3. Методи дослідження у генетиці

У генетиці застосовуються такі основні методи досліджень:

1. Гібридологічний аналіз – основний метод генетики, який дозволяє встановити характер успадкування ознак. Метод гібридологічного аналізу був запропонований Г. Менделем, який сформулював правила, яких дотримуються і дотепер:

1. схрещувані організми повинні належати до одного виду;

2. схрещувані організми повинні чітко відрізнятися за окремими ознаками;

3. ознаки, що вивчаються, повинні бути константними;

4. необхідні опис і кількісний облік всіх класів розщеплення, якщо воно спостерігається у першому й наступних поколіннях.

2. Цитологічний метод, що дозволяє вивчати морфологію та закономірності функціональної активності хромосом тощо;

3. Онтогенетичний метод, яким користуються при вивченні функціональної активності гену на різних етапах індивідуального розвитку;

4. Біохімічний метод є провідним методом у молекулярно-генетичних дослідах;

5. Популяційний метод дозволяє вивчати динаміку генетичної структури популяції;

6. Близнюковий метод – використовують у дослідженнях впливу генотипу і середовища на вияв ознак у людини;

7. Генеалогічний метод – застосовують для вивчення характеру успадкування ознак у людини;

8. Математичний метод – дає змогу встановити рівень вірогідності одержаної інформації, моделювати динаміку генетичної структури популяцій та ін..

4. Значення генетики для селекції, медицини, екології.

У наш час генетичні дослідження проводяться на молекулярному, клітинному, організмовому та популяційному рівнях. Без генетики неможливі досягнення у селекційній роботі, медицині, мікробіологічній і фармацевтичній промисловості, біотехнології.

У селекції на досягненнях генетики ґрунтується пошук і створення нових джерел генетичної мінливості (конструкція), створення високопродуктивних гетерозисних або трансгенних ліній і сортів рослин, тварин та мікроорганізмів.

Створення генетичної мінливості за рахунок індукованого мутагенезу, рекомбіногенезу, генно-інженерних методів є новим кроком у селекції мікроорганізмів – продуцентів антибіотиків, вітамінів, біологічно активних речовин та ін.

Досягненням медичної генетики є вивчення спадкових хвороб, розробка методів їхньої ранньої діагностики і лікування.

У рамках програми “геном людини” повністю розшифрована, тобто встановлена послідовність нуклеотидів ДНК людини.

В наш час виникла нова галузь генетики - “екологічна генетика”, завданням якої є збереження існуючого генофонду людини і всіх живих організмів, вивчення і запобігання генетичних ризиків, які спричиняють в першу чергу, діяльність людини, забруднення середовища тощо.

Синтез нових хімічних сполук – засобів побутової хімії, ліків, пестицидів, які є переважно ксенобіотиками, тобто не розкладаються мікроорганізмами і накопичуються в біосфері, антропогенні забруднення, у тому числі, радіаційне, створює загрозу не лише здоров’ю нинішнього покоління, але і майбутнім поколінням живих організмів. Забруднене середовище характеризується підвищеною генетичною активністю, що може призвести до зростання частоти мутаційних пошкоджень і руйнування існуючих генофондів живих організмів на Землі.

Крім того, що зростання мутагенної активності довкілля загрожує людині безпосередньо, нам прийдеться стикатися із швидко мутуючими штамами вірусів і мікроорганізмів, імунітет до яких у людини відсутній.

Вже є перші випадки стикання людини з новими небезпечними хворобами – СНІДом, лихоманкою Ебола, атиповою пневмонією, пташиним грипом, губчастим енцефалітом та ін.

Висновки

1. Генетика – наука про закони спадковості та мінливості ознак у організмів і методи управління ними.

2. Генетика як наука сформувалась на початку ХХ сторіччя і на сьогодні вирішує різноманітні теоретичні та практичні питання.

3. В генетиці використовують різноманітні методи дослідження, основним із яких є гібридологічний аналіз.

4. Без генетики неможливі досягнення у селекційній роботі, медицині, мікробіологічній і фармацевтичній промисловості, біотехнології.

ДОДАТОК 1.1. ГРЕГОР МЕНДЕЛЬ (22.07.1822-06.01.1884)

Й оган Мендель народився 22 липня 1822 р. у селі Гінчицях. Зацікавлення Менделя рослинами почалося ще в школі. Місцевий учитель і приходський священик знайомили учнів з принципами вирощування культурних рослин та пасічництвом. Це дало йому імпульс до майбутніх наукових спостережень і відкриттів. Учитель рано помітив здібності Йогана і порадив батькам надати хлопцю можливість здобути освіту. Ось чому після закінчення початкової школи Йоган навчається з гімназії в місті Опава, яку і закінчив з видатними успіхами. Але з батьком Йогана трапилось нещастя — під час роботи в лісі його привалило дерево, і він став інвалідом. Сім'я втратила годувальника. Турбота про сім'ю (Й.Мендель мав двох сестер: Вероніку і Терезію) лягла на Йогана. Для вступу в університет необхідно було ще два роки вивчати філософію в Оломоуці.

