История развития генетики

Проект  назван незамысловато — "1000 Genomes Project".

За первый год устроители надеются провести три  первых пробных мероприятия (подробнее  читайте в этом пресс-релизе), после  которых они решат, как максимально  эффективно добиться результата и при  этом потратить поменьше денег.

Какова  же цель столь масштабного исследования?

Все люди генетически схожи примерно на 99%. Однако тот самый один процент  различия генов определяет восприимчивость  того или иного человека к разным болезням, побочное действие лекарств и реакцию на условия окружающей среды, что весьма важно не только для учёных, но и для самих людей.

Предыдущие  исследования обнаружили примерно 100 регионов мира, в которых наследственность определяла предрасположенность местного населения, например, к диабету или  раку молочной железы (а также к  заболеванию сердечной артерии, воспалению кишечника или суставному артриту и так далее).

Сейчас  из-за недостатка информации учёным приходится проводить дорогостоящее исследование ДНК пациента, чтобы установить, какое именно "отклонение от нормы" в хромосомах вызвало болезнь. Исследователи надеются, что по завершении прочтения тысячи геномов такой анализ будет более дешёвым, быстрым и эффективным – помогут открытые закономерности. Кстати, все полученные данные будут доступны любому пользователю Сети.

Где же биологи  возьмут столько образцов ДНК? Планируется, что донорами станут прежде всего  люди, участвующие в международном  проекте HapMap(направлен на понимание индивидуальных вариаций геномов людей и их ассоциирование с риском развития разных заболеваний³²).

Среди тех, чья ДНК будет расшифрована, уже  точно присутствуют: африканец, говорящий  на языке йоруба, из Ибадана в  Нигерии; японец из Токио; китаец из Пекина; постоянный житель штата Юта, чьи  предки приехали в США из северной и Западной Европы; житель итальянской  Тосканы; индиец, говорящий на языке  гуджарати, из Хьюстона; китаец из Денвера; люди с мексиканскими корнями, проживающие  в Лос-Анджелесе, а также жители юго-запада США, чьи предки проживали  в Африке.

Авторы 1000 Genomes Project пока не решили, насколько  тщательно биологи будут исследовать  каждую последовательность генов. Из-за этого одни учёные полагают, что  установленные временные и денежные рамки негативно скажутся на качестве результатов. Другие же считают результаты "нежизнеспособными" без дополнительных данных о доноре (например, истории  болезни и основных параметров, вроде  веса и роста).

На все  эти "подозрения" организаторы проекта  отвечают, что их целью не является определение всех генетических корней тех или иных черт человека (это  весьма усложнит исследования и, кроме  того, может привести к раскрытию  личности доноров).

"Исследование  даже тысячи людей не позволит  лучшим умам человечества установить  точную связь между генотипом  и фенотипом людей, — говорит  Фрэнсис Коллинз (Francis Collins), директор NHGRI, — оставим это открытие  будущим исследованиям".³³

Краткие итоги

На этом этапе были изучены взаимоотношения  между генами и ферментами, генами и структурой белка.

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.

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.

 

Глава третья. Немного об особенностях развития генетики в России.

Начало  развития генетики в нашей стране приходится на первые годы Советской  власти. В 1919 г. в Петроградском университете была создана кафедра генетики, которую  возглавил Юрий Александрович Филипченко. В 1930 г. открылась Лаборатория генетики Академии наук СССР под руководством Николая Ивановича Вавилова (с 1933 г. – Институт генетики).

В 1920–1930-е  гг. наша страна лидировала по всем разделам генетики

Кольцов Николай Константинович – предсказал свойства носителей генетической информации; разрабатывал теорию гена; разрабатывал учение о социальной генетике (евгенике).

Вавилов Николай Иванович – сформулировал  закон гомологических рядов, разработал учение о виде как системе.

Мичурин Иван Владимирович – открыл возможность  управления доминированием.

Серебровский  Александр Сергеевич – создал учение о генофонде и геногеографии: «Совокупность всех генов данного  вида я назвал генофондом, чтобы  подчеркнуть мысль о том, что  в лице генофонда мы имеем такие  же национальные богатства, как и  в лице наших запасов угля, скрытых  в наших недрах».

