История развития генетики

27

Челябинский государственный университет

Кафедра радиобиологии

Курсовая работа на тему:

«История развития генетики. Роль отечественных ученых»

Выполнила: студентка ББ-201(1)

Полетаева Арина

Проверила: Пастухова Е.И.

Челябинск

2009

Содержание

Введение

1. Первый этап

1.1 Работы Менделя

1.1.1 Гибридологический метод

1.1.2 Моногибридное скрещивание

1.1.3 Полигибридное скрещивание

1.1.4 Межаллельные взаимодействия

1.1.5 Взаимодействие генов

2. Второй этап

2.1 Цитологические основы генетики

2.2 Обоснование хромосомной теории наследственности

2.3 Искуственное получение мутаций. Классификация мутаций

2.4 Феномен «лысенковщины»

2.4.1.Поддержка Лысенко в первой половине 30-х годов

2.4.2.Борьба в биологии в период «большого террора»

2.4.3.После Великой Отечественной войны

2.4.4.Хрущевская оттепель

2.4.5.Завершение периода «лысенковщины»

3. Третий этап

Заключение

Список литературы

Введение

В истории развития генетики можно выделить три важных этапа:

1)В первом этапе нужно выделить, в первую очередь, открытия Грегора Менделя (дискретность наследственных факторов, гибридологический метод и т.д.), а также их переоткрытие в 1900г.

2) Второй этап характеризуется переходом к изучению явлений наследственности на клеточном уровне, а также на данном этапе рассматривается феномен «лысенковщины».

3)Третий, современный этап развития генетики отражает достижения молекулярной биологии и связан с использованием методов и принципов точных наук -- физики, химии, математики, биофизики и др.-- в изучении явлений жизни на уровне молекул.

1. Первый этап

На протяжении долгой истории научной (в большей степени натурфилософской) мысли преобладающими были метафизические представления о наследственности и изменчивости. Уже в далекие времена, когда начался период одомашнивания различных животных, предпринимались попытки улучшить их полезные качества. Решая эти задачи, человечество интуитивно опиралось на биологические закономерности наследования. Начиная с трудов Гиппократа, Аристотеля, Платона, других древнегреческих врачей и философов, появляются первые теоретические объяснения явлению наследственности. В XVIII и XIX столетиях изучением проблемы наследования занимались такие выдающиеся ботаники и врачи, как И.Кельейтер, Т. Найт, Ш.Ноден, П. Мопертюи и другие. Было показано, что признаки родителей, в том числе и нежелательные, например болезни, передаются через половые клетки; описано преобладание у гибрида одного признака над другим. Однако основоположником науки генетики, открывшим главные законы наследования признаков, является гениальный чешский ученый Г. Мендель.

1.1 Работы Менделя

Главная заслуга Менделя состоит в разработке и использовании гибридологического метода для анализа явлений наследования.

До открытий Менделя признавалась теория так называемой слитной наследственности. Суть этой теории состояла в том, что при оплодотворении мужское и женское «начало» перемешивались, «как краски в стакане воды», давая начало новому организму. Мендель заложил фундамент представлений о дискретном характере наследственного вещества и о его распределении при образовании половых клеток у гибридов.

Основные результаты семилетних экспериментов по изучению законов наследования Мендель опубликовал в бюллетене общества естествоиспытателей в г. Брюнне в 1866 г. Исследование называлось «Опыты над растительными гибридами». Однако эта публикация не привлекла внимания современников. Только через 35 лет, в 1900 г., когда законы наследования были вновь открыты сразу тремя ботаниками -- К. Корренсом, Э. Чермаком и другими) они получили всеобщее признание. К настоящему времени правильность законов Менделя подтвержден на громадном числе растительных и животных организмов, в том числе и на человеке. Открытие Менделем законов, отражают процесс передачи наследственной информации и принципа дискретности (генной детерминации наследственных признаков), явилось первым экспериментальным доказательством существования наследственности как реального материального явления.

1.1.1 Гибридологический метод

Гибридологический метод -- это система специальных скрещиваний для получения гибридов с целью анализа характера наследования признаков.

Мендель объектом своих экспериментов выбрал растение, полностью отвечающее поставленной задаче: оно имело надежную защиту от посторонней пыльцы во время цветения и обладало нормальной плодовитостью. Такими растениями были различные сорта самоопыляющегося посевного гороха (Pisum sativum).

Суть разработанного Менделем метода состоит из нескольких основных постулатов.

1. Подбор исходных «константно различающихся" родительских пар.

Для скрещивания использовались растения, отличавшиеся некоторыми признаками: например, окраской цветка (у одного растения пурпурная, у другого -- белая), длиной стебля (у одного растения около 2 м, у другого -- до 60 см) и т.д. В своих экспериментах Мендель изучал наследование 7 альтернативных пар признаков: окраски цветка, расположения цветков (пазушное или концевое), высоты растений, характера поверхности горошин (гладкая или морщинистая), окраски горошин (желтая или зеленая) и т.д. В каждом поколении Мендель вел учет альтернативных признаков отдельно по каждой паре. До начала экспериментальных скрещиваний Мендель в течение нескольких лет проводил работу на получение «чистых линий», т.е. сортов, постоянно и устойчиво воспроизводящих анализируемый признак. (Термин «чистые линии» возник много позднее, датский генетик -- селекционер В. Иогансен так назвал группу особей с однородной наследственностью.)

2. Количественный анализ полученных гибридов, отличающихся по отдельным признакам от каждой родительской пары.

3. Индивидуальный анализ потомства от каждого скрещивания в ряду поколений.

Революционное новшество данного методического приема заключалось в учете и анализе потомства, полученного путем размножения всех без исключения гибридных особей.

4. Применение статистических методов оценивания результатов эксперимента.

1.1.2 Моногибридное скрещивание

В первом поколении, полученном от скрещивания родительских форм, имеющих различия только по одной паре признаков (например, гладкие и морщинистые горошины; высокие и низкие стебли; окрашенные и белые цветы), были получены гибриды, у которых проявился признак только одного из родителей (только гладкие горошины, только высокие растения, только окрашенные цветы и т.д.). Никаких переходных (смешанных) форм растений по другим признакам не было обнаружено. Признак одного из родителей, проявляющийся у гибрида, Мендель назвал доминантным (от лат. dominare -- господствовать, властвовать), а парный, не проявившийся признак был назван рецессивным (от лат. гесеssus -- уступающий, отступающий назад) признаком. В последующем явление преобладания у гибридов первого поколения признака одного из родителей стали называть законом единообразия гибридов первого поколения, или первым законом Менделя.

Анализ потомков гибридов первого поколения, полученных путем самоопыления, позволил обнаружить, что наряду с доминантными формами вновь появляются растения с признаками, отсутствовавшими в поколении гибридов первого поколения, причем в строгих числовых отношениях. Таким образом, родительские признаки у гибридов первого поколения не исчезали и не смешивались. Мендель предположил, что эти признаки присутствовали у гибридов первого поколения в скрытом виде, но не проявлялись, почему он и назвал их рецессивными признаками. Оказалось, что по всем парам изученных признаков особи с доминантными и рецессивными признаками появлялись в соотношении 3:1. Появление доминантных и рецессивных форм в потомстве, полученном от самоопыления гибридов первого поколения, и составляет сущность чакона расщепления, или второго закона Менделя.

На основании полученных результатов Мендель пришел к следующим выводам:

1. Так как исходные родительские сорта не давали расщепления, у гибрида первого поколения (с доминантным признаком) должно быть два наследственных задатка (в современной терминологии -- два аллеля).

2. Гибриды первого поколения содержат по одному задатку, полученному от каждого из родительских растений через половые клетки.

3. Наследственные задатки у гибридов первого поколения не сливаются, а сохраняют свою индивидуальность.

Для подтверждения своих выводов Мендель предпринял анализирующее, или возвратное, скрещивание -- скрещивание гибрида первого поколения с рецессивной родительской особью. В потомстве от этого вида скрещивания он, как и ожидал, получил как доминантные, так и рецессивные формы в соотношении 1:1. Это подтвердило, что отдельные наследственные задатки при образовании половых клеток попадают в различные гаметы. Таким образом, гибрид первого поколения образует два типа половых клеток: клетки, содержащие наследственный задаток, определяющий доминантный признак, и клетки, содержащие наследственный задаток, определяющий рецессивный признак. В этом смысле каждая половая клетка «чистая», т.е. содержит один, и только один, аллель из пары (правило чистоты гамет). Распределение контрастных наследственных задатков в соотношении 1:1 является всеобщим биологическим законом, лежащим в основе всех других закономерностей наследования признаков.

На основании полученных результатов можно заключить, что при моногибридном скрещивании двух гетерозиготных особей расщепление в потомстве по фенотипу соответствует двум классам признаков и может быть выражено отношением 3:1; расщепление по генотипу соответствует отношениям 1:2:1, т.е. возникает три генотипических класса.

1.1.3 Полигибридное скрещивание

Основные закономерности, открытые Г.Менделем, касались наследования и расщепления только по одной паре альтернативных признаков (при моногибридном скрещивании). На следующем этапе Менделя интересовал вопрос, какими признаками будет обладать потомство от скрещивания родительских форм, различающихся одновременно несколькими признаками.

Гибриды, полученные от скрещивания особей, различающихся одновременно по двум парам альтернативных признаков, носят название дигибридов. Рассмотрим результаты классического опыта Менделя по дигибридному скрещиванию.

Для скрещивания были отобраны растения, которые имели гладкие желтые горошины (оба признака доминантные), и растения с морщинистыми зелеными горошинами (оба признака рецессивные). Согласно первому закону все потомство было единообразно: дигибридные растения давали только гладкие желтые семена. В потомстве от самоопыления 15 дигибридных растений было получено 556 горошин: из них 315 гладких желтых, 108 гладких зеленых, 101 морщинистых желтых и 32 горошины были морщинистые зеленые. Это соотношение близко к соотношению 9:3:3:1 и отражает относительные частоты 4 классов фенотипов.

