Министерство здравоохранения и социального развития
ГОУ ВПО Челябинская Государственная Медицинская Академия
Кафедра биологии.
Выдающиеся ученые-генетики.
Выполнила:
Студентка Ι курса фарм.факультета гр. 190 Мухаметжанова Роза
Проверила:
Доцент кафедры биологии Собенина Галина Григорьевна
Челябинск, 2011 год.
Введение
История развития генетики
Генетика (от греч. genesis — происхождение) - это наука о законах наследственности и изменчивости организмов и методах управления ими. В зависимости от объекта исследования различают генетику микроорганизмов, растений, животных и человека, а от уровня исследования — молекулярную генетику, цитогенетику и др. Основы современной генетики заложены Г. Менделем, открывшим законы дискретной наследственности и школой Т. Х. Моргана, обосновавшей хромосомную теорию наследственности. За короткий срок генетика выросла в разветвленную биологическую науку с широким кругом экспериментальных методов и направлений.
Исследователями классического периода развития генетики были выяснены основные закономерности наследования и доказано, что наследственные факторы (гены) сосредоточены в хромосомах. Дальнейший прогресс в изучении закономерностей хранения и реализации генетической информации сдерживался по двум причинам. Во-первых, из-за слишком объемных экспериментов, связанных с более глубоким изучением генов, во-вторых, ввиду невозможности понять работу генов без углубленного исследования превращения молекул, вовлеченных в генетические процессы. Переход к генетическим исследованиям микроорганизмов, позволивший избегать многих трудностей, был вполне закономерен.
В СССР в 1920-1930-х годах выдающийся вклад в генетику внесли работы Н. И. Вавилова, Н. К. Кольцова, С. С. Четверикова, А. С. Серебровского и др. С середины 1930-х годов, и особенно после сессии ВАСХНИЛ 1948, в советской генетике возобладали антинаучные взгляды Т. Д. Лысенко, безосновательно названные им «мичуринским учением», что до 1965 года остановило ее развитие и привело к уничтожению крупных генетических школ. Быстрое развитие генетики в этот период за рубежом, особенно молекулярной генетики во второй половине 20 в., позволило раскрыть структуру генетического материала, понять механизм его работы. Идеи и методы генетики используются для решения проблем медицины, сельского хозяйства, микробиологической промышленности. Ее достижения привели к развитию генетической инженерии биотехнологии.
Основные разделы генетики
Современная генетика представлена множеством разделов, представляющих как теоретический, так и практический интерес. Среди разделов общей, или «классической», генетики основными являются: генетический анализ, основы хромосомной теории наследственности, цитогенетика, цитоплазматическая (внеядерная) наследственность, мутации, модификации. Интенсивно развиваются молекулярная генетика, генетика онтогенеза (феногенетика), популяционная генетика (генетическое строение популяций, роль генетических факторов в микроэволюции), эволюционная генетика (роль генетических факторов в видообразовании и макроэволюции), генетическая инженерия, генетика соматических клеток, иммуногенетика, частная генетика — генетика бактерий, генетика вирусов, генетика животных, генетика растений, генетика человека, медицинская генетика и мн. др. Новейшая отрасль генетики — геномика — изучает процессы становления и эволюции геномов.
Основные задачи генетики
Генетические исследования преследуют цели двоякого рода: познание закономерностей наследственности и изменчивости и изыскание путей практического использования этих закономерностей. То и другое тесно связано: решение практических задач основывается на заключениях, полученных при изучении фундаментальных генетических проблем и в то же время доставляет фактические данные, важные для расширения и углубления теоретических представлений.
От поколения к поколению передается информация обо всех многообразных морфологических, физиологических и биохимических признаках, которые должны реализоваться у потомков. Исходя из такого кибернетического характера генетических процессов, удобно сформулировать четыре основные теоретические проблемы, исследуемые генетикой:
Во-первых, проблема хранения генетической информации. Изучается, в каких материальных структурах клетки заключена генетическая информация и как она там закодирована.
Во-вторых, проблема передачи генетической информации. Изучаются механизмы и закономерности передачи генетической информации от клетки к клетке и от поколения к поколению.
В-третьих, проблема реализации генетической информации. Изучается, как генетическая информация воплощается в конкретных признаках развивающегося организма, взаимодействуя при этом с влияниями окружающей среды, в той или иной мере изменяющей эти признаки, подчас значительно.
В-четвертых, проблема изменения генетической информации. Изучаются типы, причины и механизмы этих изменений.
Заключения, полученные при изучении фундаментальных проблем наследственности и изменчивости, служат основой решения стоящих перед генетикой прикладных задач.
