Лекция 4. СПО. Основы генетики.

 

Генетика как наука возникла на рубеже 19-20 веков. Она изучает два основных свойства организмов – наследственность и изменчивость.

Наследственность – это свойство живых организмов сохранять и передавать в ряду поколений характерные для вида особенности строения, функционирования и развития.

Изменчивость – это способность потомков приобретать новые признаки и свойства, отсутствующие у родителей, и терять старые.

Основными задачами генетики являются: 1) изучение материальных структур клетки – носителей генетической информации;

2) изучение механизма передачи генетической информации от поколения к поколению всех живых организмов;

3) изучение механизмов становления признаков в процессе индивидуального развития под контролем генов и влиянием условий внешней среды;

4) изучение причин и механизмов изменчивости;

5) изучение взаимосвязи процессов наследственности, изменчивости и отбора.

6) изучение и разработка путей развитием наследственных, наиболее ценных признаков и подавление нежелательных;

7) разработка мероприятий по защите внешней среды;

Первый шаг в познании закономерностей наследственности сделал выдающийся чешский исследователь Грегор Мендель (1822 – 1884). Он показал, что признаки организмов определяются отдельными наследственными факторами.

Ген – материальная единица наследственности, определяющая отдельный признак (от структуры молекулы белка до реакции организма). Этот участок молекулы ДНК в хромосоме.

Особенности функционирования генов

Свойства генов и особенности их проявления в признаках состоят в следующем:

1)  Гены линейно расположены в хромосоме.

2)  Ген специфичен – отвечает за проявление строго определенного признака.

3)  Ген дискретен – обособлен в своем проявлении от других генов.

4)  Ген может усиливать проявление признака при увеличении числа доминантных аллелей.

5)  Ген может действовать множественно на развитие разных признаков.

Аллельные гены (аллели) – гены, определяющие развитие одного и того же признака и расположенные в идентичных участках гомологичных хромосом.

Генотип и фенотип

Генотип – совокупность всех генов, определяющих развитие всех наследственных признаков и свойств организма.

У каждого вида генотип рассматривают не как механический набор генов, а как единую систему генетических элементов.

Генотип контролирует развитие, строение и жизнедеятельность организма – его фенотип.

Фенотип – формируется под влиянием генотипа и условий среды.

Термин «генотип» предложил в 1909 г. Вильгельм Иогансен в 1909 г., а Грегор Мендель понимал под генотипом совокупность наследственных задатков.

Первый закон Менделя (закон единообразия гибридов первого поколения или правило доминирования): при скрещивании чистых линий наблюдалось единообразие первого поколения и доминирование одного признака над другим.

Признак, который проявляется у гибридов первого поколения, Г. Мендель назвал доминантным, а признак, который подавляется – рецессивным.

Второй закон Менделя (закон расщепления): в потомстве, полученном от скрещивания гибридов первого поколения, наблюдается явление расщепления: четверть особей из гибридов второго поколения несет рецессивный признак, три четверти – доминантный.

Третий закон Менделя (закон независимого наследования признаков или независимого комбинирования генов): при скрещивании особей, отличающихся по двум или более парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг до друга.

Опыты Менделя послужили основой для развития современной генетики. Ему удалось выявить закономерности наследования благодаря принципиально новым методическим подходам, которым и по сей день следуют все генетики.

Хромосомное определение пола

Аутосомы – это хромосомы, не отличающиеся у самок и самцов. Например, в клетках человека 23 \2 пары хромосом из 23 являются аутосомами.

Половые хромосомы – это хромосомы, отличающиеся по набору и строению генов у самок и самцов. У самок млекопитающих половые хромосомы одинаковы, а у самцов – различны. То есть особи женского пола гомогаменты (ХХ), а особи мужского пола – гетерогаментны (ХУ).

 

Модификационная и наследственная изменчивость

 

Изменчивость — способность живых организмов приобретать новые признаки и свойства. Благодаря изменчивости, организмы могут приспосабливаться к изменяющимся условиям среды обитания.

Различают две основные формы изменчивости: наследственная и ненаследственная.

Наследственная, или генотипическая, изменчивость — изменения признаков организма, обусловленные изменением генотипа. Она, в свою очередь, подразделяется на комбинативную и мутационную. Комбинативная изменчивость возникает вследствие перекомбинации наследственного материала (генов и хромосом) во время полового размножения. Мутационная изменчивость возникает в результате изменения структуры наследственного материала.

Ненаследственная, или фенотипическая, или модификационная, изменчивость — изменения признаков организма, не обусловленные изменением генотипа.

Модификационная изменчивость — это изменения признаков организмов, не обусловленные изменениями генотипа и возникающие под влиянием факторов внешней среды. Среда обитания играет большую роль в формировании признаков организмов. Каждый организм развивается и обитает в определенной среде, испытывая на себе действие ее факторов, способных изменять морфологические и физиологические свойства организмов, т. е. их фенотип.