Definieren Sie die grundlegenden Konzepte der Genetik. Grundbegriffe der Genetik

Grundbegriffe der Genetik

Gegenstand des Studiums der Genetik sind zwei untrennbare Eigenschaften aller lebenden Organismen - Vererbung Und Variabilität. Variabilität wird durch eine Vielzahl von Formen innerhalb jeder Art, Rasse und sogar eines Wurfs dargestellt. Gleichzeitig haben alle Vertreter einer Art und einer Rasse eine unbestreitbare Ähnlichkeit, die durch Vererbung gegeben ist.

Jede Tierart wird charakterisiert Chromosomensatz bestimmte Form, Karyotyp.

Geschlechtszellen enthalten die Hälfte des so genannten Chromosomensatzes haploid was gemeinhin als bezeichnet wird N. Eine durch Verschmelzung zweier Keimzellen entstandene Eizelle enthält doppelt so viele Chromosomen, die sog diploid Bausatz - 2n. Jedes Chromosomenpaar des diploiden Satzes wird durch homologe Chromosomen repräsentiert, von denen eines vom Vater und das andere von der Mutter stammt. Der diploide Satz eines Hundes wird durch 78 Chromosomen dargestellt.

Alle erblichen Eigenschaften und Merkmale werden durch wohldefinierte, voneinander unabhängige materielle Einheiten bestimmt - Gene. Jedes Gen nimmt einen genau definierten Platz auf einem genau definierten Chromosom ein, genannt Ort. Aufgrund der Chromosomenpaarung in Zellen sind auch die Gene des Chromosomensatzes paarweise vertreten. Gene, die sich am selben Ort befinden, werden genannt allelisch oder Allele. Gene können Veränderungen in ihrer Struktur erfahren - mutieren, infolgedessen ändern sich die äußeren Manifestationen des Merkmals, für das dieses Allel verantwortlich ist. Individuen, die dieselben Allele desselben Locus von Vater und Mutter erhalten, werden gerufen homozygot und anders - heterozygot auf diesem Schild. Gene und Allele werden beispielsweise üblicherweise mit Buchstaben des lateinischen Alphabets bezeichnet A, F, tfm usw.

Interaktion allelischer Gene

In einem heterozygoten Zustand interagieren Allele auf bestimmte Weise miteinander. In dem Fall, wenn einer von ihnen die Aktion des anderen vollständig unterdrückt, wird er aufgerufen komplette Dominanz. Das dominante Gen wird normalerweise mit einem Großbuchstaben des lateinischen Alphabets bezeichnet. Mit absoluter Dominanz heterozygote Personen äh das selbe haben Aussehen oder Phänotyp, sowie homozygot für das dominante Allel AA. Dies bedeutet, dass für die Manifestation eines dominanten Merkmals ein dominantes Allel ausreicht, das als bezeichnet wird A -.

Wenn sich heterozygote Individuen im Phänotyp von homozygoten Individuen unterscheiden und einen intermediären Phänotyp haben, dann sprechen sie von unvollständig oder Zwischendominanz. Wenn Sie beispielsweise einen hellgrauen Collie mit einem dreifarbigen Collie kreuzen, entstehen dunkelgraue Welpen.

Bei Übermacht - bei Hybriden der ersten Generation wird es beobachtet Heterosis - das Phänomen der Überlegenheit von Nachkommen gegenüber elterlichen Formen in Bezug auf Lebensfähigkeit, Wachstumsenergie und Fruchtbarkeit. So ähneln Hybriden, die durch Kreuzung von wilden grauen Ratten - Pasyukov mit weißen Laborratten - erhalten wurden, äußerlich Pasyukov, sind aber viel größer und produktiver als letztere.

Bei Co-Dominanz bei hybrides Individuum beide elterlichen Merkmale sind gleichermaßen ausgeprägt. Je nach Art der Kodierung werden die meisten antigenen Faktoren zahlreicher Blutgruppensysteme vererbt.

In Fällen, in denen das Verhalten von Merkmalen aufgrund eines Allelpaars analysiert wird, z. B. schwarz B und Braun B Farbe, reden monohybrides Kreuz. Die Kreuzung von Individuen, die sich in zwei Merkmalspaaren unterscheiden, wird als bezeichnet dihybrid, um drei - trihybrid, für viele - polyhybrid Kreuzung.

Mendels Gesetze

Bereits im letzten Jahrhundert zeigte Gregor Mendel die Muster der Übertragung von Merkmalen während der Kreuzung. Er formulierte folgende Gesetze:

I Mendelsches Gesetz - das Gesetz der Uniformität von Hybriden der ersten Generation.

Die Kreuzung zwischen Individuen, die für verschiedene Allele des gleichen Locus homozygot sind, führt zur Geburt von heterozygoten Nachkommen des gleichen Phänotyps. Also beim Kreuzen homozygoter Schwarzer miteinander BB und Braun bb Hunde Alle Welpen sind schwarz Bb.

Personen, die der Elterngeneration angehören, werden mit dem lateinischen Buchstaben bezeichnet R. Hybriden der ersten Generation - F1 , Hybriden der zweiten Generation F2 , Hybriden des dritten - F3 usw.

II Mendelsches Gesetz - Spaltungsgesetz heißt es: Beim Kreuzen von Hybriden der ersten Generation untereinander erfolgt eine Aufspaltung nach Phänotyp im Verhältnis 3:1, sondern nach Genotyp 1:2:1. Beim Kreuzen von schwarzen heterozygoten Hunden mit dem Genotyp bb im Wurf können Sie die Geburt von drei Teilen Schwarzen erwarten, bestehend aus 1 Teil Homozygoten BB und 2 Teile Heterozygote bb, und ein Teil braune Welpen mit dem Genotyp bb

Auch Mendel formulierte Gametenreinheitsregel, die besagt, dass sich heterozygote Gene nicht miteinander vermischen, sondern unverändert auf die Keimzellen übertragen werden.

Es ist möglich zu bestimmen, welches der Individuen mit dem dominanten Phänotyp homozygot und welches heterozygot ist, nur durch die Durchführung des sogenannten Kreuz analysieren mit homozygot rezessiver Form. Bei einer solchen Kreuzung findet bei Homozygotie des untersuchten Individuums keine Aufspaltung der Nachkommen statt. Bei Heterozygotie wird eine Aufspaltung im Verhältnis beobachtet 1:1.

Eine andere Regel, die von Mendel formuliert wurde, heißt Regeln für die unabhängige Trennung von Allelen. Sie besteht darin, dass sich in der zweiten Generation jedes von ihnen bestimmte Paar von Allelen und Merkmalen unabhängig von anderen Paaren von Allelen bzw. Merkmalen verhält.

Zur Vereinfachung der Analyse von Kreuzungen wurden grafische Notationen eingeführt, die sogenannten "Pennett-Gitter", in der die Gameten des Vaters in der oberen Reihe und die Gameten der Mutter in der linken vertikalen Reihe gemalt sind. Am Schnittpunkt von Zeilen und Spalten - die Genotypen der Nachkommen.

Betrachten Sie als Beispiel die Kreuzung von heterozygoten schwarzen Hunden.

Das Punnett-Gitter ist praktisch, da es automatisch alle möglichen Genotypen bestimmt und es bequem macht, sie zu zählen. In diesem Fall ist deutlich zu sehen, dass es bei den Nachkommen dieser Erzeuger zu einer Aufspaltung sowohl im Hinblick auf den Genotyp als auch auf den Phänotyp kommt.

Die mögliche Anzahl von Genotypen und Phänotypen bei den Nachkommen hängt von der Anzahl der analysierten Merkmalspaare ab. Die folgende Tabelle ermöglicht es Ihnen, die zahlenmäßigen Verhältnisse in den Nachkommen während der Polyhybridkreuzung zu bestimmen.

Tabelle 8. Numerische Verhältnisse bei den Nachkommen während der Polyhybridkreuzung

Qualitative und quantitative Merkmale.

Alle Zeichen, die lebende Organismen besitzen, werden normalerweise in zwei Kategorien unterteilt - qualitativ und quantitativ. Qualität - Merkmale, die klar unterscheidbare Formen haben, wie z. B. Färbung oder genetische Anomalien, die von einzelnen Genen übertragen werden. Die Umweltbedingungen haben praktisch keinen Einfluss auf die phänotypische Manifestation qualitativer Merkmale. Um eine Population zu charakterisieren qualitative Merkmale Konzepte verwenden Häufigkeit von Genen und Genotypen.

Die meisten Eigenschaften des Organismus sind jedoch vertreten quantitativ Zeichen. Sie zeigen meist kontinuierliche Variabilität und können gemessen werden - Größe, Felllänge, Gewicht. Quantitative Merkmale hängen stärker als qualitative von Umweltbedingungen ab und werden von vielen Genen bestimmt, den sogenannten Polygene das heißt, ein System von nicht allelischen Genen, die die Bildung dieses Merkmals gleichermaßen beeinflussen. Die Interaktion solcher Gene im Prozess der Merkmalsbildung wird als polymer bezeichnet. Diese Gene werden auch als additiv bezeichnet, weil sich ihre Wirkungen addieren.

Die Verteilung ihrer Zahlenwerte in der Bevölkerung nähert sich Normalverteilungskurven. Ihre Vererbung kann nach dem Schema der Polyhybridkreuzung betrachtet werden.

Der Züchter muss sich hauptsächlich mit kontinuierlicher Variabilität auseinandersetzen. Der Mendelsche Ansatz zur Untersuchung quantitativer Merkmale ist schwierig, obwohl sie denselben Gesetzen der klassischen Genetik unterliegen wie qualitative.

Interaktion nicht-allelischer Gene

Gene, die an verschiedenen Loci lokalisiert sind, können sich auch gegenseitig beeinflussen. Gleichzeitig können mehrere Arten solcher Wechselwirkungen unterschieden werden.

Gene, die keine eigene Wirkung zeigen, sondern die Wirkung der Wirkung anderer Gene verstärken oder abschwächen, werden als Gene bezeichnet Modifikator-Gene. Die Untersuchung der Färbung bei Säugetieren hat gezeigt, dass neben Extremformen mit voller Ausbildung des Pigments oder dessen Fehlen eine Reihe genotypisch bedingter Formen beobachtet werden. So variiert die Weißfleckigkeit bei Hunden von wenigen weißen Haaren an der Stelle des primären Depigmentierungspunkts bis zu einem vollständig weißen Hund mit einem kleinen Büschel farbiger Haare in einem der Pigmentzentren. Innerhalb des durch den White-Spot-Locus bestimmten Genotyps S, viele Übergangsformen können unterschieden werden.


Reis. 17. Verschiedene Varianten weißspähende hunde

Schwarze und gestromte Farben von Hunden haben aufgrund von Modifikatorgenen eine große Variabilität.

Wenn ein Merkmal in Gegenwart von zwei Paaren nicht-allelischer Gene gebildet wird, die in Kombination nicht die Wirkung haben, die jedes von ihnen unabhängig voneinander verursacht, werden solche Allele als bezeichnet komplementär (ergänzen sich). Als Beispiel für Komplementarität bei Hunden wird üblicherweise die Interaktion von Loci-Genen angegeben. IN Und E, Farbe bestimmen.

Reis. 18. Komplementäre Interaktion von Genen, die die Farbe von Hunden bestimmen: Verhältnis - 9 Schwarz (H): 3 Braun (K): 3 Rot (R): 1 Reh (P)

Locus-Gene IN verantwortlich für die Synthese von Schwarz ( IN ) oder braun ( B ) Farbstoff. Locus-Gene E sind für die Verteilung dieser Pigmente verantwortlich. Allel E fördert die Ausbreitung von schwarzem oder braunem Pigment im ganzen Körper des Hundes. Allel e verhindern deren Synthese im Fell. Hunde mit einem Genotyp ihr - rot oder gelb. Schwarzes oder braunes Pigment ist nur auf der Haut der Schnauze des Hundes konzentriert.

Die Bildung der Färbung eines Hundes hängt vom Vorhandensein beider Genpaare ab. Hunde mit einem Genotyp IHR oder Ihr - je nach Allel schwarz oder braun B oder B. Bei EBBE oder Ebbe - schwarzer Hund Ebbe - braun.

Hunde mit einem Genotyp ihr in- - rot mit schwarzer Nase. Hunde Genotyp bbee - normalerweise rehbraun oder hellgelb mit einer hellen Nase.

Komplementäres Zusammenspiel von Genen ist für eine spezielle Art der Lähmung der Hinterbeine bei Kreuzungen von Dogge und Bernhardiner verantwortlich. Von Stockard (Stockard, 1936) durchgeführte genetische Analysen zeigten, dass sowohl Deutsche Doggen als auch Bernhardiner in der reinrassigen Zucht keine Lähmung entwickelten.

Eine ähnliche Krankheit wurde bei einigen gekreuzten Spürhunden festgestellt (Petukhov et al., 1985).