Четвериков  Сергей Сергеевич – в работе «О некоторых моментах эволюционного  процесса с точки зрения современной  генетики» доказал генетическую неоднородность природных популяций.

Дубинин Николай Петрович – доказал делимость  гена; независимо от западных исследователей установил, что важную роль в эволюции играют вероятностные, генетико-автоматические процессы.

Шмальгаузен Иван Иванович – разработал теорию стабилизирующего отбора; открыл принцип  интеграции биологических систем.

Николай Владимирович Тимофеев-Ресовский –  заложил основы современной генетики популяций.

На августовской (1948 г.) сессии ВАСХНИЛ власть в науке  захватил президент ВАСХНИЛ академик Т.Д. Лысенко. Научной генетике он противопоставил  лжеучение под названием «мичуринская биология». Многие ученые-генетики (Н. П. Дубинин, И. А. Рапопорт) были лишены возможности заниматься наукой. Только в 1957 г. М.Е. Лобашев возобновил преподавание генетики. В 1965 г. Т.Д. Лысенко под  давлением прогрессивной общественности (ученых-математиков, химиков, физиков) утратил монополию на научную истину. Был создан Институт общей генетики АН СССР, создано Общество генетиков и селекционеров им. Н. И. Вавилова. В конце 1960-ых гг. наша страна вновь обрела утраченные позиции в мировой науке.³⁴

В Приложении 7 мной приведена статья из электронной  версии газеты «Биология» (раздел «история науки»), в которой рассказано о  состоянии российской генетики в  так называемый период «лысенковщины».

 

Заключение

В ходе работы мною были рассмотрены основные процессы в развитии генетики: доменделевские опыты, явившиеся предпосылками  для её появления, опыты Менделя, переоткрытые лишь через 35 лет, зарождение хромосомной теории, эволюция представлений  о гене, о структуре и функциях ДНК, формирование представлений о  генетическом коде и его расшифровка  и т.д.

Наука  к настоящему моменту прошла в  своём развитии ряд этапов, условно  их можно выделить три:

• Первый этап – связан с открытиями Менделя;
• Второй этап – характеризуется переходом к изучению процессов наследственности на клеточном уровне. Установлена связь между менделеевскими законами и распределением хромосом в процессе деления клеток. Важную роль на этом этапе сыграли опыты Моргана на мушках дрозофилах.
• Третий, современный этап, в основном, связан с развитием представлений о ДНК и дальнейшем её изучении: механизмов реализации наследственной информации, генетического кода, функций генов и т.д.

Путь  генетики был непростым, открытия учёных-генетиков  не всегда сразу признавались общественностью  вследствие её неготовности к таким, зачастую, сенсационным выводам. Однако это не помешало ей добиться наблюдаемых  сейчас довольно значительных результатов.

Начиная с изучения растений и поисков  способов выведения новых, лучших сортов, генетика пришла к изучению человека и поискам борьбы с наследственными  заболеваниями, старением и т.д. –  прогресс налицо.

Кто знает, может быть, наши внуки уже будут  застрахованы от многих заболеваний, передающихся по наследству. Возможно, они уже  смогут жить дольше нас (а то и вечно).

А пока мы будем ждать. Ждать результатов  производящихся научных исследований, в том числе и the 1000 Genomes Project, ждать, какие ещё невероятные факты откроет нам генетика, и будут ли они нам полезны.

 

Список источников

1. История биологии (с начала ХХ века до наших дней) /  Под ред. Л.Я. Бляхера. – М.: Наука, 1975. – 660 с.
2. Бочков Н.П. Гены и судьбы. - М.: Мол. Гвардия, 1990.- 255 с.
3. Афонин Алексей Алексеевич. «Общая и теоретическая биология» (http://afonin-59-bio.narod.ru)
4. Агамалян Е.Н, журнал "Научные среды" № 7,8 2005 года, статья «Пионеры генетики» (http://dbserv.pnpi.spb.ru/ioc/ioc/line0578/n4a.htm)
5. Электронная версия газеты «Биология» (http://bio.1september.ru)
6. Портал MEMBRANA: люди, идеи, технологии.

