ГЕНЕТИКА С ОСНОВАМИ СЕЛЕКЦИИ 1. 1. Генетика

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 – R F LP (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 • 36 0 î. H. Aristotel : “ кровь является тем элементом который передает признаки ” • 400 î. H. : Hipocrate : говорит о наследовании признаков у человека ; автор теории пангенезиса • 6 0 î. H. Lucre iuț : “ наследственные признаки связаны с наличием частиц передающиеся от родителей детям ” http: //academic. evergreen. edu/v/vivianoc/homunculus. gif

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 • 186 3 : Ch. Naudin – отмечает однообразие гибридов первого поколения у Papaver, Datura, Nictoiana • 18 63 : 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 ” • 187 6 : August Weismann предлагает теории генеративной плазмы и генетических детерминант • 18 82 : W. Fleming предлагает термин хроматин • 18 84 : K. W. Nageli разрабатывает мицеллярную теорию наследственности • 18 88 : W. Waldeyer предлагает термин хромосомы • 18 89 : 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 • 190 1 : Gregory Bateson подтверждает законы Менделя для животных ( куры ) • 1902: Archibald Garrod предполагает что алкаптонурия является генетической болезнью метаболизма • 190 2 : W. S. Sutton, T. Boveri считают что гены расположены в хромосомах • 190 2 : G. Bateson, E. R. Saunders предлагают термин генетическое расщепление • 190 3 : W. S. Sutton раскрывает роль хромосом в наследственности • 190 3 : W. Johannsen предлагает термин чистая линия • 1904: Gregory Bateson связывает наследственные признаки с хромосомами и определяет развитие “ генетики ”

1. 2. История генетики ( продолжение ) • 190 4 : T. H. Montgomery предлагает термин аутосомы • 190 5 : Gregory Bateson предлагает термины генетика , гомозигот, гетерозигот • 190 7 : Gregory Bateson предлагает термин эпистазия • 190 7 : Johannsen предлагает термины генотип, фенотип, ген, аллель • 190 8 : G. H. Hardy, W. Weinberg определяют частоту генов и генотипов в популяции • 1910: Thomas Hunt Morgan считает что гены расположены линейно в хромосомах. • 191 0 : H. Nilsson-Ehle разрабатывает теорию множественных аллелей ( полимерия )

1. 2. История генетики ( продолжение ) • 19 10 : L. Plate предлагает термин плейотропия • 19 12 : T. H. Morgan, E. Cattell предлагают термин кроссинговер для выделения внутрихромосомной рекомбинации • 19 15 : T. H. Morgan et al. предлагают термин генетический локус • 19 17 : C. B. Bridges предлагает термин хромосомная деллеция • 1918: R. A. Fisher способствует возникновению количественной генетики и выявляет роль факторов среды • 19 19 : C. B. Bridges предлагает термин хромосомная дупликация • 19 20 : W. Winkler предлагает термины геном, плазмогены • 19 20 : N. I. Vavilov разрабатывает закон гомологичных рядов в наследственной изменчивости

1. 2. История генетики ( продолжение ) • 192 5 : T. H. Morgan, C. B. Bridges, A. H. Stertevant, H. J. Muller разрабатывают хромосомную теорию наследственности ( появляется работа The Genetics of Drosophila melanogaster ) • 19 26 : N. I. Vavilov аргументирует концепцию о центрах происхождения культурных растений • 192 7 : Hermann J. Muller получает мутантные формы дрозофилы под действием X -лучей. • 19 28 : F. Grifith открывает явление генетической трансформации • 19 30 : R. A. Fischer разрабатывает математические основы генетики популяций • 19 38 : G. W. Beadle, E, . Tatum предлагают концепцию “ один ген – один фермент ” • 19 44 : 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. • 19 46 : H. J. Muller демонстрирует генетическую рекомбинацию у E. coli • 19 49 : M. L. Barr, E. Bertram открывают половой хроматин в соматических клетках кошки • 195 0 : Barbara Mc. Clintoc открывает мобильные генетические элементы у кукурузы • 19 51 : E. Chargaf утверждает, что A+G/T+C=1 • 19 5 2: A. D. Hersey, M. Chase подтверждают генетическую роль ДНК у фагов • 19 5 2: A. Zinder, J. Lederberg описывают явление трансдукции

1. 2. История генетики ( продолжение ) • 1953: James Watson и Francis Crick предлагают модель двойной спирали ДНК • 195 4 : F. Sanger предлагает метод секвинирования аминокислот, используемого в дальнейшем для ДНК и РНК • 195 4 : G. Gamov предлагает модель генетического кода • 195 4 : A. Kornberg осуществляет синтез ДНК in vitro • 195 5 : M. Grunberg-Manago, S. Ochoa осуществляют синтез РНК in vitro с помощью РНК-полимеразы • 195 6 : I. H. Tjio, A. Levan указывают на наличие 46 хромосом в соматических клетках человека • 19 57 : S. Benzer предлагает термины цистрон, рекон, мутон • 19 57 : V. M. Ingram открывает генную мутацию гемоглобина (Hbs)

1. 2. История генетики ( продолжение ) • 19 68 : R. Okazaki et al. Указывают на репликацию ДНК короткими фрагментами ( около 1000 нуклеотидов ) • 19 70 : H. G. Khorana получает искусственный ген (ala-ARNt) • 19 70 : 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 • 197 4 : R. Reichard et al. Предлагают термин РНК инициатор (ARNi) • 197 8 : S. Sharp указывает на наличие интронов и экзонов у эукариот

1. 2. История генетики ( продолжение ) • 19 85 : R. K. Saiki et al. Предлагают метод ПЦР ( PCR – polimerase chain reaction ) • 19 95 : 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 Генетика

Роль генетики Генетика. Генетический анализ

Роль генетики Генетика. Генетический анализ Генетическое тестирование

Роль генетики Генетика Генетический анализ Генетическое тестирование Генная терапия

Роль генетики Генетика Генетический анализ Генетическое тестирование Генная терапия Планирование семьи

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

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

Роль генетики Генетика. Генетический анализ Генетическое тестирование Генная терапия Планирование семьи Тестирование медикаментов Генетический мониторинг Клонирование ГМО

Вопросы ? !