При анализе по каждому признаку в отдельности (только по форме или только по окраске) расщепление гибридов в F соответствовало соотношению 3:1.

Проследим расщепление по признаку формы семян. Гладких горошин было 315 + 108, что составило в сумме 423 гладких. Морщинистых горошин было 101 + 32, что составило 133 семян. Отношение 423 к 133 было близко к уже известному отношению 3:1. То же самое отношение было получено при анализе расщепления по признаку окраски. Желтых горошин вне зависимости от их формы было 416 (315 + 101), а количество зеленых составило 140 горошин (108 + 32). Отношение также близко к 3:1.

Полученные результаты свидетельствовали, что расщепление по каждой паре аллелей при дигибридном скрещивании происходит как два независимых события. Таким образом, соотношение фенотипов при дигибридном скрещивании представляет собой результат случайного или независимого объединения результатов двух моногибридных скрещиваний. Этот вывод отражает сущность третьего закона Менделя -- закона независимого комбинирования генов.

Поступая аналогичным образом, можно представить результаты расщепления по фенотипу и генотипу для тригибридного скрещивания, когда родительские формы различаются по трем независимым признакам и в F, образуются тригибриды. Эксперименты показывают, что при тригибридном скрещивании расщепление в F по фенотипу дает 8 различных классов особей в соотношении 27:9:9:9:3:3:3:1, а расщепление по генотипу дает 27 различных классов.

1.1.4 Межаллельное взаимодействие

Рассмотренные в предыдущем разделе явления доминантности и рецессивности представляют собой один из примеров взаимодействия различных аллелей. Однако вскоре после вторичного открытия законов Менделя были обнаружены факты, указывающие на существование и других видов межеаллельных отношений.

Так, в некоторых случаях при моногибридном скрещивании расщепление по фенотипу и генотипу могут совпадать. Это имеет место в ситуации, когда у гетерозигот отмечается промежуточное выражение признака, т.е. гибрид F, не воспроизводит полностью ни один из родительских признаков. Например, при скрещивании гомозиготной доминантной формы растения -- ночной красавицы (Mirabilis jalapa), имеющей красные цветки (АА), и гомозиготной рецессивной формы, имеющей белые цветки (аа), в первом поколении гибридов наблюдаются только розовые цветы (генотип Аа), отличающиеся от обеих родительских форм. Во втором поколении (F) отмечается расщепление по окраске цветка на три фенотипи-ческих класса соответственно расщеплению генотипов: 1АА (красные) : 2Аа (розовые): 1аа (белые).

Тот случай, когда признак у гетерозигот имеет промежуточное между доминантным и рецессивным проявление, получил название неполного доминирования. Явление неполного доминирования широко распространено в природе, в том числе и у человека. Оно может касаться как нормальных, так и патологических признаков. Например, у человека по типу неполного доминирования наследуется одна из форм анофтальмии (отсутствие глазных яблок). У доминантных гомозигот (АА) глазные яблоки нормальных размеров; у гетерозигот (Аа) глазные яблоки уменьшены в размере, но зрение сохранено, а у рецессивных гомозигот (аа) глазные яблоки отсутствуют. В браке двух индивидов с уменьшенными размерами глазных яблок в среднем 1/4 часть детей будет иметь нормальные глаза (АА), 1/2 часть -- уменьшенные глазные яблоки (Аа) и 1/4 часть детей рождается без глазных яблок (аа).

Иная ситуация возникает в случае, когда отношения доминантности и рецессивности отсутствуют и оба аллеля проявляются в фенотипе. Подобное взаимодействие аллелей было названо совместным доминированием, или кодоминированием.

Явление кодоминирования можно проиллюстрировать на примере наследования групп крови системы MN у человека. Известно, что группы крови системы MN находятся под контролем одного гена (L), имеющего два аллеля (L и L). Если один из родителей имеет группу крови ММ (гомозигота по аллелю М), а другой -- NN, то в эритроцитах их детей (гетерозиготы MN) выявляются как антигены М, так и антигены N. Подобные гены носят название кодоминантных генов.

Определяя термин «аллель» как альтернативное состояние одного гена, ученые вслед за Менделем остановились на рассмотрении только двух его состояний. На самом деле один и тот же ген может иметь более чем два состояния. Например, ген А может видоизменяться (мутировать) в несколько состояний: а, а, а, и т.д. до многих десятков. Подобные аллели, т.е. изменения одного и того же гена, называются серией множественных аллелей. У диплоидного организма она может быть представлена только одной парой -- двумя любыми аллелями. Например, АА, Аа, аа, а, а и т.д. Наследование членов серии множественных аллелей подчиняется рассмотренным законам. Каждый из членов серии множественных аллелей может полностью доминировать один над другим, например в порядке убывания: А > а > а > а и т. д. В этой ситуации каждый последующий член аллельной серии будет доминировать над всеми остальными, кроме предыдущих.

1.1.5 Взаимодействие генов

Описано несколько типов взаимодействия неаллельных генов: комплементарность, эпистаз и полимерия.

