Грегор Мендель

 Удивительная биология

Мутанты помогают нам предсказывать судьбу отдельных клеток. Благодаря мутантам мы можем проникнуть сквозь толщу времен и увидеть, как жили животные и люди 200, 300, 2000 лет назад, как происходило великое переселение народов. Можем даже оценить моральный облик наших предков. Древо, посаженное более ста лет назад Грегором Менделем, сейчас пышно разрослось. Возникли новые молодые побеги, такие как молекулярная генетика, генетика соматических клеток, иммуногенетика, генная инженерия, генетика развития и многие другие. Благодаря достижениям этих наук стала возможной расшифровка генетического кода. Нам удается не только узнавать последовательность нуклеотидов в отдельных генах, но и создавать эти гены в пробирках. В настоящее время синтезированы гены, контролирующие наработку таких важных для человеческого организма белков, как инсулин, интерферон, ангиотензин, соматотропин и др. Уже в наши дни становится возможным многократно копировать эти гены вне человеческого организма. Разрабатываемые сейчас технологические системы промышленного синтеза данных белков на основе использования искусственно созданных генов обещают человечеству избавление от многих тяжелых недугов, которые ежегодно уносят тысячи жизней

 Мендель Грегор Иоганн

Информация об этих наследственных свойствах передается через гены (термин, введенный Менделем, от которого произошел термин "генетика"). Уже в 1866 году вышла книга Менделя "Versuche uber Pfla ze hybride " ("Эксперименты с растительными гибридами"). Однако современники не оценили революционность открытий скромного священника из Брюнна. Научные изыскания Менделя не отвлекали его от повседневных обязанностей. В 1868 году он стал аббатом, наставником целого монастыря. В этой должности он отлично отстаивал интересы церкви в целом и монастыря Брюнна, в частности. Ему хорошо удавалось избегать конфликтов с властями и уходить от избыточного налогообложения. Его очень любили прихожане и ученики, молодые монахи. 6 января 1884 года отца Грегора (Иоганна Менделя) не стало. Он похоронен в родном Брюнне. Слава как ученого пришла к Менделю уже после смерти, когда подобные его экспериментам опыты в 1900 году были независимо проведены тремя европейскими ботаниками, которые пришли к аналогичным с Менделем результатам. Грегор Мендель- учитель или монах? Судьба Менделя после Богословского института уже устроена. Рукоположенный в священники двадцатисемилетний каноник получил превосходный приход в Старом Брюнне.

 Человек - венец эволюции?

А как объяснить возникновение не только функции, но и органа, целесообразного лишь в своем окончательном виде? Наглядный пример хобот слона, пригодный для хватания, обороны, для обливания,P и все это тогда лишь, когда это уже хобот, а не просто большой нос. Известный эволюционист К.Завадский, предвидя такого рода возражения, говорил о «предадаптациях», то есть мутациях, «возникших уже как готовое приспособление». Мысль эта восходит к немецкому палеонтологу Отто Шиндевольфу, сказавшему: «Первая птица вылетела прямо из яйца динозавра». Так, конечно, проще всего было бы объяснить происхождение видов! Но это в корне противоречило бы самому Дарвину, было бы самым весомым камешком, брошенным в его труд, где лейтмотивом звучит-: «Естественный отбор действует, только пользуясь каждым слабым последовательным уклонением; он никогда не может делать внезапных больших скачков, а всегда продвигается короткими, но верными, хоть и медленными шагами» (выделено мной.P М.Т.). И это соображение великого ученого показывает, что он мыслил уже почти «генетически», хотя ни сном, ни духом не ведал о своем современнике Грегоре Менделе, основоположнике учения о наследственности

 Общая генетика

Он позволяет выявить роль наследственности и внешней среды в формировании конкретных признаков. Биохимические методы основаны на изучении активности ферментов и химического состава клеток, который определяется наследственностью. С помощью этих методов можно выявить генные мутации и гетерозиготных носителей рецессивных генов. Популяционно-статистический метод позволяет рассчитывать частоту встречаемости генов и генотипов в популяциях. Открытие Г. Менделем законов наследования. Честь открытия количественных закономерностей, сопровождающих формирование гибридов, принадлежит чешскому ботанику-любителю Иоганну Грегору Менделю. В своих работах, выполнявшихся в период с 1856 по 1863г., он раскрыл основы законов наследственности. Первое его внимание было обращено на выбор объекта. Для своих исследований Мендель избрал горох. Основанием для такого выбора послужило, во-первых, то, что горох - строгий самоопылитель, и это резко снижало возможность заноса нежелательной пыльцы; во-вторых, в то время имелось достаточное число сортов гороха, различавшихся по нескольким наследуемым признакам.

