ГЕНЕТИКА С ОСНОВАМИ СЕЛЕКЦИИ 1 1 Генетика как

ГЕНЕТИКА С ОСНОВАМИ СЕЛЕКЦИИ 1. 1. Генетика как наука • Предмет, задачи и методы генетики • История возникновения и развития генетики • Роль генетики среди биологических дисциплин

1. 1. Генетика как наука ГЕНЕТИКА: … Амбициозная наука, которая открыла то, что казалось невозможным, - природу хромосом и генов, синтез белков, сложность наследственных болезней …. -, пытается объяснить возникновение самой жизни …. C. Maximilian

1. 1. Предмет генетики • Генетика – Наука которая изучает наследственность и изменчивость организмов, закономерности и механизмы сохранения и передачи наследственной информации в процессе онтогенеза и филогенеза организмов • Наследственность – Общее свойство организмов сохранять и передавать информацию о признаках от родителей детям • Изменчивость – Общее свойство организмов приобретать новые признаки под воздействием факторов среды

1. 1. Задачи генетики • Изучение наследственного аппарата организмов (гены, хромосомы) • Изучение явления наследственности и изменчивости на разных уровнях организации • Выявление законов наследования нормальных и патологических признаков • Анализ мутаций и мутагенных факторов внешней среды • Изучение механизмов репарации • Определение генетической структуры панмиктической популяции

1. 1. Задачи генетики (продолжение) • Изучение особенностей реализации генетической информации у прокариот и эукариот • Выявление роли генетической детерминации и факторов среды для проявления признака • Разработка методов профилактики и лечения наследственных болезней • Генетическая манипуляция и анализ генетически модифицированных организмов • Генетическое усовершенствование и получение новых сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов • и др.

1. 1. Методы генетики • Гибридологический метод – Позволяет выявить закономерности наследования в результате скрещивания исходных форм и анализа потомства • Цитогенетические методы – Позволяют изучить структуру хромосом с помощью оптического и электронного микроскопирования • Биохимические методы – Позволяют выявить роль различных биохимических компонентов клетки при передачи наследственной информации • Популяционно- статистический метод – Позволяет определить частоту генов в популяции • Молекулярные методы

1. 1. Методы генетики (продолжение) • Секвинирование ДНК (техника Sanger) – Для определения первичной структуры гена – RFLP (Restriction Fragment Lenght Polimorfism) – Полиморфизм Длины Рестрикционных Фрагментов • Техника Southern - blot – Для идентификации положения гена в геноме • Техника Northen - blot – Для определения м. РНК (экспрессии гена) • Техника Western - blot – Для определения белкового компонента гена • Техника ПЦР (PCR - Polymerase Chain Reaction) – Для идентификации нормального или патогенного гена

1. 2. История генетики 1. Донаучный период • …. . - 1865 2. Возникновение генетики как науки • 1865 - 1953 3. Современный период • 1953 - настоящее время

1. 2. История генетики • 6000 д. н. э. : родословная пяти поколений лошадей в наскальных риссунках • VI – I в. д. н. э. : содства между родителями и детьми (“Mohabharata”, “Ramaiana”) • Empedocl: “каждый родитель производит в частях тела “ зерна ” которые соединяются в зародыше” • 450 î. H. : Anaxagora: предлагает теорию преформизма • 360 î. H. Aristotel: “кровь является тем элементом который передает признаки” • 400 î. H. : Hipocrate: говорит о наследовании признаков у человека; автор теории пангенезиса • 60 î. H. Lucrețiu: “наследственные признаки связаны с наличием частиц передающиеся от родителей детям”

1. 2. История генетики (продолжение) • Теория преформизма (Malpighi (1628 -1694), Swammerdam (1637 -1680)): “зародыш преформирофан в сперматозоиде (или яйцеклетке)” • Теория эпигенеза (K. Volf (1733 -1794)): “гаметы обоих полов участвуют в образовании организма который развивается последовательно” • 1859: Charles Darwin – публикует Происхождение видов, предлагая эволюционную теории объясняющая разнообразие организмов результатом действия естественного отбора • 1863: Ch. Naudin – отмечает однообразие гибридов первого поколения у Papaver, Datura, Nictoiana • 1863: F. Galton – указывает на передачу наследственных признаков у человека

