ГЕНЕТИКА Предмет и методы генетики Генетика

ГЕНЕТИКА

Предмет и методы генетики • Генетика – наука о наследственности и изменчивости живых существ • наследственность свойство родительских особей передавать свои признаки и особенности развития следующему поколению

• Основными задачами генетики являются: изучение механизма изменения гена; репродукция генов и хромосом; действие генов и контроль ими процессов образования различных признаков и свойств организма. Генетика также призвана разрабатывать пути и методы конструирования наследственной программы живых организмов, а также способствовать разработке методов борьбы с наследственными болезнями.

• Наследование – процесс передачи наследственной информации от одного поколения другому, в результате чего у потомков формируются определенные признаки и свойства, присущие родительским особям. Термином «наследуемость» обозначают долю генетической изменчивости в общей фенотипической изменчивости признака в конкретной популяции животных или растений.

• Понятием «признак» или «свойство» условно обозначают единицу морфологической, физиологической или биохимической дискретности организма.

• Одной из главнейших задач генетики является изучение про цесса передачи признаков от одного поколения к другому и изменчивости их у потомков.

• Для удобства изучения признаки условно подразделяют на качественные и количественные. Качественными называют морфологические или биохимические признаки, проявление которых легко может быть словесно охарактеризовано (масть, форма рогов, ушей и др. ).

• Многие наследственные признаки не имеют четкого выражения, их изучают путем измерения, подсчета (масса, длина шерсти, жирность молока, яйценоскость и т. д. ). Такие признаки называют количественными. Ими являются практически все хозяйственно ценные признаки.

• Наследование количественных признаков происходит очень сложно, степень их наследуемости определяется методами вариационной статистики и характеризуется соответствующими математическим константами.

• Деление признаков на качественные (менделирующие) и количественные носит условный характер: некоторые качественные признаки можно охарактеризовать количественно (числовыми выражениями), а некоторые количественные признаки упрощенно можно изучать как качественные. Например, длину растений можно охарактеризовать понятием «высокое» или «карликовое» , а также в единицах измерения.

• При половом размножении пе редача признаков от родительских особей потомкам осуществляется через половые клетки, имеющие ядро и цитоплазму. В зависимости от того, ядру или цитоплазме принадлежит ведущая роль в передаче данного конкретного признака, различают ядерную (хромосомную) или цитоплазматическую наследственность (внеядерную, внехромосомную).

• Практически наследование всех признаков, за редким исключением, определяется ядерной наследственностью; наследственная информация о развитии признака закодирована в молекулах ДНК, находящихся в хромосомах ядра клетки. Цитоплазматическая наследственность определяется генами, локализованными в ДНК соответствующих органоидов клетки — митохондрий, пластид, кинетосом, плазмид.

• Способность организмов изменяться под действием наследственных и ненаследственных факторов называется изменчивостью. Она определяет различия между признаками у особей одного вида, а также между родственными особями одного или нескольких поколений, между родительскими особями и потомками.

• Изменчивость может быть наследственной — онтогенетической, комбинативной, мутационной, коррелятивной и ненаследственной — модификационной.

• Онтогенетическая изменчивость. Ее можно определить как совокупность последовательных изменений признаков и свойств особи в процессе ее индивидуального развития (онтогенеза).

• Комбинативная изменчивость. В этом случае новые наследственные сочетания признаков у потомства возникают в результате перекомбинации признаков отцовской и материнской форм. Этот вид изменчивости широко используют в животноводстве, при создании новых сортов сельскохозяйственных растений.

• Мутационная изменчивость. Мутациями называют наследственные изменения отдельных признаков и свойств или комплекса их, которые возникают в результате воздействия мутагенных факторов на наследственный аппарат клетки.

• Процесс возникновения мутаций называют мутагенезом, а организм, у которого мутировал тот или иной признак, —мутантом. Мутации могут возникать случайно (их называют спонтанными) или могут быть вызваны путем воздействия на животное или растение различными мутагенами (индуцированные мутации).

• Коррелятивная изменчивость. В зависимости от изменчивости или степени развития другого признака коррелятивная (соотносительная) изменчивость может быть положительной или отрицательной. Например, с увеличением живой массы коров первотелок возрастает удой, с увеличением удоя снижается жирномолочность и т. д.

• Модификационная изменчивость. Ненаследственное изменение признака или свойства в онтогенезе может происходить в результате влияния внешних условий.

• Модификационная изменчивость имеет большое практическое значение: рост и развитие, продуктивность животных, их вос производительная способность во многом зависят от условий кормления и содержания. Создание оптимальных условий для реализации наследственной информации данного генотипа особи — основа повышения продуктивности животных.

• Модификационная изменчивость не наследуется, но возможны длительные модификации, то есть изменчивость количественных признаков, сохраняющаяся в ряду поколений при сохранении условий, определивших их появление. Большое влияние на проявление длительных модификаций оказывают состояние здоровья и воспроизводительные способности материнской особи, что следует учитывать при разведении животных.

Методы генетических исследований • Гибридологический метод впервые был разработан и применен Г. Менделем в 1856— 1863 гг. для изучения наследования признаков и с тех пор является основным методом генетических исследований. Он включает систему скрещиваний заранее подобранных родительских особей, различающихся по одному, двум или трем альтернативным признакам, наследование которых изучается.

• Моносомный метод позволяет установить, в какой хромосоме локализованы соответствующие гены, а в сочетании с рекомбинационным методом — определить место локализации генов в хромосоме.

• Генеалогический метод — один из вариантов гибри дологического. Его применяют при изучении наследования признаков по анализу родословных с учетом их проявления у животных родственных групп в нескольких поколениях. Этот метод используют при изучении наследственности у человека и животных, малоплодие которых имеет видовую обусловлен ность.

• Близнецовый метод применяют при изучении влияния определенных факторов внешней среды и их взаимодействия с генотипом особи, а также для выявления относительной роли генотипической и модификационной изменчивости в общей изменчивости признака. Близнецами называют потомков, родившихся в одном помете одноплодных домашних животных (крупный рогатый скот, лошади и др. ).

• Различают два типа близнецов — идентичные (однояйцевые), имеющие одинаковый генотип, и неидентичные (разнояйцевые), возникшие из раздельно оплодотворенных двух или более яйцеклеток.

• Мутационный метод (мутагенез) позволяет установить характер влияния мутагенных факторов на генетический аппарат клетки, ДНК, хромосомы, на изменения признаков или свойств. Мутагенез используют в селекции сельскохозяйственных растений, в микробиологии для создания новых штаммов бактерий.

• Популяционно-статистический метод используют при изучении явлений наследственности в популяциях. Этот метод дает возможность установить частоту доминантных и рецессивных аллелей, определяющих тот или иной признак, частоту доминантных и рецессивных гомозигот и гетерозигот, динамику генетической структуры популяций под влиянием мутаций, изоляции и отбора. Метод является теоретической основой современной селекции

• Феногенетический метод позволяет установить сте пень влияния генов и условий среды на развитие изучаемых свойств и признаков в онтогенезе. Изменение в кормлении и содержании животных влияет на характер проявления наследственно обусловленных признаков и свойств.

• Составной частью каждого метода является статистический анализ — биометрический метод. Он представляет собой ряд математических приемов, позволяющих определить степень достоверности полученных данных, установить вероятность различий между показателями опытных и контрольных групп животных.