Jedes Paar von Allelen dominantes Gen verhindert (ganz oder teilweise) die Manifestation seines rezessiven Partners. Aber manchmal wird die Wirkung des dominanten Allels durch die Wirkung eines Gens von einem anderen Locus unterdrückt. Ein allmächtiges Gen, das die Wirkung eines anderen Gens oder anderer Gene blockiert, wird als Gen bezeichnet epistatisch. Aber das Phänomen selbst Epistase. Gene, die unterdrückt werden, werden aufgerufen hypostatisch.

Also rezessive Gene zum Färben von Hunden aus dem Locus C erlauben keine Synthese von Pigmenten, die die Farbe der Wolle bestimmen. Der für sie homozygote Hund ist weiß.

Ein und dasselbe mutierte Merkmal kann sich bei einigen Individuen manifestieren und bei anderen Individuen einer verwandten Gruppe nicht manifestieren. Die Fähigkeit eines bestimmten Gens, sich phänotypisch auszudrücken, wird als bezeichnet Durchdringung. Die Penetranz wird durch den Prozentsatz der Personen in einer Population bestimmt, die einen mutierten Phänotyp aufweisen. Bei voller Penetranz (100 %) entfaltet das mutierte Gen seine Wirkung in jedem Individuum. Bei unvollständiger Penetranz (weniger als 100 %) tritt das Gen nicht bei allen Individuen phänotypisch auf.

Bei Hunden sind Schwanzmodifikationen in Form ihrer Verkürzung, verschiedener Knicke und Biegungen recht häufig. Es ist anzunehmen, dass die Diversität dieses Merkmals auf seine unvollständige Penetranz zurückzuführen ist.

Der Grad der Penetranz kann unter dem Einfluss von Umweltbedingungen stark variieren.

Reis. 19. Schema der dihybriden Segregation mit rezessiver Epistase: in F 2 wurden 9 schwarze: 3 braune: 4 weiße Hunde erhalten. Es liegt also eine für rezessive Epistase charakteristische Abweichung von der theoretisch erwarteten Aufspaltung von 9:3:3:1 vor

Oft unterscheiden sich Individuen, die den gleichen Genotyp für ein erbliches Merkmal haben, stark in seinem Ausdruckskraft das heißt, der Grad der Manifestation dieses Merkmals. Dasselbe Gen kann sich bei verschiedenen Individuen je nach Einfluss von Modifikatorgenen und der äußeren Umgebung auf unterschiedliche Weise phänotypisch manifestieren. Die Umgebung und Modifikatorgene können sich ändern Genexpression, das heißt, der Ausdruck des Merkmals.

Im Gegensatz zur Penetranz, die angibt, welcher Anteil der Personen in einer Population ein bestimmtes Merkmal aufweist, bezieht sich die Expressivität auf die Variabilität eines Merkmals bei den Personen, die es aufweisen. So variiert bei Hunden die Ausdruckskraft der Entwicklung von Afterkrallen von voll entwickelten Fingern an beiden Hinterbeinen bis zu ihrem Vorhandensein in einem rudimentären Zustand an nur einem Glied. Eine ähnliche Variation in der Expressivität ist auch für andere vererbte Merkmale charakteristisch, insbesondere für die oben erwähnten Schwänze.

Die Expressivität und Penetranz eines Gens scheinen weitgehend vom Einfluss modifizierender Gene und den Entwicklungsbedingungen der Individuen abzuhängen.

Ein ziemlich weit verbreitetes Phänomen Pleiotropie - der Einfluss eines Gens auf die Entwicklung von zwei oder mehr Merkmalen. Das klassische "Hunde"-Beispiel für pleiotropen Einfluss ist Aktion Merle-Faktor, (Ort M ; Hundefarbe). Allel M in einem heterozygoten Zustand mm gibt den für Deutsche Doggen charakteristischen Spotttyp "Harlekin". Allel M bei einem Heterozygoten mm in kombination mit tan ergibt sich eine für collies und shelties typische "marmorierte" (blue-merle) farbe. Im homozygoten Zustand MM es führt zur Geburt von reinweißen Welpen ( weiß merle) mit erheblichen Anomalien der Sinnesorgane. Solche Welpen sterben oft vor der Geburt, und wenn sie lebend geboren werden, ist ihre Lebensfähigkeit stark eingeschränkt.

Das Phänomen der Pleiotropie erklärt sich aus der Tatsache, dass Gene mit pleiotroper Wirkung die Synthese von Enzymen steuern, die an zahlreichen Stoffwechselprozessen in der Zelle und im gesamten Körper beteiligt sind, und dadurch gleichzeitig die Manifestation und Entwicklung vieler Merkmale beeinflussen.

Einige Gene verursachen so starke Abweichungen von der Norm, dass sie die Lebensfähigkeit des Organismus verringern oder sogar zu seinem Tod führen. Solche Gene werden genannt tödlich d.h. tödlich, oder subletal - Lebensfähigkeit reduzieren. In den meisten Fällen sind tödliche Gene vollständig rezessiv, sodass heterozygote Träger dieser Gene phänotypisch nicht von normalen Personen zu unterscheiden sind. Im homozygoten Zustand können solche Gene den normalen Verlauf der Embryonalentwicklung in jedem Stadium stören. Die Möglichkeit des Vorhandenseins tödlicher Gene kann indirekt durch eine Abnahme der durchschnittlichen Anzahl von Würfen oder durch den Verlust eines erwarteten Teils der Phänotypen in der Segregation beurteilt werden.

Im Falle der Kreuzung der oben genannten Black-Merle-Hunde, heterozygot für den Merle-Faktor, anstelle des erwarteten Verhältnisses, 3:1, es stellt sich heraus 2:1 d.h. 2 Murmeln und 1 schwarzer Hund mm ? mm = MM: 2 mm:mm, Wo MM weißer lebloser Hund. Weiße Welpen werden oft gar nicht geboren, da sie lange vor der Geburt sterben.

Reis. 20. Vererbung der „Harlekin“-Marmorierung bei Deutschen Doggen. Gen M h (Merle-Faktor) - dominant mit rezessiver letaler Wirkung: 1 - Kreuzung marmorierter Hunde miteinander; 2 - analysierendes Kreuz

Der Merle-Faktor gehört zur Kategorie der dominanten letalen Gene, die viel weniger als rezessiv sind. Ihre Träger können auf Wunsch leicht aus der Zucht genommen werden, da sie einen charakteristischen Phänotyp haben. Einige tödliche Gene verursachen große Anomalien, andere - Verletzungen physiologischer Prozesse. Die Wege der schädlichen Wirkungen der meisten tödlichen Gene sind nicht klar. Es kann eine beliebige Anzahl solcher Gene geben. Es hat sich gezeigt, dass jeder Mensch Träger von durchschnittlich 4-9 „schädlichen“ oder tödlichen Genen ist. Ähnliche Ergebnisse können für Hunde erwartet werden. Es sind tödliche Gene bekannt, die, wenn sie sich im embryonalen Zustand manifestieren, auch für das Leben einer trächtigen Hündin gefährlich sind, beispielsweise bei erblicher Kontraktur der fötalen Muskulatur, wodurch die Hündin nicht geboren werden kann.

Das Zusammenspiel von Genen, wenn sie sich in einem Organismus vollständig entwickeln, wenn sie kombiniert werden neue Form Funktion aufgerufen wird Neubildung.

Manchmal führen Neubildungen zum Auftreten von Anzeichen des wilden Phänotyps. In diesem Fall werden sie gerufen Atavismen, das heißt, eine Rückkehr zur angestammten Form, oder Rückkehr zum Wildtyp.

Teilweise Rückkehr zum Wildtyp ist möglich, wenn zwei Individuen derselben Rasse gekreuzt werden, wenn diese Erzeuger aus voneinander entfernten, nicht verwandten Populationen stammen. Offenbar lässt sich so die große Ähnlichkeit zwischen den an verschiedenen Orten lebenden Mischlingen erklären.

Geschlechtsgebundene Merkmale

Geschlechtsgebundene Merkmale genannt diejenigen, die unter dem Einfluss von Genen gebildet werden, die in lokalisiert sind X -Chromosom. Das typischste Beispiel für die Vererbung eines geschlechtsgebundenen Merkmals ist die Vererbung von Hämophilie bei Hunden. Bei Hunden mit Hämophilie fehlt dem Blut ein Faktor, der in Wechselwirkung mit Blutplättchen (Blutplättchen) die Umwandlung von Prothrombin in Thrombin beschleunigt. Die Hämophilie bei Hunden ähnelt der Hämophilie beim Menschen und ist ebenfalls geschlechtsgebunden rezessives Gen. Das Gen, das die Entwicklung der Hämophilie bestimmt, befindet sich in X -Chromosom und ist gegenüber dem normalen Allel rezessiv. Daher tritt Hämophilie nur bei homozygoten Frauen auf (die dieses Gen in beiden tragen X -Chromosomen) und hemizygote Männchen, die das Hämophilie-Gen in sich tragen X -Chromosom. Hämophile Welpen sterben normalerweise früh an äußeren oder inneren Blutungen. Es ist möglich, einen solchen Mann nur durch die ständige Einführung bestimmter Medikamente in einen geschlechtsreifen Zustand zu versetzen. Weibchen sterben unweigerlich spätestens bei der ersten Brunst. Heterozygote Weibchen sind äußerlich absolut normal und fruchtbar. Allerdings hat die Hälfte ihrer männlichen Nachkommen Hämophilie und die Hälfte der weiblichen Nachkommen sind heterozygot für das Gen.

Eltern:

weibliche Trägerin des Hämophilie-Gens

X H X h

normaler Mann

X H Y

Geschlechtschromosom, das das normale Allel trägt

XH

X Std - das Geschlechtschromosom, das das Hämophilie-Gen trägt

Zu den geschlechtsgebundenen Merkmalen gehören auch angeborene Hypotrichose, festgestellt bei Dackeln und Zwergpudeln; Muskeldystrophie bei Retrievern; Staffelungssyndrom, verbunden mit Hypomyelinisierung und gefunden in Chow-Chow und einer Reihe anderer Rassen; Subluxation des Handgelenks ; und auch Zwerchfellbruch, bei Golden Retrievern beschrieben.

Geschlechtsbegrenzte Merkmale

Einige Anzeichen treten unabhängig von der Position der Gene, die sie verursachen, nur bei Personen des gleichen Geschlechts auf. Das sind die sog geschlechtsbeschränkt Zeichen. Dies sind zum Beispiel Mängel in der Entwicklung des Fortpflanzungssystems, Milchigkeit usw. Eines dieser Phänomene ist Kryptorchismus - Versagen eines oder beider Hoden, den Leistenkanal in den Hodensack zu passieren. Kryptorchismus ist beidseitig, rechts- oder linksseitig und kann verschiedene Ursachen haben: Enge des Leistenkanals, kurze Bänder der Hoden, Unterentwicklung der Hoden. Hodenhochstand kann sich an verschiedenen Stellen in der Bauchhöhle befinden. Kryptorchismus kann entweder angeboren oder erworben sein. Unter seinen verschiedenen Formen gibt es auch eine genetisch bedingte. Aufgrund der großen Variabilität dieses Merkmals ist es jedoch unmöglich, eindeutige Schlussfolgerungen über seine Natur zu ziehen. Und es ist absolut falsch, es als monogenes Merkmal zu interpretieren, das auf dem X-Chromosom lokalisiert ist.

Das Gesetz der homologischen Reihe N.I. Wawilow

Das Gesetz wurde von N.I. Vavilov im Jahr 1920. N.I. Vavilov entdeckte, dass alle Arten und Gattungen, die einander genetisch nahestehen, durch identische Serien erblicher Variabilität gekennzeichnet sind.

Das Gesetz der homologen Reihe basiert auf der Parallelität der genotypischen Variabilität bei Individuen mit einem ähnlichen Gensatz.

Dieses Gesetz ist universell. Eine Ähnlichkeit von Mutationen wurde in verschiedenen Tierarten gefunden. So wurden Manifestationen ähnlicher Formen von Anomalien bei Hunden, Katzen, Kaninchen, Schweinen, Menschen usw. festgestellt, was auf die Ähnlichkeit in der Struktur vieler Enzyme und Proteine ​​​​und dementsprechend auf die Ähnlichkeit von Genotypen hinweist. Wenn wir also die Formen erblicher Veränderungen bei einer Tierart kennen, können wir davon ausgehen, dass sie bei einer anderen nahe verwandten Art vorhanden sind oder auftreten können. Erbliche Anomalien von Nutztieren und Menschen wurden besonders sorgfältig untersucht. Bei Hunden wurden deutlich weniger Anomalien beschrieben, was jedoch nur darauf hindeutet, dass diese Art weniger untersucht wurde. Wenn also eine neue Anomalie bei Hunden entdeckt wird, sollte man fragen, ob sie für andere Tierarten beschrieben wurde.

