Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
биология ответы.docx
Скачиваний:
31
Добавлен:
09.08.2019
Размер:
118.34 Кб
Скачать

Предмет, задачи и методы генетики. Этапы развития генетики

Неотъемлемыми свойствами всех живых организмов являются наследственность и изменчивость.

Наследственность - универсальное свойство живого обеспечивать структурную и функциональную преемственность между поколениями. Изменчивость - это универсальное свойство живых организмов существовать в различных формах (вариантах). Вследствие последней дочерние организмы не бывают точными ко-пиями родительских особей. Наследственность и изменчивость живых организмов, их биологические механизмы, а также методы управления ими составляют предмет изучения генетики как науки. В истории генетики выделяют 3 этапа: изучение наследственности и изменчивости на организменном, клеточном и молекулярном уровнях. Самым продолжительным являлся первый (организменный) этап, завершившийся открытием закономерностей наследования на организменном уровне (Г. Мендель, 1865-66). Первые наблюдения за наследственностью, включающие составление родословных, проводились уже около 6000 лет тому назад (Двуречье). Составлялись родословные животных (лошадей). В Талмуде (IV - V век до н.э.) отражены результаты наблюдений за наследованием патологических признаков у людей (гемофилия у мужчин). Первым научным обобщением в истории науки о наследственности и изменчивости стала ядерная теория наследственности, сформулированная В. Ру, О. Гертвигом, Э. Страсбургером (1883-1884), а также А. Вейсманом (1885). Её развитием в начале XX века стала хромосомная теория наследственности (У. Сеттон, 1902-1903; Т. Бовери, 1902-1907; Т. Морган и его школа, 1908-1911). Обе теории были разработаны на втором (клеточном) этапе развития генетики. Однако закономерности наследственности были открыты впервые ещё Грегором (Яном) Менделем (1822-1884). Ян Мендель поступил в Венский университет, но не окончил его из-за неудовлетворительных оценок. Возвратившись из Вены в г. Брно (Чехия), Ян Мендель ушёл в монастырь, приняв монашеское имя Грегор. Одновременно он преподавал естествен-ные науки в реальном училище г. Брно и в то же время на маленьком мон¬стырском огороде проводил из года в год эксперименты с горохом, резуль¬таты которых легли в основу всей современной генетики. В 1865 году на заседании общества любителей естествознания в г. Брно Г. Мендель пред¬стает результаты своих исследований. К сожалению и доклад и ставшая«Опыты над растительными гибридами» (1866) не привлекли внимания современников. Лишь в 1900 году те же закономерности вновь открыли независимо друг от друга X. де Фриз в Голландии, К. Корренс в Германии и Э. Чермак в Австрии, в связи с чем 1900 год считается многими учёными годом рождения генетики как науки. Термин «генетика» предложил в 1900 году У. Бэтсон. Доказательства локализации генов в хромо¬сомах и расположения в них в линейном порядке привёл американский генетик Г. Морган (1866-1945), сформулировавший хромосомную теорию наследственности и заложивший основы теории гена. Последняя получила развитие в трудах школы А.С. Серебровского (1929-1931), разработавшего представления о сложной структуре гена. Н.И. Кольцов (1872-1940) полагал, что носителями генов являются биологические макромолекулы, способные к само¬воспроизводству, возможно молекулы белка. Фундаментальный вклад в изучение генетики популяций внёс С.С. Четвериков (1926). Переломным моментом в развитии генетики стали открытие в* 1953 году структуры ДНК (Дж. Уотсон, Ф. Крик), расшифровка генетического кода, а также выяснение того факта, что гены кодируют структуру ферментов, направляющих клеточный метаболизм (Г. Бидл, Е. Татум). Результатом этих открытий на третьем (молекулярном) этапе развития генетики стало завершение формирования генной теории наследования и превращение генетики в одну из самых перспективных бурно развивающихся биологических наук. Основной задачей генетики является изучение закономерностей наследственности и изменчивости живых организмов и разработка методов управления ими. Последнее (разработка методов целенаправленного влияния на наследственность и изменчивость) особенно важно для селекции, улучшения и создания новых пород домашних животных, сортов растений, штаммов микроорганизмов, используемых в фармацевтической промыш¬ленности и других отраслях народного хозяйства. Соответственно объекту исследования выделились самостоятельные разделы генетики: генетика растений, генетика микроорганизмов, генетика животных, генетика человека (медицинская генетика). Задача последней - изучение наследственных патологий человека и разработка мероприятий по предупреждению проявления наследственных болезней, пороков развития и злокачественных новообразований. Современная генетика использует самые разнообразные методы исследований: биохимический, популяционный, селекционный (гибридологический), цитогенетический, молекулярно-генетический, методы генетической инженерии. В зависимости от основных используемых методов генетика дифференцировалась на ряд разделов: биохимическую генетику, молекулярную генетику, экологическую генетику, иммуногенетику, радиационную генетику и др.