(http://www.membrana.ru)

7. Журнал «Новые грани» ( http://www.noviyegrani.com)
8. Научная сеть. (http://nature.web.ru)
9. В. В. Вельков. «Опять актуален вопрос: что такое ген?» (http://wsyachina.narod.ru/biology/gene_1.html)
10. Биология. Электронный учебник. (http://www.ebio.ru/evo07.html)
11. http://ru.wikipedia.org

¹ Бочков Н.П. Гены и судьбы. - М.: Мол. Гвардия, 1990.- 255 с.

² http://ru.wikipedia.org

³ История биологии (с начала ХХ века до наших дней) /

Под ред. Л.Я. Бляхера. –  М.: Наука, 1975. – 660 с.

⁴ http://ru.wikipedia.org

⁵Биология. Электронный учебник. ( http://www.ebio.ru/evo07.html)

⁶ Афонин Алексей Алексеевич. «Общая и теоретическая биология»

(http://afonin-59-bio.narod.ru/2_heredity/2_heredity_self/hs_02_mendel.htm)

⁷Агамалян Е.Н, журнал "Научные среды" № 7,8 2005 года, статья «Пионеры генетики» (http://dbserv.pnpi.spb.ru/ioc/ioc/line0578/n4a.htm)

⁸ История биологии (с начала ХХ века до наших дней) /

Под ред. Л.Я. Бляхера. –  М.: Наука, 1975. – 660 с.

⁹ Бочков Н.П. Гены и судьбы. - М.: Мол. Гвардия, 1990.- 255 с.

¹⁰Агамалян Е.Н, журнал "Научные среды" № 7,8 2005 года, статья «Пионеры генетики» (http://dbserv.pnpi.spb.ru/ioc/ioc/line0578/n4a.htm)

¹¹ В. В. Вельков. «Опять актуален вопрос: что такое ген?»

(http://wsyachina.narod.ru/biology/gene_1.html)

¹² http://ru.wikipedia.org

¹³ http://ru.wikipedia.org

¹⁴ http://ru.wikipedia.org

¹⁵ Афонин Алексей Алексеевич. «Общая и теоретическая биология» (http://afonin-59-bio.narod.ru)

¹⁶ http://ru.wikipedia.org

¹⁷ Афонин Алексей Алексеевич. «Общая и теоретическая биология» (http://afonin-59-bio.narod.ru)

¹⁸ http://ru.wikipedia.org

¹⁹ Бочков Н.П. Гены и судьбы. - М.: Мол. Гвардия, 1990.- 255 с.

²⁰ Афонин Алексей Алексеевич. «Общая и теоретическая биология» (http://afonin-59-bio.narod.ru)

²¹ Бочков Н.П. Гены и судьбы. - М.: Мол. Гвардия, 1990.- 255 с.

²² В. В. Вельков. «Опять актуален вопрос: что такое ген?»

http://wsyachina.narod.ru/biology/gene_1.html)

²³ Бочков Н.П. Гены и судьбы. - М.: Мол. Гвардия, 1990.- 255 с.

²⁴ В. В. Вельков. «Опять актуален вопрос: что такое ген?»

http://wsyachina.narod.ru/biology/gene_1.html)

²⁵ Бочков Н.П. Гены и судьбы. - М.: Мол. Гвардия, 1990.- 255 с.

²⁶ В. В. Вельков. «Опять актуален вопрос: что такое ген?»

http://wsyachina.narod.ru/biology/gene_1.html)

²⁷ В. В. Вельков. «Опять актуален вопрос: что такое ген?»

http://wsyachina.narod.ru/biology/gene_1.html)

²⁸ В. В. Вельков. «Опять актуален вопрос: что такое ген?»

http://wsyachina.narod.ru/biology/gene_1.html)

²⁹ Научная сеть. Статья: «Проект "Геном человека": десять лет и еще чуть-чуть...»(http://nature.web.ru)

³⁰http://ru.wikipedia.org

³¹http://ru.wikipedia.org

³² Журнал «Новые грани»( http://www.noviyegrani.com)

³³Портал MEMBRANA: люди, идеи, технологии. (http://www.membrana.ru)

³⁴ 3. Афонин Алексей Алексеевич. «Общая и теоретическая биология» (http://afonin-59-bio.narod/ru)