 Журнал «Компьютерра» 2006 № 23 (643) 20 июня 2006 года

Большинство важных для выживания признаков (свойств) организма не заданы в ДНК, а возникают в результате индивидуального развития организма как целого. Указать конкретную причину и ее следствие в путанице проявляющихся в развитии взаимосвязей обычно невозможно. Это удается или в случаях какой-то поломки (поломался ген исчез фермент бактерия не может использовать питательную среду), или в тех ситуациях, когда есть два устойчивых возможных пути развития и хорошо отлаженный генетический переключатель между ними (растения гороха с желтыми/зелеными и гладкими/морщинистыми семенами в опытах Грегора Менделя). А вот на те признаки, которые определяют жизненный успех или неудачу соответствующего норме организма, влияет весь генотип и еще много факторов сверх того. Даже зная все начальные условия, мы не сможем точно предсказать, по какой именно траектории пойдет развитие организма. К сожалению, стройной классификации признаков по уровню их предопределения в ходе развития до сих пор нет. В результате выводы, полученные при исследовании простейших биохимических признаков, переносятся на всю совокупность свойств организмов

 Грегор Иоганн Мендель

Из этого, правда, вытекает выводы и предположения, которые я не решаюсь высказать наобум. Во всяком случае, представляется желательным тщательно изучить способ существования этого животного, дабы получить возможную ясность насчет его размножения и распространения; в противном случае есть основания опасаться, что мы лишимся одного из самых питательных земных плодов. Как я слышал, владельцы больших имений настроены уже в следующее лето отказываться от разведения гороха. Грегор Мендель». Опыты над растительными гибридами. (первый закон Менделя). Мендель занимался опытами в области ботаники, в частности – тогда он занимался опытами по направленному культивированию растений, которые позднее сошли на нет. Мендель доставлял из дальних и ближних окрестностей Брюнна растения, которые особенно интересовали его из-за своей атипичности, и приносил домой, чтобы культивировать в специально для него отведенной части монастырского сада при различных внешних условиях. Мендель очень был занят исследовательской работой. Весь тогдашний биологический мир считал, что под влиянием условий культивирования у растений и животных могут появляться новые, передающиеся по наследству признаки! Он занимался кропотливейшими метеонаблюдениями.

 Генетика и проблемы человека

Тем самым было показано, что для каждого вида характерно определенное число хромосом. Итак, перечисленные условия способствовали возникновению генетики как отдельной биологической дисциплины – дисциплины с собственными предметом и методами исследования. Официальным рождением генетики принято считать весну 1900 г., когда три ботаника, независимо друг от друга, в трех разных странах, на разных объектах, пришли к открытию некоторых важнейших закономерностей наследования признаков в потомстве гибридов. Г. де Фриз (Голландия) на основании работы с энотерой, маком, дурманом и другими растениями сообщил «о законе расщепления гибридов»; К. Корренс (Германия) установил закономерности расщепления на кукурузе и опубликовал статью «Закон Грегора Менделя о поведении потомства у расовых гибридов»; в том же году К. Чермак (Австрия) выступил в печати со статьей (Об искусственном скрещивании у Pisum Sa ivum). Наука почти не знает неожиданных открытий. Самые блестящие открытия, создающие этапы в ее развитии, почти всегда имеют своих предшественников.