In den wichtigsten rassebildenden Hundegruppen wird Homologie in vielerlei Hinsicht beobachtet. So ist zum Beispiel die Länge der Beine - Achondroplasie - bei Schäferhunden (walisischer Corgi), Terriern (Sky Terrier, Seliham Terrier, Dandy Diamond Terrier), Jagdhunden (Basset), Bullen, Mastiffs (Bulldoggen), Hunden aus Tibet ( lhasa apso, shih tsu), periodisch gibt es Elemente der Achondroplasie bei Pudeln. Solche Hunde wurden nicht nur in der Gruppe der Windhunde festgestellt, da dieses Zeichen das Gegenteil von Akromegalie ist.

In allen Rassegruppen kommen sowohl Riesen- als auch Zwergformen vor. Schäferhunde (Komondor - Schipperke), Deutsche Doggen (Mastiff - Französische Bulldogge), Terrier (Airdale Terrier - Toy Terrier), Jagdhunde (Bloodhound - Beagle), Spitzförmige (Alaska Malamute - Pomeranian), Windhunde (Irish Wolfhound - Italienischer Windhund) . Homologe Größenvariabilität von Riesen zu Zwergen wird auch bei engen Rassegruppen beobachtet. Zum Beispiel Schnauzer (Rizen - Mittel - Zwerg), Dackel (Standard - Zwerg - Kaninchen), Pudel (Standard - Klein - Zwerg - Zwergpudel).

Die Zeichen, die Homologie zeigen, sind die Farbe und die Art des Fells.

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Grundbegriffe der Genetik

Jeder Organismus, auch der Mensch, hat artspezifische und individuell spezifische Merkmale, bzw Zeichen. Anzeichen können sein:

Qualität. Solche Zeichen zeigen das Vorhandensein oder Fehlen einer Qualität an. Zum Beispiel Zwergwuchs, Blutgruppe, Rh-Faktor, Phenylketonurie. Oft beeinflusst nur ein Gen die Ausprägung eines Merkmals.

Quantitativ. Quantitative Merkmale werden modifiziert, gezählt und in Zahlen ausgedrückt, wie z. B. Körpergewicht, Größe, Intelligenzquotient. Sie können durch eine Normalverteilungskurve beschrieben werden (Abb. 2.1). Sie werden in der Regel von vielen Genpaaren beeinflusst.

Abbildung 2.1.

Die Manifestation von Zeichen wird durch die Umwelt (sozial, geografisch, ökologisch) und Vererbung beeinflusst.

Vererbung- die Fähigkeit lebender Organismen, Eigenschaften und Funktionen von den Eltern auf die Nachkommen zu übertragen. Diese Übertragung erfolgt mit Hilfe von Genen. Die Fähigkeit, neue Merkmale zu erwerben, die sich von den Eltern unterscheiden, wird als bezeichnet Variabilität.

Gen(übersetzt als "Gattung, Herkunft") - eine funktional unteilbare Einheit Genmaterial. Die Hauptfunktion eines Gens besteht darin, ein Protein zu codieren, da ein Gen Informationen über die Abfolge von Aminosäuren in einem Protein enthält. Einige Gene kodieren nicht für ein Protein, sondern steuern die Arbeit anderer Gene. Die Funktion des dritten Teils der Gene ist derzeit unbekannt. Der Begriff „Gen“ wurde 1909 von V. Ioganson vorgeschlagen.

Allel- einer der möglichen Strukturzustände des Gens. Eine Person kann gleichzeitig zwei Allele eines Gens haben – ein Allel auf jedem Paar homologer Chromosomen. Im Grunde unter vielen unterschiedliche Leute Es kann auch viele solcher unterschiedlichen Zustände eines Gens geben, die den sogenannten genetischen Polymorphismus liefern. Die Lage eines Gens (Allel) auf einem Chromosom wird als bezeichnet Ort.

Genotyp ist die Gesamtheit aller Gene eines Organismus.

Phänotyp- ein Sonderfall der Umsetzung des Genotyps unter bestimmten Umweltbedingungen; äußere Manifestation des Genotyps. Die Begriffe "Genotyp" und "Phänotyp" wurden ebenfalls 1909 von V. Ioganson eingeführt. Der Phänotyp ist das Ergebnis des Zusammenspiels von Genotyp und Umwelt, in der sich das Individuum entwickelt. Der Phänotyp ist das, was beobachtet werden kann. Typischerweise werden bei der Beschreibung des Phänotyps Sätze von Merkmalen verwendet.

Unter Genotyp-Reaktionsnorm bezieht sich auf die Schwere phänotypischer Manifestationen eines bestimmten Genotyps in Abhängigkeit von Änderungen der Umweltbedingungen. Es ist möglich, den Bereich der Reaktionen eines gegebenen Genotyps von den minimalen bis zu den maximalen phänotypischen Werten zu unterscheiden, abhängig von der Umgebung, in der sich das Individuum entwickelt. Unterschiedliche Genotypen in derselben Umgebung können unterschiedliche Phänotypen haben. Bei der Beschreibung des Spektrums der Reaktionen eines Genotyps auf eine Veränderung der Umgebung werden normalerweise Situationen beschrieben, in denen es eine typische Umgebung, eine angereicherte Umgebung oder eine erschöpfte Umgebung in Bezug auf eine Vielzahl von Stimuli gibt, die die Bildung des Phänotyps beeinflussen .

Phänotypische Unterschiede zwischen verschiedenen Genotypen werden ausgeprägter, wenn die Umgebung für die Manifestation des entsprechenden Merkmals günstig ist. Wenn zum Beispiel eine Person einen Genotyp hat, der mathematische Fähigkeiten bestimmt, dann wird sie sowohl in einer verarmten als auch in einer bereicherten Umgebung hohe Fähigkeiten zeigen. Aber in einer angereicherten Umgebung (günstig) wird das mathematische Leistungsniveau höher sein. Bei einem anderen Genotyp, der eine geringe mathematische Leistungsfähigkeit bedingt, führt eine Veränderung der Umgebung nicht zu signifikanten Änderungen des mathematischen Leistungsniveaus.

Genom- eine Reihe von Genen, die für Individuen einer bestimmten Art charakteristisch sind. Die ursprüngliche Bedeutung dieses Begriffs weist darauf hin, dass der Begriff des Genoms im Gegensatz zum Genotyp ein genetisches Merkmal der gesamten Art und nicht eines Individuums ist. Mit der Entwicklung der Molekulargenetik hat sich die Bedeutung dieses Begriffs geändert. Derzeit wird das Genom als Gesamtheit verstanden Erbmaterial ein bestimmter Vertreter einer Art, ein Beispiel ist das internationale Projekt „1000 Genome“, dessen Ziel es ist, die Genome von 1000 Menschen zu sequenzieren.

Dominant Allel – ein Allel, das das Vorhandensein eines anderen Allels maskiert.

Rezessiv Allel - ein Allel, dessen phänotypische Manifestation durch ein anderes (dominantes) Allel maskiert wird. Ein rezessives Allel erfordert normalerweise, dass zwei Allele exprimiert werden.

Der Organismus heißt homozygot wenn es identische Kopien (Allele) von Genen gibt. Der Körper wird heterozygot wenn es verschiedene Kopien der Gene gibt. Werden beispielsweise zwei unterschiedliche Zustände eines Gens mit den Buchstaben A und a bezeichnet, so werden Homozygote mit AA und aa und Heterozygote mit Aa bezeichnet.

Es wurde festgestellt, dass der materielle Träger der genetischen Information ist DNA (Desoxyribonukleinsäure), die beim Menschen 46 Chromosomen sind. Die Gene befinden sich in Chromosomen(gefärbte Körper) und sind riesige DNA-Moleküle mit einer Länge von bis zu 2 Metern, wenn sie gedehnt werden. Die Chromosomentheorie der Vererbung wurde 1902 formuliert. Wenn Sie die gesamte menschliche DNA in eine Linie legen, erhalten Sie eine Länge, die dem 1000-fachen der Entfernung von der Erde zur Sonne entspricht.

Chromosomen kommen paarweise zusammen (Chromosomen in Paaren werden genannt homolog). Insgesamt hat ein Mensch 23 Chromosomenpaare, und er erhält ein Chromosom in einem Paar von seinem Vater und das andere von seiner Mutter (Abb. 2.2). Der in den Gameten enthaltene Chromosomensatz wird als haploider Satz bezeichnet, die aus der Zygote entstehenden Zellen des Organismus enthalten den diploiden Chromosomensatz.

Von den 23 Chromosomenpaaren sind 22 Paare bei Männern und Frauen gleich, sie werden genannt Autosomen, und das 23. Paar ist für Männer und Frauen unterschiedlich. Das sind die Geschlechtschromosomen. Das Chromosom, das den „weiblichen“ Gensatz trägt, ist das X-Chromosom, und das männliche ist das Y-Chromosom. Frauen haben immer zwei X-Chromosomen (XX-Karyotyp), während Männer ein Chromosom haben - X und das andere - Y (XY-Karyotyp) - Abb. 2.3. Gene, die sich auf dem Geschlechts-X-Chromosom befinden, zeichnen sich durch eine spezifische Vererbung aus, die als „kreuzweise“ bezeichnet wird. Bei dieser Vererbung erscheint das Merkmal der Mutter bei Söhnen und das Merkmal des Vaters bei Töchtern.

Abbildung 2.2.


Abbildung 2.3.

In den späten 40er Jahren des 20. Jahrhunderts wurde entdeckt, dass es in den Zellen von Frauen besondere Chromatinklumpen gibt, die nach dem Forscher, der sie entdeckt hat, Sexchromatin oder Barr-Körper genannt werden. Männer hatten kein solches Chromatin. Es stellte sich heraus, dass der Barr-Körper aus einem X-Chromosom gebildet wird. Die Bildung des Barr-Körperchens beim Menschen ist mit der Aufrechterhaltung des Dosisverhältnisses von Genen im Genotyp (Gengleichgewicht) verbunden. Auf dem Y-Chromosom befinden sich nur wenige Gene, und das X-Chromosom enthält etwa 20 % aller Gene. Aufgrund dieses Mechanismus ist die Wirkung des X-Chromosoms, das bei Frauen in einer doppelten Dosis präsentiert wird, nicht stärker als bei Männern, die nur ein X-Chromosom und dementsprechend eine Dosis von Genen haben. Jedes der X-Chromosomen kann in den frühen Stadien der Embryogenese, wenn die Anzahl der Zellen im Embryo relativ gering ist, inaktiviert werden.

Die materielle Grundlage der Vererbung ist die DNA, die eine Doppelhelix ist. Diese Ansicht wurde in den 50er Jahren des 20. Jahrhunderts entdeckt. John Watson Und Franz Crick.

DNA besteht aus 4 Arten von Nukleotiden - Basen. Dazu gehören: A (Adenin), T (Thymin), C (Cytosin), G (Guanin). Während der Bildung der Helix ist A mit T und G mit C durch Wasserstoffbrückenbindungen verbunden. Der menschliche Genotyp besteht aus 3 Milliarden Buchstaben, Kombinationen von Nukleotiden. Wenn wir die Anzahl der Nukleotide mit der Anzahl der Buchstaben vergleichen, entspricht die Summe der Nukleotide auf 46 menschlichen Chromosomen, die von seinem Vater und seiner Mutter geerbt wurden, der Anzahl der Buchstaben aus dem Ordner der Zeitung Moskovsky Komsomolets für 30 Jahre.

Die Eigenschaft der DNA besteht darin, sich selbst zu kopieren und Änderungen zu speichern. Der Mechanismus der Proteinsynthese ist sehr komplex: Neben DNA wird auch RNA (Ribonukleinsäure) benötigt.

RNS sind Polymere, die aus einem Phosphorsäurerest, Ribosezucker, heterocyclischen Basen bestehen: Adenin, Guanin, Uracil, Cytosin. Es gibt verschiedene Arten von RNA, die unterschiedliche Strukturen haben und unterschiedliche Funktionen erfüllen.

Matrix (Information) RNA(mRNA) – ein Ribonukleinsäuremolekül, das Informationen über die Sequenz von Aminosäuren in einem Protein enthält, ermöglicht das Umschreiben (Transkription) der genetischen Information eines DNA-Moleküls. Im übertragenen Sinne können wir sagen, dass DNA ein Bauplan ist und RNA eine Kopie des Bauplans, der in der Produktion verwendet wird.

RNA übertragen ist an der Übersetzung (Translation) der mRNA-Nukleotidsequenz in die Aminosäuresequenz der Proteinkette beteiligt. Die Proteinbiosynthese wird von Proteinorganellen durchgeführt - Ribosomen in denen es gibt ribosomal RNA (Abb. 2.4).

Abbildung 2.4.

