§ 27. Генетика як наука: історія та методи

Згадаємо!

• Що таке ген?
• У якій молекулі зберігається спадкова інформація?

Здатність організмів зберігати й передавати спадкову інформацію наступним поколінням називається спадковістю. Закономірності передавання ознак з покоління в покоління вивчає такий розділ біології, як генетика.

Що досліджує генетика? Людство здавна цікавило питання спадковості. Це мало важливе практичне значення, адже займаючись розведенням тварин або рослин, людина спиралася на корисні для неї їхні характеристики (урожайність, несучість, особливості поведінки тощо). Завдяки спостереженням було встановлено, що потомки (рослини, малята тварин, діти в людини) здебільшого схожі на батьківські організми (рис. 90). Через те однією з ранніх ідей щодо спадковості було уявлення про перемішування ознак: організми наступних поколінь набувають ніби суміші ознак, властивих батьківським, проявляючи щось середнє. Проте інколи певні характеристики зникали в одного покоління та з'являлися в наступного, і це не можна було пояснити перемішуванням, усередненням ознак.

Методи генетики. Відповідь на цю загадку з'явилася лише в ХІХ ст., коли австрійський біолог і дослідник Грегор Мендель провів перші наукові дослідження спадковості. Учений використав гібридологічний метод - схрещування організмів з різними ознаками та аналіз їхнього потомства (рис. 91).

Рис. 90. Нащадки повторюють ознаки батьків, але не повністю

Рис. 91. Схема гібридологічного методу

У разі схрещування рослин із фіолетовими й білими квітками утворюються рослини лише з фіолетовими квітками.

На момент публікації праці Менделя не викликали цікавості. Про них згадали аж на початку ХХ ст., коли інші дослідники повторно відкрили встановлені ним закономірності. Успадкування ознак людини можна вивчати у ряді поколінь, аналізуючи родоводи. Такий метод називається генеалогічним (рис. 92). Крім того, можна порівнювати розвиток і ступінь прояву ознак у близнят. Через деякий час стало зрозумілим, що носієм спадковості є хромосоми, а саме молекули ДНК. Заглиблення дослідників у цю проблему сприяло створенню молекулярної біології як науки, що пояснює формування ознак функціонуванням різних молекул. З деякими ключовими процесами ви вже ознайомилися.

Сучасні учені можуть читати повну структуру генів (визначати їхню нуклеотидну послідовність), виокремлювати клітини або тканини, у яких ці гени «працюють», визначати їхню роль у функціонуванні організмів і прогнозувати наслідки змін у структурі генів (тобто мутацій) тощо. Методи генетичної інженерії дають змогу змінювати клітини задля набуття організмами корисних для людини властивостей. Медична генетика пояснює причини деяких захворювань людини й уможливлює моделювання шляхів їх лікування. Тобто для розуміння механізмів формування ознак дослідження проводять на клітинному (цитологічний метод) або молекулярному (молекулярно-генетичний метод) рівнях (рис. 93). З метою розуміння ролі певного гена вчені можуть здійснювати його інактивацію шляхом викликаних мутацій. Зв'язок між існуючими мутаціями, рідкісними ознаками або захворюваннями може бути встановлений шляхом аналізу генетичної структури популяцій організмів (зокрема й людини).

Сукупність перелічених методів є одним із актуальних напрямів сучасної біології.

Рис. 92. Приклад родоводу (генеалогічного дерева)

Квадрати позначають чоловіків, кружки - жінок; темним кольором позначено носіїв ознаки чи захворювання, що цікавить дослідників.

Рис. 93. Результат сучасного молекулярно-генетичного методу

Унаслідок генетичної модифікації м'язові клітини набули здатності світитися зеленим кольором - саме там активний змінений ген.

ПОВТОРІТЬ, ПОМІРКУЙТЕ

• 1. Що таке генетика?
• 2. Схарактеризуйте методи генетичних досліджень.
• 3. У чому полягає особливість гібридологічного методу?

скачать dle 11.0фильмы бесплатно