1. 2. История генетики (продолжение) • 1866: Gregor Mendel - публикует Опыты над растительными гибридами и предлагает основные законы, игнорируемые до 1900 • 1871: Friedrich Miescher выделяет “нуклеиновые кислоты” • 1876: August Weismann предлагает теории генеративной плазмы и генетических детерминант • 1882: W. Fleming предлагает термин хроматин • 1884: K. W. Nageli разрабатывает мицеллярную теорию наследственности • 1888: W. Waldeyer предлагает термин хромосомы • 1889: R. Altmann открывает нуклеиновую кислоту в нуклеине

1. 2. История генетики (продолжение) • 1900: переоткрытие законов Менделя Robert Correns, Hugo de Vries, и Erich von Tschermak • 1901: Gregory Bateson подтверждает законы Менделя для животных (куры) • 1902: Archibald Garrod предполагает что алкаптонурия является генетической болезнью метаболизма • 1902: W. S. Sutton, T. Boveri считают что гены расположены в хромосомах • 1902: G. Bateson, E. R. Saunders предлагают термин генетическое расщепление • 1903: W. S. Sutton раскрывает роль хромосом в наследственности • 1903: W. Johannsen предлагает термин чистая линия • 1904: Gregory Bateson связывает наследственные признаки с хромосомами и определяет развитие “генетики”

1. 2. История генетики (продолжение) • 1904: T. H. Montgomery предлагает термин аутосомы • 1905: Gregory Bateson предлагает термины генетика, гомозигот, гетерозигот • 1907: Gregory Bateson предлагает термин эпистазия • 1907: Johannsen предлагает термины генотип, фенотип, ген, аллель • 1908: G. H. Hardy, W. Weinberg определяют частоту генов и генотипов в популяции • 1910: Thomas Hunt Morgan считает что гены расположены линейно в хромосомах. • 1910: H. Nilsson-Ehle разрабатывает теорию множественных аллелей (полимерия)

1. 2. История генетики (продолжение) • 1910: L. Plate предлагает термин плейотропия • 1912: T. H. Morgan, E. Cattell предлагают термин кроссинговер для выделения внутрихромосомной рекомбинации • 1915: T. H. Morgan et al. предлагают термин генетический локус • 1917: C. B. Bridges предлагает термин хромосомная деллеция • 1918: R. A. Fisher способствует возникновению количественной генетики и выявляет роль факторов среды • 1919: C. B. Bridges предлагает термин хромосомная дупликация • 1920: W. Winkler предлагает термины геном, плазмогены • 1920: N. I. Vavilov разрабатывает закон гомологичных рядов в наследственной изменчивости

1. 2. История генетики (продолжение) • 1925: T. H. Morgan, C. B. Bridges, A. H. Stertevant, H. J. Muller разрабатывают хромосомную теорию наследственности (появляется работа The Genetics of Drosophila melanogaster) • 1926: N. I. Vavilov аргументирует концепцию о центрах происхождения культурных растений • 1927: Hermann J. Muller получает мутантные формы дрозофилы под действием X-лучей. • 1928: F. Griffith открывает явление генетической трансформации • 1930: R. A. Fischer разрабатывает математические основы генетики популяций • 1938: G. W. Beadle, E, . Tatum предлагают концепцию “один ген – один фермент” • 1944: Charlotte Auerbach получает мутации под действием ипирита

1. 2. История генетики (продолжение) • 1944: Oswald Avery, Colin Mac. Leod и Maclyn Mc. Carty объясняет явление трансформации у бактерий (Griffitth, 1928), доказывая что ДНК является материальным носителем генетической информации. • 1946: H. J. Muller демонстрирует генетическую рекомбинацию у E. coli • 1949: M. L. Barr, E. Bertram открывают половой хроматин в соматических клетках кошки • 1950: Barbara Mc. Clintoc открывает мобильные генетические элементы у кукурузы • 1951: E. Chargaff утверждает, что A+G/T+C=1 • 1952: A. D. Hersey, M. Chase подтверждают генетическую роль ДНК у фагов • 1952: A. Zinder, J. Lederberg описывают явление трансдукции