Je nach Verhältnis der Länge des kurzen Arms zur Länge des gesamten Chromosoms werden folgende Chromosomentypen unterschieden (Abb. 2.5):

Telozentrisch (ein Schulterpaar fehlt – sie kommen beim Menschen nicht vor);

Akrozentrisch (stäbchenförmige Chromosomen mit einem sehr kurzen, kaum wahrnehmbaren zweiten Arm);

Submetazentrisch (mit ungleich langen Schultern, die in ihrer Form dem Buchstaben b ähneln);

Metazentrisch (Y-förmige Chromosomen mit gleich langen Armen).


Abbildung 2.5.

Jedes der 23 Chromosomenpaare hat eine unterschiedliche Anzahl von Genen, die aus einer großen Anzahl von DNA-Basen gebildet werden (Tabelle 2.1). Es gibt chromosomale und zytoplasmatische (mitochondriale) Vererbung. Chromosomale Vererbung wird durch in Chromosomen lokalisierte Gene und Muster der Verdopplung, Assoziation und Verteilung von Chromosomen während der Zellteilung bestimmt. Erbliche Faktoren finden sich sowohl im Zytoplasma als auch in den Mitochondrien. Zytoplasmatische Erbfaktoren werden zufällig zwischen Tochterzellen verteilt; Hier, dh bei der Diskussion, wurden keine Vererbungsmuster gefunden genetische Muster, dann bezieht sich dies auf chromosomale Vererbung.

Tabelle 2.1. Anzahl der Gene in Chromosomen

Chromosom

Basen insgesamt

Anzahl der Gene

Anzahl der proteinkodierenden Gene

X-Chromosom

Y-Chromosom

An der Befruchtung sind zwei Zellen beteiligt - die Eizelle und das Sperma. Ein Ei ist eine große Zelle, die viele Mitochondrien enthält. Das Spermium, obwohl es mehrere Mitochondrien enthält, verliert diese während oder unmittelbar nach dem Eindringen in die Eizelle durch die Auflösung des Schwanzes. An der Befruchtung ist daher nur der Samenkern beteiligt (mit seltenen Ausnahmen ist auch die Übertragung väterlicher Mitochondrien möglich), dh alle Mitochondrien in den Zellen der zukünftigen Person sind mütterlichen Ursprungs (siehe Anhang B).

Mitochondriale DNA kann viele Jahre in den Überresten überdauern. Ihre Eigenschaften können als starker Beweis für die Verwandtschaft dienen. So erfolgte die Identifizierung der königlichen Familie von Nikolaus II. durch fossile Überreste auf der Grundlage der Analyse mitochondrialer DNA (Abb. 2.6).

Abbildung 2.6.

Das mitochondriale Genom ist bereits entschlüsselt. Es wird durch ein ringförmiges DNA-Molekül dargestellt, das 16569 Nukleotide enthält. Mutationen in Mitochondrien können dazu führen erbliche Krankheiten.

Karyotyp - eine Reihe von Merkmalen (Anzahl, Größe, Form usw.) eines vollständigen Satzes von Chromosomen, die in den Zellen einer bestimmten biologischen Art (Arten-Karyotyp), eines bestimmten Organismus (individueller Karyotyp) oder einer Linie (Klon) inhärent sind von Zellen. Ein Karyotyp wird manchmal auch als visuelle Darstellung eines vollständigen bezeichnet Chromosomensatz(Karyogramme). Beim Schreiben gibt es die Anzahl, Größe und Form der Chromosomen an. Zum Beispiel:

46, XY – normaler männlicher Karyotyp;

46, XX - normaler weiblicher Karyotyp;

47, XX + 8 - Karyotyp mit einem zusätzlichen Chromosom an Position 8; 45, X0 - Karyotyp mit fehlendem Chromosom.

In der Regel gehen menschliche Karyotypstörungen mit multiplen Fehlbildungen einher, die meisten dieser Anomalien sind mit dem Leben nicht vereinbar und führen zu Spontanaborten im Frühstadium der Schwangerschaft. Der Anteil der Fehlgeburten aufgrund von Karyotypstörungen im ersten Trimenon der Schwangerschaft liegt bei 50-60 %. Karyotypstörungen können auch in frühen Stadien der Zygotenspaltung auftreten, der aus einer solchen Zygote entstandene Organismus enthält mehrere Zelllinien (Zellklone) mit unterschiedlichen Karyotypen, eine solche Vielzahl von Karyotypen des Gesamtorganismus oder seiner einzelnen Organe nennt man Mosaizismus .

Mendels Gesetze

Die Grundgesetze der Vererbung wurden von dem tschechischen Mönch Gregor Mendel (1822-1884) beschrieben. Mendel beschäftigte sich mit der Selektion von Erbsen, und der Erbse verdankt er die Entdeckung der Grundgesetze der Vererbung. Mendel führte seine Arbeit 8 Jahre lang durch, studierte mehr als 10.000 Erbsenpflanzen und präsentierte die Ergebnisse seiner Arbeit 1865 in einem Artikel. In diesem Artikel fasste er seine Arbeit zusammen und formulierte 3 Grundgesetze der Vererbung.

Das Gesetz der Uniformität von Hybriden der ersten Generation (Mendels erstes Gesetz)

Dieses Gesetz besagt, dass die Kreuzung von homozygoten Individuen, die sich in dem untersuchten Merkmal unterscheiden, genetisch und phänotypisch homogene Nachkommen ergibt, von denen alle Individuen heterozygot sind. In Mendels Experimenten hatten alle Hybriden der ersten Generation den Phänotyp eines der Eltern (vollständige Dominanz). In Experimenten kreuzte er grüne und gelbe Erbsen. Und alle Hybriden der ersten Generation waren gelb. Dieses Merkmal (gelbe Farbe) wurde dominant genannt (Abb. 2.7).


Abbildung 2.7. Erste Gesetzesdarstellung Mendel

Hybrid-Splitting-Gesetz der zweiten Generation (zweites Mendelsches Gesetz)

Bei der Kreuzung untereinander zwischen Hybriden der zweiten Generation werden die ursprünglichen Elternformen in bestimmten Anteilen wiederhergestellt. Im Fall von komplette Dominanz ist ein Verhältnis von 3: 1. Drei Viertel der Hybriden tragen dominantes Merkmal, ein Viertel - rezessiv. Beim Kreuzen von gelben Hybriderbsen (Nachkommen von grünen und gelben Erbsen) waren drei Viertel der Nachkommen gelb und ein Viertel grün.

Das Gesetz der unabhängigen Kombination (Vererbung) von Merkmalen (Mendels drittes Gesetz)

Dieses Gesetz besagt, dass sich jedes Paar unterschiedlicher Zeichen in mehreren Generationen unabhängig voneinander verhält. Somit werden Farbe und Form der Erbsen unabhängig voneinander vererbt. Die Farbe (gelb oder grün) hat nichts mit der Form (glatt oder faltig) der Erbsen zu tun (Abbildung 2.8).


Abbildung 2.8.

Die moderne Genetik hat festgestellt, dass Mendels drittes Gesetz nur für Merkmale gilt, deren Gene lokalisiert sind verschiedene Chromosomen. Liegen die Gene zweier Merkmale auf demselben Chromosom, so werden diese Merkmale verknüpft vererbt, d.h. werden als verknüpftes Paar von Elementen vererbt, nicht als separate Elemente. Verknüpft vererbt, zum Beispiel Haarfarbe und Augenfarbe. In der Praxis bedeutet dies, dass die meisten blonden Menschen helle Augen haben und umgekehrt die meisten dunkelhaarigen Menschen dunkle Augen.

Aber selbst bei verknüpfter Vererbung ist es möglich, dass die Merkmale in der nächsten Generation noch divergieren, was auf Crossing Over zurückzuführen ist - den Vorgang des Genübergangs von einem homologen Chromosom auf ein anderes in einem Paar.

Um Mendels erstes Gesetz zu veranschaulichen - das Gleichförmigkeitsgesetz der ersten Generation - lassen Sie uns die Experimente des Wissenschaftlers an Monohybri reproduzierenidny Kreuzung von Erbsenpflanzen. Die Kreuzung zweier Organismen wird genanntHybridisierung; Nachkommen aus der Kreuzung zweier Individuen mit unterschiedlicher Vererbung werden genannthybrid, und eine separate Person -Hybridom. Monohybrid ist die Kreuzung zweier Organismen, die sich in einem Paar alternativer (sich gegenseitig ausschließender) Merkmale voneinander unterscheiden. Folglich werden bei einer solchen Kreuzung Vererbungsmuster von nur zwei Varianten eines Merkmals verfolgt, dessen Entwicklung auf einem Paar allelischer Gene beruht. Zum Beispiel hat ein Zeichen die Farbe von Samen, sich gegenseitig ausschließende Optionen sind gelb oder grün. Alle anderen für diese Organismen charakteristischen Merkmale werden nicht berücksichtigt und bei den Berechnungen nicht berücksichtigt.

Wenn Sie Erbsenpflanzen mit gelben und grünen Samen kreuzen, haben alle aus dieser Kreuzung resultierenden Nachkommen - Hybriden - gelbe Samen. Das gleiche Bild wird beobachtet, wenn Pflanzen gekreuzt werden, die eine glatte und faltige Samenform haben, nämlich bei Hybriden werden die Samen glatt sein.

Folglich kommt nur eines von jedem Paar alternativer Merkmale in der Hybride der ersten Generation vor. Das zweite Zeichen verschwindet sozusagen, entwickelt sich nicht. G. Mendel nannte das Vorherrschen des Merkmals eines der Elternteile in einer Hybride Dominanz. Als dominant (von lat. dominant - dominierend); das entgegengesetzte, also unterdrückte Vorzeichen ist rezessiv (von lat. Recessus - Rückzug, Entfernung). Das dominante Merkmal wird normalerweise durch einen Großbuchstaben gekennzeichnet, zum Beispiel "A". Rezessiv - Kleinbuchstabe - "a".

Die Genetik untersucht zwei grundlegende Eigenschaften lebender Organismen -Vererbung Und Variabilität. Gewöhnlich Vererbung definiert alsdas Eigentum der Eltern, ihre Zeichen, Eigenschaften und zu übertragen Entwicklungsmerkmale nächste Generation. Dadurch behält jede Tier- oder Pflanzenart ihre charakteristischen Merkmale über Generationen hinweg. Die Sicherstellung der Kontinuität von Eigenschaften ist nur einer der Aspekte der Vererbung; die zweite Seite ist die exakte Übertragung der für jeden Organismus spezifischen Art der Entwicklung, d. h. der Bildung bestimmter Zeichen und Eigenschaften und des nur dieser Art von Organismen eigenen Stoffwechsels im Laufe der Ontogenese.

Zellen, durchdie die Kontinuität von Generationen durchführen - spezialisierte sexuellesexuelle Fortpflanzungund Körperzellen - somatisch bei asexuell - tragen nicht die Zeichen und Eigenschaften zukünftiger Organismen in sich, sondern nur die Voraussetzungen ihrer Entwicklung. Diese Neigungen werden Gene genannt. Das Genom ist Abschnitt des DNA-Moleküls (oder Abschnitt des Chromosoms), der die Möglichkeit bestimmtEntwicklung eines separaten elementaren Merkmals oder die Synthese eines einzelnen Proteinmoleküls.

Aus diesen Bestimmungen folgt, dass sich ein Merkmal aufgrund eines bestimmten Gens möglicherweise nicht entwickelt. Tatsächlich hängt die Möglichkeit der Genmanifestation in Form von Merkmalen weitgehend von anderen Genen sowie von Umweltbedingungen ab. Gegenstand der Genetik ist folglich die Untersuchung der Bedingungen für die Manifestation von Genen. In allen Organismen der gleichen Art befindet sich jedes spezifische Gen an der gleichen Stelle, oderOrt,streng definiertes Chromosom. Im haploiden Chromosomensatz (zum Beispiel in Prokaryoten oder in den Gameten eukaryotischer Organismen) gibt es nur ein Gen, das für die Entwicklung dieses Merkmals verantwortlich ist. Der diploide Chromosomensatz (in den Körperzellen von Eukaryoten) enthält zwei homologe Chromosomen und dementsprechend zwei Gene, die die Entwicklung eines bestimmten Merkmals bestimmen.Gene, die sich an denselben Orten homologer Chromosomen befinden und für die Entwicklung eines Merkmals verantwortlich sind, werden genannt allelisch und (aus dem Griechischen allelou - miteinander, gegenseitig). Für Gene werden Buchstabenbezeichnungen akzeptiert. Wenn zwei allelische Gene völlig identisch aufgebaut sind, also dieselbe Nukleotidsequenz haben, können sie wie folgt bezeichnet werden: AA. Aber im ErgebnisMutationenein Nukleotid im DNA-Molekül kann durch ein anderes ersetzt werden. Das Merkmal aufgrund dieses Gens wird sich ebenfalls etwas ändern; Genotyp, einschließlich des Originals und mutierte Gene, wird wie folgt bezeichnet: AA 1 .