 Соматические факторы в политическом поведение

Фундаментальная категория генетики – ген, основная единица наследственности, передающая информацию о признаках живых организмов от одного поколения к другому. Гены могут существовать в двух или более различных формах — аллелях — кодирующих разные варианты признака (например, одна аллель гена кодирует красный цвет, другая — белый цвет лепестков цветка растения). Эукариотические клетки (клетки всех организмов, кроме бактерий, именуемых прокариотическими клетками) в большинстве случаев содержат две копии каждого гена — являются диплоидными. Важнейшее исключение представляют половые клетки (гаметы), которые несут, как правило, лишь одну копию каждого из генов. и называются потому гаплоидными. Во многих случаях одна аллель гена в диплоидной клетке является доминантной. Это означает, что она маскирует эффект другой аллели (рецессивной). Классический пример первооткрывателя заонов генетики чешского монаха Грегора Менделя: потомство от скрещивания гороха с желтыми и зелеными семенами (несущее гены обоих окрасок) в первом поколении дает только желтые семена, т.е. желтые семена соответствуют доминантной аллели, зеленые — рецессивной.

 Законы наследственности

В 1865 году были опубликованы результаты работ по гибридизации сортов гороха, где были открыты важнейшие законы наследственности. Автор этих работ - чешский исследователь Грегор Мендель показал, что признаки организмов определяются дискретными наследственными факторами. Однако эти работы оставались практически неизвестными почти 35 лет - с 1865 по 1900.    В 1900 году законы Менделя были переоткрыты независимо сразу тремя учеными - Г. де Фризом в Голландии, К.Корренсом в Германии и Э.Чермаком в Австрии.   Итак, дискретные наследственные задатки были открыты в 1865 году Менделем. В 1909 датский ученый В. Иогансен назвал их генами (от греч. слова "происхождение"). К настоящему времени установлено, что ген - единица наследственного материала, ответственная за формирование какого-либо элементарного признака, т.е. единица наследственной информации - представляет собой участок молекулы ДНК (или РНК у некоторых вирусов) хромосомы.   Хромосомы - это структурные элементы ядра клетки, которые состоят из молекулы ДНК и белков, содержат набор генов с заключенной в них наследственной информацией.    Хромосомная теория наследственности, разработанная в 1910-1915 годах в трудах А.Вейсмана, Т.Моргана, А. Стертеванта, Г.Дж. Меллера и др., утверждает, что передача признаков и свойств организма от поколения к поколению (наследственность) осуществляется в основном через хромосомы, в которых расположены гены.   В 1944 году американскими биохимиками (О.Эвери и др.) было установлено, что носителем свойства наследственности является ДНК.

 Развитие естествознания в XVIII-XIX вв. Космологические модели Вселенной. Происхождение человека

Гипотеза предполагала передачу с помощью гипотетических частиц – «геммул» – благоприобретенных свойств от органов тела к половым клеткам и была данью ламаркизму. Дарвин и его современники не знали, что в 1865 году австро-чешский естествоиспытатель аббат Грегор Мендель открыл законы наследственности. Гипотеза пангенезиса уже широко не нуждалась в создании. В 1871 г., когда дарвинизм был уже принят в качестве естественнонаучной концепции, выходит книга Дарвина «Происхождение человека и половой отбор», в которой показано не только несомненное сходство, но и родство человека и приматов. Дарвин утверждал, что предок человека может быть найден по современной классификации, среди форм, которые могут быть даже ниже, чем человекообразные обезьяны. Человек и обезьяны подвергаются сходным психологическим и физиологическим процессам в ухаживании, воспроизведении, рождаемости и заботе о потомстве. Русский перевод этой книги появился в том же году. В следующем году выходит книга Дарвина « Выражение эмоций у человека и животных», в которой на основе изучения лицевых мышц и средств выражения эмоций у человека и животных еще на одном примере доказывается их родство.

 Успехи в изучении материальных основ наследственности

РЕФЕРАТ «УСПЕХИ В ИЗУЧЕНИИ МАТЕРИАЛЬНЫХ ОСНОВ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ» 1. Законы Менделя Двадцатый век для биологии начался с сенсационного открытия. Одновременно три ботаника, голландец Гуго де Фриз, немец К. Корренс и австриец К. Чермак, сообщили, что еще за 35 лет до этого, никому не известный чешский ученый Иоганн Грегор Мендель открыл основные законы наследственности. 1900 г., год вторичного открытия законов Менделя, принято теперь считать годом рождения генетики. Основная цель, которую преследовал Мендель, заключалась в том, чтобы понять законы, определяющие развитие потомков родителей, различавшихся своими наследственными признаками. Первый этап образования любого организма - слияние половых клеток родителей - материнской яйцеклетки и отцовского сперматозоида. Все те признаки, которыми характеризуются и отцовский, и материнский организм, были закодированы в их половых клетках, и образующийся из слившихся половых клеток организм должен был нести признаки и отца, и матери. Но законы, определяющие перекомбинацию этих признаков у потомков, никак не удавалось выяснить, хотя многие ученые и до Менделя пытались определить судьбу признаков после скрещивания.

