молекулярном, клеточном, тканевом и организменном в процессе онтогенеза и филогенеза, а также изменение частот генов и аллелей в природных популяциях и динамику наследственных структур в эволюционном процессе. В отличие от большинства других биологических дисциплин, имеющих сравнительно-описательный характер, генетика — точная наука, отличающаяся стройной математической логикой.

К основным задачам генетики относится изучение следующих проблем:

  • хранения;
  • передачи;
  • экспрессии;
  • изменчивости наследственной информации.

Наследственная информация в клетках эукариот и прокариот хранится в виде нуклеиновых кислот (как правило, ДНК, а у некоторых вирусов в виде РНК). Нуклеиновые кислоты организованы в особые ядерные структуры — хромосомы. В разделе, посвященном биосинтезу белка, уже был размещен материал по вопросу генетического кодирования. Следует отметить, что у нуклеиновых кислот есть два типа функций — аутокаталитическая и гетерокаталитическая. Гетерокаталитическая функция связана со способностью нуклеиновых кислот, в первую очередь ДНК, кодировать белки и иные вещества. Это свойство реализуется в результате процессов транскрипции и трансляции. Аутокаталитическая функция связана с репликацией (или редупликацией) ДНК. Она обеспечивает процесс передачи наследственной информации последующим поколениям, как правило, в неизменном виде.

Основное внимание сосредоточено на рассмотрении закономерностей передачи и изменчивости наследственной информации. Область генетики, изучающая закономерности передачи информации последующим поколениям носит название трансмиссивной генетики.

Многочисленные факты и закономерности, открытые генетиками, имеют огромное значение для практической деятельности человека. Они находят широкое применение в:

  • селекции (получение новых сортов сельскохозяйственных растений или пород домашних животных),
  • медицине (для лечения и диагностики наследственных заболеваний, прогнозирования возможного риска их возникновения и проявления наследственных аномалий, в медико-генетическом консультировании),
  • биотехнологии (создание новых видов лекарственных препаратов, штаммов, продуцентов хозяйственно важных веществ) и т.п.

Изучение генетических проблем осуществляется с применением разнообразных подходов, среди которых есть и классические, и современные. Используя методические приемы, характерные для других областей биологии и даже других естественно-научных дисциплин, они решают основные задачи генетики.

Методы генетики.

Главным из них считается гибридологический метод (или метод скрещиваний), разработанный и примененный основоположником генетики Грегором Менделем. Это единственный метод, являющийся специфическим именно для генетики. Однако другие методы прекрасно дополняют его. Они также имеют важное самостоятельное значение и сочетают в себе подходы, свойственные другим биологическим дисциплинам:

  • цитогенетический, или цитологический, изучает поведение хромосом, ядер и других органоидов клетки (в первую очередь имеющих ДНК) в процессе клеточных делений;
  • физиологический;
  • биохимический;
  • биофизический;
  • онтогенетический (эмбриологический);
  • молекулярно-генетический (молекулярно-биологический);
  • культуральный (метод культуры клеток и ткани);
  • генеалогический, исследует закономерности наследования в ряду последовательных поколений по родословным;
  • близнецовый и другие.

Каждый из них действует на определенном уровне организации живой материи и зависит от специфики исследуемого объекта.

Генетические задачи можно решать с использованием различных видов живых организмов, однако, лучше всего это осуществлять на специальных модельных объектах, в первую очередь лабораторных организмах, которые удовлетворяют ряду особых критериев. К ним относятся:

  • короткий период половозрелости;
  • длительный период размножения;
  • большое количество половых клеток и, следовательно, потомков;
  • небольшое число хромосом;
  • хорошо различимые цитологически и имеющие структурно-морфологические различия хромосомы;
  • существование специальных видов хромосом (например, политенных);
  • наличие множества четко различимых признаков;
  • удобство культивирования объекта в лабораторных условиях.

Этот набор свойств характерен далеко не для любого генетического объекта. Однако, чем большему количеству критериев он удовлетворяет, тем удобнее проводить на нем экспериментальную работу. Среди таких объектов есть представители эукариот (организмы, имеющие четко обособленное ядро) — животные (некоторые простейшие, круглые черви, насекомые, земноводные, млекопитающие, птицы), покрытосеменные растения (горох, арабидопсис, пшеница, рожь, ячмень), грибы (дрожжи, аспергилл, нейроспора), водоросли (хламидомонада, хлорелла), и представители прокариот (обособленного ядра нет) — бактерии и вирусы, в том числе и бактериофаги. Для решения многих задач генетики успешно применяются клеточные культуры различных биологических объектов — от насекомых до человека. Очень важно хорошо знать черты биологии каждого объекта, в первую очередь, особенности биологии его размножения. От этого часто зависит механизм наследования хромосом, генов, и признаков.

© 2015-2018 vseobiology.ru | При использовании материалов сайта - прямая ссылка на vseobiology.ru обязательна.

Заказать курсовую

^ Наверх