Основные этапы развития генетики

Официальным годом рождения генетики принято считать 1900 г., когда были опубликованы работы Г. де Фриза (Голландия), К. Корренс (Германия) и Э. Чермака (Австрия) по закономерностям наследования признаков, в которых были переоткрыты законы, установленные в 1865 году Грегором Менделем.

Историю генетики обычно делят на этапы классической генетики и молекулярной генетики. По мнению Н.П. Дубинина, в развитии генетики выделяют три отчетливо различающихся этапа.

1 этап. Эпоха классической генетики, длившаяся с 1900 по 1926 г.

2 этап. Неоклассицизма с 1926 по 1953 г.

3 этап. Эпоха молекулярной генетики с 1953 года

На 1 этапе обобщались наблюдения и опыты работы накопленных практикой в животноводстве и растениеводстве.

В это время создана теория гена и хромосомная теория наследственности. Важное значение в генетике имели также расшифровка понятий «фенотип» и «генотип», работы о взаимодействии генов, разработка генетических принципов индивидуального отбора в селекции.

Наследственность, известна еще с незапамятных времен. Однако систематическое и целеустремленное собирание и описание фактов наследственности началось значительно позднее.

В XVII веке Проспер Люка выделил три типа наследственности:

1.Избирательная - при которой в потомстве преобладают признаки одного из родителей.

2.Смешанная –характерная тем, что у потомства имеются признаки обоих родителей.

3.Комбинированная– отличающаяся появлением у потомства новых признаков.

Кёльрейтер показал значение пыльцы в процессе оплодотворения, разработал методику гибридизации и, используя ее, получил гибриды у растений.

Развитию науки о наследственности и изменчивости особенно сильно способствовало учение Ч. Дарвина о «Происхождение видов», которые внесло в биологию исторический метод исследования эволюции организмов.

Дарвин считал, что эволюция осуществляется через естественный и искусственный отбор. Отбор же в свою очередь опирается на изменчивость и наследственность.

Искусственный отбор изучен им столь детально, что его взгляды по этому вопросу были положены в основу научного разведения животных и селекции растений.

В этом и заключался основной вклад Дарвина в разработку науки о наследственности.

Еще одним условием, способствующим становлению генетики как науки, явились достижения в изучении особенностей соматических и половых клеток, а также было открыто непрямое деление соматической клетки, названное кариокинезом или митозом (Шлейхер, 1878г; Флеминг, 1883г). В. Флеминг предложил различать в цикле деления клетки три фазы: профазу, метафазу, анафазу. М. Гейденгайн в 1894 г. назвал заключительную фазу деления ядра клетки телофазой. Особенно важным моментом для развития генетики явилось открытие в конце Х1Х столетия постоянства числа хромосом для каждого. Эти исследования проводили К.Рабль, Е.Ван-Бенеден и Т.Бовери.

Одновременно с изучением митоза соматической клетки исследовали развитие половых клеток и механизм оплодотворения у животных и растений. О.Гертвиг впервые обнаружил слияние ядра сперматозоида с ядром яйцеклетки у иглокожих.

II этап

Развитие дарвинизма подготовило почву для перехода на новый этап развития генетики, получивший название менделизма. В основу менделизма легли исследования Г. Менделя и установленные им закономерности наследования.

От Г.Менделя вошел в генетику усовершенствованный им метод гибридизации и его оригинальный метод математической обработки данных эксперимента.

Особенно заметными в развитии генетики на этом этапе были работы Иогансена с «чистыми линиями», а также он ввел в генетику понятие и термины:

ген –как единица наследственности;

генотип– сумма наследственных задатков,

фенотип – как совокупность его признаков.

Американские ученые Т. Морган и С. Бриджес доказали о связи генов с хромосомами, для своих исследований они использовали плодовую мушку дрозофилу. Морган уточнил понятие гена как материальной единицы наследственности, расположенной в определенной точке хромосомы (локусе).

К. Корренс в своих работах описал о наследовании пола у растений и открыл явление цитоплазматического наследования признаков.

В 1922 г. Н.И. Вавилов сформулировал закон гомологических рядов.

Начало развитию цитологии как науки положило создание в 1838 – 1839 гг. Т. Шванном клеточной теории.

Основные ее положения заключались в следующем: животные и растения имеют единство строения – их тело состоит из клеток, через образование клеток происходит их индивидуальное развитие.

С 1926 по 1953 годы была открыта возможность искусственного вызывания изменений в генах и хромосомах. (экспериментальный мутагенез), когда независимо друг от друга Г.Дж.Меллер и Л.Дж.Стадлер открыли мутагенное действие рентгена; было обнаружено, что ген — это сложная система, дробимая на части; обоснованы принципы генетики популяций и эволюционной генетики ; создана биохимическая генетика, показавшая роль генов во всех основных процессах биосинтеза в клетке и организме; доказано, что молекула ДНК является носителем наследственной информации (О.Эвери и др.).

Были заложены основы медицинской генетики. Человечество вступило в атомную эпоху, что привело к развитию радиационной генетики. Эпоха неоклассицизма в генетике была связано с получением нового фактического материала и углублением принципов классической генетики.

III этап

Современный этап развития генетики связан в первую очередь с расшифровкой молекулярных основ наследственности с изучением строения и функции генов.

В 1954 г.Дж. Уотсон и Ф.Крик создали модель строения ДНК.

В 1964г. Ниренберг и Очоа расшифровали «генетический код».

В разработке проблем молекулярной генетики после 1960 г. активно участвуют и советские генетики Н.К. Кольцов, А.С. Серебровский, С. Четвериков

Н.И.Вавилов сформулировал закон гомологических рядов в наследственной изменчивости, открыл центры происхождения культурных растений. А.С.Серебровский и Н.П. Дубинин доказали сложное строение и дробимость гена.

Ю.А.Филипченко издал впервые в России учебники по генетике «Изменчивость и эволюция»(1915), «Наследственность» (1917) основал кафедру генетики. О.А.Иванова написала первый учебник «Генетика» (1967,1974).

В 70-^е годы в лабораториях многих стран мира, в том числе и России, была разработана методика синтеза гена вне организма (в пробирке). Это направление получило название генетической инженерии.

В настоящее время генетика занимает центральное место в биологии. Наблюдается все более тесная интеграция генетики, селекции, ветеринарии, биологии и др. наук.