Наследственность - фундаментальное свойство живого. Генетика изучает сходство и различия родителей и потомков, т.е. наследственность и изменчивость.
Наследственность - свойство организмов, обеспечивающее морфофункциональную преемственность в ряду поколений и путь индивидуального развития.
Наследование - передача наследственных признаков и свойств организмов в процессе размножения.
Изменчивость - свойство организма меняться в процессе индивидуального развития.
Значение генетики.
Для развития сельского хозяйства, селекции микроорганизмов, изучения наследственных болезней человека, понимания процессов
эволюции в прошлом и настоящем.
Методы и уровни изучения закономерностей наследственности и изменчивости.
Менделизм - открытие и переоткрытие законов Менделя (1865-1900). Работы школы Моргана (1900—1930). Изучение наследственности на клеточном уровне. Молекулярный уровень изучения (1930), установление химической природы гена (работы Кольцова). Открытие структуры ДНК (Уотсон и Крик 1953), дифференциальной структуры гена (Жакоб и Моно, 1965). Работы Г.де Фриза, Корренса, Чермака.
Цитологические основы Менде-левского учения.
Гомологичные хромосомы, аллельные гены, биологическая сущность мейоза, принцип "чистоты гамет" - главный принцип генетики не имеющий исключений. Ген - функциональная единица наследственности. Ген и признак.
Закономерности независимого наследования.
Моно-, ди- и полигибридное скрещивание (1-ый, 2-ой и 3-ий законы Менделя).
Плейотропное действие гена.
Один ген модифицирует проявления других генов вследствие участия их в одной цепи обмена.
Теория гена.
Ген - единица наследственного материала, это единица функции, рекомбинации и мутации.
Ген это участок молекулы ДНК / у некоторых вирусов РНК/ со специфическим набором нуклеотидов, в линейной последовательности которых закодирована генетическая информация. Доказательство роли ДНК – явления трансформации и трансдукции.
Свойства генов:
1. Ген. занимает определенное место в ДНК: локус.
2. Ген дискретен: состоит из нуклеотидов, число которых в разных генах различно.
3. Аллельность: различное состояние одного гена, что определяет варианты развития одного и того же признака. Число аллелей у гаплоидов – 1, у дипло-идов - 2, у триплоидов - 3 и т.д.
4. Гены устойчивы, передаются неизмененными поколениям дочерних клеток и организмов.
5. Внутри гена может происходить рекомбинация, единица рекомбинации состоит из пары нуклеотидов.
6. Гены способны к мутации, единица мутации - мутон, равна паре нуклеотидов.
7.Способность к репарации /восстановлению поврежденного участка молекулы ДНК/, поэтому не все повреждения ДНК ведут к мутации гена.
8. Плейотропность генов: некоторые гены определяют несколько признаков.
Ген - это функциональная единица ДНК /реже РНК/. Генотип дискретен, но функционирует как единое целое. На функцию генов оказывают влияние внешние и внутренние факторы.
Виды_генов.
1.Структурные гены / цистроны/ содержат информацию о последовательности аминокислот в полинуклеотиде, содержит около 1000 пар нуклеотидов. Это уникальные последовательности. Расположение триплетов нуклеотидов коллине-арно последовательности аминокислот в полипептиде, кодируемому данным геном.
2. Гены кодирующие р-РНК.
3. Гены кодирующие т-РНК. Гены р-РНК и т-РНК многократно повторяются.
4. Функциональные гены. Они контролируют и направляют деятельность структурных генов. У прокариот это гены:, промотор, оператор, регулятор. У эукариот система функциональных генов намного сложнее: промоторный участок, сенсорные, интеграторные гены и др.
5. Спейсеры - разделительные участки между генами.
Гены эукариот прерывисты: они состоят из информативных участков - экзонов, и неинформативных - интронов, которых больше. Интроны участвуют в реализации ядерных генов, морут кодировать некоторые белки, в формировании «прыгающих генов», являющихся материалом для эволюции.
Генная инженерия.
Задачи.
Изменение наследственных свойств организма при внесении, замене или удалении генов.
Реконструирование новых форм живого.
Объект.
Прокариоты, имеющие кольцевую молекулу ДНК,обладающие одинаковым кариотипом, легко изменяемым генотипом, быстро размножающиеся, функция которых заключается лишь в синтезе специфических ферментов.
Возможности генотерапии - замены дефектного гена у человека полноценно функционирующим геном. Создание чистых высокоспецифичных вирусных вакцин. Получение гормонов человека путем встройки в геном прокариот соответствующих генов человека.
Биотехнология.
Введение микробиологической генной индустрии в промышленность, сельское хозяйство и медицину.
Задачи.
Выведение путем трансгеноза растений устойчивых к болезням, не нуждающихся в удобрениях, загрязняющих окружающую среду нитратами и нитритами. Создание высокопродуктивных штаммов микроорганизмов, разлагающих нефть, полимерные материалы, отходы животноводства, синтезирующие животные белки, дефицитные аминокислоты, гормоны человека, антибиотики в промышленных масштабах.
Потенциальная опасность экспериментов по генной инженерии.
Международный комитет по рекомбинации молекул ДНК, учитывая непредсказуемые последствия работы с бактериями, устойчивыми к антибиотикам и онкогенным вирусам, разрешил работы со штаммами кишечной палочки, погибающей при 30оС.