Генетика – это биологическая наука о наследственности и изменчивости организмов и методах управления ими. Центральным понятием генетики является «ген». Это элементарная единица наследственности. По своему уровню ген – внутриклеточная молекулярная структура. По химическому составу – это нуклеиновые кислоты, в составе которых основную роль играет азот и фосфор. Гены расположены, как правило, в ядрах клеток. Они имеются в каждой клетке, и поэтому их общее количество в крупных организмах может достигать многих миллиардов. По своему назначению гены – своего рода «мозговой центр» клеток и, следовательно, всего организма.
Воспроизводство себе подобных и наследование признаков осуществляется с помощью наследственной информации, материальным носителем которой являются молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (или, сокращенно, ДНК). ДНК состоит из двух цепей, идущих в противоположных направлениях и закрученных одна вокруг другой наподобие электрических проводов. Молекулы ДНК – это, как бы набор, с которого «начинается» организм в типографии Вселенной. Участок молекулы ДНК, служащий матрицей для синтеза одного белка, называется геном. Гены расположены в хромосомах. Если ДНК является хранительницей генетической информации, заложенной в последовательности оснований вдоль цепи ДНК, то РНК (рибонуклеиновая кислота) способна «считывать» хранимую в ДНК информацию, переносить её в среду, содержащую необходимые для синтеза белки исходные материалы, и строить из них нужные белковые молекулы.
Генетика в своем развитии прошла семь этапов:
1. Грегор Мендель(1822-1884) открыл законы наследственности. Результаты исследований Менделя, опубликованные в 1865 году не обратил на себя никакого внимания, и были повторно открыты только после 1900 года Гуго де Фризом в Голландии, Карлом Корренсом в Германии и Эрихом Черманом в Австрии.
2. Август Вейсман (1834- 1914) показал, что половые клетки обособлены от остального организма и поэтому не подвержены влияниям, действующим на соматические ткани.
3. Гуго де Фриз (1848-1935) открыл существование наследуемых мутаций, составляющих основу дискретной изменчивости. Он предположил, что новые виды возникли вследствие мутации.
4. Томас Морган (1866-1945) создал хромосомную теорию наследственности, в соответствии с которой каждому биологическому виду присуще строго определенное число хромосом.
5. Г.Меллер в 1927 году установил, что генотип может изменяться под действием рентгеновских лучей. Отсюда берут свое начало индуцированные мутации и то, что в последствии было названо генетической инженерией.
6. Дж. Бидл и Э.Татум в 1941 году выявили генетическую основу процессов биосинтеза.
7. Джеймс Уотсон и Френсис Крик предложили модель молекулярной структуры ДНК как материального носителя информации.
Крупнейшие открытия современной генетики связаны с установлением способности генов к перестройке, изменению. Эта способность называется мутированием. Мутации для организма бывают полезными, вредными или же нейтральными. Причины мутаций до конца не выяснены. Однако установлены основные факторы, вызывающие мутации. Это так называемые мутагены, рождающие изменения. Известно, например, что мутации могут вызываться некоторыми общими условиями, в которых находится организм: его питанием, температурным режимом и т.д. Вместе с тем они зависят и от некоторых экстремальных факторов, таких, как действие отравляющих веществ, радиоактивных элементов, в результате которых количество мутаций увеличивается в сотни раз, причем, возрастает оно пропорционально дозе воздействия.
Учитывая это, селекционеры часто используют различные химические мутагены для обеспечения направленных полезных мутаций. Перед наукой открылась возможность не только изучать наследственный материал, но и влиять на саму наследственность: «оперировать» ДНК, сращивать участки генов далеких друг от друга животных и растений, иначе говоря, творить неизвестных природе химер. Первым с помощью генной инженерии был получен инсулин, затем интерферон, потом гормон роста. Позже сумели изменить наследственность свиньи, чтобы она не наращивала много жира, коровы – чтобы её молоко не скисало так быстро. Благодаря вмешательству человека в конструкцию ДНК, были улучшены или изменены качества десятков животных и растений.
Однако в последнее время в связи с загрязнением окружающей среды, повышением фона радиации возрастает число стихийных вредных мутаций, в том числе и у человека. Ежегодно в мире рождается около 75 млн. детей. Из них 1,5 млн., т.е. около 2% - с наследственными болезнями, вызванными мутациями. С наследственностью связана предрасположенность к раку, туберкулезу, полиомиелиту. Известны, вызванные теми же факторами дефекты нервной системы и психики, такие, как слабоумие, эпилепсия, шизофрения и т.п. Всемирной организацией здравоохранения зарегистрировано свыше 1000 серьезных аномалий человека в виде различных уродств, нарушений жизненно важных процессов под влиянием мутагенов.
Одним из наиболее опасных видов мутагенов являются вирусы. У человека вирусы вызывают множество заболеваний, включая грипп и СПИД. СПИД – синдром приобретенного иммунодефицита – вызывается особым вирусом. Попадая в клетки крови и мозга, он встраивается в генный аппарат и парализует их защитные свойства. Зараженный вирусом СПИДа человек становиться беззащитным перед любой инфекцией. Вирус СПИДа передается половым путем, при инъекции, родовых контактах матери и ребенка, через донорские органы и кровь. Ныне широко осуществляется комплекс мер по профилактике СПИДа, важнейшей из которых является санитарное просвещение.
Генная инженерия предоставила возможность решать и такие задачи, которые далеки и от сельского хозяйства и от нужд человеческого здоровья. Оказалось, что с помощью отпечатков ДНК можно провести идентификацию личности гораздо более успешную, чем это позволяли сделать традиционные методы отпечатков пальцев и анализ крови. Вероятность ошибки – одна на несколько миллиардов. Неудивительно, что новым открытием немедленно воспользовались криминалисты. Оказалось, что с помощью ДНК – отпечатков можно расследовать преступления не только настоящего времени, но и глубокого прошлого. Генетические экспертизы по установлению отцовства – наиболее частый повод обращения судебных органов к генетической дактилоскопии. В судебные органы обращаются мужчины, сомневающиеся в своем отцовстве, и женщины, желающие получить развод на основании того, что их муж не отец ребенка.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему