Головна
Cоціологія || Гуманітарні науки || Мистецтво та мистецтвознавство || Історія || Медицина || Науки про Землю || Політологія || Право || Психологія || Навчальний процес || Філософія || Езотерика || Екологія || Економіка || Мови та мовознавство
ГоловнаМедицина → Біологія. Частина 1
««   ЗМІСТ   »»

ІСТОРІЯ ФОРМУВАННЯ УЯВЛЕНЬ ПРО ОРГАНІЗАЦІЮ МАТЕРІАЛЬНОГО СУБСТРАТУ СПАДКОВОСТІ І МІНЛИВОСТІ

Спадковість і мінливість як найважливіші властивості будь-який живий системи забезпечуються функціонуванням особливого матеріального субстрату. В ході історичного розвитку біологічної науки уявлення про його властивості, організації та хімічної природі постійно розширюються і ускладнюються.

У 60-х рр. XIX ст. основоположник генетики (науки про спадковість і мінливість) Г. Мендель (1865) висловив перші припущення про організацію спадкового матеріалу. На підставі результатів своїх експериментів на горосі він прийшов до висновку, що спадковий матеріал дискретний, т. е. представлений окремими спадковими задатками, що відповідають за розвиток певних ознак організмів. За твердженням Менделя, в спадковому матеріалі організмів, що розмножуються статевим шляхом, розвиток окремої ознаки забезпечується парою алельних задатків, прийшли зі статевими клітинами від обох батьків. При утворенні гамет в кожну з них потрапляє лише один з пари алельних задатків, тому гамети завжди «чисті». У 1909 р В. Йогансен назвав «спадкові задатки» Менделя генами.

80-е рр. XIX ст. ознаменувалися важливими досягненнями в області цитології: були описані мітоз і мейоз - розподіл відповідно соматичних і статевих клітин, в ході яких закономірно між дочірніми клітинами розподіляються ядерні структури - хромосоми (В. Вольдейер, 1888).

Дані про характер розподілу хромосом в процесі клітинного ділення дозволили на початку XX ст. Т. Бовери (1902-1907) і У. Сеттона (1902-1903) зробити висновок про те, що спадкоємність властивостей в ряду поколінь клітин і організмів визначається наступністю їх хромосом. Хромосоми стали розглядати як матеріальні носії спадкової програми.

подальша розробка хромосомної теорії спадковості, об'єднуючою уявлення про спадкові задатки і хромосомах, була здійснена на початку XX ст. Т. Морганом і його співробітниками. У дослідах, виконаних на дрозофілі, було підтверджено раніше висловлене припущення про роль хромосом в забезпеченні спадковості. Встановлено, що гени розміщуються в хромосомах, розташовуючись в них в лінійному порядку. Гени кожної хромосоми утворюють групу зчеплення, число яких визначається кількістю хромосом в статевих клітинах. Гени однієї групи зчеплення успадковуються, як правило, спільно. Однак в ряді випадків відбувається їх перекомбінація у зв'язку з кросинговером (Див. Розд. 5.3.2), частота якого залежить від відстані між генами.

Таким чином, в хромосомної теорії знайшов відображення один з найважливіших принципів генетики - єдність дискретності і безперервності спадкового матеріалу.

Необхідно відзначити, що також на початку XX ст. були виявлені факти, які доводили наявність в клітинах позахромосомних спадкового матеріалу, розташованого в різних цитоплазматичних структурах і визначає особливу цитоплазматичну спадковість (К. Корренс, 1908).

Приблизно в цей же час X. де Фріз (1901) були закладені основи вчення про мутаційної мінливості, пов'язаної з раптово виникають змінами в спадкових задатках або хромосомах, що призводить до змін тих чи інших ознак організму. У наступні роки було виявлено мутагенну дію на хромосоми і гени рентгенівських променів, радіаційного випромінювання, певних хімічних речовин і біологічних агентів.

В результаті цих досліджень стало очевидним, що спадковість і мінливість обумовлені функціонуванням одного і того ж матеріального субстрату.

У перші десятиліття XX в. були отримані дані, що свідчать на користь залежності стану ознак від характеру взаємодії генів, що виходило за рамки відносин домінантності і рецессивности, описаних ще Менделем. Звідси виникло уявлення про генетичному апараті як про систему взаємодіючих генів - генотипі, який зосереджений в хромосомному наборі - каріотипі.

Вивчення хімічного складу хромосом виявило два основних види з'єднань, що утворюють ці структури, - білки і нуклеїнові кислоти. У першій половині XX в. дослідниками вирішувалося питання про хімічну природу субстрату спадковості і мінливості. Спочатку висловлювалися припущення на користь білків. У 1928 р Ф. Гриффітом був поставлений досвід на пневмококах, в якому спостерігалася зміна (трансформація) деяких спадкових властивостей одного бактеріального штаму під впливом матеріалу, отриманого з убитих клітин іншого штаму. Хімічна природа речовини, що трансформує спадкові властивості бактерій, була встановлена лише в 1944 р О. Ейвері, який довів його приналежність до нуклеїнових кислот (ДНК).

Іншими доказами участі ДНК в забезпеченні спадковості і мінливості є: 1) сталість змісту ДНК у всіх типах соматичних клітин організму; 2) відповідність змісту ДНК плоїдності клітин (в соматичних клітинах її вдвічі більше, ніж в статевих, в поліплоїдних клітинах воно відповідає кількості наборів хромосом); 3) явище генетичної рекомбінації у бактерій при їх кон'югації, в ході якої здійснюється проникнення частини ДНК з однієї клітини в іншу і зміна властивостей останньої; 4) зміна спадкових властивостей бактеріальних клітин шляхом переносу ДНК від одного штаму до іншого за допомогою ДНК фага - явище трансдукції; 5) інфікуюча активність ізольованою нуклеїнової кислоти вірусів.

Важливим результатом цілеспрямованого вивчення нуклеїнових кислот було створення Дж. Уотсоном і Ф. Криком (1953) просторової моделі молекули ДНК.

У другій половині XX в. зусилля вчених спрямовані на вивчення властивостей нуклеїнових кислот, що становлять основу їх генетичних функцій, способів запису і зчитування спадкової інформації, характеру і структури генетичного коду, механізмів регуляції активності генів в процесі формування окремих ознак і фенотипу в цілому. У 1960-х рр. роботами М. Ниренберга, С. Очоа, X. Корани та інших була проведена повна розшифровка генетичного коду, встановлено відповідність кодонів нуклеотидів в молекулі нуклеїнових кислот певним амінокислотам. У 1970-х рр. стали активно розроблятися методи генної інженерії, що дозволяють цілеспрямовано змінювати спадкові властивості живих організмів.

До кінця XX століття завдяки новим молекулярно-генетичним технологій з'явилася можливість визначати послідовності нуклеотидів в молекулах ДНК геномів різних організмів (прочитання ДНК-текстів). ДНК-тексти геному людини, представлені в цілому 3 млрд пар нуклеотидів, в основному як прочитані до 2001 року.

Науково-практичний напрямок молекулярної біології, що має на меті визначення нуклеотидних послідовностей молекул ДНК, отримало назву геноміки.

  1. Класифікація гормонів - вікова анатомія і фізіологія
    Гормони можна розділити на три групи. Першу групу складають гормони ліпідної природи - стероїди. До них відносяться кортикостероїди, андрогени, естрогени, прогестерон. Це жиророзчинні сполуки, які легко проникають через плазматичні мембрани і взаємодіють з рецепторами, що знаходяться в цитоплазмі
  2. Класифікація ферментів - біохімія людини
    Відомо більше 2000 різних реакцій, що каталізуються ферментами. Міжнародним союзом по біохімії (International Union of Biochemisry, IUB) створена і рекомендована до повсюдного використання систематика ферментів, що дозволяє орієнтуватися в цій множині біохімічних з'єднань. Всі ферменти включені
  3. Класи антитіл - фізіологія людини і тварин
    Необхідність вирішення «вузьких» імунологічних завдань, специфічних для певних тканин і органів, провела до появи у В-клітин здатності переключати клас продукуються антитіл. При цьому варіабельні ділянки ( «вістря зубців вилки») вже не будуть зачіпатися, і замінюється лише константная область
  4. Кислотно-основний гомеостаз людського організму в нормі та патології - біохімія людини
    Одним з дивних властивостей живих організмів є сталість pH біологічних рідин, тканин і органів. З даних табл. 8.6 видно, що pH різних рідин в організмі людини змінюється в досить широких межах залежно від їх місцезнаходження. Так, наприклад, pH сироватки крові 7,4, тоді як pH шлункового соку
  5. Кетонові тіла: біосинтез, біологічна роль - біохімія частина 2.
    До кетонові тіл відносяться наступні метаболіти, що утворюються в печінці з жирних кислот: ацетоуксусная кислота (ацетоацетат) - Н 3 З-С-СН 2 -СООН; p-гидроксимасляная кислота (Р-гидроксибутират) - Н 3 З-СНОН-СН 2 -СООН; ацетон - Н 3 З-СО-СН 3 . Ці речовини з печінки надходять в
  6. Катаболізм піримідинів - біохімія частина 2.
    Основний шлях катаболізму піримідинів в організмі людини і ссавців включає відновлення урацила або тиміну з утворенням повністю гідрованого гетероциклу відповідно дегідроураціла або дегідротіміна. Розщеплення цитозину відбувається за тим самим механізмом, що і двох інших нуклеотидів, після
  7. Життєвий цикл клітини - вікова анатомія і фізіологія
    Життєвий цикл клітини , або клітинний цикл , - це період існування клітини від моменту утворення шляхом поділу материнської клітини до її власного розподілу або смерті. Клітинний цикл соматичної клітини складається з двох періодів - мітотичного поділу і інтерфази (рис. 1.10). мітоз - обов'язковий
  8. Історія вивчення анатомії нервової системи - анатомія центральної нервової системи
    Історія вивчення НС є частиною загальної історії анатомії, витоки якої простежуються ще в кам'яному столітті (наприклад, палеолітичні малюнки із зображенням мамонта, у якого в центрі тіла намальовано серце). В епоху стародавніх цивілізацій (Древній Китай, Давня Індія, Древній Єгипет) почали
© 2014-2021  ibib.ltd.ua