Явище спадковості

Революція у генетиці була підготовлена всім ходом могутнього розвитку ідей і методів менделізму та хромосомної теорії спадковості. Вже в надрах цієї теорії було показано, що існують явища трансформацій у бактерій; що хромосоми - це комплексні компоненти, що складаються з білка і нуклеїнової кислоти. Молекулярна генетика - це справжнє дітище усього XX століття, що на новому рівні ввібрала в себе прогресивні підсумки розвитку хромосомної теорії спадковості, теорії мутації, теорії гена, методів цитології та генетичного аналізу. На шляхах молекулярних досліджень протягом останніх 20 років генетика зазнала воістину революційні зміни. Вона є однією з найбільш блискучих учасниць у загальній революції сучасного природознавства. Завдяки її розвитку з'явилася нова концепція про сутність життя, у практику увійшли нові могутні методи управління і пізнання спадковості, що вплинули на сільське господарство, медицину та виробництво.

Основним в цій революції було розкриття молекулярних основ спадковості. Виявилося, що порівняно прості молекули Дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК) несуть у своїй структурі запис генетичної інформації. Ці відкриття створили єдину платформу генетиків, фізиків і хіміків в аналізі проблем спадковості. Виявилося, що генетична 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 основу життя, ці відкриття показали, що в основі спадкоємності життя лежать молекули нуклеїнових кислот. Під їх впливом в кожній клітині формуються специфічні білки. Керуючий апарат клітини зібраний в її ядрі, точніше - в хромосомах, з лінійних наборів генів. Кожен ген, що є елементарною одиницею спадковості, разом з тим являє собою складний мікросвіт у вигляді хімічної структури, властивої певному відрізку молекули ДНК.

Таким чином сучасна генетика відкриває перед людиною найпотаємніші глибини організації і функцій життя. Як всякі великі відкриття, хромосомна теорія спадковості, теорія гену і мутацій (вчення про форми мінливості генів і хромосом) надавали глибокий вплив на життя. Розвиток фізико-хімічної суті явища спадковості нерозривно пов'язане із з'ясуванням матеріальних основ всіх явищ життя. У явищі житті немає нічого крім атомів і молекул, проте форма їх руху якісно специфічна. Спадковість не автономне, незалежне властивість, воно невіддільне від прояву властивостей клітини в цілому.

Взаємодія молекул ДНК, білків і РНК лежить в основі життєдіяльності клітини і її відтворення. Оскільки явище спадковості, в загальному розумінні цього поняття, є відтворення за їхніми східного типу обміну речовин, очевидно, що спільним субстратом спадковості є клітка в цілому.

Явище спадковості в цілому необусловлено виключно генами і хромосомами, які представляють собою все ж тільки елементи більш складної системи -- клітини. Це не зменшує ролі генів і ДНК, у них записана генетична інформація, тобто можливість відтворення певного типу обміну речовин. Однак реалізація цієї можливості, тобто процеси розвитку особи або процеси життєдіяльності клітини, базується цілісної саморегулюючої системі у вигляді клітини або організму. В даний час як першочерговим постає завдання, з'ясувати, як здійснюється вищий синтез фізичних і хімічних форм руху, поява якого знаменувало собою виникнення життя і спадковості. Явище життя не можна звести до хімії та фізики, а життя - це особлива форма руху матерії. Однак зрозуміло, що сутність цієї особливої форми руху матерії не може бути прийнята без знання природи простих форм, які входять в нього вже як би в "знятому вигляді ". Тому проблема фізичних і хімічних основ спадковості є нині однією з центральних у генетиці. Її розробка повинна закласти основи для вирішення проблем спадковості у всій складності її біологічного змісту. Абсолютно ясно, що найважливіші питання філософського матеріалізму пов'язані з розробкою цієї проблеми. Матеріалістична постановка вирішальних питань спадковості не мислимі без визнання того, що явище спадковості матеріально обумовлено, що в клітці яка утворює покоління, повинні бути певні матеріальні речовини і структури, фізичні та хімічні форми руху яких завдяки їх специфічному взаємодії створюють явище спадковості.

В світлі сказаного цілком зрозуміло те значення, яке має повна фізико-хімічна розшифровка будови біологічно важливих молекул. Кілька років тому вперше хімічними засобами поза організмом була синтезовано білкова молекула - гормон інсулін, керуючий вуглеводною обміном в організмі людини. Нещодавно була розшифрована фізична структура двох білків - дихальних пігментів крові та м'язів - гемоглобіну і міоглобіну. Для молекули ферменту лізоциму фізики відкрили просторове розташування кожного з тисячі атомів, що беруть участь в побудові його молекул. Встановлено місце в молекулі, відповідальне за каталітичний ефект цього біологічного каталізатора, не допускає проникнення вірусів в клітину.

Після цих подій, пов'язаних з розкриттям природи генетичного коду та генетичних механізмів у синтезі білків, вперше вдалося дати повний хімічний аналіз формули будови молекули транспортної РНК. Всі ці відкриття, включаючи чудовий факт, що синтез молекул ДНК йде під координуючим впливом затравки (матричної ДНК), показує, який серйозний крок зробила генетична біохімія до створення прототипу живого.

Воістину фантастичні горизонти відкриваються на шляхах синтезу генів у штучних умовах, які здійснені в дослідженнях Г. Корану і його групи учених-послідовників. Іншим видатним відкриттям стала розробка умов для штучного самоудвоенія ДНК в безклітинних системі. Було встановлено, що молекули ДНК (принаймні у вірусів і бактерій) сущесnвуют у формі замкнутого кільця і в такому вигляді служать матрицею для ДНК-полімерази.

Проблеми гена і молекулярні основи мутації.

Одна з найбільш важливих завдань сучасної генетики є отримання спрямованих мутацій. Це завдання в основному вирішується на шляхах спрямованого хімічного перетворення молекулярних сістемв межах окремих генів. За допомогою методів загальної, радіаційного, хімічного і молекулярної генетики у багатьох країнах вже досягнуто управління спадковістю. У селекції мікроорганізмів, рослин і тварин є суттєві виробничі досягнення, отримані за допомогою цих нових методів.

Як ні складна задача отримання спрямованих мутацій, однак в останніх роботах по молекулярної генетики знайдені правильні шляхи, і більше того навіть деякі елементи вирішення цього завдання вже досягнуті в роботах з бактеріями і раст. вірусами.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://ecosoft.iatp.org.ua/