Комплементарность -- взаимодействие неаллельных генов, которые обусловливают развитие нового признака, отсутствующего у родителей. Примером комплементарного действия у человека могут служить случаи, когда у глухих родителей рождаются дети с нормальным слухом.

Эпистаз (от греч. epi -- над + stasis -- препятствие) -- взаимодействие неаллельных генов, при котором наблюдается подавление проявления одного гена действием другого, неаллельного гена. Подавляющий ген называется геном-супрессором, а подавляемый -- гипостатическим геном. По-видимому, действие гена-супрессора на подавляемый ген сходно с принципом доминантность -- рецессивность. Но существенное различие заключается в том, что эти гены не являются аллельными, т.е. расположены в негомологичных хромосомах или занимают различные локусы в гомологичных. Различают доминантный и рецессивный эпистаз. При доминантном эпистазе доминантный аллель гена-супрессора подавляет проявление доминантного аллеля другого гипостатического гена. При рецессивном эпистазе, или криптомерии, рецессивный аллель гена-супрессора, будучи в гомозиготном состоянии, не дает проявиться доминантной или рецессивным аллелям других генов.

Примером рецессивного эпистаза у человека может служить так называемый бомбейский фенотип, когда индивид, имеющий доминантный аллель группы крови системы АВ0 (например, аллель В, определяющий принадлежность человека к III или IV группе), идентифицируется в реакции агглютинации как человек с 0(I). Это состояние возникает в результате того, что данный индивид является рецессивной гомозиготой (hh) по другой, нежели система АВ0, генетической системе Hh. Для реализации аллелей I и I необходимо присутствие хотя бы одного доминантного аллеля Н.

Полимерия (от греч. polys -- много + meros -- часть) -- вид взаимодействия, когда эффекты нескольких неаллельных генов, определяющих один и тот же признак, примерно одинаковы. Подобные признаки получили название количественных, или полимерных признаков. Как правило, степень проявления полимерных признаков зависит от числа доминантных генов. Наследование полимерных признаков было впервые описано шведским генетиком Г. Нильсон-Эле в 1908 г. Проводя скрещивание различных форм пшеницы (с красными и белыми зернами), он наблюдал расщепление в F признака окраски в отношении: 15/16 окрашенных и 1/16 белых. Среди окрашенных зерен он наблюдал все переходы -- от интенсивно окрашенных до слабо окрашенных.

Анализ особенностей расщепления показал, что в данном случае окраску зерен определяют два доминантных аллеля двух различных генов, а сочетания их рецессивных аллелей определяют отсутствие окраски. Поскольку полимерные гены имеют однонаправленное действие, их, как правило, обозначают одинаковыми буквами. Таким образом, исходные родительские формы имели генотипы AAAA и aaaa. Наличие всех четырех доминантных аллелей определяло самую интенсивную окраску, трех доминантных аллелей (типа AAAa) -- менее интенсивную окраску и т.д.

Примером полимерного наследования у человека является наследование окраски кожных покровов. В браке индивида негроидной расы (коренного жителя Африки) с черной окраской кожи и представителем европеоидной расы с белой кожей дети рождаются с промежуточным цветом кожи (мулаты). В браке двух мулатов потомки могут обладать любой окраской кожи: от черной до белой, поскольку пигментация кожи обусловлена действием трех или четырех неаллельных генов. Влияние каждого из этих генов на окраску кожи примерно одинаково.

Полимерное наследование характерно для так называемых количественных признаков, таких, как рост, вес, окраска кожных покровов, скорость протекания биохимических реакций, артериальное давление, содержание сахара в крови, особенности нервной системы, уровень интеллекта, и многих других, которые нельзя разложить на четкие фенотипические классы. Чем большее число неаллельных генов контролируют развитие количественного признака, тем менее заметны переходы между фенотипическими классами.[2]

Значение открытий Г. Менделя оценили после того, как его законы были вновь переоткрыты в 1900 г. тремя биологами независимо друг от друга: де Фризом в Голландии, К. Корренсом в Германии и Э. Чермаком в Австрии. Результаты гибридизации, полученные в первое-I десятилетие XX в. на различных растениях и животных, полностью подтвердили менделевские законы наследования признаков и показали их универсальный характер по отношению ко всем организмам, размножающимся половым путем. Закономерности наследования признаков в этот период изучались на уровне целостного организма (горох, кукуруза, мак, фасоль, кролик, мышь и др.). Менделевские законы наследственности заложили основу теории гена -- величайшего открытия естествознания XX в., а генетика превратилась в быстро развивающуюся отрасль биологии. В 1901 --1903 гг. де Фриз выдвинул мутационную теорию изменчивости, которая сыграла большую роль в дальнейшем развитии генетики. Важное значение имели работы датского ботаника В. Иоганнсена, который изучал закономерности наследования на чистых линиях фасоли. Он сформулировал также понятие “популяциям (группа организмов одного вида, обитающих и размножающихся на ограниченной территории), предложил называть менделевские “наследственные факторы” словом ген, дал определения понятий “генотип” и “фенотип”.

