Перші кроки генетики

Перші спроби вирішити проблеми спадковості відносяться до середини і частково до початку XIX в. Ці питання ставилися в роботах Ч. Дарвіна і інших натуралістів. У середині XIX ст. Дарвін, розробляючи теорію природного відбору, приділяв велику увагу питанням мінливості і спадковості і використовував досвід тваринників і рослинників, вирішуючи проблему походження тварин і рослин. До цього ж часу відноситься і ряд інших робіт, присвячених вивченню спадковості.

Вже тоді почали з`являтися відомості, що батько й мати в рівній мірі беруть участь в передачі спадкових особливостей дітям, що при схрещуванні різних форм в першому поколінні виходить однорідне потомство, а в подальших поколіннях відбувається розщеплення окремих ознак. Але закони успадкування ще не були відкриті.

В кінці XIX в. багато вчених-біологів звернули увагу на хромосоми, що містяться в ядрі клітини (див. ст. «Клітка» і рис. 1). Здавалося вражаючим, що кожному виду тварин або рослин властиве певне число хромосом, що в процесі поділу клітини хромосоми подвоюються і кожна дочірня клітина отримує знову повне число хромосом. Вчені прийшли до висновку, що з хромосомами пов`язана передача потомству спадкових ознак. Сучасна наука підтвердила їх висновки.

Відео: Основи генетики. Спадковість і мінливість

Перші експерименти, які довели існування індивідуальних спадкових факторів - генів, були проведені і опубліковані ще в 1865 р видатним чеським вченим Грегором Іоганном Менделем (див. ст. «Грегор Іоганн Мендель»). Але широкому колу науковців ці досліди стали відомі тільки на початку XX ст., Після того як багато біологів повторили їх на самих різних тварин і рослинах. Наведемо для прикладу результат досвіду, проведеного німецьким вченим К. Корренсом з садовим рослиною нічна красуня (рис. 2). Він схрестив рослина з червоним кольором віночка квітки і рослина, що має білий віночок. У першому поколінні, отриманому від цього схрещування, всі рослини мали рожеві квітки. Ці рослини, в свою чергу, були схрещені між собою. У другому поколінні спостерігалася несподівана на перший погляд картина: тут були рослини з червоними, рожевими і білими квітками. Причому четверта частина рослин мала червоні квітки, дві четверте - рожеві і одна четверта - білі.

Відео: Перші кроки в грі Мутанти генетичні війни

Мал. 1. Хромосомні набори різних організмів: 1 - жаби- 2 - ящеріци- 3 - лютіка- 4 - рачка паралітодез камчатіка- 5 - людини-6 - одного з прямокрилих комах 7 - рослини із сімейства складноцвітих.

Однак слід зауважити, що в дослідах з іншими рослинами виходили не зовсім такі результати: в першому поколінні спостерігалися проміжні за цією ознакою особини, а повністю схожі на одного з батьків. Так, як це ще показав Мендель, при схрещуванні гороху з жовтими і зеленими насінням в першому поколінні виходили рослини тільки з жовтими насінням, а в другому поколінні було три чверті жовтих насіння і одна чверть зелених. В цьому випадку можна сказати, що жовте забарвлення насіння повністю переважає (домінує) над зеленою (рецессивной, т. Е. Поступається) забарвленням. Закономірний характер розщеплення ознак в потомстві (3: 1, 1: 2: 1 і ін.) Вперше був відкритий Менделем.

Відео: Як швидко РОЗВИВАТИСЯ на СЕРВЕР майнкрафт! Перші кроки

Прийнявши за основу хромосомну теорію спадковості, -т. е. вчення про те, що спадкові ознаки визначаються хромосомами, можна без праці пояснити цей закон. На малюнку 2 показано, що червоне забарвлення віночка залежить від парних хромосом однієї рослини (пофарбовані для наочності в червоний колір), а біла - від такої ж пари хромосом іншого рослини (на схемі вони білого кольору). При утворенні статевих клітин (гамет) число хромосом зменшується вдвічі і кожна зріла статева клітина отримує від кожної пари одну хромосому.

Відео: РІЧ ПІАНА "У ЦЬОГО ПАРНЯ КРАЩА ГЕНЕТИКА У СВІТІ!" (RUS, канал GoB)

Мал. 2. Спадкування забарвлення віночків у рослини нічна красуня і схема розподілу хромосом при спадкуванні забарвлення віночків (пояснення в тексті).

Після запліднення набір хромосом знову стає парним. На цій же схемі з хромосомами показано, що особини першого покоління (рожеві) утворюють два типи гамет: одні - з хромосомою, що несе ген червоного кольору, інші - з геном білого кольору. Далі при схрещуванні між собою особин першого покоління можливі в рівній мірі різні поєднання цих гамет. У підсумку виходить, що в другому поколінні на одну червону особина припадає дві рожеві і одна біла. Сталося розщеплення ознак.

При постановці подібних дослідів необхідно в другому поколінні отримувати якомога більшу потомство, так як статеві клітини, що утворюються особинами першого покоління, різні (червоні і білі), і чим більше станеться запліднень між цими клітинами, тим більше близький збіг буде між теоретично розрахованим (очікуваним) і дійсно отриманим в експерименті співвідношенням ознак у нащадків.

Ми розібрали приклад схрещування рослин, що відрізняються однією парою ознак (червоний і білий колір віночка). Але вчені проводили досліди з рослинами і тваринами, в яких схрещували організми відрізнялися двома парами або великим числом ознак. Ці досліди показали, що кожна пара ознак (червоний - білий, високий - низький) успадковується незалежно одна від одної. Згодом, як ми побачимо нижче, виявилося, що такий результат виходить лише в тому випадку, якщо різні пари ознак залежать від генів, розташованих в різних парах хромосом.