Достижения генетики используются для выбора типов скрещиваний, наилучшим образом влияющих на генотипическую структуру у потомков, для выбора наиболее эффективных способов отбора, для регуляции развития наследственных признаков, управления мутационным процессом, направленного изменения генома организма с помощью генетической инженерии и сайт-специфичного мутагенеза. Знание того, как разные способы отбора влияют на генотипическую структуру исходной популяции, позволяет использовать те приемы отбора, которые наиболее быстро изменят эту структуру в желаемую сторону. Понимание путей реализации генетической информации в ходе онтогенеза и влияния, оказываемого на эти процессы окружающей средой, помогают подбирать условия, способствующие наиболее полному проявлению у данного организма ценных признаков и «подавлению» нежелательных. Это имеет важное значение для повышения продуктивности домашних животных, культурных растений и промышленных микроорганизмов, а также для медицины, так как позволяет предупреждать проявление ряда наследственных болезней человека.
Исследование физических и химических мутагенов и механизма их действия делает возможным искусственно получать множество наследственно измененных форм, что способствует созданию улучшенных штаммов полезных микроорганизмов и сортов культурных растений. Познание закономерностей мутационного процесса необходимо для разработки мер по защите генома человека и животных от повреждений физическими и химическими мутагенами.
Успех любых генетических исследований определяется не только знанием общих законов наследственности и изменчивости, но и знанием частной генетики организмов, с которыми ведется работа. Хотя основные законы генетики универсальны, они имеют у разных организмов и особенности, обусловленные различиями, например, в биологии размножения и строении генетического аппарата. Кроме того, для практических целей необходимо знать, какие гены участвуют в определении признаков данного организма. Поэтому изучение генетики конкретных признаков организма представляет собой обязательный элемент прикладных исследований.
План основного раздела:
Давиденков Сергей Николаевич
Кольцов Николай Константинович
Серебровский Александр Сергеевич
Четвериков Сергей Сергеевич
Давиденков Сергей Николаевич
Давиденков Сергей Николаевич — академик АМН СССР. Родился в Риге в семье педагогов, окончил медицинский факультет Московского Университета. Работал в психиатрических больницах Московской и Харьковской губерний, в тоже время начал заниматься научной работой. После защиты докторской диссертации по невропатологии был избран профессором Харьковского женского медицинского института. Являлся заведующим кафедрой нервных болезней Бакинского Университета. Давиденков работал в Москве в Институте профессиональных заболеваний им. Обуха. В Ленинграде до конца жизни руководил кафедрой нервных болезней Института усовершенствования врачей.
Во время Великой Отечественной войны работал военным врачом-консультантом в госпиталях, был главным невропатологом Ленинградского фронта в чине полковника медицинской службы. Незадолго до смерти С. Н. Давиденков начал организовывать Лабораторию медицинской генетики. Она была создана и в дальнейшем работала под руководством его вдовы, члена-корреспондента АМН СССР Е.Ф.Давиденковой.
С. Н. Давиденков - крупнейший невропатолог и генетик человека. В области медицинской генетики изучал наследственные болезни нервной системы, разрабатывал основы медико-генетического консультирования, изучал генетические и средовые причины клинического полиморфизманаследственных болезней и эволюционные аспекты невропатологии. Сформулировал принцип генетической гетерогенности фенотипически (клинически) сходных форм патологии. Описал несколько новых формболезней, показал неоднородность ряда форм патологии (например, выделил 7 форм миопатии, считавшейся "единой"). Утверждал, что рациональная классификация наследственных болезней должна быть "каталогом генов, а не фенотипических различий". В 1947 г. С. Н. Давиденков издал (в значительной части написанную в блокадном Ленинграде) книгу "Эволюционно-генетические проблемы в невропатологии", в которой глубоко разработал ряд вопросов эволюции человека.
Известно, что одним из открытий И. П. Павлова явилось обнаружение патологии поведения животных при чрезмерном напряжении высшей нервной деятельности. Большой вклад в исследование патологии высшей нервной деятельности был сделан также С. Н. Давиденковым, который вместе с И. П. Павловым, а затем Л. А. Орбели изучал патологические формы поведения и сделал оригинальные обобщения по ряду фундаментальных проблем высшей нервной деятельности в эволюционно-генетическом аспекте. Ряд широких обобщений, сделанных С. Н. Давиденковым, ставит его имя рядом с именами таких крупных теоретиков-биологов, как А. Н. Северцев, И. И. Шмальгаузен.
Из трех параметров, лежащих в основе всего многообразия типологических особенностей человека и животных, выделенных И. П. Павловым, С. Н. Давиденков наибольшую роль отводил подвижности нервных процессов как фактору эволюции. Эти представления лежат в основе его интерпретации явлений навязчивости и различных ритуальных действий.