Eine Mutation, die eine Veränderung in der Struktur eines Gens verursacht, d. h. das Auftreten einer Variante des ursprünglichen Gens, führt auch zum Auftreten einer Variante des Merkmals. Ein Gen kann mehrfach mutieren. Als Ergebnis entstehen mehrere allelische Gene. Der Satz solcher allelischer Gene, die die Vielfalt der Merkmalsoptionen bestimmen, wird als bezeichnetReihe allelischer Gene. Die Entstehung von Tacoste Serie aufgrund wiederholter Mutation eines Gens genanntmehrfacher Allelismus oder multipler Allelomorphismus.

Die Gesamtheit aller Gene eines Organismus wird Genotyp genannt. Jedoch Genotyp - keine mechanische Summe von Genen. Die Möglichkeit der Genmanifestation und die Form ihrer Manifestation hängen, wie unten gezeigt wird, von Umweltbedingungen ab. Der Umweltbegriff umfasst nicht nur die Bedingungen, die die Zelle umgeben, sondern auch andere Gene. Gene interagieren miteinander und können, da sie sich im selben Genotyp befinden, die Manifestation der Wirkung benachbarter Gene stark beeinflussen. Somit gibt es für jedes einzelne Gen eine genotypische Umgebung. In dieser Hinsicht hat der berühmte russische Genetiker M.E. L o bashev definiert Genotyp als System interagierende Gene.

Innerhalb derselben Art sind nicht alle Organismen einander ähnlich. Deutlich sichtbar ist diese Variabilität zum Beispiel innerhalb der Spezies Homo sapiens, von der jeder Vertreter seine eigenen individuellen Eigenschaften hat. Eine solche individuelle Variabilität existiert in Organismen jeder Art von Tieren und Pflanzen.

Auf diese Weise, Variabilität- diese Eigenschaft von Organismen, sozusagen das Gegenteil von Vererbung. Variabilitätbesteht darin, erbliche Neigungen zu ändern - Gene und infolgedessen ihre Manifestation im Entwicklungsprozess von Organismen zu ändern. Es gibt verschiedene Arten von Variabilität. Das Studium der Ursachen, Formen der Variabilität und ihrer

Auch die für die Evolution bedeutsamen Grundbegriffe der Genetik werden von der Genetik behandelt. Dabei beschäftigen sich Forscher nicht direkt mit Genen, sondern mit den Ergebnissen ihrer Manifestation -Zeichen oder Eigenschaften. Daher die Muster der Vererbungund Variabilität wird untersucht, indem die Zeichen von Organismen in einer Reihe von Generationen beobachtet werden.

Die Gesamtheit aller Merkmale von Organismen wird als Phänotyp bezeichnet. . Dazu gehören nicht nur äußere, sichtbare Zeichen (Augenfarbe, Haare, Ohren- oder Nasenform, Blütenfarbe), sondern auch biochemische (Form eines Strukturproteins oder Enzymmoleküls, Enzymaktivität, Glukose- oder Harnstoffkonzentrationen im Blut etc .), histologisch (Zellform und -größe, Struktur von Geweben und Organen), anatomisch (Körperstruktur und relative Position von Organen) usw. Mit anderen Worten,ZeichenAuf jeder Organisationsebene kann jedes strukturelle Merkmal eines Organismus benannt werden, mit Ausnahme der Nukleotidsequenz in einem DNA-Molekül. UnterEigentum jedes funktionelle Merkmal eines Organismus verstehen, das auf einem bestimmten Strukturmerkmal oder einer Gruppe elementarer Merkmale beruht . Es sollte natürlich daran erinnert werden, dass die überwiegende Mehrheit der "einfachen" Zeichen nichts anderes als eine herkömmliche Bezeichnung der Unterscheidungsmerkmale von Organismen sind: braune oder blaue Augen, große oder kleine Größe, glattes oder lockiges Haar usw. Zeichen, mögen sie äußerlich einfach erscheinen, werden von zahlreichen und komplexen biochemischen Prozessen bestimmt, von denen jeder auf ein Protein-Enzym zurückzuführen ist – ein elementares (d. h. im Wesentlichen einfaches) Merkmal.

Somit ist die Genetik die Wissenschaft von den Gesetzen der Vererbung und Variabilität – zwei gegensätzliche und gleichzeitig untrennbar miteinander verbundene Prozesse, die allem Leben auf der Erde innewohnen.

Abstrakt

Biologieunterricht

in der 9. Klasse zum Thema

Geschichte der Genetik. Grundbegriffe der Genetik»

Biologielehrer

Koshlets Dmitri Jurjewitsch

Geschichte der Genetik. Grundbegriffe der Genetik»

Lernziele:

Lehrreich : Studierende mit dem Thema Genetik, einigen seiner Errungenschaften und seiner Bedeutung für die Praxis vertraut machen. Den Schülern beizubringen, die Essenz der Grundkonzepte der Genetik richtig zu enthüllen.

Lehrreich : die Entwicklung des logischen Denkens fortsetzen.

Erzieher : das Interesse der Schüler am Thema wecken, den Wunsch, mehr zu lernen.

Lehrmethoden: Verbal (Geschichte), demonstrativ (Demonstration von thematischen Bildern, Folien).

Unterrichtsart : Neues Material lernen.

Unterrichtsstruktur:

    Organisierter Unterrichtsbeginn 1 min

    Neues lernen 30 min

    Konsolidierung. 5 Minuten

    Organisation Hausaufgaben 3 Minuten

    Organisiertes Unterrichtsende 1 min

Planen Sie, neues Material zu lernen:

    Genetik ist die Wissenschaft von Vererbung und Variation.

    Gregor Mendel ist der Begründer der Genetik.

    1900 - die Geburt der Genetik als Wissenschaft.

    Entwicklung der Genetik im 20. Jahrhundert.

    Die Vererbung von Organismen.

    Die Variabilität der Organismen.

Literatur für den Lehrer:

Allgemeine Biologie: Ein Lehrbuch für die Klassen 10-11 mittwochs. Schule / D.K. Belyaeva, A.O. Ruvinsky und andere - 2. Aufl. - M.: Aufklärung, 1992.- 271s

Literatur für Studenten:

Grundlagen der Allgemeinen Biologie: ein Lehrbuch für Schüler der 9. Klasse von Bildungseinrichtungen / unter der allgemeinen. Bearbeitet von Prof. IN. Ponomareva. – M.: Ventana-Graff, 2003.-240 S.

Während des Unterrichts:

Guten Tag. Hinsetzen!

Ab der heutigen Lektion werden wir beginnen, die Grundlagen der Vererbungs- und Variabilitätslehre zu studieren.

Öffnen Sie Ihre Hefte, notieren Sie das heutige Datum und das Thema der Unterrichtsstunde „Entwicklungsgeschichte der Genetik. Grundkonzepte der Genetik "(1 Folie)

Die Genetik ist eine Wissenschaft, die die Vererbung und Variabilität von Organismen sowie die Mechanismen zur Steuerung dieser Prozesse untersucht.

In mehreren Lektionen werden wir über die materiellen Träger der Vererbung sprechen - Chromosomen und Gene.

Nach den verschiedenen archäologischen Daten zu urteilen, wussten die Menschen bereits vor 6000 Jahren, dass einige physische Zeichen von einer Generation zur anderen weitergegeben werden können. Ein wirklich wissenschaftliches Wissen über Vererbung und Variabilität begann jedoch erst viele Jahrhunderte später, als viele genaue Informationen über die Vererbung verschiedener Merkmale bei Pflanzen, Tieren und Menschen gesammelt wurden. Die Zahl solcher Beobachtungen, die hauptsächlich von Praktikern der Pflanzen- und Viehzüchter durchgeführt wurden, nahm besonders in der Zeit von der Mitte des 18. bis zur Mitte des 19. Jahrhunderts zu. Dennoch gab es bis zum Ende des 19. Jahrhunderts keine klaren Vorstellungen über die Muster der Vererbung und Vererbung, mit einer bedeutenden Ausnahme. Diese Ausnahme war Gute Arbeit G. Mendel, der in Experimenten zur Hybridisierung von Erbsensorten die wichtigsten Vererbungsgesetze von Merkmalen aufstellte, die später die Grundlage der Genetik bildeten. (hört einen Bericht über G. Mendel)

Gregor Mendel (1822–1884):

österreichischer Naturforscher, Mönch, Begründer der Vererbungslehre;

1865 „Versuche an Pflanzenhybriden“;

Erstellte wissenschaftliche Prinzipien für die Beschreibung und Untersuchung von Hybriden und ihren Nachkommen;

Entwicklung und Anwendung eines algebraischen Systems von Symbolen und Merkmalsbezeichnungen;

Formulierte die Grundgesetze der Vererbung von Merkmalen in mehreren Generationen, um Vorhersagen treffen zu können;

Er äußerte die Idee der Existenz erblicher Neigungen (oder Gene, wie sie später genannt wurden).

Die Arbeit von G. Mendel wurde jedoch von seinen Zeitgenossen nicht gewürdigt und blieb 35 Jahre lang in Vergessenheit, ohne die im 19. Jahrhundert verbreiteten Vorstellungen von Vererbung und Variabilität zu beeinträchtigen.

Als Geburtsdatum der Genetik gilt das Jahr 1900, als drei Botaniker - G. de Vries (Holland), K. Korrens (Deutschland) und E. Cermak (Österreich), die Experimente zur Pflanzenkreuzung durchführten, unabhängig voneinander auf die vergessene Arbeit stießen von G. Mendel . Sie waren beeindruckt von der Ähnlichkeit seiner Ergebnisse mit ihren eigenen, schätzten die Tiefe, Genauigkeit und Bedeutung seiner Schlussfolgerungen und veröffentlichten ihre Daten, was zeigt, dass sie Mendels Schlussfolgerungen vollständig bestätigen. Die Weiterentwicklung der Genetik ist mit mehreren Etappen verbunden, die jeweils durch die damals vorherrschenden Forschungsrichtungen geprägt waren.

Der Name „Genetik“ wurde der sich entwickelnden Wissenschaft 1906 von dem englischen Wissenschaftler W. Batson gegeben und bald so wichtig genetische Konzepte, als Gen, Genotyp, Phänotyp, die 1909 vom dänischen Genetiker V. Johansen vorgeschlagen wurden.

Die nächste Stufe in der Entwicklung der Wissenschaft ist mit dem Namen Thomas Morgan (1866–1945) verbunden. Er fand heraus, dass sich Gene auf Chromosomen befinden und dort linear angeordnet sind. Seitdem ist das Konzept des Gens von zentraler Bedeutung für die Genetik.

In den 40er Jahren. die biochemischen Grundlagen der Genetik wurden gelegt. Wissenschaftler haben die Rolle von Nukleinsäuremolekülen bei der Übertragung von Erbinformationen nachgewiesen, was zur Geburt der Molekulargenetik führte. Die 1953 veröffentlichte Entschlüsselung der Struktur des DNA-Moleküls zeigte eine enge Verbindung dieser chemischen Verbindung mit Erbinformationen in Genen.

Schnelle Entwicklung Die Genetik in dieser Zeit im Ausland, insbesondere die Molekulargenetik in der 2. Hälfte des 20. Jahrhunderts, ermöglichte es, die Struktur des genetischen Materials aufzudecken und den Mechanismus seiner Arbeit zu verstehen.

Verfolgen Sie also die wichtigsten Entdeckungen in der Genetik im Laufe eines Jahrhunderts.

1935 - experimentelle Bestimmung der Größe des Gens.

1953 - Strukturmodell der DNA.

1961 - Abschrift genetischer Code.

1962 - Erstes Klonen von Fröschen.

1969 - Das erste Gen wird chemisch synthetisiert.

1972 - die Geburtsstunde der Gentechnik.

1977 - Das Genom des Bakteriophagen X 174 wurde entschlüsselt, das erste menschliche Gen wurde sequenziert.

1980 - Die erste transgene Maus wurde erhalten.

1988 - Das Human Genome Project wurde gegründet.

1995 - Entstehung der Genomik als Zweig der Genetik, sequenzierte Bakteriengenome.

1997 Dolly das Schaf wurde geklont.

1999 - eine Maus und eine Kuh geklont.

2000 - das menschliche Genom wird gelesen!

Achten Sie darauf, wie schnell sich die Entwicklung des genetischen Wissens vollzog.

Wie ich bereits sagte, ist die Genetik das Studium zweier grundlegender Eigenschaften lebender Organismen - Vererbung und Variabilität.

Vererbung - die Fähigkeit von Organismen, Saoi-Zeichen und Entwicklungsmerkmale an die Nachkommen weiterzugeben. Dank dieser Fähigkeit behalten alle Lebewesen (Pflanzen, Tiere, Pilze oder Bakterien) die charakteristischen Merkmale ihrer Art in ihren Nachkommen.

Dies wird durch die Weitergabe ihrer genetischen Information sichergestellt. Die Träger der Erbinformation in Organismen sind Gene.

