ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ: Что изучает генетика.

Генетика изучает наследственность и изменчивость. Наследственность – это свойственная всем организмам способность передавать свои признаки потомству, что приводит к биологическому сходству между родителями и их потомством, а так же обеспечивать возможность индивидуального развития сообразно с постоянно меняющимися условиями среды. Изменчивость, напротив, представляет собой способность организмов приобретать различного рода изменения.

Согласно, эволюционному учению, все имеющиеся признаки у любого организма не присутствовали изначально, а появились путем мутационного преобразования других признаков, имевшихся ранее у предковых форм. Следовательно, наследственность зависит от изменчивости. Точно так же имеет место и обратная зависимость, поскольку изменчивость представляет собой объективно существующее свойство организма, которое (как и все другие свойства организма) передается по наследству.

Универсальным материальным субстратом наследственности и изменчивости является нуклеиновая кислота. Для клеточных организмов это всегда ДНК, для вирусов, наряду с ДНК, эту роль может выполнять и РНК. Реализация же информации осуществляется молекулами-посредниками, роль которых выполняет РНК. Каждый из этих молекул представляет собой комплементарную копию определенного участка молекулы ДНК, который принято называть геном.

В современной трактовке ген – это основная единица наследственного материала, занимающая в хромосоме строго определенное место. Ген это определенная последовательность ДНК или РНК, которые отвечают за образование единичной полипептидной цепи. Иными словами ген несет информацию. Термин цистрон является функциональным эквивалентом гена. Признак представляет собой любую дискретную характеристику организма – морфологическую, физиологическую, биохимическую, этологическую и т.д. Например, признаками является цвет волос и глаз, группа крови и резус-фактор, личностные качества: темперамент, характер, способности др. Для возникновения любого из них необходима совместная и строго согласованная деятельность не одного, а многих генов. Признак может иметь альтернативное (не одинаковое, противоположное) проявление. В генетике каждый тип реализации одного и того же признака называется аллелем, а гены, которые определяют развитие признаков, имеющих альтернативное проявление называются аллельными или аллеломорфными. Такое разнообразие в проявление одних и тех же признаков возникло из-за мутаций (качественных изменений) генов. Каждый из аллелей (аллеломорфов), согласно хромосомной теории наследственности, располагается в хромосоме, занимая определенный ее участок – локус. Несмотря на то, что у многих генов может быть больше количество аллелей, их присутствие в генетическом аппарате всегда строго определено. Каждый набор хромосом содержит один полный «комплект» генов, отвечающих за развитие всех признаков организма. При этом гаплоидном состоянии всегда имеется лишь один аллель гена каждого признака, в диплоидном – два, а так же в полиплоидном состоянии количество аллелей соответствует числу наборов хромосом. Аллели в диплоидном или полиплоидном ядре могут быть одинаковыми или разными. Если они одинаковые, то такое состояние называется гомозиготным, если разные – гетерозиготным.

Некоторые доминантные и рецессивные признаки у человека

Диплоидные наборы хромосом свойственны соматическим клеткам большинства эукариот. Появление диплоидности связанно с половым размножением, общий смысл которого состоит в том, что новый организм получает одинаковое количество генетического материала от каждого из родителей. При этом происходит комбинация генов и появляющиеся каждый раз новые сочетания признаков делают популяции значительно более гетерогенным, чем при бесполом размножении, что, в свою очередь, в значительной степени ускоряет эволюционный процесс (с точки зрения теории эволюции).

В процессе полового размножения образуются особые клетки – гаметы (у животных в результате мейоза, а у растений в результате митоза), содержащий по одному набору хромосом. В результате оплодотворения происходит восстановление диплоидного набора. При этом хромосомы, имеющие одинаковую формы и размеры, а также идентичную локализацию в них генов, контролирующие одни и те же признаки, можно условно разделить на пары, в каждой из которых одна хромосома получена от матери, а вторая от отца. Хромосомы каждой пары называются гомологичными. Число этих пар соответствует числу хромосом в гаплоидном наборе.

Если гена в хромосоме определяют развитие половых признаков, то их называют половыми хромосомами, все остальные хромосомы называются аутосомами. Набор хромосом клетки, который характеризуется их числом, размерами, формой и особенностями строения, называется кариотипом. Представление набора хромосом на диаграмме также называется кариотипом. Кариотип определяют путем микроскопического изучения клетки во время ее митотического деления в метафазе. Кариотипы разных организмов различаются между собой, что может быть важном при определении видов-двойников.

Совокупность всех генов, содержащихся в гаплоидном наборе хромосом, называется геномом. Если же набора хромосом два или больше, то тогда совокупность всех генов называют генотипом. Часто под генотипом подразумевают аллельную пару рассматриваемого гена. При этом обычно проявляется действие только одного аллеля. Тот аллель, который проявляется в фенотипе как при гомозиготном, так и гетерозиготном генотипе, называется доминантным.  Напротив рецессивный аллель проявляется в фенотипе только в том случаи, если генотип гомозиготный. Совокупность всех проявленных признаков организма, которые сформировались в процессе его индивидуального развития, называется фенотипом. Элементарная единица фенотипа называется феном. Каждый из фенов контролируется аллелями одного гена. Фенотип возникает в результате взаимодействия между фенотипов и окружающей средой. В зависимости от условий окружающей среды возможна некоторая вариабельность в проявление одного и того же признака, что связанно с адаптацией к этим условиям. В зависимости от интенсивности действия фактора генотип будет обеспечивать строго определенное развитие фенотипа. Все возможное разнообразие сформировавшихся при этом фенотипов – это есть норма реакции, которая индивидуально для каждого организма и зависит от генотипа. Генетический контроль обусловливает границы нормы реакции. Таким образом, норма реакции – это потенциальная реактивность живой системы, которая осуществляется при ее взаимоотношении с различными факторами внешней и внутренней среды.

Совокупность генов и их аллелей группой организмов называется генофондом. В зависимости от иерархического положения группы выделяют генофонды популяции, вида, экосистемы и биосферы.

«Предыдущая | Наверх | Следующая»