Вполне понимая всю логическую бессмысленность последних, С. Н. Давиденков считает, что они оказывают в ряде случаев благотворное влияние (в результате отрицательной индукции) на патологические очаги застойного возбуждения, которые сформировались в результате тревожных мыслей и прямой опасности, угрожающей человеку. Конечно, человек прибегает к магии или ритуалам в основном в том случае, если не может дать причинного объяснения окружающим его явлениям природы. Появление ритуалов у некоторых народностей и ритуальных действий у больных людей вполне понятно, и оно прекрасно объяснено С. Н. Давиденковым на основе учения И. П. Павлова. Однако ритуальные действия, имеющие совершенно неуместный характер, широко распространены не только у людей, но и у животных. Например, при испуге или агрессии у многих видов животных внезапно появляется половая или пищевая реакция, вернее, ее имитация. Так, например, дерущиеся петухи в промежутках между агрессивными действиями обычно клюют траву или подбирают несъедобные предметы (которые тут же выкидывают из клюва). Этологами описаны самые разнообразные ритуальные действия животных, многие из которых приобрели биологическое значение.
Широко распространены у животных ритуальные движения. Они лежат в основе образование семейно-кастовых сообществ, а последние, в свою очередь, — в основе группового отбора.
Весьма вероятна гипотеза, что ритуальные движения у животных в значительной степени формируются на основе образования вторичных очагов возбуждения. Они весьма напоминают замещающие движения. Электрофизическое исследование показало, что во время действия сильного раздражителя возникает очаг повышенной возбудимости, обладающий свойствами доминанты. Из этого очага возбуждение распространяется в разные отделы мозга, в которых могут образоваться вторичные очаги возбуждения. Неуместные движения и являются внешним (поведенческим) выражением возбуждения тех центров мозга, которые в данный момент обладают низким порогом.
Ритуальные движения у многих животных приобрели весьма сложный и многообразный характер. Иногда они проявляются в сложной конструктивной деятельности. Так, беседковые птицы Австралии и Новой Гвинеи в период токования строят беседки, которые украшают цветками, камешками и раковинами улиток. Самцы некоторых видов даже разрисовывают стены шалашей «кисточками», которые они делают из листьев. В качестве краски используются сок из давленных ягод и собственная слюна, окрашенная древесным углем. Можно с большой вероятностью допустить, что принципиальное различие между ритуальными движениями животных и человека заключается в том, что у первых они возникают непроизвольно в результате иррадиации возбуждения из основного очага, возникшего в результате биосоциальных взаимоотношений, а затем отрабатываются естественным отбором.
У человека ритуальные движения появляются, видимо, по другому механизму. Вторичный очаг возбуждения возникает произвольно. Сам факт его формирования имеет чисто физиологическое значение, оказывая тормозящее влияние на первичный очаг возбуждения, который связан в основном с психофизиологическим состоянием страха. Нам кажется, что у истоков физиологического объяснения механизмов ритуальных движений как человека, так и животных должно быть поставлено имя С. Н. Давиденкова.
Уже при физиологическом анализе ритуальных движений, сделанном С. Н. Давиденковым, видна та огромная роль, которую он придавал степени и подвижности основных нервных процессов. Он считал, что если в объяснении механизма экспериментальных неврозов животных ведущую роль надо отдать слабости нервных процессов, то в отношении человека преимущественную роль играет их инертность.
Несмотря на то что функциональная пластичность мозга явилась огромным приобретением человека, она в то же время представляет собой источник того явления, которое было названо С. Н. Давиденковым парадоксом нервно-психической эволюции. Суть этого явления сводится к следующему. Все более совершенствуясь под действием естественного отбора, пластичность мозга достигла у современного человека высочайшей степени совершенства, что легло в основу поведения Homo sapiens. И тем не менее какие-то элементы инертности продолжают сохраняться в поведении людей. Этот феномен отмечался и рядом других исследователей. Так, Я. Я. Рогинский указывает, что кора больших полушарий головного мозга отличается, с его точки зрения, от подкорковых структур значительно большей ранимостью, неустойчивостью, истощаемостью и предрасположенностью к самым различным формам неврозов. С. Н. Давиденков, не во всем соглашаясь с тем, как трактует механизм нарушений нормальных функций мозга человека Я. Я. Рогинский, выдвинул свое объяснение тому явлению, которое он и назвал парадоксом нервно-психической эволюции. Одна из первых причин его, по мнению С. Н. Давиденкова, наиболее позднее развитие некоторых функциональных особенностей нервной системы.