 Генетика в медицине

Первый научный шаг в изучении наследственности был сделан австрийским монахом Грегором Менделем, который в 1866 г. опубликовал статью «Опыты над растительными гибридами», заложившую основы современной генетики. 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 показал, что наследственные задатки не смешиваются, а передаются от родителей потомкам в виде дискретных (обособленных) единиц. Эти единицы, представленные у особей парами (аллелями), остаются дискретными и передаются последующим поколениям в мужских и женских гаметах, каждая из которых содержит по одной единице из каждой пары. В 1909 г. датский ботаник-селекционер В. Иогансен назвал их «генами», а в 1912 г. американский генетик Т. Г. Морган показал, что они находятся в хромосомах. Официальной датой рождения генетики считают 1900 год. Тогда были опубликованы данные Г. де Фриза, К. Корренса и К.Чермака, переоткрывших закономерности наследования признаков, установленные Г.Менделем. Первые десятилетия 20-го века оказались плодотворными в развитии основных положений и направлений генетики.

 Механическая картина мира

Дарвин будет вести наблюдения. А в городе Брюнне, в ботаническом саду монастыря св. Фомы, монах Грегор Мендель будет ставить массовые опыты по гибридизации 34 сортов гороха. Мы знаем, что в 1859 г. будет издана книга «Происхождение видов». Дарвин станет властителем умов, его учение произведет первое заметное разрушение механической картины мира. Мендель умрет, так и не узнав о признании своего открытия: оно слишком опередило его время. Но и закон естественного отбора, и законы Менделя займут свое достойное место в научной картине мира. А теперь мы обратимся к химии. Развитие этой науки, так же как и биологии, доказывало, что мир образован не механическим сложением частей, где каждая его часть выполняет определенную функцию, предначертанную ей с момента создания мира, что природа не так проста, чтобы все процессы и явления, происходящие в ней, объяснять только перемещением бескачественных, вечных, неизменных частиц, подходить к ним с одинаковыми законами. 2. ФИЗИКА И РЕДУКЦИОНИЗМ Физика — главная из естественных наук, поскольку в буквальном переводе с греческого слово «фюзис» означает «природа».

 Химия. Селекция

«СЕЛЕКЦИЯ» ПЛАН: Что такое селекция? Из истории развития селекции. Селекция в растениеводстве. Селекция в животноводстве. Селекция микроорганизмов. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ: . Биологический энциклопедический словарь, М., 1989; . Сельскохозяйственный энциклопедический словарь, М., 1989; . Серебровский А.С., Селекция растений и животных, М., 1969; Что такое селекция? Селекция это - наука о методах создания сортов и гибридов сельскохозяйственных растений, пород животных, штаммов микроорганизмов. Также селекцией называют отрасль сельскохозяйственного производства, занимающуюся выведением сортов и гибридов различных культур, пород животных. Селекция разрабатывает способы воздействия на растения и животных с целью изменения их наследственных качеств в нужном для человека направлении. Селекция является одной из форм эволюции растительного и животного мира, которая подчиняется тем же законам, что и эволюция видов в природе, но естественный отбор здесь частично заменен искусственным отбором. Теоретическая основа селекция - генетика и разрабатываемые ею закономерности наследственности и изменчивости организмов. Эволюционная теория Чарльза Дарвина, законы Грегори Менделя, учения о чистых линиях и мутациях позволили селекционерам разработать методы управления наследственностью растительных и животными организмов.