2.Второй этап

2.1 Цитологические основы генетики

В 70 - 80-х годах XIX в. были описаны митоз и поведение хромосом во время деления клетки, что навело на мысль, что эти структуры ответственны за передачу наследственных потенций от материнской клетки дочерним. Деление материала хромосом на две равные частицы свидетельствовало в пользу гипотезы, что именно в хромосомах сосредоточена генетическая память.

Изучение хромосом у животных и растений привело к выводу, что каждый вид животных существ характеризуется строго определенным числом хромосом.

Открытый Э. ван Бенедоном (1883) факт, что число хромосом в клетках тела вдвое больше, чем в половых клетках, можно объяснить : поскольку при оплодотворении ядра половых клеток сливаются и поскольку число хромосом в соматических клетках остается константным, то постоянному удвоению числа хромосом при последовательных оплодотворения должно противостоять процесс, приводящий к сокращению их числа в гаметах ровно вдвое.

В 1900 г. независимо друг от друга К. Корренс в Германии, Г. де Фриз в Голландии и Э. Чермак в Австрии обнаружили в своих опытах открытые ранее закономерности и, натолкнувшись на его работу, вновь опубликовали её в 1901 г. Эта публикация вызвала глубокий интерес к количественным закономерностям наследственности. Цитологи обнаружили материальные структуры, роль и поведение которых могли быть однозначно связаны с менделевскими закономерностями. Такую связь усмотрел в 1903 г. В. Сэттон - молодой сотрудник известного американского цитолога Э. Вильсона. Гипотетические представления о наследственных факторах, о наличии одинарного набора факторов в гаметах, и двойного - в зиготах получили обоснование в исследованиях хромосом. Т. Бовери (1902) представил доказательства в пользу участия хромосом в процессе наследственной передачи, показав, что нормальное развитие морского ежа возможно только при наличии всех хромосом.

Установлением того факта, что именно хромосомы несут наследственную информацию, Сэттом и Бровери положили начало новому направлению генетики - хромосомной теории наследственности.

2.2 Обоснование хромосомной теории наследственности

После переоткрытия менделеевских закономерностей развернулось изучение этих закономерностей у всевозможных видов животных и растений.

В 1909 г. к детальному изучению этого вопроса приступил Т. Г. Морган.

Прежде всего, он четко сформулировал исходную гипотезу. На вопрос, всегда ли будут выполняться численные закономерности, установленные Менделем, Мендель совершенно справедливо считал, что такие закономерности верны только тогда, когда изучаемые факторы будут комбинироваться при образовании зигот независимо друг от друга. Но так как число хромосом по сравнению с количеством генов невелико, то следовало ожидать, что гены, расположенные в одной хромосоме, будут переходить из гамет в зиготы совместно.

Следовательно, соответствующие признаки будут наследоваться группами.

Проверку это предположения осуществил Морган и его сотрудники К.

Бриджес и А. Стертевант в исследованиях с дрозофилой. Выбор этого объекта по многим причинам можно считать крупной удачей, так как дрозофила имеет небольшой период развития , обладает высокой плодовитостью и имеет всего четыре пары хромосом.

Вскоре у дрозофилы было обнаружено большое количество разнообразных мутации, т.е. форм, характеризующихся различными наследственными признаками. Это позволило Моргану приступить к генетическим опытам. Он доказал, что гены, находящиеся в одной хромосоме, передаются при скрещивании совместно. Одна группа сцепления генов расположена в хромосоме.

Веское подтверждение гипотезы о сцеплении генов в хромосомах Морган получил при изучении так называемого сцепленного с полом наследия.

Благодаря цитолого-генетическим экспериментам ( А. Стертевант, К. Бриджес, Г. ДЖ. Меллер,1910 ) удалось установит участие некоторых хромосом в определении пола. Половые хромосомы оказались двух типов: Х- хромосомы, Y- хромосомы. Сочетание двух X-хромосом приводит к формированию женского пола, а одной X-хромосомы и Y-хромосомы дает начало мужской особи, такое сочетание присуще большинству млекопитающих( в том числе человек), амфибиям, растениям, рыбам. Проследив за поведением генов в потомстве определенных самцов и самок, Морган получил убедительное подтверждение предположения о сцеплении генов.

2.3 Искусственное получение мутаций. Классификация мутаций

Крупнейшим достижением экспериментальной генетики было обнаружение возможности искусственно вызывать мутации при помощи разнообразных физических и химических агентов. Г. А. Надсон и Г. С. Филиппов (1925) получили мутации у дрожжей под действием радия и рентгенных лучей; Г.

Мёллер (1927), (за изучение явлений сцепления и кроссинговера, а также открытие искусственного мутагенеза ему была присуждена в 1946 г.

Нобелевская премия.) - при помощи рентгеновых лучей у дрозофилы, а Л. Стадлер (1928) - посредством воздействия этими лучами у кукурузы.

