Драматические страницы в истории развития генетики

Междуреченский горностроительный техникум

 

 

 

 

 

 

ДОКЛАД

 

 

 

ТЕМА:      Драматические страницы в истории развития генетики.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Работу выполнил:

Студент 1-ого курса

Группы СЗС-14

Хачатрян Тариел

Преподаватель:

Максимовская М.В.

 

 

 

 

2014

Введение 

Генетика - наука о наследственности и её изменчивости - получила развитие в начале XX в. , после того как исследователи обратили внимание на законы Г. Менделя , открытые в 1865 г., но остававшиеся без внимания в течение 35 лет. За короткий срок генетика выросла в разветвленную биологическую науку с широким кругом экспериментальных методов и направлении. Название генетика было предложено английским ученым У. Бэтсоном в 1906 г. Исследователями классического периода развития генетики были выяснены основные закономерности наследования и доказано, что наследственные факторы (гены) сосредоточены в хромосомах. Дальнейший прогресс в изучении закономерностей хранения и реализации генетической информации сдерживался по двум причинам. Во-первых , из-за слишком объемных экспериментов , связанных с более глубоким изучением генов, во-вторых , ввиду невозможности понять работу генов без углубленного исследования превращения молекул, вовлеченных в генетические процессы. Переход к генетическим исследованиям микроорганизмов, позволивший избегать многих трудностей, был вполне закономерен. Такой переход осуществился в 50-х годах. В 1941 г. Дж. Бидл и Э. Тейтум опубликовал короткую статью " Генетический контроль биохимических реакций у Neurospora ", в которой сообщили о первых генетических экспериментах на микроорганизмах.

Опыты по гибридизации растений.В 1694 году Р.Я. Каммерариусом было обнаружено , что для завязывания плодов необходимо опыление. Тем самым к концу XVII в. была подготовлена научная почва для начала опытов по гибридизации растений. Первые успехи в этом направлении были достигнуты в начале XVIII в. Первый межвидовой гибрид получил англичанин Т. Фэйрчайлд при скрещивании гвоздик. В 1760 г. Кельрейтер начал первый тщательно продумывать опыты по изучению передачи признаков при скрещивании растении. В 1761 - 1766 гг., почти за четверть века до Л. Спалланцани, Кельрейтер в опытах с табаком и гвоздикой показал, что после переноса пыльцы одного растения на пестик отличающегося по своим морфологическим признакам растения образуются завязи и семена, дающие растения со свойствами, промежуточных по отношению к обоим родителям. Точный метод разработанный Кельрейтером, обусловил быстрый прогресс в изучении наследственной передачи признаков.

В конце XVIII -начала XIX в. английский селекционер - растениевод Т. Э. Найт, проводя скрещивание различных сортов, делает важный вывод. Важный вывод Найта явилось обнаружение неделимости мелких признаков при различных скрещиваниях. Дискретность наследственного материала, провозглашенная ещё в древности, получила в его исследованиях первое научное обоснование. Найту принадлежит заслуга открытия "элементарных наследственных признаков".

В 70 - 80-х годах XIX в. были описаны митоз и поведение хромосом во время деления клетки, что навело на мысль, что эти структуры ответственны за передачу наследственных потенций от материнской клетки дочерним. Деление материала хромосом на две равные частицы свидетельствовало в пользу гипотезы, что именно в хромосомах сосредоточена генетическая память. Изучение хромосом у животных и растений привело к выводу, что каждый вид животных существ характеризуется строго определенным числом хромосом. Вожнейшим достижением молекулярной генетики было выяснение цепи реакций, обеспечивающих передачу информации от ДНК к белку. Цитохимически было доказано, что ДНК локализована главным образом в ядре клеток. Синтез белков, как показали исследования начала 50-х годов. происходит в основном в цитоплазме. Сразу возник вопрос: каким образом ядро может осуществлять контроль за синтезом белка в цитоплазме?

 Проблема дробимости гена.

К началу 30-х годов XX в. сложились основы теории гена. Уже первые

достижения гибридологического анализа поставили проблему дискретности

наследственного материала. Считалось, что ген отвечает за развитие одного

признака и передается при скрещиваниях как неделимое целое. Открытие

мутации и кроссинговера ( нарушения сцепления генов в результате обмена

участками между хромосомами, названое так Морганом.) подтверждали

неделимость генов. В результате обобщения всех данных определение гена

получило следующую формулировку: ген - это элементарная единица

наследственности, характеризующаяся вполне определенной функцией,

мутирующая во время кроссинговера как целое. Иначе говоря, ген - единица

генетической функции, мутации и кроссинговера.

 

В 1928 г. в лаборатории А.С. Серебровского в Биологическом институте

им. К.А. Тимирязева Н.П. Дубинин начал исследовать действие рентгеновых

лучей на дрозофил и обнаружил необычную мутацию. Образование щетинок на

теле мухи контролируется особым геном scute. Мутация гена scute, впервые

обнаруженная американским генетиком Пейном (1920), не раз возникала в

экспериментах, и при её появлении подавлялось развитие девяти щетинок.

Выявленная Дубининым мутация , подавляла развитие всего четырех щетинок.

После дальнейших экспериментов стало ясно, что ген не является неделимой

генетической структурой, представляет собой область хромосомы, отдельные

участки которой могут мутировать независимо друг от друга. Это явление

Серебровским ступенчатым аллеломорфизмом.

Мутации и генетический код. 

Первое - врожденность кода, означающая ,что одна аминокислота может кодироваться несколькими кодонами, т.е. одной и той же аминокислоте нередко соответствует несколько кодонов. Это немаловажное обстоятельство позволяет иметь разным организмам несколько различающиеся "диалекты". Действительно, перекодировка сообщений, записанных языком нуклеотидов в ДНК в язык аминокислотных последовательностей в белках, происходит в рибосомах с участием РНК. Отсутствие тРНК, узнающей некоторые из кодонов одной и той же аминокислоты, приведет к тому, что эти кодоны не будут узнаны и останутся бессмысленными в этой клетке. По-видимому, этот механизм действует при размножении ряда вирусов, активно размножающихся в одних видах организмов и не способных к размножению в других.

Второй момент - универсальность генетического кода.

Анализ природы различных мутаций привел к выводу, что все точечные мутации можно разделить на три основных класса:

1. Миссенс-мутации - мутации, при которых изменяется  смысл кодона; в этом случае  против него встает неверная  аминокислота, и свойства синтезируемого  белка меняются.

2. Нонсенс-мутации - мутации , при которых возникает  нонсенс-кодон, не кодирующий никаких  аминокислот, и на нем обрывается  чтение иРНК в рибосомах.

3. Мутации со  сдвигом чтения. Эти мутации , изучаемые  Криком, позволили доказать трехбуквенность  генетического кода. Мутации сдвига  чтения возникают после того, как одно или несколько оснований  выпадут из молекулы ДНК или  внедрятся в нее. Интересно и  то , что сдвиг чтения чаще всего  приводит к тому, в какой-то  точке он заканчивается нонсенс-кодоном  и на нем чтение обрывается  вообще.

Литература

http://referat.resurs.kz /