 Хроника великого открытия: идеи и лица

В.А. Ратнер Наука середины XX в. была потрясена открытием генетического кода. Хотя этого события и ожидали все ученые, но когда оно произошло (1965), научный мир не удержался от рукоплесканий. "Финалисты" решения этой проблемы (Ф.Крик, Дж.Уотсон, М.Уилкинс, М.Ниренберг, Г.Корана, Р.Холли) были увенчаны Нобелевскими премиями. Проблема генетического кода заняла центральное место в учебниках биологии, генетики, молекулярной биологии, биофизики и остается там до сих пор. Однако за громом оваций не всегда заметно истинное движение и развитие этой великой идеи, связанное с именами выдающихся физиков и биологов. Многие из них были гениями русской и мировой науки, но попробовать себя в этой проблеме стремились почти все. Идея кодирования генетической информации вызревала постепенно, как бы переходя из рук в руки в соответствии с "принципом одиночного касания". Есть такой способ игры в баскетболе: игра в одно касание. Развитие этой идеи я постараюсь показать "в лицах", как это представляется нам сегодня. Наследственные молекулы Представление о дискретных наследственных факторах было сформулировано основателем генетики Грегором Менделем еще в 60-е годы прошлого века, но принято и осознано наукой только в начале XX в. Тогда же В.Иоганзен назвал эти факторы генами, а местом их локализации в клетке единодушно были признаны хромосомы ядра.

 Генетика и эволюция

Таким образом, теория Дарвина нуждалась в доработке и обосновании с учетом других биологических дисциплин, а в частности – генетики. 4. Исследования Грегори Менделя Дарвин понимал, что для создания теории эволюции необходимо знание законов наследственности. Ко времени издания «Происхождения видов» Дарвина науке ничего не было известно о наследовании признаков. Согласно взглядам Дарвина на наследственность считалось, что некое вещество, образуемое каждым из родителей, необратимо смешивается в потомстве, что и определяет развитие определенных признаков у последующих поколений. Исходя из этого считалось, что внук имеет смешанную наследственность. Состоящую на одну четверть из вещества (или « крови»), полученного от деда и бабки. И только Грегор Мендель заложил основы современной теории наследственности, или как её называют сейчас, генетики. 4.1. Принципы менделевской теории наследственности. Менделевская наследственность объединяет пять основных принципов, два из которых он сформулировал в виде законов. Наследственность дискретна, и за исключением половых хромосом, вклад каждого из родителей в свое потомство равноценен.

 Естествознание

Первый действительно научный шаг вперед в изучении наследственности был сделан австрийским монахом Грегором Менделем, который в 1866 г. опубликовал статью, заложившую основы совре­менной генетики. Мендель показал, что наследст­венные задатки не смешиваются, а передаются от родителей потомкам в виде дискретных (обособлен­ных) единиц. Эти единицы, представленные у особей парами, остаются дискретными и передаются по­следующим поколениям в мужских и женских га­метах, каждая из которых содержит по одной едини­це из каждой пары. В 1909 г. датский ботаник Иогансен назвал эти единицы гедам», а в 1912 г. американский генетик Морган показал, что они находятся в хромосомах. С тех пор генетика достиг­ла больших успехов в объяснении природы наслед­ственности и на уровне организма, и на уровне гена. Природа генов Изучение наследственности уже давно было связано с преставлением о ее корпускулярной природе. В 1866 г. Мендель высказал предположение, что признаки организмов определяются наследуемыми единицами, которые он назвал Уваров В.В. Природа биополя./Д2992/.// Наука и Техника, 7, 1990г

 Гены и генная терапия

Сергей Львович Киселев, д.б.н., проф., зав. лаб. молекулярной генетики рака Ин-та биологии гена РАН. Несколько лет назад на уровне глав государств, как великое достижение человечества, было всемирно заявлено о прочтении первичной последовательности генома человека, включающей предположительно порядка 30-40 тыс. генов. Что же такое ген, для чего он нужен в организме и почему его можно использовать как терапевтическое средство? Существование единицы наследственности, т.е. некой условной единицы, которая определяет передачу того или иного признака от родителей к детям, предсказал еще в позапрошлом веке Грегор Мендель. Скрупулезно наблюдая за горохом в ряду поколений, он вывел свои знаменитые законы. В первой половине прошлого, XX в., эти законы развил Томас Морган. Для целого поколения российских ученых менделизм-морганизм означал клеймо, за которое либо ссылали, либо просто заставляли отречься от своих убеждений. Ко второй половине XX в. стало более или менее понятно, что представляет собой единица наследственной информации. Ее материальный носитель, ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), находящаяся в ядре клетки, служит некой матрицей, позволяющей благодаря заложенной в ней программе существовать всему живому, от вирусов до человека.