В середине 30-х годов была сформулирована теория, описывающая кинетические зависимости ни активирующего и мутагенного эффекта ионизирующих излучений - так называемая "теория мишени". Важнейшие эксперименты, ставшие основой этой теории, были проведены в период 1931 -1937 гг. Н.В. Тимофеевым-Ресовским, М. Дельбрюком, Р Цимером и другими исследователями.

Важнейшим достижением на пути к искусственному получению мутации явились работы В.В. Сахарова (1932,1938) и М.Е. Лобашева(1934, 1935) по химическому мутагенезу. Новый этап изучения роли химических факторов в процессе мутации был открыт И.А. Рапопоротом (1943,46,47) и Ш. Ауэрбах (1943), указавшими на мощное мутагенное действие некоторых химических веществ.

Большой материал, накопившийся в области изучения изменчивости, позволил создать классификацию типов мутаций. Было установлено существование трех видов мутации - генных, хромосомных и геномных. К первому классу относятся изменения. затрагивающие лишь один ген. В этом случае либо полностью нарушается работа гена и, организм теряет одну функцию, либо изменяется его функция. Хромосомные мутации - изменение в структуре хромосом, делятся не несколько типов: дупликацией называют мутации, при которых кроме транслокаций, может произойти удвоение, утроение отдельных участков хромосомы; инверсией называются мутации при которых оторвавшийся кусок хромосомы может остаться в той же хромосоме, но окажется в перевернутом виде, при этом порядок расположения ген в хромосоме изменяется; если утрачивается участок хромосомы, говорят о делеции, или нехватке. Все эти типы хромосомных перестроек объединяют под общим термином

- хромосомные аберрации. Следующий вид мутаций, при котором изменяется числа хромосом именую геномными.

В настоящее время известно большое количество веществ, усиливающих мутационный процесс. Разработана теория действия мутагенных соединений на наследственные структуры, интенсивно разрабатываются проблемы специфичности действия мутагенов.[3]

2.4 Феномен «лысенковщины»

В 1928 году дотоле неизвестный агроном Трофим Денисович Лысенко заявил об открытии новой сельскохозяйственной технологии -- яровизации (использовании предварительного охлаждения семян злаковых культур перед посевом весной). Впервые явление яровизации было описано в 1918 году немецким ботаником И. Г. Гаснером, который исследовал процесс цветения зерновых культур.

Началась активная газетная кампания, в которой крестьянский сын Трофим Лысенко представлялся как гений из народа, самородок, совершивший революционное открытие. Лысенко стал знаменитым и влиятельным.

Мало кто из представителей науки решался дать «политически некорректный» ответ о бесполезности или вредности яровизации. Таким образом было «доказано», что яровизация повышает урожаи на 1 ц/га, или 15 %.

2.4.1 Поддержка Лысенко в первой половине 30-х годов

В первой половине 30-х годов исследованиям Лысенко была оказана поддержка со стороны таких видных ученых как Максимов и Вавилов. Главной заслугой Лысенко учёные считали методику яровизации, которая могла быть активно использована в селекции растений. Первые несогласия с позицией Лысенко возникли тогда, когда Лысенко стал пропагандировать яровизацию, как надежный способ увеличения урожая в стране. Сталин также оказывал активную поддержку Лысенко в том числе и потому, что положения его теории соответствовали идеологии правящей партии

15 января 1929 г. Лысенко (совместно с Д. А. Долгушиным) выступил на Всесоюзном съезде по генетике, селекции, семеноводству и племенному животноводству, проходившему в Ленинграде с 10 по 16 января, где предложил способ весеннего посева озимых растений.

С аналогичным докладом выступил Н. А. Максимов. Максимов считал, что «каждый злак в известных условиях может быть превращен в яровой», но, в то же время, считал, что «перенесение этих опытов на поля невозможно».

21 июля 1929 г. в «Правде» появилась статья, где указывалось на успешный посев яровизированными семенами в хозяйстве отца Лысенко.

В сентябре 1929 г. работы Лысенко были поддержаны в Наркомземе. Нарком А. Г. Шлихтер считал, что работа Лысенко поможет сохранить урожай в года с суховеями, а также сохранит от вымерзания озимые посевы в суровые зимы, какие имели место в 1927 и 1928 гг. ^[4][2]. Работы Лысенко были также поддержаны профессорами В. В. Талановым, Н. А. Максимовым, В. Е. Писаревым.

19 ноября 1929 годав «Сельскохозяйственной газете» в подборке статей "Яровизация озими - новое завоевание в борьбе за урожай " был опубликован материал профессора Н. А. Максимова, в котором был дан анализ работ Лысенко. В нём он освещал научную деятельность Лысенко по вопросу яровизации и возможные перспективы разработанного им метода . Максимов отмечал, что сделанные Лысенко открытия были уже давно известны в мире. Однако Максимов считал, что полученные Лысенко результаты открывают новые перспективы в вопросе познания природы озимых.

Оценивая опыты по яровизации, Максимов, однако, выразил пожелание, «чтобы чрезмерные ожидания, возлагаемые на них сейчас некоторыми увлекающимися кругами, не помешали затем трезвой деловой оценке результатов этих важных опытов».

