Фізичні та хімічні основи явищ спадковості.
Революція в генетиці була підготовлена всім ходом могутньогорозвитку цдей і методів менділізма та хромосомної теорії спадковості.
Вже в надрах цієї теорії було показане, що існують явищатрансформацій у бактерій; що хромосоми - це комплексні компоненти,складаються з білка і нуклеїнової кислоти. Молекулярна генетика - цесправжнє дітище усього XX століття, що на новому рівні ввібрала в себепрогресивні підсумки розвитку хромосомної теорії спадковості, теоріїмутації, теорії гена, методів цитології та генетичного аналізу. На шляхахмолекулярних досліджень протягом останніх 20 років генетика зазналапоістене революційні зміни. Вона є однією з найбільш блискучихучасниць у загальній революції сучасного природознавства. Завдяки їїрозвитку з'явилася нова концепція про сущестності життя, у практику увійшлинові могутні методи управління і пізнання спадковості,що вплинули на сільське господарство, медицину та виробництво.
Основним в цій революції було розкриття молекулярних основспадковості. Виявилося, що порівняно прості молекулидізоксірібонуклеінових кислот (ДНК) несуть у своїй структурі записгенетичної інформації. Ці відкриття створили єдину платформу генетиків,
фізиків і хіміків в аналізі проблем спадковості. Виявилося, щогенетична інформація діє у клітці за принципами керуючих систем,що ввело в генетику в багатьох випадках мова і логіку кібернетики.
Всупереч старим поглядам на всеосяжну роль білка як основужиття, ці відкриття показали, що в основі пріемственності життя лежатьмолекули нуклеїнових кислот. Під їх впливом в кожній клітині формуютьсяспецифічні білки. Керуючий апарат клітини зібраний в її ядрі, точніше --в хромосомах, з лінійних наборів генів. Кожен ген, який єелементарною одиницею спадковості, разом з тим являє собоюскладний мікросвіт у вигляді хімічної структури, властивої певномувідрізку молекули ДНК.
Таким чином сучасна генетика відкриває перед людиноютаємні глибини організації і функцій життя. Як всякі великівідкриття, хромосомна теорія спадковості, теорія гену і мутацій
(вчення про форми мінливості генів і хромосом) надавали глибокий впливна життя. Розвиток фізико-хімічної суті явища спадковостінерозривно пов'язане із з'ясуванням матеріальних основ всіх явищ життя. Уявищі житті немає нічого крім атомів і молекул, проте форма їх рухуякісно специфічна. Спадковість не автономне, незалежневластивість, воно невіддільне
від прояву властивостей клітини в цілому.
Взаємодія молеукл ДНК, білків і РНК лежить в основі життєдіяльностіклітини і її відтворення. Оскільки явище спадковості, в загальномусенсі цього поняття, є відтворення за їхніми східного типуобміну речовин, очевидно, що спільним субстратом спадковості єклітина в цілому.
Явище спадковості в цілому необусловлено виключногенами і хромосомами, які являють собою все ж тільки елементибільш складної системи - клітини. Це не зменшує ролі генів і ДНК, у нихзаписана генетична інформація, тобто можливість відтворенняпевного типу обміну речовин. Однак реалізація цієї можливості, т.тобто процеси розвитку осибі або процеси жізнідеятельності клітини,базується цілісної саморегулюючої системі у вигляді клітки абоорганізму. В даний час як першочерговим постає завдання,з'ясувати, як здійснюється вищий синтез фізичних і хімічних формруху, поява якого знаменувало собою виникнення життя іспадковості. Явище життя не можна звести до хімії та фізики, а життя --це особлива форма руху матерії. Однак зрозуміло, що суть цієї особливоїформи руху матерії не може бути прийнята без знання природи простихформ, які входять в нього вже як би в "знятому вигляді". Тому проблемафізичних і хімічних основ
спадковості є нині однією з центральних у генетиці. Їїрозробка повинна закласти основи для вирішення проблем спадковості увсій складності її біологічного змісту. Абсолютно ясно, що найважливішіпитання філософського матеріалізму пов'язані з розробкою цієї проблеми.
Матеріалістична постановка вирішальних питань спадковості не мислимібез визнання того, що явище спадковості матеріально обумовлено,що в клітці яка утворює покоління, повинні бути певніматеріальні речовини і структури, фізичні та хімічні форми рухуяких завдяки їх специфічному взаємодії створюють явищеспадковості.
У світлі сказаного цілком зрозуміло те значення, яке маєповна фізико-хімічна розшифровка будови біологічно важливих молекул.
Кілька років тому вперше хімічними средсво поза організмом буласинтезовано білкова молекула - гормон інсулін, керуючий вуглеводноюобміном в організмі людини. Нещодавно була розшифрована фізичнаструктура диух білків - дихальних пігментів крові та м'язів - гемоглобіну іміоглобіну. Для молекули ферменту лізоцин фізики відкрили простороверозташування кожного з тисячі атомів, що беруть участь в побудові йогомолекул. Встановлено місце в молекулі, відповідальне за
каталітичний ефект цього біологічного каталізатора, недопускающегопроникнення вірусів в клітину.
Після цих подій, пов'язаних з розкриттям природи генетичногокоду та генетичних механізмів у синтезі білків, вперше вдалося датиповний хімічний аналіз і формули будови молекули транспортної РНК. Всіці відкриття, включаючи чудовий факт, що синтез молекул ДНК йде підкоординуючим впливом затравки (матричної ДНК), показує, якийсерйозний крок зробила генетична біохімія до створення прототипу живого.
Воістину фантастичні горизонти відкриваються на шляхах синтезугенів в штучних умовах, що здійснені в дослідженнях Г.
Корану і його групи учених-послідовників. Іншим видатним відкриттямпослужила розробка умов для штучного самоудвоенія ДНК вбезклітинних системі. Було встановлено, що молекули ДНК (принаймні увірусів і бактерій) сущесвуют у формі замкнутого кільця і в такому виглядіслужать матрицею для ДНК-полімерази.
Проблеми гена і молекулярні основи
------------------------ ------------------------------- мутації.
---------- -
Одна з найбільш важливих завдань сучасної генетики єотримання спрямованих мутацій. Це завдання в основному вирішується на шляхахспрямованого хімічного перетворення молекулярних сістемв межахокремих генів. За допомогою методів загальної, радіаційного, хімічного імолекулярної генетики у багатьох країнах вже досягнуто управлінняспадковістю. У селекції мікроорганізмів, рослин і тварин єістотні виробничі досягнення, отримані за допомогою цих новихметодів.
Як не складна задача отримання спрямованих мутацій, однак уостанніх роботах з молекулярної генетики знайдені правильні шляхи, і більшетого навіть деякі елементи вирішення цього завдання вже досягнуті в роботах збактеріями і раст. вірусами.
