Из истории генетики. 6000 лет назад…
Генетика в XIX и начале XX веков
Роль отечественных ученых в развитии генетики
Биохимические основы генетики
Экологические изменения и нарушения генетики
Наследственность
Изменчивость

ПОНЯТИЯ ГЕНЕТИКИ

Наследственность

Основные понятия генетики

Генетика изучает два основных свойства живых организмов — наслед­ственность и изменчивость.
Наследственность — способность организмов передавать свои признаки и особенности развития потомству. Благодаря этой способности все живые су­щества (растения, животные, грибы или бактерии) сохраняют у своих потом­ков характерные черты своего вида. Такая преемственность наследственных свойств обеспечивается передачей их генетической информации. Носителя­ми наследственной информации у организмов являются гены.

Ген — единица наследственной информации, проявляющейся как при­знак организма.

При расшифровке строения гена было выяснено, что он состоит из ря­да нуклеотидов, расположенных на нитях ДНК. Обычно гены не перекрыва­ют друг друга, а расположены один за другим.

Исключение составляют некоторые вирусы, у которых встречается перекрывание генов (нуклеотидных рядов), однако никогда не бывает перекрывания триплетов (трех связанных нуклеотидов, кодирующих одну аминокислоту). Некоторые гены вызывают появление признака, ведущего к смерти организма. Такие гены называ­ют летальными.

У всех организмов одного и того же вида каждый ген всегда располага­ется в одном и том же месте определенной хромосомы. Местоположение ге­на в хромосоме (на нити ДНК) называют локусом (лат. lokus — место). Каждый ген, несущий задатки какого-то одного признака, имеет два состояния, кото­рые образуют пару. Каждый член этой пары (разновидность гена) называют аллелью (греч. allelon — друг друга, взаимно). Любое изменение структуры гена приводит к появлению новых аллелей этого гена и изменению его признака.

Организмы, которые на одинаковых (гомологичных) хромосомах несут различные (альтернативные) аллели одного и того же гена, называют гетеро­зиготными (греч. heteros — иной, другой; zygotos — соединенный вместе), а ор­ганизмы с одинаковыми аллелями на одинаковых хромосомах называют гомо­зиготными (греч. homois — одинаковый, подобный).

Гетерозиготность обычно обеспечивает более высокую жизнеспособность орга­низмов, их хорошую приспособляемость к изменяющимся условиям среды и по­этому широко представлена в природных популяциях различных видов.

Разные аллели одного гена могут приводить к одинаковым или различ­ным проявлениям элементарных признаков. Эти элементарные признаки, или фены (греч. phaino — являю, обнаруживаю), выступают составными компонен­тами признаков, обусловленных генами.

Какие же признаки можно считать элементарными? Ими может быть практически любой признак: форма, окраска, наличие или отсутствие органов, их размер, цвет кожи, шерсти или перьев, группа крови, запах, рост, нервная возбудимость и др. Элементарными признаками можно также считать некоторые особенности поведения (например, кувыркание голубей при полете или необычайно высокая агрессивность собак, мышей и других животных). У растений наследуемыми при­знаками могут быть пестролистность, махровость цветка, особая пахучесть и др. Все признаки закреплены в генах.

Каждый ген — это участок молекулы ДНК, определяющий возможность развития отдельного элементарного признака. Однако само развитие этого признака в значительной мере зависит от внешних условий.

Индивидуальное сочетание всех генов, включая их аллели, в хромосо­мах клеток отдельной особи называют генотипом (греч. typos — отпечаток).

Генотип выступает как единая взаимодействующая система всех генети­ческих элементов, которые контролируют проявление всех признаков орга­низма (развитие, строение, жизнедеятельность). Совокупность признаков ор­ганизма, сформировавшихся в процессе взаимодействия генотипа и внешней среды, называют фенотипом (греч. phaino — являю, обнаруживаю).

В фенотипе реализуются не все генотипические возможности организ­ма. Поэтому фенотип еще называют частным случаем проявления генотипа в конкретных условиях. Полного совпадения генотипа с фенотипом практиче­ски не бывает. Изменение генотипа не всегда сопровождается изменением фенотипа, так же как и наоборот.

В пределах одного вида все особи достаточно похожи друг на друга. Но в различных условиях особи даже с одинаковым генотипом могут различать­ся между собой по характеру и силе проявления своих признаков (т.е. по фе­нотипу). В связи с этим в генетике используют понятие «норма реакции», ко­торым обозначают размах (пределы) фенотипических проявлений у особи под влиянием внешней среды без изменения генотипа.

Генотип определяет пределы (размах) нормы реакции организма, т.е. его генетические возможности, а фенотип реализует эти возможности в при­знаках.

Каждый организм обитает и развивается в определенных условиях окружающей среды, испытывая на себе действие внешних факторов. Эти фак­торы (температура, свет, присутствие других организмов и др.) могут про­явиться в фенотипе, т.е. могут измениться размеры или физиологические свойства организма. Поэтому проявление генотипических признаков даже у близкородственных организмов может быть разным. Эти различия между особями в пределах вида называют изменчивостью.