Gen - eine Einheit von Erbinformationen, die sich als Merkmal eines Organismus manifestiert. Gene bestehen aus einer Reihe von Nukleotiden, die sich auf linear angeordneten DNA-Strängen befinden, d.h. einer nach demanderen.

Bei allen Organismen der gleichen Art befindet sich jedes Gen immer an der gleichen Stelle auf einem bestimmten Chromosom. Der Ort eines Gens auf einem Chromosom wird genannt Ort. Jedes Gen, das die Voraussetzungen für ein einzelnes Merkmal trägt, hat zwei Zustände, die ein Paar bilden. Jedes Mitglied dieses Paares wird gerufen Allel. Organismen, die unterschiedliche (alternative) Allele desselben Gens auf denselben (homologen) Chromosomen tragen, werden als bezeichnet heterozygot, und ein Organismus mit den gleichen Allelen auf identische Chromosomen genannt homozygot.

Heterozygotie gewährleistet normalerweise eine höhere Lebensfähigkeit von Organismen, ihre gute Anpassungsfähigkeit an sich ändernde Umweltbedingungen und ist daher in natürlichen Populationen verschiedener Arten weit verbreitet.

Die individuelle Kombination aller Gene, einschließlich ihrer Allele, in den Chromosomen der Zellen eines Individuums wird als bezeichnet Genotyp(fungiert als ein einziges interagierendes System aller genetischen Elemente, die die Manifestation aller Zeichen eines Organismus steuern) Die Gruppe von Zeichen eines Organismus, die im Prozess der Interaktion zwischen dem Genotyp und der Umwelt gebildet wird, wird als fe bezeichnet kein Typ.

Jeder Organismus lebt und entwickelt sich in bestimmte Bedingungen Umfeld der Einwirkung äußerer Faktoren ausgesetzt. Diese Faktoren (Temperatur, Licht, Anwesenheit anderer Organismen usw.) können sich im Phänotyp manifestieren, d. h. die Größe oder physiologischen Eigenschaften des Organismus können sich ändern. Daher kann die Ausprägung genotypischer Merkmale auch bei eng verwandten Organismen unterschiedlich sein. Diese Unterschiede zwischen Individuen innerhalb einer Art werden als Variabilität bezeichnet.

Variabilität - Dies sind die Eigenschaften lebender Organismen, die in verschiedenen Formen existieren und ihnen die Fähigkeit verleihen, sich ändernden Bedingungen zu widerstehen. Variabilität ist die entgegengesetzte Eigenschaft der Vererbung, aber beide sind untrennbar miteinander verbunden. Sie bieten sukzessive Eigenschaften und die Fähigkeit, sich an sich ändernde neue Umweltbedingungen anzupassen, was die fortschreitende Entwicklung des Lebens bewirkt.

Seite 72 Schreibe den Schluss in dein Heft!

Lektion vorbei!

Einführung.

1. Entwicklungsgeschichte der Genetik.

2. Grundlegende Konzepte der Genetik, Methoden ihrer Untersuchung.

3. Definition eines Gens. Die Hauptfunktion des Gens.

4. Rolle und Aufgaben der Genetik.

Abschluss.

Verzeichnis der verwendeten Literatur.

Einführung.

Thema meiner Kontrollarbeit"Grundlegende Konzepte und Ideen der Genetik". Genetik ist die Wissenschaft von Vererbung und Variation in Organismen. Es nimmt einen führenden Platz in der modernen biologischen Wissenschaft ein.

Dieses Thema hat mich interessiert, weil moderne Gesellschaft Genetische Fragen werden in verschiedenen Zielgruppen und unter verschiedenen Gesichtspunkten, einschließlich ethischer, breit diskutiert. Das Interesse an der Humangenetik hat mehrere Gründe. Erstens ist es das natürliche Verlangen des Menschen, sich selbst zu erkennen. Zweitens stieg nach dem Sieg über viele Infektionskrankheiten – Pest, Cholera, Pocken etc. – der relative Anteil der Erbkrankheiten. Drittens wurde nach dem Verständnis der Natur von Mutationen und ihrer Bedeutung für die Vererbung klar, dass Mutationen durch Umweltfaktoren verursacht werden können, denen zuvor nicht die gebührende Aufmerksamkeit geschenkt worden war. Eine intensive Studie über die Wirkung auf die Vererbung von Strahlung und Chemikalien. Jedes Jahr mehr im Alltag, in der Landwirtschaft, Lebensmittel-, Kosmetik-, Pharmaindustrie und anderen Tätigkeitsbereichen Chemische Komponenten unter denen viele Mutagene verwendet werden.

In meiner Arbeit möchte ich über die Entwicklungsgeschichte der Genetik sprechen, die Grundbegriffe (Vererbung und Variabilität) betrachten, Methoden zu ihrer Erforschung berücksichtigen, mich auf den Träger der Erbinformation (Gen) konzentrieren, die Aufgaben der Genetik und ihrer erklären Rolle.

Die Humangenetik, die sich in den letzten Jahrzehnten rasant entwickelt hat, hat Antworten auf viele der Fragen geliefert, die die Menschen seit langem interessieren: Was bestimmt das Geschlecht eines Kindes? Warum sehen Kinder aus wie ihre Eltern? Welche Anzeichen und Krankheiten werden vererbt und welche nicht, warum sind Menschen so unterschiedlich, warum sind eng verwandte Ehen schädlich?

Die moderne Genetik ist gekennzeichnet durch die Vertiefung aller ihrer Teilgebiete auf die molekulare Ebene der Forschung, die Entwicklung eines Netzwerks interdisziplinärer Ansätze, insbesondere im Kontakt mit der physikalischen und chemischen Biologie, der Kybernetik, der Durchdringung genetischer Methoden und Ansätze in alle biologischen Wissenschaften, sowie in Anthropologie und allgemeine menschliche Pathologie.

Die Genetik soll die Gesetze der Fortpflanzung der Lebenden durch Generationen, die Entstehung neuer Eigenschaften in Organismen, die Gesetze der individuellen Entwicklung eines Individuums und die materiellen Grundlagen der historischen Transformationen von Organismen im Evolutionsprozess aufdecken. Die ersten beiden Probleme werden durch die Theorie des Gens und die Theorie der Mutationen gelöst. Die Aufklärung des Wesens der Reproduktion für eine bestimmte Vielfalt von Lebensformen erfordert das Studium der Vererbung bei Vertretern in verschiedenen Stadien. Evolutionäre entwicklung. Die Objekte der Genetik sind Viren, Bakterien, Pilze, Pflanzen, Tiere und Menschen. Vor dem Hintergrund der Art und anderer Besonderheiten finden sich allgemeine Gesetzmäßigkeiten in den Vererbungsphänomenen für alle Lebewesen. Ihre Existenz zeigt die Einheit der organischen Welt.

Die Entwicklungsgeschichte der Genetik.

Der Mensch züchtet seit langem Haustiere und wächst kultivierte Pflanzen. Gleichzeitig verbessert er sie ständig und lässt die besten Individuen für die Fortpflanzung übrig - die nützlichsten für den Menschen. Mit dem Eindringen in das Wesen der Phänomene der Vererbung und der Variabilität von Organismen wurden die Methoden und Techniken zur Züchtung neuer Sorten und Rassen verbessert und verbessert.

Die Grundlagen der Genetik legte der tschechische Wissenschaftler Gregor Mendel in Experimenten, deren Ergebnisse 1865 veröffentlicht wurden. Seitdem hat die Genetik in ihrer Entwicklung nicht aufgehört. I. M. Sechenov, A. P. Bogdanov, N. K. Koltsov, G. Sade, Avery, McLeod, McCarthy, D. Watson - dies sind einige der großen Wissenschaftler, die einen großen Beitrag zur Wissenschaft der Vererbung geleistet haben.

Die Genetik hat in ihrer Entwicklung drei genau definierte Stadien durchlaufen.

Die erste Phase war gekennzeichnet durch die Entdeckung der Vererbungsfaktoren durch G. Mendel (1865) und die Entwicklung der hybridologischen Methode, dh der Regeln für die Kreuzung von Organismen und die Berücksichtigung der Merkmale ihrer Nachkommen. Mendel erkannte zum ersten Mal, dass man hoffen kann, das ganze Gewirr von Vererbungsmustern zu enträtseln, wenn man mit dem einfachsten Fall beginnt – Unterschiede in einem einzelnen Merkmal – und die Aufgabe allmählich komplizierter macht. Ein solcher Ansatz zum Aufbau von Experimenten ermöglichte es Mendel, die weitere Komplikation von Experimenten klar zu planen. Mendelsche Vererbungsgesetze legten den Grundstein für die Gentheorie, die größte Entdeckung der Naturwissenschaften des 20. Jahrhunderts, und die Genetik ist zu einem sich schnell entwickelnden Zweig der Biologie geworden. 1901-1903. de Vries stellte die Mutationstheorie der Variabilität vor, die eine wichtige Rolle bei der Weiterentwicklung der Genetik spielte. Von großer Bedeutung waren die Arbeiten des dänischen Botanikers W. Johannsen, der die Vererbungsmuster reiner Bohnenlinien untersuchte. Er formulierte auch das Konzept der "Population" (eine Gruppe von Organismen derselben Art, die in einem begrenzten Gebiet leben und sich vermehren), schlug vor, Mendels "Erbfaktoren" das Wort Gen zu nennen, gab Definitionen der Konzepte "Genotyp" und " Phänotyp". In der ersten Phase wurde die Sprache der Genetik gebildet, Forschungsmethoden entwickelt, grundlegende Bestimmungen begründet und Grundgesetze entdeckt.

Die zweite Stufe ist gekennzeichnet durch den Übergang zur Untersuchung der Vererbungsphänomene auf zellulärer Ebene (Zytogenetik). T. Boveri (1902-1907), W. Setton und E. Wilson (1902-1907) stellten den Zusammenhang zwischen den Mendelschen Vererbungsgesetzen und der Chromosomenverteilung bei der Zellteilung (Mitose) und der Reifung von Keimzellen her (Meiose). Die Entwicklung der Zelltheorie führte zu einer Verfeinerung der Struktur, Form und Anzahl der Chromosomen und trug dazu bei, festzustellen, dass die Gene, die bestimmte Merkmale steuern, nichts anderes als Abschnitte von Chromosomen sind. Dies war eine wichtige Voraussetzung für die Behauptung Chromosomentheorie Vererbung. Von entscheidender Bedeutung für die Begründung waren Untersuchungen des Amerikaners an Fliegen Drosophila

Genetiker T. G. Morgan und seine Mitarbeiter (1910-1911). Sie fanden heraus, dass die Gene auf den Chromosomen in linearer Reihenfolge angeordnet sind und Verknüpfungsgruppen bilden. Morgan stellte auch Vererbungsmuster von geschlechtsgebundenen Merkmalen fest. Es wurde möglich, in den Mechanismus der Variabilität einzugreifen, das Studium des Gens und der Chromosomen wurde weiterentwickelt, die Theorie der künstlichen Metagenese wurde entwickelt, die es der Genetik ermöglichte, von einer theoretischen Disziplin zu einer angewandten zu werden.

Die dritte Stufe in der Entwicklung der Genetik spiegelt die Errungenschaften der Molekularbiologie wider. Und es ist mit der Anwendung von Methoden und Prinzipien der exakten Wissenschaften verbunden - Physik, Chemie, Mathematik, Biophysik und andere. Sowie das Studium der Phänomene des Lebens auf der Ebene der Moleküle. Pilze, Bakterien und Viren sind zu Objekten der Genforschung geworden. In diesem Stadium wurde die Beziehung zwischen Genen und Enzymen untersucht und die Theorie „ein Gen – ein Enzym“ formuliert (J. Beadle und E. Tatum, 1940): Jedes Gen steuert die Synthese eines Enzyms; das Enzym wiederum steuert eine Reaktion aus einer ganzen Reihe biochemischer Umwandlungen, die der Manifestation eines äußeren oder inneren Zeichens eines Organismus zugrunde liegen. Diese Theorie spielte wichtige Rolle bei der Aufklärung der physikalischen Natur des Gens als Element der Erbinformation.

1953 schufen F. Crick und J. Watson, gestützt auf die Ergebnisse der Experimente von Genetikern und Biochemikern und auf die Daten der Röntgenbeugungsanalyse, ein Strukturmodell der DNA in Form einer Doppelhelix. Das von ihnen vorgeschlagene DNA-Modell stimmt gut mit der biologischen Funktion dieser Verbindung überein: die Fähigkeit, das genetische Material selbst zu verdoppeln und seine stabile Erhaltung über Generationen hinweg – von Zelle zu Zelle. Diese Eigenschaften von DNA-Molekülen erklärten auch den molekularen Mechanismus der Variabilität: Einmal aufgetretene Abweichungen von der ursprünglichen Struktur des Gens, Fehler in der Selbstverdopplung des Erbguts der DNA, werden anschließend exakt und stabil in Tochter-DNA-Strängen reproduziert . Im folgenden Jahrzehnt wurden diese Bestimmungen experimentell bestätigt: Das Konzept eines Gens wurde geklärt, der genetische Code und der Mechanismus seiner Wirkung im Prozess der Proteinsynthese in der Zelle entschlüsselt. Darüber hinaus wurden Methoden zur künstlichen Herstellung von Mutationen gefunden und mit ihrer Hilfe wertvolle Pflanzensorten und Stämme von Mikroorganismen - Produzenten von Antibiotika und Aminosäuren - geschaffen.

