Генетика как отрасль биологической науки

«Воплощение в жизнь научной истины о законах наследственности поможет избавить человечество от многих скорбей и горя». И. П. Павлов

Человеку всегда хотелось чуда. Одним из таких чудес является жизнь, важные свойства которой наследственность и изменчивость.

Эти два свойства живых организмов неразрывно связанны, и именно они лежат в основе генетики.

С точки зрения истории, генетика является  сравнительно молодой наукой, хотя на явления наследственности люди обратили внимание еще в глубокой древности.

В XIX в. ученые начали проявлять интерес к изучению наследственности. Но первые попытки разобраться с этим явлением были еще до нашей эры. Гиппократ высказал мысль о том, что каждый орган тела выделяет жидкость, которая влияет на признаки потомства. Аристотель же считал, что в любом организме есть питательные вещества, которые и обеспечивают сходство  потомства с родителями.

Спустя тысячелетия, в 1865 г., основоположник генетики Грегор Мендель опубликовал свою знаменитую работу о наследовании признаков гороха под называнием «Опыты по гибридизации растений».

Но гениальная работа осталась неоцененной современниками Менделя. На протяжении XIX в. к его трудам ученый мир обратился только три раза. Но пока творения Менделя лежали на архивной полке, быстрыми темпами развивалась биология, и создавался фундамент для понимания генетических идей ученого.

За 140 лет, прошедших со времени публикации работы Менделя, изменилось многое. В начале XX в. изучили хромосомы. В середине столетия была расшифрована структура ДНК, а затем и генетический код.

На рубеже двух столетий труд Менделя получил второе рождение благодаря выдающимся ботаникам. Карл Корренс, Хуго Де Фриз  и Эрих Чермак-Зейзенегг независимо друг от друга обнаружили в своих опытах ранее открытые Менделем закономерности. Официальным рождением генетики — науки о наследственности — принято считать весну 1900 г.

Наследственностью называется способность организмов передавать признаки из поколения в поколение, а способность организма приобретать в процессе развития новые признаки называют изменчивостью. Наследственность и изменчивость — это два противоположных и одновременно неразрывно связанных процесса.

Генетика увлекает логикой, загадочностью явлений, практической значимостью открытий. В основе всего этого лежат носители наследственности — хромосомы и гены.

Сегодня генетика  является отраслью биологии и объясняет многое из того, что ранее было загадочным.

Первоначально генетика была необходима для селекционеров. Данные генетики послужили теоретической основой для селекции, которая занимается созданием методов выведения и улучшения пород животных, сортов растений, штаммов микроорганизмов.

Все организмы одной породы или одного сорта должны иметь одинаковые наследственные признаки и свойства. Наследственная изменчивость организмов считается важным условием для создания новых пород животных или сортов растений, которые отличаются от своих диких предков. Это объясняется тем, что селекционеры целенаправленно отбирают для скрещивания особей, производят их комбинации путем скрещивания. Сделать это можно только с опорой на генетические закономерности, поэтому значение генетики для сельского хозяйства очень велико. Если генетик изучает наследственность и изменчивость организмов, то перед селекционером стоит задача изменить наследственные свойства растений и животных, создать сорта и породы, которые отвечают запросам сельскохозяйственного производства. Селекционный процесс изменения растений и животных будет тем успешнее, чем глубже ученые проникнут в сущность генетики.

Велико значение генетики  и для ветеринарии, так как многие заболевания животных наследственны. Наследственно передаются и некоторые формы иммунитета у животных. Хорошее знание законов генетики важно для борьбы с возбудителями болезней животных.

Изучение наследственной изменчивости у культурных растений и их предков позволило Николаю Ивановичу Вавилову сформулировать закон гомологических рядов наследственной изменчивости. Главная мысль закона заключается в том, что все «виды и роды, генетически близкие, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости». Этот закон основан на генетических закономерностях, он важен для растениеводов. Создать заново организм с нужными признаками очень сложно, а порой и невозможно. Гораздо легче найти разновидность с таким признаком и закрепить его скрещиванием с другими формами. Опираясь на этот закон, Вавилов и его сотрудники нашли неизвестные формы многих видов растений, собрали богатейшую коллекцию сортов культурных растений.

В настоящее время открытия генетики активно используется в разных направлениях.

Одно из них — биотехнология. В ее основе лежит использование микроорганизмов, отдельных растительных и животных клеток, клеточных мембран, рибосом, митохондрий, хлоропластов для получения ценных продуктов питания. В биотехнологии также используются биологические макромолекулы. Нуклеиновые кислоты, белки, ферменты необходимы для получения новых свойств у клетки. На основании этого производятся белки, аминокислоты, антибиотики, витамины, гормоны.

В биотехнологии есть свои методы. Клеточная инженерия основана на культивировании клеток и тканей высших организмов. Клетки помещаются на питательную среду, где они начинают делиться. Данным способом из одной клетки можно вырастить целое растение. Разработан метод слияния клеток. Он позволяет получить гибриды видов, которые не скрещиваются в природе.

Важной составной частью биотехнологии является генная инженерия. Она зародилась в 1970-х гг., и с тех пор добилась больших успехов. Генная инженерия  занимается исследованиями по перестройке генотипа. В геном микроорганизмов вводят различные гены для производства того или иного вещества. В настоящее время кишечная палочка стала поставщиком такого важного гормона, как инсулин.

С помощью генной инженерии созданы линии животных, устойчивых к вирусным заболеваниям, а также породы животных с полезными для человека признаками.

Генетика очень важна для решения многих медицинских вопросов, связанных с наследственными болезнями нервной и эндокринной системы человека. С помощью новейших генетических методов производят исследования причин различных заболеваний. Это дает начало для развития медицинской генетики человека.

Главной целью этой отрасли генетики является разработка путей сохранения, продления и оздоровления жизни. Современная генетика человека состоит из нескольких самостоятельных разделов, таких как генетика крови и иммуногенетика, генетика соматических клеток, генетика нервной деятельности и поведения. Известно более 2000 болезней человека, которые вызываются генетическими отклонениями. Генетики уже изучили многие мутации в организме, выявили характер их наследования.

Ученым уже ясно, что наследственность человека подчиняется тем же биологическим закономерностям, что и наследственность всех живых существ. Изучение наследственности имеет большое значение, так как здоровая наследственность — залог здоровья человека.

В настоящее время ученые активно исследуют генетический код. Генетика совместно с биохимией и биофизикой сумела изучить процесс искусственного синтеза белковой молекулы. Этим начинается совершенно новый этап развития не только генетики, но и всей биологии в целом.