Молодша сестра Терезія відмовилась від свого посагу на користь брата, аби він мав можливість учитися далі. Щоб полегшити матеріальний стан сім'ї Й. Мендель вступив до августинського монастиря у місті Брно. Це було 1843 року. При вступі в монастир Й. Мендель обрав ім'я Грегоріус. З тих пір він завжди підписувався як Грегор.

У монастирі Г. Мендель зустрівся з цікавими освіченими людьми. Це філософ Матоуш Клацел, філолог Томаш Братранек (згодом професор Ягеллонського університету в Кракові), Павел Кржижковський — компо­зитор і реформатор церковної музики. Наставник монастиря Напп, при прийомі нових членів особливу увагу надавав їх здатності підвищувати освіту. Крім вивчення богослов'я Г.Мендель прослухав лекції з земле­робства, садівництва та виноградарства у філософському училищі в м. Брно. Після трьох років вивчення богослов'я Г.Мендель був висвячений у священики і вже як священик закінчив четвертий курс. Посада приходського священика Г.Менделя не приваблювала, і він влаштувався вчителем гімназії у місті Зноймо. Тут він викладав латинську, грецьку й німецьку мови, а також математику. Через рік за рекомендацією Наппа Грегор вступає до Віденського університету, де два роки вивчає природничі науки. Повернувшись у Брно, Г. Мендель протягом чотирнадцяти років викладав фізику і природознавство в німецькому реальному училищі. Спогади його колишніх учнів свідчать, що Г. Мендель був одним з найулюбленіших викладачів. За період своєї викладацької роботи Г. Мендель брав участь у діяльності Природничого наукового товариства і Моравсько-сілезького землеробського товариства. Головну увагу протягом десятиріччя 1855-1865 pp. Г. Мендель зосередив на дослідах з схрещування рослин. Ці роботи він провадив у маленькому садочку, що розташовувався навпроти вікон квартири. Результати своїх спостережень він виклав у праці "Досліди над рослинними гібридами", яку опублікував у 1866 році. На жаль, суть його роботи не дістала належного резонансу. Робота Г. Менделя випередила свій час.

Г. Мендель відкрив, що ознаки живого організму передаються певними задатками — згодом названі генами, які знаходяться у клітинах попарно. Під час утворення статевих клітин парні задатки розходяться, кожна статева клітина одержує лише один з задатків. Під час запліднення задатки від обох батьків знову попарно з'єднуються згідно теорії ймовірності.

Після смерті Наппа настоятелем монастиря був обраний Г. Мендель У 1860 р. він отримав сан прелата і став членом земського сейму. Кожну роботу будь то службову чи громадську, Г. Мендель виконував добросовісно і старанно. В період загострених конфліктів між чехами і німцями Г. Мендель турбувався, щоб у релігійну громаду у Старому Брно призначались священики, які добре володіли чеською мовою, бо більшість прихожан були чехами. Посада настоятеля монастиря відволікала Г. Менделя від наукової роботи, але його інтерес до наукових спостережень не згасав. Він почав цікавитись бджіль­ництвом, квітництвом, виведенням нових сортів рослин. До кінця свого життя Г. Мендель керував метеорологічною станцією в Брно і опублікував кілька робіт з метеорології. Г. Мендель, згідно церковним канонам, не мав права мати свою сім'ю. Всю свою нерозтрачену батьківську любов Г. Мендель зосередив на племінниках, особливо на синах сестри Терезії.

Завдяки Г. Менделю всі вони отримали вищу освіту, а селу Гінчиці в якому він народився Г. Мендель подарував 3000 злотих для побудови пожежного депо. 6-го січня 1884 року Г. Мендель у віці 62 роки помер від хвороби серця і нирок.

ДОДАТОК 1.2. ТОМАС ГЕНТ МОРГАН (25.09.1866-04.12.1945)

Томас Гент Морган — американський біолог і генетик. Народився в Лексингтоні (штат Кентуккі), США. Закінчив університет штату Кентуккі в Лексингтоні в 1886 році та університет Джона Гопкінса в Балтиморі (1891). В 1891-1904 рр — професор жіночого коледжу в Брин-Морі, в 1904-1928 pp. — професор Колумбійського університету в Нью-Йорку. В період 1928-1945 pp. — директор біологічної лабораторії Каліфорнійського технологічного інституту в Пасадені. Т.Морган починав свою наукову діяльність як ембріолог, але згодом зацікавився генетикою, обрав зручний модельний об'єкт для досліджень — плодову мушку дрозофілу, яка й нині є класичним об'єктом досліджень з генетики.