Die Genetik bewegt sich auf die molekulare Ebene der Forschung. Es wurde möglich, die Struktur des Gens zu entschlüsseln, die materiellen Grundlagen und Mechanismen der Vererbung und Variabilität zu bestimmen. Die Genetik hat gelernt, diese Prozesse zu beeinflussen, sie in die richtige Richtung zu lenken. Es gibt viele Möglichkeiten, Theorie und Praxis zu verbinden.

In den letzten zehn Jahren ist eine neue Richtung in der Molekulargenetik aufgetaucht – die Gentechnik – ein System von Techniken, das es einem Biologen ermöglicht, künstliche genetische Systeme zu entwerfen. Die Gentechnik basiert auf der Universalität des genetischen Codes: Tripletts von DNA-Nukleotiden programmieren den Einbau von Aminosäuren in die Eiweißmoleküle aller Organismen – Menschen, Tiere, Pflanzen, Bakterien, Viren. Dadurch ist es möglich, ein neues Gen zu synthetisieren oder es aus einem Bakterium zu isolieren und es in den genetischen Apparat eines anderen Bakteriums einzuführen, dem ein solches Gen fehlt.

Also das dritte moderne Bühne Die Entwicklung der Genetik eröffnete große Perspektiven für einen gezielten Eingriff in die Phänomene der Vererbung und Selektion pflanzlicher und tierischer Organismen, offenbarte die wichtige Rolle der Genetik in der Medizin, insbesondere bei der Erforschung der Muster von Erbkrankheiten und körperlichen Anomalien

Person. Die neue Biologie, die auf den Prinzipien der Genetik aufgebaut ist, untersucht die einfachsten Bestandteile eines lebenden Organismus, vernachlässigt den Rest und steigt allmählich an

Makro Level. Das ist die historische Bedeutung der Genetik. Nicht nur die Methoden zur Untersuchung lebender Organismen haben sich geändert, sondern auch die Vorstellungen der Menschen über Konzepte wie Vererbung, Variabilität usw. Heute baut die Menschheit bereits ganze Programme („Human Genome“) – deren Hauptziel es ist, die Vererbung einzulesen menschliche DNA, Studienkombinationen von Genbündeln, ihre Dynamik, funktionelle Bedeutung. Im Allgemeinen ist die Entdeckung der Genetik ein Durchbruch in der Biologie. Die Revolution darin wurde durch den ganzen Verlauf der mächtigen Entwicklung der Ideen und Methoden des Mendilismus und der Chromosomentheorie der Vererbung vorbereitet. Die moderne Molekulargenetik ist eine echte Erfindung des gesamten 20. Jahrhunderts, die die fortschreitenden Ergebnisse der Entwicklung der Chromosomentheorie der Vererbung, der Mutationstheorie, der Gentheorie, der Methoden der Zytologie und der genetischen Analyse auf einer neuen Ebene aufgenommen hat.

Grundbegriffe der Genetik, Methoden ihrer Untersuchung.

IN organische Welt Es gibt eine erstaunliche Ähnlichkeit zwischen Eltern und Kindern, zwischen Brüdern und Schwestern und auch anderen Verwandten. Warum bringt ein Elefant nur ein Elefantenbaby zur Welt, warum wächst aus einem Samen eines Apfelbaums ein Apfelbaum, aus einem Hühnerei schlüpft ein Huhn? Vielleicht hat kein biologisches Problem zu einer solchen Fülle fantastischer Hypothesen und Erfindungen geführt wie mysteriöses Phänomen Vererbung.

Vererbung ist eine integrale Eigenschaft aller Lebewesen, um die für eine Art oder Population charakteristischen Struktur-, Funktions- und Entwicklungsmerkmale zu bewahren und über mehrere Generationen weiterzugeben. Die Vererbung sichert die Beständigkeit und Vielfalt der Lebensformen und liegt der Übertragung erblicher Neigungen zugrunde, die für die Bildung der Merkmale und Eigenschaften des Organismus verantwortlich sind. Aufgrund der Vererbung blieben einige Arten (z. B. der Quastenflosser Quastenflosser, der in der Devon-Zeit lebte) Hunderte von Millionen Jahren lang nahezu unverändert und reproduzierten in dieser Zeit eine große Anzahl von Generationen.

Gleichzeitig gibt es in der Natur Unterschiede zwischen Individuen sowohl verschiedener Arten als auch derselben Art, Sorte, Rasse usw. Dies weist darauf hin, dass Vererbung untrennbar mit Variabilität verbunden ist.

Variabilität ist die Fähigkeit von Organismen im Prozess der Ontogenese, neue Merkmale zu erwerben und alte zu verlieren. Variabilität drückt sich darin aus, dass in jeder Generation Einzelpersonen voneinander und von ihren Eltern unterscheiden. Der Grund dafür ist, dass die Merkmale und Eigenschaften jedes Organismus das Ergebnis des Zusammenspiels zweier Faktoren sind: Erbinformationen der Eltern und die spezifischen Umweltbedingungen, unter denen die individuelle Entwicklung jedes Individuums stattgefunden hat. Da die Umweltbedingungen auch für Individuen derselben Art oder Sorte (Rasse) nie gleich sind, wird deutlich, warum sich Organismen mit gleichen Genotypen (der Gesamtheit aller Gene eines Organismus) oft deutlich voneinander im Phänotyp unterscheiden (die Gesamtheit aller Eigenschaften und Merkmale eines Organismus). So sichert die Vererbung die Erhaltung der Merkmale und Eigenschaften von Organismen über viele Generationen hinweg, und die Variabilität bewirkt die Bildung neuer Merkmale als Folge von Veränderungen in der genetischen Information oder in Umweltbedingungen. Sie kann erblich (ontogenetisch, kombinativ, mutationsbedingt, korrelativ) und nicht-erblich (Modifikation) sein.

Bei der Untersuchung von Vererbung und Variabilität wird nicht der gesamte Organismus als Ganzes betrachtet, sondern seine individuellen Merkmale und Eigenschaften. Ein Merkmal ist eines der Hauptkonzepte in der Genetik. Die Vererbung und ihre Veränderung stellen die Objekte der größten Aufmerksamkeit dar. Zur Erleichterung des Studiums werden die Zeichen herkömmlicherweise in qualitative und quantitative unterteilt.

Qualitative werden als morphologische oder biochemische Zeichen bezeichnet, deren Manifestation leicht verbal charakterisiert werden kann (Farbe, Form der Ohren usw.).

Viele Erbmerkmale haben keinen klaren Ausdruck, sie werden durch Messen, Zählen (Masse, Felllänge, Anzahl der Zähne usw.) untersucht. Solche Zeichen werden quantitativ genannt. Jedes erbliche Merkmal wird in der Ontogenese eines Individuums gebildet, daher bestimmen äußere Bedingungen und andere Faktoren seine vollständige oder teilweise Manifestation.

Bei der Untersuchung von Vererbung und Variabilität auf verschiedenen Organisationsebenen lebender Materie (molekular, zellulär, organismisch, Population) verwendet die Genetik eine Vielzahl von Methoden der modernen Biologie:

Die genealogische Methode besteht aus der Untersuchung von Stammbäumen auf der Grundlage der Mendelschen Vererbungsgesetze und hilft, die Art der Vererbung eines Merkmals (dominant oder rezessiv) festzustellen.

Die Zwillingsmethode besteht darin, die Unterschiede zwischen eineiigen Zwillingen zu untersuchen. Diese Methode wird von der Natur selbst bereitgestellt. Es hilft, den Einfluss von Umweltbedingungen auf den Phänotyp mit gleichen Genotypen zu identifizieren.

Bevölkerungsmethode. Die Populationsgenetik untersucht die genetischen Unterschiede zwischen einzelnen Menschengruppen (Populationen), erforscht die Muster der geografischen Verteilung von Genen.

Die zytogenetische Methode basiert auf der Untersuchung von Variabilität und Vererbung auf der Ebene von Zellen und subzellulären Strukturen. Für eine Reihe schwerer Erkrankungen mit Chromosomenanomalien wurde ein Zusammenhang hergestellt.

Die biochemische Methode ermöglicht es, viele Erbkrankheiten des Menschen zu identifizieren, die mit Stoffwechselstörungen einhergehen. Anomalien des Kohlenhydrat-, Aminosäure-, Lipid- und anderer Stoffwechselarten sind bekannt.

Die von der Genetik verwendeten Methoden können in zwei Gruppen eingeteilt werden - eigentliche genetische Methoden und Methoden verwandter biologischer und medizinischer Disziplinen, deren Verwendung in der Genetik aufgrund der untersuchten erblichen Eigenschaften erfolgt - biochemisch, anatomisch, physiologisch, mental usw. Die zentrale Platz unter den tatsächlichen genetische Methoden nimmt eine genetische Analyse vor. Das Hauptprinzip der genetischen Analyse ist die quantitative Erfassung der untersuchten Merkmale in Gruppen von Individuen, die durch bestimmte Verwandtschaftsgrade miteinander verwandt sind. In der experimentellen Genetik wird dies mit Hilfe von Kreuzungssystemen und hybridologischen Analysen erreicht, in Medizinische Genetik durch genealogische Analyse.

Die Methoden der genetischen Analyse sind vielfältig, aber hauptsächlich handelt es sich um ein System aller Arten von Kreuzungen, und jede Arbeit durchläuft die folgenden Phasen:

1. Es stellt sich heraus - ob das Merkmal vererbt wird, ob es kontrastierende Formen hat.

2. Die Anzahl der Gene, die die Entwicklung dieses Merkmals steuern, wird bestimmt.

3. Es stellt sich heraus, ob es eine Wechselwirkung zwischen diesen Genen gibt.

4. Bestimmung der Bindungsgruppe (Chromosom) und Kartierung des Gens im Chromosom.

5. Charakterisierung von Genen.

Derzeit umfasst das Konzept der genetischen Analyse das Klonen von Genen, die Bestimmung der DNA-Nukleotidsequenz, die Aufklärung der Intron-Exon-Struktur des Gens und die Genexpression in der Ontogenese.

Zu den besonderen Arten der genetischen Analyse gehört die Chromosomenanalyse, bei der die Untersuchung der Ausbildung struktureller und funktioneller Merkmale von Organismen mit einer Analyse der Struktur und des Verhaltens einzelner Chromosomen kombiniert wird. Im Zusammenhang mit der Entwicklung gentechnischer und biotechnologischer Methoden haben sich die Möglichkeiten zur Analyse genetischer Strukturen und Prozesse auf molekularer Ebene erheblich erweitert. Bei der genetischen Analyse werden in großem Umfang statistische (biometrische) Methoden verwendet, ohne die es unmöglich ist, die Art der Übertragung von Erbinformationen zuverlässig festzustellen.

Gendefinition. Die Hauptfunktion des Gens.

Die Genetik hat große Fortschritte bei der Erklärung der Natur der Vererbung sowohl auf der Ebene des Organismus als auch auf der Ebene des Gens gemacht. Die Rolle der Gene bei der Entwicklung eines Organismus ist enorm. Gene charakterisieren alle Merkmale eines zukünftigen Organismus, wie Augen- und Hautfarbe, Größe, Gewicht und vieles mehr. Gene sind Träger von Erbinformationen, auf deren Grundlage sich der Organismus entwickelt.

Trotz der Tatsache, dass heute viel über die Struktur der Chromosomen, die Struktur und die Funktionen der DNA bekannt ist, ist es immer noch schwierig, eine genaue Definition eines Gens zu geben. Eine mögliche Definition eines Gens betrachtet ein Gen als eine Funktionseinheit. Wir können sagen, dass ein Gen ein kleiner Abschnitt eines Chromosoms ist, der eine bestimmte biochemische Funktion hat und eine spezifische Wirkung auf die Eigenschaften eines Individuums hat.

Hypothese von A. Garrod. dass "Gen - Enzym" oder richtiger "Gen - Protein" tatsächlich bedeutet, dass Gene Informationen über die Abfolge von Aminosäuren in Proteinen enthalten und das Produkt des Gens ein bestimmtes Protein ist. Genauer gesagt enthält das Gen Informationen für die Synthese nicht eines Proteinmoleküls als Ganzes, sondern nur eines Polypeptidmoleküls. Proteine ​​hingegen sind oft eine Kombination aus mehreren Polypeptiden.