1. 2. История генетики (продолжение) • 1953: James Watson и Francis Crick предлагают модель двойной спирали ДНК • 1954: F. Sanger предлагает метод секвинирования аминокислот, используемого в дальнейшем для ДНК и РНК • 1954: G. Gamov предлагает модель генетического кода • 1954: A. Kornberg осуществляет синтез ДНК in vitro • 1955: M. Grunberg-Manago, S. Ochoa осуществляют синтез РНК in vitro с помощью РНК-полимеразы • 1956: I. H. Tjio, A. Levan указывают на наличие 46 хромосом в соматических клетках человека • 1957: S. Benzer предлагает термины цистрон, рекон, мутон • 1957: V. M. Ingram открывает генную мутацию гемоглобина (Hbs)

1. 2. История генетики (продолжение) • 1968: R. Okazaki et al. Указывают на репликацию ДНК короткими фрагментами (около 1000 нуклеотидов) • 1970: H. G. Khorana получает искусственный ген (ala. ARNt) • 1970: D. Baltimor, H. Temin, S. Mizutani открывают обратную транскрипцию у РНК содержащих вирусов • 1972: Stanley Cohen и Herbert Boyer клонирование ДНК и получение первых рекомбинантных молекул ДНК • 1972: P. Berg получение рекомбинантной молекулы ДНК с помощью вируса SV-40 и фага λ • 1974: R. Reichard et al. Предлагают термин РНК инициатор (ARNi) • 1978: S. Sharp указывает на наличие интронов и экзонов у эукариот

1. 2. История генетики (продолжение) • 1985: R. K. Saiki et al. Предлагают метод ПЦР (PCR – polimerase chain reaction) • 1995: E. Lewis, C. Nusslein-Volhart, E. Wieschauns премия Нобеля за открытия генов развития HOX у дрозофилы и человека • 2001 -2005: расшифровка генома человека

1. 3. Роль генетики • Наука с наилучшими результатами в последних десятилетиях • Наука с самым быстрым развитием • Наука влияющая на другие биологические науки • Наука с большими перспективами • Наука с выраженной комплексностью • ………

Разнообразие генетики (по предмету исследования) • Генетика микроорганизмов • Генетика растений • Генетика животных • Генетика человека

Разнообразие генетики (по задачам исследования) • Формальная генетика – Изучает принципы наследования признаков • Популяционная генетика – Изучает генетическую структуру популяции, частоту генов и генотипов в панмиктической популяции • Цитогенетика – Изучает кариотип организмов, принципы организации хромосом • Биохимическая генетика – Изучает роль различных веществ клетки в передаче генетической информации • Молекулярная генетика – Изучает механизмы реализации наследственной информации на субклеточном уровне

Разнообразие генетики (по задачам исследования)) • Онтогенетика – Изучает генетический контроль индивидуального развития организмов • Иммуногенетика – Изучает генетические механизмы иммунного ответа организмов • Социальная генетика – Изучает генетические особенности поведения человека в обществе • Фармакогенетика – Изучает индивидуальную реакцию организма на медикаменты • Генная инженерия – Изучает возможность генетического манипулирования на уровне генов • и др.

Роль генетики Генетик а

Роль генетики Генетический анализ Генетик а

Роль генетики Генетический анализ Генетическое тестирование Генетик а

Роль генетики Генетический анализ Генетическое тестирование Генная терапия Генетик а

Роль генетики Генетический анализ Генетическое тестирование Генная терапия Планирование семьи Генетик а

Роль генетики Генетический анализ Генетическое тестирование Генная терапия Планирование семьи Генетик а Тестирование медикаментов

Роль генетики Генетический анализ Генетическое тестирование Генная терапия Планирование семьи Генетик а Тестирование медикаментов Генетический мониторинг

Роль генетики Генетический анализ Генетическое тестирование Генная терапия Клонирование Планирование семьи Генетик а Тестирование медикаментов Генетический мониторинг ГМО

Вопросы? !