В том же 1929 году Лысенко выступил на Коллегии Наркомата земледелия СССР, где вклад Лысенко в решение продовольственной проблемы был высоко оценен наркомом Яковлевым, и была официально одобрена яровизация.

В июне 1931 г. Коллегия Наркомзема СССР вынесла директиву, о которой Лысенко впоследствии писал: «Плановое задание по опытно-хозяйственным посевам яровизированных яровых пшениц в 1932 г. было: по линии Союзного Наркомзема -- 10.000 га, по линии Наркомзема УССР -- 100.000 га»

9 июля 1931 года Коллегия Наркомзема СССР предоставила в распоряжение Лысенко. . Ежегодно выплачивалось 150 тысяч рублей на работы учёного. Также было принято решение об издании журнала «Бюллетень яровизации» под редакцией Лысенко. В 1932--1933 гг. в этом журнале им было опубликовано 9 статей (одна -- совместно с Долгушиным). В бюллетене публиковались таблицы данных от колхозов, инструкции по яровизации картофеля, зерновых и других культур. Журнал выходил от имени Украинского института селекции Всеукраинской академии сельскохозяйственных наук, изданиями на украинском и русском языках, и был подчинён Наркомату земледелия УССР.

В своём докладе на коллегии Наркомзема 13 сентября 1931 г. Лысенко расширил тему яровизации с плодоношения озимых хлебов при весенних посевах, предлагая воздействовать холодом не только на пшеницы, и находить наиболее подходящие для этого сорта, говорил о разграничении процессов роста и развития, и утверждал, что ему удалось увеличить урожайность азербайджанских пшениц, высеянных в Одессе, на 40 %. Там же он заявлял, что «яровизации без генетики и селекции не должно быть».

В октябре 1931 года Всеукраинский съезд по селекции встретил доклад Лысенко бурными аплодисментами.

В конце октября--начале ноября 1931 г. на Всесоюзной Конференции по борьбе с засухой, проходившей в Москве, на которой выступали Молотов и Калинин, наряду с крупными учёными (Таланов, Кулешов, Максимов, Константинов, Дроздов) выступил и Лысенко. Газета «Правда» от 30 октября 1931 г. сообщала, что «По предложению наркомзема тов. Яковлева конференция наметила комиссию, тов. Яковлев особо подчеркнул значение работ агронома Лысенко».

В газете «Известия» 29 октября 1931 г. утверждалось, что Яковлев требовал применить метод тов. Лысенко в массовом масштабе (сотен тысяч гектаров), и считал, что «сам тов. Лысенко еще недостаточно отдает себе отчет о значении своей работы, а ее значение ОГРОМНО».

После конференции по борьбе с засухой 1931 г. правительство СССР наградило Лысенко орденом Трудового Красного знамени «за работы по яровизации».

2.4.2 Борьба в биологии в период «большого террора»

В 1933--1934 годах Лысенко, вместе с философом И. Презентом, начал наступление на генетику. Лысенко верил в теорию Ламарка о наследовании приобретённых признаков и считал себя последователем И. В. Мичурина. Теория Ламарка вполне соответствовала политическим интересам высших должностных лиц страны. В 1938 году Лысенко стал президентом ВАСХНИЛ вместо крупнейшего генетика Н. И. Вавилова, пониженного в должности до его заместителя. Классическая генетика стала публично именоваться «фашистской наукой», и началось политическое преследование учёных-генетиков. В конце 1930-х годов стали происходить аресты и даже расстрелы. Николай Вавилов был арестован 6 августа 1940 года, приговорён к смертной казни (позднее заменена на 15 лет лагерей) и умер в тюрьме в 1943 году, многие другие учёные также попали в лагеря, а некоторые другие -- расстреляны (например, Левит, Агол и другие). Многие учёные под страхом преследования изменили поле деятельности или присоединились к кампании против науки. Тем не менее многим удалось избежать репрессий и они даже продолжали заниматься генетическими исследованиями (например, С.С. Четвериков, избежавший ареста, и В.П. Эфроимсон, отделавшийся 3 годами лагерей).

Интересно, что лысенковцы объявляли себя сторонниками «генетики», однако под этим термином понимали исключительно свой «мичуринский метод», классическую же генетику именовали «вейсманизм-менделизм-морганизм».

2.4.3 После Великой Отечественной войны

В 1948 году на заседании ВАСХНИЛ «вейсманизм-менделизм-морганизм» был официально объявлен буржуазной лженаукой, после чего началась большая «кадровая чистка». Главный идеолог гонений на генетиков, Исай Презент был назначен деканом на биофаках Московского и Ленинградского университетов одновременно. Многие учёные-биологи были уволены или арестованы, а все генетические исследования в СССР -- практически прекращены.

Однако на самом деле ситуация в научных кругах вовсе не была столь однозначной, и жёсткая борьба продолжалась самыми разными методами:

Советское научное сообщество не было просто пассивным инструментом политиков. Различные группы внутри научного сообщества активно эксплуатировали каждый поворот государственной внешней политики, стараясь достичь своих собственных целей через посредство партийного аппарата. Во время пика научной кооперации в 1945--1946 гг. советские генетики умело использовали свои международные контакты, чтобы организовать «второй фронт» на Западе с целью поддержать свою атаку на институциональные позиции Т. Д. Лысенко и укрепить советскую генетику.

