Загальна характеристика методів дослідження, застосовуваних в генетиці

Закономірності успадкування ознак організмами дають можливість управління цими процесами при проведенні селекції, що сприяє значному розвитку цієї галузі знань. 

У розвитку генетики виділяють кілька етапів.

Перший етап (1865-1903) характеризується початком досліджень і закладенням основ генетики. Основоположник вчення про закономірності успадкування Г. Мендель запропонував і широко використовував гибридологический метод дослідження і вперше виявив закони незалежного успадкування ознак. Закони Менделя були вдруге відкриті Г. де Фріз, К. Корренсом і Е. Чермак. В. Йогансен в 1900 р. вперше сформулював поняття «популяція» і замість поняття «спадковий фактор» ввів поняття «ген», «генотип», «фенотип». У той час матеріальна основа гена була невідома, що призвело до недооцінки генетики матеріалістами.

Другий етап розвитку генетики (1903-1940 рр.. XX в.) Пов’язаний з вивченням проблем генетики на клітинному рівні. Найбільше значення мали роботи Т. Бовери, У. Сеттона і Е. Вільсона, які встановили взаємозв’язок між законами Г. Менделя і розподілом хромосом в процесі мітозу і мейозу. Т. Морган відкрив закон «зчепленого наслідування» і пояснив його з позицій клітинної теорії. Був знайдений зручний об’єкт генетичних досліджень – плодова мушка дрозофіла. М. І. Вавілов відкрив закон гомологічних рядів успадкування.

Третій етап розвитку генетики починається з 40-х років XX в. і триває по теперішній час. На цьому етапі генетичні закономірності вивчаються і пояснюються на молекулярному рівні. У цей час були відкриті нуклеїнові кислоти, встановлена їх структура, виявлені матеріальні основи гена як носія спадковості, розроблені принципи генної інженерії, генетика стала науковою основою селекції, в чому і полягає її основна практична значимість.

У генетиці широко застосовуються такі методи досліджень.

1. Гибридологический метод досліджень полягає в тому, що беруть організми з різко різними ознаками даного типу, наприклад, рослини з білими і червоними квітками, насінням, різними за формою або за кольором, тварин з різною довжиною волосяного покриву або різним кольором шерсті і т.д. Ці організми схрещують і вивчають характер успадкування потомством різних ознак.
Розрізняють моногибридное, дигибридное і полігібрідное схрещування (ді-, три-, тетра-і далі є варіантами полигибридного схрещування).

При моногібрідномсхрещуванні вивчають організми, що відрізняються ознаками одного типу, наприклад схрещують рослини з квітами різного кольору або з насінням різної форми або схрещують комолих (безрогих) кіз з рогатими і т. д.

При дигибридном схрещуванні беруть організми, що володіють різними ознаками двох типів, наприклад схрещують горох з гладкими і жовтими насінням з горохом, у якого насіння зелені і зморшкуваті, або схрещують тварин з довгою чорною шерстю з тваринами, у яких коротка і біла шерсть, і т. д.

Гибридологический метод генетичних досліджень застосовний і досить ефективний для організмів, що дають велику плідне потомство, і які часто вступають в процеси розмноження (рослини з коротким терміном розвитку, комахи, дрібні гризуни і т. д.).

2. Генеалогічний метод досліджень у генетиці полягає у вивченні родоводів ліній у потомстві. Для тварин це селекційні книги потомства, для людей – родові книги аристократів, де вказуються нащадки різних колін, відзначаються найважливіші ознаки, в тому числі і захворювання.
Цей метод використовується при вивченні закономірностей успадкування у людей і великих тварин, що дають нечисленне потомство і мають великий період досягнення статевої зрілості.

3. Близнюковий метод генетичних досліджень пов’язаний з вивченням впливу навколишнього середовища на організми з дуже близькою генотипом (у широкому розумінні цього терміну). Цей метод тісно пов’язаний з генеалогічним і застосуємо для вивчення особливостей успадкування тих же організмів, що і генеалогічний метод.

Для розуміння закономірностей успадкування необхідне знання деяких термінів. Нижче ці терміни розглянуті.

Найважливішим поняттям генетики є ген, який є одиницею спадкової інформації і визначальний характер успадкування і можливість розвитку ознаки. У гаплоидном наборі хромосом (геном прокаріотів або статевих клітин) є один ген, що обумовлює той чи інший ознака. У соматичних клітинах міститься диплоїдний набір хромосом, маються гомологічні хромосоми і кожен вид (тип) ознаки визначається, як правило, двома генами.

Різновиди одного виду ознаки, які взаємовиключають один одного, називаються альтернативними (наприклад, жовтий і зелений колір насіння, довга і коротка шерсть).
Гени за характером їх розташування в хромосомах і ознаками, за розвиток яких вони відповідають, поділяють на алельних і неалельні.

Алельними називаються гени, розташовані в однакових локусах гомологічних хромосом і контролюючі розвиток альтернативних ознак (наприклад, гени гладкою і зморшкуватою поверхні насіння гороху).
Неалельні гени відають різними неальтернативні ознаками, вони можуть розташовуватися як в одній, так і в різних хромосомах (наприклад, гени жовтого забарвлення насіння і гладкою форми поверхні насіння).

Алельних гени за характером впливу один на одного поділяють на три види: домінантні (пригнічують), рецесивні (пригнічувані) і рівноцінні (равнодействующие, гени однакового впливу).
Домінантними називають такі алельних гени, які пригнічують прояв іншого альтернативного ознаки, за який відповідає інший алельних ген (так, ген жовтого забарвлення насіння пригнічує ген зеленого забарвлення насіння і знову виникло потомство матиме насіння жовтого кольору). Ці гени позначають великими літерами латинського алфавіту, наприклад А, В, С і т. д.
Рецесивними називають такі алельних гени, дія яких не виявляється у присутності інших парних їм ген відповідного альтернативного ознаки (так, ген зморшкуватою форми насіння гороху не виявляється у присутності гена гладкою форми насіння гороху, за рахунок чого у рослин, одержані після схрещування рослин з гладкою і зморшкуватою поверхнею насіння, будуть насіння з гладкою поверхнею). Ці гени позначають малими літерами латинського алфавіту, наприклад А1 і А2; В1 і В2 і т. д.

Генами рівного впливу називають такі алельних гени, при впливі яких один на одного виникають проміжні ознаки (так, гени білої і червоної забарвлення пелюсток квітки фіалки Нічна красуня, перебуваючи в одному організмі, призводять до появи рослин з рожевими квітами). Їх позначають великими літерами латинського алфавіту з індексом, наприклад А1 і А2; В1 і В2 і т. д.
Організми, соматичні клітини яких містять однакові алельних гени, називаються гомозиготними (наприклад, АА, bb або ААВВ і т. д.).
Організми, соматичні клітини яких містять різні алельних гени, називаються гетерозиготними (їх позначають AA, Bb, AABB).
Рецесивні ознаки (ознаки, за які відповідають рецесивні гени) виявляються тільки в гомозиготних організмах, що містять два однакових алельних гена, відповідальних за рецесивний ознака.

ПОДІЛИТИСЯ: