Генетика как наука о наследственности и изменчивости
Развитие живой материи на Земле происходит в бесконечной смене поколений. Жизнь неразрывно связана с размножением организмов. В каких бы формах оно ни осуществлялось, от одного поколения другому всегда передаются общие, характерные для данного вида признаки и свойства. Иными словами, потомство в той или иной степени обязательно похоже на своих родителей. Процесс воспроизведения организмами в ряду последовательных поколений сходных признаков и свойств называется наследственностью.Она проявляется во всем том общем, что имеется между родственными поколениями организмов. Таким образом, размножение связано с наследственностью. Уже второе поколение когда-то возникшей живой материи было похоже на первое. Часто признаки и свойства организмов при размножении воспроизводятся очень стойко: дети бывают удивительно похожи на своих родителей, однако абсолютного сходства между ними никогда не бывает, всегда отличаются друг от друга по каким-либо признакам и дети одних и тех же родителей.
Наследственность – это не простое воспроизведение, копирование каких-либо неизменных свойств и признаков организмов. Она всегда сопровождается их изменчивостью: при размножении организмов наряду с сохранением одних признаков изменяются другие. Не только воспроизводится подобное, но и возникает новое.
Наследственность и изменчивость всегда сопутствуют друг другу и проявляются в процессе размножения организмов совместно как противоречивые и в то же время неразрывно связанные между собой процессы. Размножение, следовательно, связано не только с наследственностью, но и с изменчивостью организмов.
Наука о наследственности и изменчивости организмов получила название генетика (от греч.geneticos– относящийся к происхождению).
Главная задача генетики– разработка методов управления наследственностью и изменчивостью для получения нужных человеку форм растений, животных и микроорганизмов и управления индивидуальным развитием организмов.
Генетика, как любая наука, имеет свои методы исследования:
1. Гибридологический анализ, заключающийся в использовании системы скрещиваний для установления характера наследования признаков и генетических различий изучаемых организмов. Гибридологический анализ, дополненный после работ Г. Менделя рядом специфических методов и приемов исследования наследственности, вошел в качестве важнейшей составной части в генетический анализ – основной метод генетики.
2. Цитологический метод– изучение структур клеток в связи с размножением организмов и передачей наследственной информации. На основе этого метода при использовании новейших способов изучения хромосомных структур возникла новая наука – цитогенетика.
3. Онтогенетический метод используется для изучения действия генов и проявления их в индивидуальном развитии организмов – онтогенезе в разных условиях внешней среды.
4. Статистический метод, с помощью которого изучают статистические закономерности наследственности и изменчивости организмов.
В истории генетики можно выделить три основных периода. Два из них, продолжавшиеся с 1900 по 1953 г., составляют эпоху классической генетики. Третий период, начавшийся после 1953 г., открылэпоху молекулярной генетики.
Первый период(1900–1910) в развитии генетики связан с утверждением открытий Г. Менделя: принципа дискретности в передаче наследственного материала и метода гибридологического анализа. Многочисленные опыты по гибридизации, проведенные в первом десятилетииXXв. с разными растениями и животными, показали, что правила в наследовании признаков, установленные впервые Г. Менделем, имеют универсальный характер и применимы по отношению ко всем организмам, размножающимся половым путем. Следовательно, законы наследственности едины для всего органического мира.
В этот период закономерности наследования признаков изучают на уровне целостного организма и не связывают с какими-либо материальными структурами клетки. Передачу и распространение в поколениях наследственных факторов рассчитывают с помощью буквенных схем и формул. Важнейшее значение для последующего развития генетики имела выдвинутая в это время (1901–1903) голландским ученым Гуго Де-Фризом теория мутаций. Датский генетик В. Иоганнсен на основе своих опытов по изучению наследования признаков в популяциях и чистых линиях фасоли (1903) разработал и ввел в генетику понятия ген, генотип, фенотип (1909).
Второй период (1911–1953) связан с установлением материальных основ наследственности. Еще в первое десятилетие развития генетики (1902–1907) Т. Бовери, У. Сэттон и Э. Вильсон обосновали хромосомную теорию наследственности. Было выяснено, что между поведением наследственных факторов и хромосом в процессах клеточного деления (митоз) и образованием половых клеток (мейоз), передающихся следующим поколениям, существует определенная связь. Для изучения явлений наследственности в это время стали пользоваться цитологическими методами. Произошло объединение метода генетического анализа с цитологическим методом. Так в генетике возникло
Решающее значение для обоснования и утверждения хромосомной теории наследственности имели начавшиеся в 1910 г. исследования американского генетика Т. Моргана с плодовой мушкой дрозофилой. В работах Т. Моргана и его учеников понятие наследственного фактора (гена) получило материальное воплощение.