Во второй половине XIX века английский биолог Фрэнсис Гальтон выделил наследственность человека как самостоятельный предмет исследования. Он же предложил ряд методов, используемых в генетике человека и в настоящее время: генеалогический, близнецовый, статистический. В рамках генетики человека сформировались медицинская генетика как её частный раздел. В 1869 году Ф. Гальтон впервые сформулировал принципы евгеники - учения о на¬следственном здоровье человека и путях его улучшения. Он предложил изучать влияния, которые могут улучшить наследственные качества будущих поколений - здоровье, умственные способности5 одарённость. Прогрессивные учёные (Ф. Гальтон, Г. Мёллер, Н.К. Кольцов, Ю.А. Филипченко) ставили перед евгеникой гуманные цели. Однако попытка реализовать на практике недостаточно разработанные научные идеи успеха не имела. Законы об ограничении браков, деторождения, о проведении принудительной стерилизации, принимавшиеся в США, просуществовали из-за бурных протестов лишь 1-2 года. Это, а также попытки использовать идеи евгеники для оправдания расизма (например, фашистская расовая теория) дискредитировали евгенику как научную дисциплину, а также сам термин «евгеника». Однако интерес к евгенике способствовал разработке вопросов антропогенетики и медицинской В современной науке проблемы евгеники, особенно борьба с наследственными заболеваниями, решаются в рамках генетики человека, в том числе медицинской генетики. Современная медицина ориентируется на профилактику наследственных болезней путём медико-генетического консультирования, широкой медико-просветительской работы. При этом учитывается влияние среды, в которой происходит развитие человека, на проявление положительных и отрицательных наследственных свойств. Ещё Н.К. Кольцов (1929) выделил в прикладной генетике человека евфенику -науку о благоприятном проявлении наследственных задатков. Важное значение для разработки генетических основ селекции имели работы выдающегося российского биолога XX века НИ. Вавилова (1887-1943). Сформулированный им в 1920 году закон гомологических рядов в наследственной изменчивости позволил ему в дальнейшем установить центры происхождения культурных растений, в которых сосредоточено наибольшее разнообразие наследственных форм. Весомый вклад в установление генетической природы некоторых наследственных заболеваний человека и разработку методики медико-генетического консультирования населения внёс С.Н. Давиденков (1880-1961).

2. То, что предлагал для улучшения человеческого рода Гальтон, впоследствии получило название позитивной евгеники. Но очень скоро образовалось и другое течение - негативная евгеника. Ее приверженцы считали, что необходимо препятствовать появлению детей у людей с умственными и физическими недостатками, у алкоголиков, наркоманов, преступников. Негативная евгеника с самого начала вызывала критику. Ведь такого рода "отбор" проводился еще в древней Спарте, где уничтожали слабых и больных детей. Результат известен - Спарта не дала ни одного выдающегося мыслителя, художника, артиста, но прославилась сильными и отважными воинами.

История знает немало примеров, когда великие люди имели физические недостатки или страдали от тяжелых наследственных болезней, в том числе и психических. Нередко не отличались здоровьем и их родители - мать И. С. Тургенева, например, страдала черной меланхолией, а в роду у Л. Н. Толстого были больные эпилепсией и шизофренией.

Более того, известно, что некоторые психические болезни, развитие которых связано с тонкой, уязвимой душевной организацией, генетически связаны с одаренностью в музыке, математике, поэзии. По этому поводу существует современный анекдот. Когда академику И. Г. Петровскому, ректору МГУ, показали список противопоказаний для поступления на механико-математический факультет, он увидел слово "шизофрения" и удивился: "Кто же тогда будет делать математику?"

Дело в том, что формы шизофрении - психического заболевания, одним из признаков которого считается раздвоение личности, очень разнообразны. Вариаций - множество, проявления болезни нередко стерты. Наследование шизофрении, по существу, так и остается загадкой для ученых, хотя время от времени и появляются новые данные и гипотезы, пытающиеся ее объяснить. Поэтому в отношении шизофрении, самого распространенного психического заболевания, ни о каком отборе нельзя говорить даже теоретически. Не лучше обстоит дело и с другими болезнями.

