|
1. Генетика. Природа гена
Генетика по праву может считаться одной из самых важных областей биологии. На протяжении тысяче¬летий человек пользовался генетическими методами для улучшения домашних животных и возделывае¬мых растений, не имея представления о механизмах, лежащих в основе этих методов. Судя по разно¬образным археологическим данным, уже 6000 лет назад люди понимали, что некоторые физические признаки могут передаваться от одного поколения другому. Отбирая определенные организмы из при¬родных популяций и скрещивая их между со¬бой, человек создавал улучшенные сорта растений и породы животных, обладавшие нужными ему свойствами.
Однако лишь в начале XX в. ученые стали осозна¬вать в полной мере важность законов наследствен¬ности и ее механизмов. Хотя успехи микроскопии позволили установить, что наследственные призна¬ки передаются из поколения в поколение через сперматозоиды и яйцеклетки, оставалось неясным, каким образом мельчайшие частицы протоплазмы могут нести в себе «задатки» того огромного мно¬жества признаков, из которых слагается каждый отдельный организм.
Первый действительно научный шаг вперед в изучении наследственности был сделан австрийским монахом Грегором Менделем, который в 1866 г. опубликовал статью, заложившую основы совре¬менной генетики. Мендель показал, что наследст¬венные задатки не смешиваются, а передаются от родителей потомкам в виде дискретных (обособлен¬ных) единиц. Эти единицы, представленные у особей парами, остаются дискретными и передаются по¬следующим поколениям в мужских и женских га¬метах, каждая из которых содержит по одной едини¬це из каждой пары. В 1909 г. датский ботаник Иогансен назвал эти единицы генами», а в 1912 г. американский генетик Морган показал, что они находятся в хромосомах. С тех пор генетика достиг¬ла больших успехов в объяснении природы наслед¬ственности и на уровне организма, и на уровне гена.
Изучение наследственности уже давно было связано с преставлением о ее корпускулярной природе. В 1866 г. Мендель высказал предположение, что признаки организмов определяются наследуемыми единицами, которые он назвал “элементами”. Позднее их стали называть “факторами” и, наконец, генами; было показано, что гены находятся в хромосомах, с которыми они и передаются от одного поколения к другому.
Несмотря на то, что уже многое известно о хромосомах и структуре ДНК, дать определение гена очень трудно, пока удалось сформулировать только три возможных определения гена:
а) ген как единица рекомбинации.
На основании своих работ по построению хромосомных карт дрозофилы Морган постулировал, что ген - это наименьший участок хромосомы, который может быть отделен от примыкающих к нему участков в результате кроссинговера. Согласно этому определению, ген представляет собой крупную единицу, специфическую область хромосомы, определяющую тот или иной признак организма;
б) ген как единица мутирования.
В результате изучения природы мутаций было установлено, что изменения признаков возникают вследствие случайных спонтанных изменений в структуре хромосомы, в последовательности оснований или даже в одном основании. В этом смысле можно было сказать, что ген - это одна пара комплиментарных оснований в нуклеотидной последовательности ДНК, т.е. наименьший участок хромосомы, способный претерпеть мутацию.
в) ген как единица функции.
Поскольку было известно, что от генов зависят структурные, физиологические и биохимические признаки организмов, было предложено определять ген как наименьший участок хромосомы, обусловливающий синтез определенного продукта.
|
На уровень вверх
Купить