Wie wird die Information über die Basenfolge der DNA in die Abfolge der Aminosäuren in Proteinen umgewandelt? Es gibt nur vier verschiedene Basen – A, T, G, C, und Proteine ​​enthalten 20 verschiedene Aminosäuren. Wenn eine Base die Position einer Aminosäure in der Primärstruktur eines Proteins bestimmt, dann könnten in diesem Protein nur vier Arten von Aminosäuren enthalten sein. Wenn jede Aminosäure von zwei Basen codiert würde, dann wäre die Anzahl der möglichen Paare 42 = 16. Auch dies reicht nicht aus, um 20 Aminosäuren zu codieren. Nur ein aus drei Basen bestehender Code könnte sicherstellen, dass alle 20 Aminosäuren in die Zusammensetzung des Proteins aufgenommen werden, da die Anzahl der möglichen Tripletts hier 43 = 64 beträgt. Somit muss jede Aminosäure drei aufeinanderfolgenden DNA-Basen entsprechen.

Diese Beziehung zwischen Basen und Aminosäuren ist als genetischer Code bekannt. Die Hauptmerkmale des genetischen Codes lassen sich wie folgt formulieren:

Eine Aminosäure wird von einem Basentriplett in einer DNA-Polynukleotidkette kodiert.

Der Code ist universell. In allen lebenden Organismen kodieren die gleichen Tripletts für die gleichen Aminosäuren.

Eine Aminosäure kann von mehr als einem Triplett kodiert werden (die Anzahl möglicher Tripletts beträgt 64 und die Anzahl der Aminosäuren 20).

Der Code ist nicht überlappend, d. h. jede Base kann nur zu einem Triplett gehören.

Der Mechanismus der Proteinsynthese in der Zelle liest die Basensequenz in einer Hälfte des DNA-Moleküls in Dreiergruppen und übersetzt dann jedes "Tripel" von Basen in eine bestimmte Aminosäure und in ein bestimmtes Protein. Der Mechanismus der Proteinsynthese in der Zelle ist äußerst komplex. Es beinhaltet die Beteiligung einer anderen Art von Nukleinsäuren - Ribonukleinsäure (RNA) und einer Reihe von Zellstrukturen außerhalb des Zellkerns.

Aus all dem können wir sagen, dass die Hauptfunktion eines Gens darin besteht, die Informationen zu kodieren, die für die Synthese eines bestimmten Proteins notwendig sind.

Schlussfolgerungen

Das materielle Substrat der Vererbung sind die Moleküle der Desoxyribonukleinsäure (DNA).

DNA-Moleküle sind in der Lage, sich mit großer Genauigkeit zu verdoppeln.

DNA-Moleküle sind in der Lage, eine endlose Vielfalt unterschiedlicher Formen zu bilden.

DNA ist eine Kette von Nukleotiden, die drei Komponenten umfassen - eine Phosphor-, Kohlenhydrat- und Stickstoffbase (Adenin, Guanin, Thymin oder Cytosin).

Das DNA-Molekül besteht aus zwei Polynukleotidketten, die durch stickstoffhaltige Basen verbunden sind, und hat eine komplementäre Struktur: Bindungen zwischen Strängen werden nur in Adenin-Thymin- (A-T) und Guanin-Cytosin- (G-C) Paaren gebildet.

Genetische Informationen werden durch die Abfolge der Basen in der DNA-Kette kodiert.

Die Hauptfunktion eines Gens besteht darin, Informationen für die Synthese eines bestimmten Proteins zu kodieren.

Aminosäuren für die Proteinsynthese werden durch Basentripletts in der DNA-Kette (genetischer Code) kodiert.

Schemata der relativen Lage verknüpfter Gene werden genetische Karten von Chromosomen genannt. Sie spiegeln die reale lineare Anordnung von Genen in Chromosomen wider und sind sowohl in theoretischen Studien als auch in der Züchtungsarbeit wichtig, da sie es Ihnen ermöglichen, Merkmalspaare bei Kreuzungen bewusst auszuwählen sowie die Vererbungsmuster und Manifestationen verschiedener Merkmale vorherzusagen die untersuchten Organismen. Mit genetischen Karten von Chromosomen ist es möglich, durch Vererbung eines "Signal"-Gens, das eng mit dem untersuchten Gen verbunden ist, die Übertragung von Genen auf die Nachkommen zu kontrollieren, die die Entwicklung schwer zu analysierender Merkmale bestimmen. Zahlreiche Tatsachen des Fehlens (entgegen den Mendelschen Gesetzen) einer unabhängigen Verteilung von Merkmalen bei Hybriden der zweiten Generation wurden durch die Chromosomentheorie der Vererbung erklärt.

Die wichtigsten Bestimmungen der Chromosomentheorie der Vererbung:

1. Gene befinden sich auf Chromosomen, verschiedene Chromosomen enthalten eine ungleiche Anzahl von Genen, der Satz von Genen für jedes der nicht-homologen Chromosomen ist einzigartig.

2. Gene im Chromosom sind linear angeordnet, jedes Gen nimmt einen bestimmten Locus (Platz) im Chromosom ein.

3. Gene, die sich auf demselben Chromosom befinden, bilden eine Kopplungsgruppe und werden zusammen (gekoppelt) an Nachkommen weitergegeben, die Anzahl der Kopplungsgruppen entspricht dem haploiden Chromosomensatz.

4. Die Kopplung ist nicht absolut, da in der Prophase der Meiose ein Crossing Over auftreten kann und Gene, die sich auf demselben Chromosom befinden, getrennt werden. Die Bindungsstärke hängt vom Abstand zwischen den Genen im Chromosom ab: Je größer der Abstand, desto geringer die Bindungskraft und umgekehrt.

Rolle und Aufgaben der Genetik.

Die Genetik ist eine relativ junge Wissenschaft. Aber es steht vor sehr ernsten Problemen für eine Person. Daher ist die Genetik sehr wichtig für die Lösung vieler medizinischer Probleme, hauptsächlich im Zusammenhang mit verschiedenen Erbkrankheiten. nervöses System(Epilepsie, Schizophrenie), endokrine System (Kretinismus), Blut (Hämophilie, einige Anämie), sowie das Vorhandensein einer Reihe von schweren Defekten in der menschlichen Struktur: Kurzfinger, Muskelatrophie und andere. Mit Hilfe modernster zytologischer Methoden, insbesondere der Zytogenetik, werden umfangreiche Untersuchungen der genetischen Ursachen verschiedener Krankheiten durchgeführt, dank denen ein neuer Zweig der Medizin entsteht - die medizinische Zytogenetik.

Mit der Entwicklung der Genetik von Mikroorganismen und der Gentechnik begann die Genetik eine besondere Rolle in der pharmazeutischen Industrie zu spielen. Zweifellos bleibt vieles unerforscht, zum Beispiel der Prozess von Mutationen oder die Ursachen für das Auftreten von bösartigen Tumoren. Gerade ihre Bedeutung für die Lösung vieler menschlicher Probleme macht die Weiterentwicklung der Genetik dringend notwendig. Darüber hinaus ist jede Person für das erbliche Wohlergehen ihrer Kinder verantwortlich, während ihre biologische Bildung ein wichtiger Faktor ist, da Kenntnisse auf dem Gebiet der Anomalien, Physiologie und Genetik eine Person vor Fehlern warnen.

Beim Thema "Grundlegende Konzepte und Ideen der Genetik" bin ich zu dem Schluss gekommen, dass die Genetik auf Folgendes abzielt:

1. Offenlegung der Fortpflanzungsgesetze der Lebenden durch Generationen;

2. Schaffung neuer Eigenschaften in Organismen;

3. Aufdecken der Gesetze der individuellen Entwicklung eines Individuums;

4. Aufdecken der materiellen Grundlage der historischen Transformationen von Organismen im Evolutionsprozess.

Die Genetik als Wissenschaft löst folgende Hauptaufgaben:

untersucht die Möglichkeiten der Speicherung genetischer Informationen in verschiedenen Organismen (Viren, Bakterien, Pflanzen, Tiere und Menschen) und ihren materiellen Trägern;

Analysiert die Möglichkeiten der Übertragung von Erbinformationen von einer Generation von Organismen auf eine andere;

Zeigt die Mechanismen und Muster der Implementierung genetischer Informationen im Prozess der individuellen Entwicklung und die Auswirkungen auf ihre Umweltbedingungen auf;

Untersucht Muster und Mechanismen der Variabilität und ihre Rolle bei Anpassungsreaktionen und im Evolutionsprozess;

Sucht nach Möglichkeiten, beschädigte genetische Informationen zu reparieren.

Die Genetik ist auch die Grundlage für die Lösung einer Reihe wichtiger praktischer Probleme. Diese beinhalten:

1) Auswahl der effektivsten Hybridisierungsarten und Auswahlverfahren;

2) Steuerung der Entwicklung erblicher Merkmale, um die wichtigsten Ergebnisse für eine Person zu erzielen;

3) künstliche Herstellung von erblich veränderten Formen lebender Organismen; 4) Entwicklung von Maßnahmen zum Schutz von Wildtieren vor schädlichen mutagenen Wirkungen verschiedener Umweltfaktoren und Methoden zur Bekämpfung menschlicher Erbkrankheiten, Schädlinge landwirtschaftlicher Pflanzen und Tiere;

5) Entwicklung gentechnischer Methoden, um hocheffiziente Produzenten biologisch aktiver Verbindungen zu erhalten, sowie um grundlegend neue Technologien in der Züchtung von Mikroorganismen, Pflanzen und Tieren zu schaffen.

Abschluss.

Nach Abschluss meiner Arbeit zum Thema „Grundlegende Konzepte und Prinzipien der Genetik“ kam ich zu dem Schluss, dass die Genetik eine sehr faszinierende und interessante Wissenschaft ist. Es war mir eine große Freude, dieses Thema zu studieren. Selbst das oberflächliche Wissen, das ich der wissenschaftlichen Literatur entnommen habe, lässt mich die enorme Kraft der Genetik spüren, die einem Menschen die Macht gibt, sein biologisches Schicksal zu bestimmen. Früher schien es mir, dass wir alle ganz ruhig leben können, ohne die Essenz der Geheimnisse der Vererbung zu kennen, und dass dies alles unwichtig ist. Aber es gibt Tausende und Abertausende von Fragen, die sowohl für den Einzelnen als auch für die gesamte Menschheit von großer Bedeutung sind: Warum sehen Kinder aus wie ihre Eltern? Was sind die Ursachen von Erbkrankheiten und wie geht man damit um? Wie lange kann ein Mensch leben? Das zu beantworten, ohne die Genetik zu kennen, ist unmöglich, ohne die Geheimnisse der Vererbung zu kennen und ohne zu lernen, wie man damit umgeht. Wenn eine Person all diese Geheimnisse preisgibt und das Wissen zu ihrem eigenen Vorteil einsetzt, wird sie in der Lage sein, an der Lösung der praktischen Probleme der Landwirtschaft und Medizin teilzunehmen und zu lernen, die Entwicklung des Lebens auf unserem Planeten als Ganzes zu kontrollieren.

Gleichzeitig sollte man das für spirituelles Leben und zielgerichtetes Handeln nicht vergessen moderner Mann die wissenschaftliche Weltanschauung ist von größter Bedeutung. Unter den philosophischen Fragen der neuen Naturwissenschaft ist eine der wichtigsten das Verständnis der Essenz des Lebens, seines Platzes im Universum. Und erst die moderne Molekulargenetik konnte zeigen, dass das Leben ein wirklich materielles, sich selbst entwickelndes Phänomen ist, das den Einfluss von Umweltbedingungen widerspiegelt. Sie bewies auch, dass das Leben eine systemische Natur hat, die nicht in seine physikalischen und chemischen Prozesse zerlegt werden kann. Jedoch moderne Wissenschaft kennt die Essenz des Lebens noch nicht vollständig.

Die Erbinformationen einer Person werden von Generation zu Generation weitergegeben. Alle biologischen Merkmale, die als Grundlage für die Entstehung eines Menschen mit Bewusstsein dienten, sind in erblichen Strukturen verschlüsselt, und ihre Weitergabe über Generationen hinweg ist Voraussetzung für die Existenz eines Menschen auf der Erde als vernünftiges Wesen. Mann wie Spezies- dies ist die höchste und zugleich einzigartige „Leistung“ der Evolution auf unserem Planeten. Und noch kann niemand mit Sicherheit sagen oder unwiderlegbare Beweise erbringen, dass dies nicht für das gesamte Universum gilt.

Literaturverzeichnis.

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2. Allgemeine Biologie. Lehrbuch für die Klassen 10-11 von Schulen mit Vertiefung in Biologie. Unter der Herausgeberschaft von Professor A. O. Ruchinsky. Moskau, "Aufklärung" 1993.

3. R. G. Zayats et al., Biologie für Studienbewerber. MN.: Handelshochschule, 1999