Наследование того или иного признака, приводящего к развитию заболевания, - это все-таки вероятностный процесс, и предсказать его нельзя. Например, ребенок может "получить" ген, обусловливающий патологию сосудов, от больного отца, а может - и от здоровой матери. И наоборот, родители могут быть совершенно здоровы, но иметь гены, определяющие развитие болезни, - у них эти гены находятся в скрытом, или, как говорят генетики, в рецессивном состоянии. Проявятся ли эти гены у их потомства или нет - дело случая. Все зависит от возможных сочетаний генов, их взаимодействия друг с другом и, конечно, от социальных условий, воспитания, психологической обстановки, в какой-то степени - от удачи.

Возражения ученых против негативной евгеники не убедили ее сторонников. Не остановил их и другой вопрос, уже из области морали: а судьи кто? В самом деле, кто должен решать, что одно отклонение от нормы недопустимо, а другое - вполне приемлемо для будущего?

Тем не менее в 1915-1916 годах в 25 американских штатах были приняты законы о принудительной стерилизации психически больных, преступников, наркоманов. Подобные законы существовали и в странах Скандинавии, и в Эстонии. Своего апогея негативная евгеника достигла в фашистской Германии. В 1933 году, например, в Германии было стерилизовано 56244 психически больных.

Нацисты считали, что внутри человечества должно образоваться ядро "высокосортных" личностей, которые и будут принимать участие в формировании будущей человеческой расы, все остальные - слабые, больные, увечные, просто не отвечающие стандарту - должны быть либо уничтожены, либо стерилизованы. Что получилось из этой теории на практике, всем хорошо известно. В некоторых странах, однако, евгеника пошла другим путем. В Англии был принят ряд мер для поощрения многодетности у людей англосаксонской расы и создания благоприятных условий для воспитания и развития одаренных детей.

В Советском Союзе в 1920-1921 годах было создано Русское евгеническое общество. Общество выпускало специальное издание по евгенике - "Русский евгенический журнал". В нем печатались видные ученые-генетики того времени - Н. К. Кольцов, А. С. Серебровский, А. И. Филипченко. В журнале можно было найти исследования родословных известных дворянских семей, например, Аксаковых, Тургеневых. Многие статьи фактически заложили основы генетики человека и медицинской генетики в нашей стране.

Одно время идеи евгеники находили сочувствие у идеологов молодого советского государства: раз строится новое общество, то и люди, живущие в нем, должны быть совершенно иными - более сильными, активными, гуманными и красивыми. Однако вскоре стали выявляться противоречия евгеники, которые, видимо, от нее неотделимы. Н. К. Кольцов, например, считал, что евгеника - это утопия, но она будет "религией будущего века". А. С. Серебровский предлагал для улучшения человеческого рода отделить деторождение от любви, практиковать искусственное осеменение.

Эти идеи ученых вызвали резкую критику, и в 1929 году Русское евгеническое общество прекратило свое существование, и "Русский евгенический журнал" перестал выходить. В послевоенные годы интерес к евгенике упал, но в конце ХХ века начал возрождаться снова. Это связано с ухудшением экологической обстановки на планете. Озоновые дыры, повышение уровня радиации, экологические яды, мутагены и канцерогены в окружающей среде - все это ведет к накоплению в генах людей вредных и ненужных изменений - мутаций. Такое накопление мутаций получило название генетического груза.

Мутации приводят к ухудшению здоровья, различным психическим отклонениям, патологиям. Многие ученые выражают беспокойство: что же будет с человечеством, когда эта чаша переполнится? Не приведет ли этот процесс к вымиранию человеческого рода? И снова возникает соблазн евгеники - нельзя ли все же как-то избежать рождения больных и неполноценных детей, улучшить человеческую породу?

Евгеника получает новое звучание и в связи с экспериментами по клонированию млекопитающих, начатыми в Шотландии (см. "Наука и жизнь" № 6, 1997 г.) и продолженными в Америке. Ученые нашли способ получить новый организм, практически идентичный родительскому, в результате развития одной клетки, без скрещивания и "перемешивания" генов. Это дает возможность повторить в потомстве уникальное сочетание генов родителя. Такие эксперименты смогли провести на млекопитающих - овцах и коровах, но теоретически не исключена возможность повторения их на человеке. Хотя во многих странах такие опыты пытаются запретить или держать под строгим контролем, нельзя ручаться, что эксперименты по клонированию клеток человека не состоятся. А вдруг удастся с помощью клонирования получать новых Эйнштейнов и Лобачевских?

С точки зрения генетики этот вопрос бессмыслен. Ведь даже однояйцовые близнецы, у которых практически все гены одинаковы, являются отдельными независимыми личностями и далеко не во всем сходны друг с другом.

Расизм — совокупность воззрений, в основе которых лежат положения о физической и умственной неравноценности человеческих рас и о решающем влиянии расовых различий на историю и культуру.