2.4.4 .Хрущевская оттепель

Хрущёв, несмотря на его борьбу с культом личности Сталина, так же как и Сталин, продолжал высоко ценить Лысенко из-за его харизмы «человека из народа». В надежде на реализацию обещаний «народного академика» огромных урожаев «ветвистой пшеницы» он поддержал деятельность Т.Лысенко и его главного идеолога И.Презента. В результате безграмотных экспериментов Лысенко, при активной и небескорыстной поддержке «идеологов от науки», получивших высокие звания и соответствующие оклады, был нанесён существенный ущерб экономике (например, по его инициативе в больших масштабах проводилось скрещивание племенных пород крупного рогатого скота с неплеменными.

2.4.5 Завершение периода «лысенковщины»

Табу на критику в адрес Лысенко сохранялось до начала-середины 1960-х годов, несмотря на реабилитацию Вавилова и других генетиков и постепенный рост числа публикаций, посвящёных генетике. В 1964 году была издана книга Эфроимсона (вторично арестованного в 1949 году и вышедшего на свободу после смерти Сталина) «Введение в медицинскую генетику». В 1965 году, после смены власти и ухода Хрущёва, Лысенко был смещен со своих постов, а табу на генетику окончательно снято. Однако утверждают, что до самой своей смерти в 1976 году Лысенко оставался противником генетики.[4]

3.Третий этап.

Третий этап в развитии генетики отражает достижения молекулярной биологии и связан с использованием методов и принципов точных наук -- физики, химии, математики, биофизики и др.--в изучении явлений жизни на уровне молекул. Объектами генетических исследований стали грибы, бактерии, вирусы. На этом этапе были изучены взаимоотношения между генами и ферментами и сформулирована теория “один ген -- один фермент” (Дж. Бидл и Э. Татум, 1940): каждый ген контролирует синтез одного фермента; фермент в свою очередь контролирует одну реакцию из целого ряда биохимических превращений, лежащих в основе проявления внешнего или внутреннего признака организма. Эта теория сыграла важную роль в выяснении физической природы гена как элемента наследственной информации. В 1953 г. Ф. Крик и Дж. Уотсон, опираясь на результаты опытов генетиков и биохимиков и на данные рентгеноструктурного анализа, создали структурную модель ДНК в форме двойной спирали. Предложенная ими модель ДНК хорошо согласуется с биологической функцией этого соединения: способностью к самоудвоению генетического материала и устойчивому сохранению его в поколениях -- от клетки к клетке. Эти свойства молекул ДНК объяснили и молекулярный механизм изменчивости: любые отклонения от исходной структуры гена, ошибки самоудвоения генетического материала ДНК, однажды возникнув, в дальнейшем точно и устойчиво воспроизводятся в дочерних нитях ДНК. В последующее десятилетие эти положения были экспериментально подтверждены: уточнилось понятие гена, был расшифрован генетический код и механизм его действия в процессе синтеза белка в клетке. Кроме того, были найдены методы искусственного получения мутаций и с их помощью созданы ценные сорта растений и штаммы микроорганизмов -- продуцентов антибиотиков, аминокислот. В последнее десятилетие возникло новое направление в молекулярной генетике -- генная инженерия -- система приемов, позволяющих биологу конструировать искусственные генетические системы. Генная инженерия основывается на универсальности генетического кода: триплеты нуклеотидов ДНК программируют включение аминокислот в белковые молекулы всех организмов -- человека, животных, растений, бактерий, вирусов. Благодаря этому можно синтезировать новый ген или выделить его из одной бактерии и ввести его в генетический аппарат другой бактерии, лишенной такого гена. Таким образом, третий, современный этап развития генетики открыл огромные перспективы направленного вмешательства в явления наследственности и селекции растительных и животных организмов, выявил важную роль генетики в медицине, в частности, в изучении закономерностей наследственных болезней и физических аномалий человека.

Заключение

В данной курсовой работе рассмотрен исторический процесс развития генетики. Протекал он в три этапа, начиная с трудов Аристотеля и заканчивая Криком. Генетика до сих пор остается наукой хранящей в себе множество тайн.

Список литературы

1. «Психогенетика» - Т.М Малютина, Е.Л. Григоренко, М.:Аспект Прогресс, 2003г., -447стр.

2. «Психогенетика» - Т.М Малютина, Е.Л. Григоренко, М.:Аспект Прогресс, 2003г., -447стр.

3. В.Н. Сойфер, Э.Р. Пилле, О. Г. Газенко, Л.В. Крушинский, С. Я.

Залкинд и др. "История биологии с начала XX века до наших дней" М. 1975.

4. Струнников В.А., Шамин А.Н. Т.Д. Лысенко и лысенковщина. Трудные годы советской биологии // Биология в школе. - 1989. - № 3. - С. 21-25.