З 1910 року Морган почав вивчати успадкування мутацій у дрозофіли. Разом з Г. Меллером, К. Бріджесом, А. Стертевантом, експериментально обґрунтував уявлення про матеріальні носії спадковості (корпускулярна природа генетичного матеріалу, лінійне розташування генів у хромосомах, закономірності мутаційної мінливості генів, механізми спадкової передачі), що привело до створення хромосомної теорії спадковості. Т.Морган і його школа встановили закономірності зчеплення генів та явища кросинговеру, на основі яких були побудовані перші карти хромосом дрозофіли.

Т. Морган — іноземний член АН колишнього СРСР (з 1932р.), член Лондонського королівського товариства (з 1919р.).

Лауреат Нобелівської премії з фізіології й медицини (1933р.). Книга Т. Моргана "The physical Basic of Heredity" (Фізичні основи спадковості) (1920р.) містила в собі на той час найвичерпніший виклад основних положень генетики. В 1924 р. в США видано книгу Т.Моргана "The theory of gene" (Теорія гена), в якій він виклав загальну філософію генетики та її основні принципи.

ДОДАТОК 1.3. ВАВИЛОВ МИКОЛА ІВАНОВИЧ (25.11.1887 — 26.01.1943)

Радянський генетик, ботанік, географ, творець сучасних наукових основ селекції та вчення про світові центри походження й еволюції культурних рослин; академік АН СРСР та АН УРСР (з 1929р.) і ВАСГНІЛ (з 1929р.).

Наукова діяльність М.І. Вавилова була широкою і багатогранною. Після закінчення в 1911 р. Московського сільсько-господарського інституту працював у ньому на кафедрі спеціального землеробства під керівництвом Д.М. Прянишникова. У 1913 p. був посланий у наукове відрядження до Англії, Франції і Німеччини. З початком першої світової війни повернувся на батьківщину. У 1917р. був обраний професором Саратовського ун-ту по кафедрі спеціального землеробства і селекції. З 1921 р. завідував Відділом прикладної ботаніки і селекції (Петроград); 1924-1940 pp. — директор Всесоюзного інституту прикладної ботаніки і нових культур, що у 1930 р. був перейменований у Всесоюзний інститут рослинництва (ВІР). Одночасно очолював Інститут загальної генетики в Москві (1933-1940).

У 1921 р. М.І. Вавилов був відряджений до США на Міжнародний конгрес з сільського господарства, де виступив із доповіддю "Про закон гомологічних рядів у спадковій мінливості". Відвідавши потім Канаду і країни Західної Європи, вчений повернувся з багатою колекцією зразків і сортів насіння культурних рослин.

Робота ВІРу була спрямована на подальше вивчення світових рослинних ресурсів із метою використання їх у СРСР. Були отримані культурні рослини з близько 60 країн Європи, Азії, Африки, Північної Америки, Південної Америки. Загальна кількість зібраних зразків сягала понад 250 тисяч.

У 1927 р. на 5-му Міжнародному генетичному конгресі в Берліні М.І. Вавилов виступив із доповіддю "Світові центри сортових багатств (генів) культурних рослин". У 1930 р. на 5-му Міжнародному ботанічному конгресі в Кембриджі виступив із доповіддю: "Ліннеївський вид як система"; був обраний віце-президентом 6-го Міжнародного генетичного конгресу в Единбурзі (Шотландія), 1938 р. заочно – почесним президентом.

Як учений М.І. Вавилов мав світове визнання. Він був членом багатьох зарубіжних академій, зокрема Англійської, Індійської, Шотландської; членом-кореспондентом Академії наук у Галлі (Німеччина), Чехословацької Академії, почесним членом товариств: Американського ботанічного, Ліннеївського в Англії, Ботанічного у Швеції, Нью-Йоркського географічного, Мексиканського агрономічного; членом наукової ради Міжнародного агрономічного інституту в Римі. М.І. Вавилову було присуджено вчений ступінь доктора Брюнського (Чехословаччина) і Софійського (Болгарія) ун-тів.

Наукова діяльність М.І. Вавилова була перервана безпідставним обвинуваченням і його арештом у 1940 р. Помер М.І. Вавилов 26 січня 1943 року у Саратовській тюрмі. У 1955 р. його було реабілітовано.

М.І. Вавилов зробив значний внесок у світову науку. Його ідеї в галузі походження, філогенезу й еволюції культурних рослин продовжують залишатися провідними для дослідників усього світу.

Друковані праці вченого (понад 350 назв) ввійшли у скарбницю вітчизняної й світової біологічної науки.

10