Соловкова Д.А.

Генетика

Генетика — это наука о закономерностях наследственности и изменчивости. Наследственность — это способность родителей передавать свои признаки потомству. Выделяют ядерную (хромосомную) и внеядерную (нехромосомную, цитоплазматическую) наследственность. Ядерная наследственность определяется генами хромосом и отвечает за большую часть признаков организма. Внеядерная наследственность зависит от генов митохондрий и пластид (например, пестролистность — мозаичная окраска листьев у львиного зева). Изменчивость — способность организмов изменять свойства и признаки под воздействием внешней среды.

Основателем генетики считается Грегор Мендель, опубликовавший в 1866 г. работу «Опыты над растительными гибридами», в которой описал несколько законов генетики, однако на его работу не обратили должного внимания. В 1900 г. К. Корренс (Германия), Э. Чермак (Австрия) и Гуго де Фриз (Голландия) независимо друг от друга повторно сформулировали законы Менделя и признали его приоритет.

Методы генетики

• Гибридологический — разработан и применен (впервые — на горохе) Г. Мен­делем. Этот метод позволил Менделю вывести свои законы. При использовании гибридологического метода осуществляется подбор родителей по определенным признакам, их скрещивание и изучение проявления признака (или признаков)
  у потомства. Мендель считал, что для применения этого метода необходимо
  выполнение нескольких условий: анализируемые признаки должны быть
  контрастными, потомство должно быть многочисленным (для математической обработки), необходимо получить несколько поколений и использовать для исходного скрещивания гомозиготные особи.
• Генеалогический — заключается в составлении и изучении родословных, что позволяет прослеживать определенный признак и характер его наследования в ряду поколений.
• Близнецовый — с его помощью выявляют влияние среды на развитие признаков. Метод основан на изучении генотипов и фенотипов близнецов.
• Цитогенетический — это изучение структуры и числа хромосом организма. Он позволяет выявлять нарушения в строении хромосом или изменение их количества.
• Популяционный — определяется частота отдельных генов (например, вызывающих те или иные болезни) или генотипов в популяции. Метод основан на применении закона Харди — Вайнберга.

Основные термины генетики

Ген — это участок молекулы ДНК, несущий информацию о первичной структуре одного белка. Термин «ген» предложен В. Иогансеном. Ген — это структурная и функциональная единица наследственности. Ген контролирует развитие определенного признака, но некоторые гены контролируют развитие нескольких признаков — это называется плейотропным действием гена. Например, рыжие волосы, очень светлая кожа и веснушки у человека кодируются одним геном. Синдром Марфана (удлиненные кости скелета, гиперподвижность суставов, патология в органах зрения и сердечно-сосудистой системы) также зависит от действия одного гена.

Аллельные гены (аллели) — это гены, кодирующие альтернативное проявление
одного и того же признака. Альтернативные признаки — признаки, которые не могут быть в организме одновременно.

Если у вида существует несколько аллелей (более двух) одного гена, то это явление называют множественным аллелизмом. Примером являются аллели i⁰, I^А, I^В, кодирующие белки-антигены эритроцитов, определяющие группы крови людей. Каждый человек содержит только два гена, отвечающих за определенную группу крови: первая группа i⁰i⁰; вторая I^Аi⁰ и I^АI^А; третья I^ВI^В и I^Вi⁰ и четвертая I^АI^В.

Гомозиготный организм — организм, не дающий расщепления по тем или иным признакам. Его аллельные гены одинаково влияют на развитие данного признака. Гетерозиготный организм — организм, дающий расщепление по тем или иным признакам. Его аллельные гены по-разному влияют на развитие данного признака. Если у диплоидной особи некоторые гены представлены только одним из аллельных генов, то это явление называется гемизиготностью (например, у мужчин половые хромосомы — XY, поэтому гены X-хромосомы не имеют пары).

Доминантный ген отвечает за развитие признака, который проявляется у гетерозиготного организма. Рецессивный ген отвечает за признак, развитие которого подавляется доминантным геном. Рецессивный признак проявляется у гомозиготного организма, содержащего два рецессивных гена.

Генотип — совокупность генов в диплоидном наборе организма, совокупность
генов в гаплоидном наборе хромосом называется геномом. Фенотип — совокупность всех признаков организма. Термины «генотип» и «фенотип» предложены В. Иогансеном. Также им же было введено понятие «чистая линия» — это потомство самоопыляющихся растений, большая часть генов которых находится в гомозиготном состоянии и не дает расщепление в ряду поколений.

Кариотип — это набор хромосом, характерный для соматических клеток организмов данного вида. Число хромосом в кариотипе постоянно.