Генетика: предмет и основные понятия
Генетика — это научная дисциплина, которая изучает закономерности передачи наследственных признаков в ряду поколений.
Генетика реализует собственные методы на онтогенетическом уровне развития, она изучает закономерности наследственности и изменчивости организмов, а также исследует методы управления этими процессами.
Первый шаг в познании закономерностей генетики принадлежит Г. Менделю. Он показал, что признаки организмов имеют дискретный характер и определяются разнообразными наследственными факторами. Работа Менделя основывалась на фактах, содержала глубокий анализ проблем и отличалась математической точностью.
Г. Мендель отметил тот факт, что существуют доминантные признаки, которые проявляются у гибридов первого поколения, а также рецессивные, которые подавляются ими. Также его заслуга состоит в том, что он фактически ввел в обиход понятие гомозиготности и гетерозиготности.
Гомозиготные особи — это особи, которые не дают расщепления в первом поколении. Таких особей часто называют чистыми линиями.
Гетерозиготные особи – это особи, которые дают расщепление в первом поколении.
Для того, чтобы упростить процесс понимания специфики понятий гомозиготности и гетрозиготности в генетике вводится понятие аллельных генов и аллелей.
Аллели – это гены, определяющие развитие одного и того же признака, расположенные в идентичных участках гомологичных хромосом.
Хромосомы находятся в ядрах эукариотических клеток и содержат внутри себя молекулы ДНК, передающие информацию вновь образованным клеткам. Геномом называют участок молекулы ДНК, который определяет возможность развития отдельного признака и синтеза отдельной молекулы.
Любой диплоидный организм содержит в каждой клетке по две аллели любого гена. Исключение составляют только половые клетки или гаметы. Также Мендель ввел в научный обиход понятие «генотип» и «фенотип». Генотип представляет собой совокупность всех генов организма, а фенотипом называют совокупность всех внешних признаков организма. Фенотип организма формируется под влиянием окружающей среды и обусловлен генотипом.
Г. Мендель сформулировал свои законы на основе гибридологического метода, исследуя строго математически опыты по скрещиванию разных сортов гороха. Скрещивание двух организмов называется гибридизацией; потомство от скрещивания двух особей с различной наследственностью называют гибридным, а отдельную особь гибридом.
На основе собственных исследований Г. Мендель сформулировал несколько законов наследственности:
- Первый закон или правило единообразия говорит о том, что при моногибридном скрещивании чистых линий у гибридов первого поколения проявляется доминантный признак фенотипа, характерный для одного из родителей;
- Второй закон или правило расщепления говорит о том, что при самоопылении гибридов первого поколения в потомстве наблюдается расщепление с образованием двух фенотипических групп в соотношении 3 к 1;
- Третий закон независимого наследования говорит о том, что при скрещивании двух особей, отличающихся друг от друга по двум (и более) парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях (как и при моногибридном скрещивании).
Все эти законы сыграли колоссальную роль в развитии генетических представлений, заложили прочные основы для формирования представлений о принципах наследования для других живых организмов, также они существенно расширили имеющиеся знания о закономерностях изменчивости признаков, в целом выведя генетику на новый уровень становления и развития.
Влияние генетики на представления об эволюции
Генетика неизбежно повлияла и на процесс развития эволюционных представлений и в целом на комплекс вопросов, которые касаются вопросов происхождения видов в природе. На основе данных генетики были сформулированы основные эволюционные аксиомы. К ним относят следующее:
- все живые организмы содержат программы для построения комплекса внешних признаков (генотипа) и комплекса внешних признаков (фенотипа). Эволюционный процесс обусловлен наследованием инструкции по изготовлению генов, программы развития генетического аппарата, а также ненаправленных изменений, происходящих внутри него;
- генетические программы в ходе эволюции не возникают заново, а редуцируются специализированным матричным способом. В ходе эволюции жизнь формируется как процесс матричного копирования с последующей самосборкой копий генов и белков;
- в процессе эволюционного развития видов генетические программы развития изменяются не направленно, и приспособительными, полезными эти изменения становятся также случайным образом. Отбор случайных изменений не только основа эволюции жизни, но и причина её становления, потому что без мутаций отбор не действует. Эта аксиома основана на принципах статистической физики и принципе неопределенности;
- наконец, в ходе эволюции происходит процесс многократного увеличения силы случайных генетических изменений. Это делает возможным укрепление процесса влияния внешней среды на организм. В связи с этим эволюционный процесс зачастую может быть не предсказуемым, его трудно просчитать.
Все аксиомы, приведенные выше указывают на сложность эволюционного процесса, а также на право существования различных теорий происхождения жизни на Земле. Кроме того, полученные генетические сведения позволяют сформировать философскую, естественнонаучную картину мира, имеющую комплексный, обоснованный характер.
Таким образом, генетика и теория эволюции тесно связаны между собой, каждая из данных областей знания играет собственную уникальную роль в ходе раскрытия многих вопросов, касающихся базовых видов понимания бытия.