Хромосомная теория наследственности установила, что гены находятся в хромосомах и расположены в них в линейном порядке. Гены образуют столько групп сцепления, сколько пар гомологичных хромосом имеется у данного вида. Гены, находящиеся в одной группе сцепления, благодаря явлению перекреста (кроссинговера) могут рекомбинироваться; величина рекомбинации – функция расстояния между генами. К началу 20-х гг. у дрозофилы было обнаружено и локализовано во всех четырех группах сцепления несколько сотен генов. Установленные на плодовой мушке принципы определения местоположения генов в хромосомах были перенесены на других животных и растительные объекты и оказались верными для всех видов организмов.
Третий период в развитии генетики, начавшийся после 1953 г., связан с использованием методов и принципов исследований точных наук: химии, физики, математики, кибернетики и т. д. Стали широко применять электронную микроскопию, рентгеноструктурный анализ, скоростное центрифугирование, метод радиоактивных изотопов, чистые препараты витаминов, ферментов и аминокислот и т. д. Анализ материальных основ наследственности перешел на молекулярный уровень изучения структурной организации живой материи.
Развитие современной генетики характеризуется проникновением молекулярных принципов исследований во все области учения о наследственности. Широкое развитие получили исследования по таким проблемам, как искусственный синтез гена вне организма, продленный мутагенез, гибридизация соматических клеток, получение гаплоидных растений при культивировании пыльников, механизмы регуляции активности и действие генов в процессах индивидуального развития, молекулярные основы рекомбинаций, репараций (восстановление) первичных повреждений генетического материала, генная инженерия, искусственный синтез нуклеиновых кислот и белков и др.
Для современного состояния генетики характерны, с одной стороны, влияние на нее принципов и методов исследований точных наук, а также все возрастающая связь ее с другими биологическими науками; с другой стороны, в самой генетике идет необычайно быстрый процесс дифференциации и превращения отдельных разделов и направлений исследований в самостоятельные науки.
Так, в короткий срок наряду с общей генетикой, генетикой животных и генетикой растений возникли цитогенетика, генетика человека, медицинская генетика, космическая генетика, генетика популяций, эволюционная генетика, биохимическая генетика, генетика микроорганизмов, генетика вирусов, генетика соматических клеток, генетика фотосинтеза, экологическая генетика, математическая генетика, генетика поведения и т. д.
studfiles.net
Что такое наследственность? Генетика и ее виды
Почти каждый человек знает, что такое наследственность. С научной точки зрение наследственность – это умение организма передавать особенности развития и признаки своему потомству. Каждый ребенок перенимает от родителей некоторые черты характера и особенности внешности, это и есть ответ на вопрос о том, что такое наследственность. Помимо этого, организм способен перенять и тип обмена веществ, и заболевания, и задатки. Это происходит благодаря ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоте) – генетическому материалу.
Генетика
Что такое наследственность, знают даже многие дети, а вот о том, что наука о наследственности – это генетика, знают далеко не все.
Виды генетики
Если говорить о человеческой генетике, то разделяют ее на следующие виды:
- Популяционная. Занимается изучением генетических процессов в группах людей, которые происходят при определенных браках, под влиянием мутации, отбора, изоляции или же миграции населения. Также она изучает закономерность формирования человеческого генотипа.
- Биохимическая. Занимается изучением специфических, генетически контролируемых биохимических синтезов, при этом используя самые современные методы биохимии (электрофорез, анализы, хроматографию и т.д.).
- Цитогенетика. Занимается изучением материальных носителей наследственности, то есть изучает хромосомы, их функции и строение.
- Иммуногенетика. Выделяется благодаря установлению многих иммунологических признаков. В основном это антигены лейкоцитов и эритроцитов, белковые группы сыворотки крови.
Виды наследственности
На сегодняшний день различают следующие виды наследственности:
1. Ядерная. Она связанна с передачей признаков (наследственных), которые находятся в хромосомах ядра. Ее второе название – хромосомная.
Критерии типов ядерной наследственности:
- наследование аутосомно-рецессивное встречается редко (не в каждом поколении). При наличии этого признака у обоих родителей детям его тоже не избежать. Также он может быть и у детей тех родителей, которые таких признаков не имеют;
- аутосомно-доминантное встречается в каждом поколении. При наличии признака хотя бы у одного из родителей ребенок тоже будет его иметь;
- голандрическое (сцепленное с Y – хромосомой) является только мужским признаком и встречается часто. Передается по мужской линии;
- рецессивное с Х – хромосомой встречается редко. У женщин может быть только в том случае, если этот признак есть у отца;
- доминантное с Х – хромосомой встречается у женщин в 2 раза чаще.
2. Цитоплазматическая. Выявляется при помощи сравнения результатов различных реципрокных скрещиваний.
Наследственность и среда
В одной и той же ситуации люди будут вести себя по-разному. Такой факт относят к наследственности. Но хотя она и играет немаловажную роль в жизни и развитии человека, среда тоже имеет довольно большое значение. Окончательное становление личности зависит от психологического и физического воспитания человека. Наследственность и среда всегда связаны между собой. Чем благоприятнее среда, тем больше шансов воспитать из ребенка достойного человека, даже если генетическая наследственность оставляет желать лучшего. Теперь, получив ответ на вопрос: «Что такое наследственность?», вы можете воспитать прекрасного человека.
fb.ru
Генетика – наука о наследственности. Законы Г.Менделя
Генетика – наука о закономерностях наследственности и изменчивости. 1900 г. – официальный год рождения генетики, т.к. Г. де Фриз, К. Корренс, Э. Чермак «переоткрыли» законы Менделя («Опыты над растительными гибридами», 1865 г.). Методы генетики 1. Гибридологический (метод Менделя): – гибридизация7. Онтогенетический – изучение действия генов в процессе индивидуального развития, выявление присутствия рецессивных генов в гетерозиготном состоянии.
8. Популяционно-статистический – определение частот встречаемости различных генов в популяциях.
Основные генетические понятия Наследственность, изменчивость, гаметы, соматические клетки, ген, гомологичные хромосомы, аллельные гены, локусы, генотип, фенотип, доминантный ген, рецессивный ген, гомозигота, гетерозигота. Генетическая символика Р, ♂, ♀, ×, F1, F2. Моногибридное скрещивание (× по одной паре признаков) Г. Мендель проводил реципрокные × (система из 2-х скрещиваний):| Положения гипотезы чистоты гамет (по Г. Менделю) | Цитологическое обоснование (мейоз и оплодотворение) |
| 1. Признаки контролируются парами факторов. | 1. Диплоидные клетки содержат пары гомологичных хромосом. |
| 2. Парные факторы разделяются при образовании гамет. | 2. Гомологичные хромосомы расходятся во время мейоза. |
| 3. Каждая гамета получает один из пары факторов. | 3. В каждую гамету попадает одна из гомологичных хромосом. |
| 4. Факторы передаются из поколения в поколение как дискретные (неделимые, чистые) единицы. | 4. Только ядро мужской гаметы сливается с ядром яйцеклетки. |
| 5. Каждый организм наследует по одному фактору от каждой из родительских особей. | 5. При оплодотворении пары гомологичных хромосом восстанавливаются; каждая гамета ♂ или ♀ вносит одну из гомологичных хромосом. |
| Почему у одинаковых по окрасу пар собак разные щенки? | |
| Если потомство от такого скрещивания окажется однородным, значит, особь гомозиготна, ее генотип – АА. | Если в потомстве будет 50% особей с доминантными признаками, а 50% – с рецессивными, значит, особь гетерозиготна, ее генотип – Аа. |
При неполном доминировании в F2 расщепление по фенотипу и генотипу совпадает и составляет 1:2:1.
Дигибридное скрещивание (× по двум парам признаков)Решетка Пеннета
III закон Менделя – закон независимого комбинирования признаков (наследования, расщепления):
«При дигибридном скрещивании расщепление по каждому признаку идет независимо от другого признака».
Дигибридное скрещивание есть два независимо идущих моногибридных скрещивания, результаты которых как бы накладываются друг на друга. В отличие от I и II законов, которые справедливы всегда, III закон справедлив только для тех случаев, когда изучаемые гены расположены в разных парах гомологичных хромосом. Задание для закрепления изучаемого материала Какое расщепление по генотипу и фенотипу в F2 следует ожидать при дигибридном скрещивании при неполном доминировании?| АА – красный плод Аа – розовый плод аа – белый плод ВВ – нормальная чашечка Вв – промежуточная чашечка вв – листовидная чашечка | АА – красный цветок Аа – розовый цветок аа – белый цветок ВВ – широкий лист Вв – средний лист вв – узкий лист |
soburbiology.blogspot.com
Генетика – наука о наследственности и изменчивости. Предмет, объекты и задачи генетики
Генетика – наука о наследственности и изменчивости. Предмет, объекты и задачи генетики раздел Биология, ВВЕДЕНИЕ В ГЕНЕТИКУ ….
ВВЕДЕНИЕ В ГЕНЕТИКУ
1. Генетика – наука о наследственности и изменчивости. Предмет, объекты и задачи генетики
2. Генетическая информация; её свойства
3. Основные типы наследования признаков
4. Разделы генетики. Генетика – фундамент современной биологии
5. Методы генетики
6. Краткая история генетики. Особенности развития отечественной генетики
Генетика – наука о наследственности и изменчивости.
Способность к воспроизведению с изменением – это одно из основных свойств биологических систем. Принцип Франческо Реди – «подобное порождает… – на молекулярном уровне молекулы ДНК воспроизводят сами себя; – на клеточном уровне любая клетка происходит от клетки; Что же позволяет биологическим системам воспроизводить подобные системы? Очевидно – наличие некоторой информации. Информация – это идеальное(нематериальное) понятие, то есть информация не… Существует множество подходов к определению понятия «информация». Мы будем рассматривать информацию как некоторую… Существует множество типов наследования признаков: прямое, непрямое и сложное. Прямое наследование, при котором варианты признаков сохраняются в неизменном виде из поколения в поколение – это самый…Прямое наследование при вегетативном размножении растений
Пример 1. Розы сорта «Чайнэтаун» характеризуется ярко-желтыми цветками. При вегетативном размножении из черенков этого сорта всегда вырастают растения с ярко-желтыми цветками.
Пример 2. Некоторые сорта ивы плакучей характеризуются ярко-желтыми побегами. При вегетативном размножении из черенков этих сортов всегда вырастают деревья с плакучей кроной и ярко-желтыми побегами.
Прямое наследование при самоопылении у растений
Пример 1. Сорта гороха с зелеными семенами и белыми цветками при самоопылении всегда дают в своем потомстве зеленые горошины, из которых вырастают растения с белыми цветками.
Пример 2. Сорта томатов с желтыми продолговатыми плодами при самоопылении всегда образуют семена, из которых вырастают растения с желтыми продолговатыми плодами.
Пример 1. При скрещивании чистопородных коров и быков черно-пестрой породы все их потомки характеризуются черно-пестрой мастью. Пример 2. При перекрестном опылении чистосортных растений томатов с красными…
Разделы генетики.
Генетика – фундамент современной биологии.
Вся генетика (как и любая наука) подразделяется на фундаментальную и прикладную. Фундаментальная генетика изучает общие закономерности наследования признаков у лабораторных, или модельных видов:… Совокупность методов исследования наследственных свойств организма (его генотипа) называется генетический анализ.В зависимости от задачи и… Основу генетического анализа составляет гибридологический анализ, основанный… 1. Использование в качестве исходных особей (родителей), форм, не дающих расщепления при скрещивании, т.е. константных…Краткая история генетики.
Явления наследственности и изменчивости признаков были известны с древнейших времен. Сущность этих явлений была сформулирована в виде эмпирических… Натурфилософы античного мира пытались объяснить причины сходства и различия… В Новое время в Англии (Т. Найт), Германии (Й. Кёльрейтер), Франции (О. Сажрэ) были разработаны методики постановки… В 1920–1930-е гг. наша страна лидировала по всем разделам генетики Кольцов Николай Константинович (1872–1940) – предсказал свойства носителей… Вавилов Николай Иванович (1887–1943) – сформулировал закон гомологических рядов, разработал учение о виде как… Неполное доминирование(указаны гены, контролирующие признак) … Родословная – это схема, отражающая связи между членами семьи. Анализируя родословные, изучают какой-либо нормальный или (чаще) патологический… Генеалогические методы используются для определения наследственного или… При составлении родословных применяют стандартные обозначения. Персона (индивидуум), с которого начинается… Близнецы – это два и более ребенка, зачатые и рожденные одной матерью почти одновременно. Термин «близнецы» используется по отношению к человеку и… Однояйцевые (монозиготные, идентичные) близнецы возникают на самых ранних… Разнояйцевые (дизиготные, неидентичные) близнецы возникают иначе – при оплодотворении двух или нескольких одновременно… Обращает на себя внимание высокая степень сходства однояйцевых близнецов по… Кроме морфологических признаков, а также тембра голоса, походки, мимики, жестикуляции и т. д. изучают антигенную… Изменение кариотипа, как правило, связано с развитием генетических заболеваний (см. ниже). Благодаря культивированию клеток человека in vitro можно быстро получить… Цитогенетические методы используются и для описания интерфазных клеток. Например, по наличию или отсутствию полового… В гибридных клетках, полученных из разных штаммов разных видов, один из родительских геномов постепенно теряет хромосомы. Эти процессы интенсивно… Дополнительная информация о локализации генов может быть получена при анализе… Генные мутации. Около 1% новорожденных заболевают вследствие генных мутаций,… В популяциях человека наблюдается высокий уровень полиморфизма по многим генам: то есть один и тот же ген представлен разными аллелями, что приводит… В популяциях человека действуют различные формы естественного отбора. Отбор… Популяционные методы позволяют оценить частоты одних и тех же аллелей в разных популяциях. Кроме того, популяционные… Примерно 10% болезней человека определяются патологическими генами либо генами, обусловливающими предрасположенность к определенным болезням.… Собственно генетические заболевания практически на 100% зависят от генотипа.… Заболевания с наследственной предрасположенностью зависят и от генотипа, и от среды, например: гипертоническая… Еще в 1883 г. Фрэнсис Гальтон выдвинул идею о необходимости улучшения человеческого рода генетическими методами. Им же предложен термин «евгеника»,… Однако данные популяционно-генетических исследований позволяют утверждать, что… С точки зрения генетики человека ни одна группа людей, несмотря на определенные различия между ними, не имеют…Введение
Психогенетика является обязательной дисциплиной в государственном стандарте подготовки психологов. Почему изучение этого предмета столь важно для базового образования современного психолога? На наш взгляд, тому есть две причины. Во-первых, психогенетические исследования ведутся в основном психологами. Профессиональные генетики часто почти не осведомлены о достижениях в этой области. Психогенетика за последние годы значительно обогатила психологию множеством фактов, касающихся, в частности, изучения различных аспектов влияния среды на ход развития. Поэтому общее образование психолога должно включать в себя и знания по психогенетике. Во-вторых, и это, пожалуй, главное, знакомство с психогенетикой помогает в формировании мировоззрения будущего психолога. Психогенетика закладывает основы методологии изучения человека как существа биосоциального и позволяет не только обогатить теоретические основы психологии, но и заложить фундамент для применения знаний из области психогенетики в практической работе психолога. Практический психолог, работая с клиентом или с группой, манипулирует различными средствами среды, формируя или корректируя те или иные психологические качества человека, т.е., выражаясь языком генетики, его поведенческий фенотип. Фенотип же есть результат взаимодействия генотипа и среды. Таким образом, работая со средой, психолог должен учитывать и наследственность человека. Человек — это сложная, самоорганизующаяся, живая система, которая, в отличие от других живых организмов, включена, кроме биологического, еще и в социальный контекст. Это означает, что формирование индивидуальности человека происходит в контексте сложных многоуровневых взаимодействий. Чтобы лучше представлять себе, как на каждом этапе развития возникает тот или иной конечный результат этих взаимодействий, необходимо уметь оперировать основными понятиями и фактами психогенетики. Поэтому полноценное образование психолога обязательно должно включать и знания из этой области науки.
Место психогенетики в генетике обозначить несколько сложнее. Генетика как наука изучает закономерности наследственности и изменчивости.… Нужно отметить, однако, что в современной зарубежной научной литературе,… В отечественной психологии для обозначения дисциплины в высшей школе прочно закрепилось название… В истории человечества попытки применения евгенических мер для улучшения породы людей предпринимались неоднократно. Достаточно вспомнить древнюю… Безусловно, на возникновение евгенического движения в конце XIX — начале XX… Евгенические идеи, зародившиеся в умах ученых и врачей, были подхвачены обществом. Несмотря на то, что знаний о… В чем причина разыгравшихся трагедий? Пожалуй, главным образом, во всеобщей невежественности, некомпетентности, недоверии к мнению настоящих ученых… Из всех областей генетики, пожалуй, одно из лидирующих мест по своему влиянию… Зарубежная генетика поведения человека (психогенетика), в особенности в США, постоянно оказывается включенной в… Поскольку генетика поведения животных и психогенетика используют совершенно различные экспериментальные приемы и решают разные задачи, у них… В генетическом аппарате мыши и человека много общего. Примерно 90% генов… Генетика поведения животных своими корнями уходит в глубокую древность, поскольку выведение пород домашних животных… Первый этап (1865 — начало 1900-х) связан с научной деятельностью Ф. Гальтона и его учеников. В 1865 г. увидела свет первая научная публикация по… Второй этап — до конца 30-х гг. ХХ столетия — характеризуется интенсивным… Благодаря совместным усилиям генетиков и математиков, совершенствовались методы количественной генетики. Это в… В 1913 г. молодой приват-доцент Петербургского университета Ю.А. Филипченко начал читать первый в России университетский курс по генетике, в 1914 г.… В ноябре 1921 г. при Институте было создано Русское Евгеническое общество,… В работе Русского Евгенического общества принимали участие и видные психологи того времени. В год 100-летия Ф.…
Выводы
1. Психогенетика как область науки. Предмет психогенетики.
В психологии психогенетика является частью дифференциальной психологии и изучает роль наследственности и среды в формировании межиндивидуальной вариативности психологических и психофизиологических характеристик человека.
В генетике психогенетика (генетика поведения человека) является частью более широкой области — генетики поведения, объединяющей в себе, кроме психогенетики, генетику поведения животных и нейрогенетику.
Генетика поведения (behavioral genetics) объединяет те разделы генетики, которые изучают наследственные основы любых проявлений жизнедеятельности животных и человека, в осуществлении которых принимают участие мозг и нервная система. Генетика поведения включает в себя все уровни изучения, начиная от молекулярного и нейронного, и кончая собственно психологическим.
2. История возникновения психогенетики.
Основой возникновения психогенетики как науки послужила эволюционная теория Ч. Дарвина.
Автором первого научного исследования по психогенетике («Наследственность таланта» — Hereditary Genius, 1869) и основоположником психогенетики является Фрэнсис Гальтон.
Ч. Дарвин и Ф. Гальтон разделяли теорию «слитной» наследственности, согласно которой вещество наследственности смешивается у потомков подобно двум взаиморастворимым жидкостям.
3. Евгеническое движение.
Евгеника — это область науки и общественное движение конца XIX — начала ХХ века. Целью евгеники было улучшение человеческого рода. Термин «евгеника» был предложен Ф. Гальтоном в 1883 году.
В евгенике существовали позитивное и негативное направления. Основными задачами позитивной евгеники являлось создание условий для поощрения браков людей с желательными качествами, а также изучение наследственности человека и пропаганда медицинских знаний. Негативная евгеника была направлена на пресечение браков и появления потомства у людей с нежелательными качествами. Мероприятия негативной евгеники включали ограничения иммиграции и насильственную стерилизацию.
К концу 20-х годов ХХ века евгеника как наука прекратила свое существование в связи с тем, что в ряде стран (США, Германия) евгенические мероприятия начали носить откровенно экстремистский характер. В фашистской Германии евгеническими идеями оправдывалось уничтожение целых наций и народностей.
4. Генетика и общество.
Достижения генетики человека и психогенетики, в том числе, влияют на общественное сознание.
Межгрупповые различия (между расами, полами, этническими группами) часто преувеличиваются и ошибочно целиком связываются с наследственностью, что влечет за собой социальную дискриминацию отдельных групп населения.
Бурное развитие генетики человека в конце ХХ века привело к оживлению евгенического движения.
5. Психогенетика в проекте «Геном человека».
В конце 80-х годов ХХ века был заложен международный проект «Геном человека», призванный расшифровать нуклеотидные последовательности ДНК человека. Генетика поведения в этом проекте явилась одним из важных направлений исследования. В 2000 году усилиями ученых всего мира удалось «прочитать» геном человека.
В настоящее время молекулярные исследования в психогенетике являются ведущими. Благодаря этому, психогенетика, опиравшаяся ранее лишь на вариационно-статистические методы, получила мощный методический аппарат для исследования глубинных механизмов наследования поведенческих и психологических характеристик человека.
6. Психогенетика и генетика поведения животных.
Применение моделирования на животных является одним из важных методов изучения наследования поведенческих особенностей человека. В основе модельных экспериментов лежит общность многих биохимических и физиологических характеристик млекопитающих, включая человека.
В генетике поведения животных применяются методы селекции, экспериментальные скрещивания животных с контрастными формами поведения, манипуляции со средой, изучение мутантных форм и др.
7. Основные этапы становления и развития психогенетики.
Историю становления и развития психогенетики можно условно поделить на пять этапов.
На первом этапе (1865-1900-е годы) Ф. Гальтоном и его учеником К. Пирсоном были разработаны основные вариационно-статистические подходы к изучению наследственности количественных признаков человека (в том числе психологических).
На втором этапе (до конца 30-х годов ХХ столетия) совместными усилиями генетиков, психологов, математиков окончательно сформировались основные методы психогенетики — близнецовый, приемных детей, методы корреляционного и регрессионного анализа, анализа путей и др. С развитием психодиагностики в психогенетике началось накопление фактического материала.
Третий этап (до конца 60-х годов) характеризуется экстенсивным развитием. Идет накопление фактического материала. Большое внимание уделяется изучению роли наследственности и среды в индивидуальной вариативности интеллекта и психических заболеваний.
На четвертом этапе (до конца 80-х годов) в психогенетике вновь большое внимание уделяется совершенствованию методологии науки и поиску новых путей исследования. Совершенствование информационных технологий стимулировало применение методов компьютерного моделирования. Доминирующими направлениями становятся изучение роли наследственности и среды в развитии, включая различные виды нарушений развития, все более популярными становятся лонгитюдные исследования, более подробно анализируются различные аспекты средовых влияний.
Пятый этап (начиная с 90-х годов ХХ века по настоящий момент) совпадает с интенсивной разработкой проекта «Геном человека». Преобладающим направлением исследований является геномное, включающее поиск конкретных генов, связанных с регуляцией поведенческих характеристик («поведенческая геномика»). Большое внимание уделяется также возможности коррекции генетических нарушений с помощью средовых воздействий («средовая инженерия»). Современный этап развития психогенетики требует параллельного решения многих юридических, этических и социальных вопросов.
8. Психогенетика в России.
Генетика как самостоятельная научная дисциплина начала развиваться в России в 10-х годах ХХ столетия.
Первые психогенетические исследования в России были связаны с развитием евгенических идей. В конце 20-х годов евгеническое направление теряет свою популярность. Основным центром психогенетических исследований становится Медико-генетический институт в Москве, где начали проводиться широкомасштабные близнецовые исследования.
В связи с политическими репрессиями в СССР в конце 30-х годов отечественные исследования по психогенетике были прерваны вплоть до 1972 года. В 1972 году в стенах старейшего в России Психологического института Российской академии образования была открыта первая самостоятельная лаборатория психогенетики под руководством И.В. Равич-Щербо.
Список литературы
1. Большой толковый психологический словарь / Пер. с англ.А. Ребер. ООО «Изд-во АСТ»: Изд-во «Вече», 2001.
2. Воронцов Н.Н. Развитие эволюционных идей в биологии. М., 1999.
3. Гайсинович А.Е. Зарождение и развитие генетики. М.: Наука, 1988.
4. Гальтон Ф. Наследственность таланта. М., 1996.
5. Генетика поведения: количественный анализ психологических и психофизиологических признаков в онтогенезе / Под ред. С.Б. Малыха. М., 1995.
6. Зорина З.А., Полетаева И.И., Резникова Ж.И. Основы этологии и генетики поведения. М.: МГУ, 1999.
7. Егорова М.С. Генетика поведения: психологический аспект. М., 1995.
8. Егорова М.С. Психология индивидуальных различий. М., 1997.
9. Канаев И.И. «Френсис Гальтон».Л., 1972.
10. Корочкин Л.И., Михайлов А.Т. Введение в нейрогенетику. М.: Наука, 2000.
11. Лолер Дж. Коэффициент интеллекта, наследственность и расизм.М., «Прогресс», 1982.
12. Лукреций. О природе вещей / Пер.Ф.А. Петровского. М.: Изд-во АН СССР, 1958.
13. Малых С.Б., Егорова М.С., Мешкова Т.А. Основы психогенетики. М., 1998.
14. Равич-Щербо И.В., Марютина Т.М., Григоренко Е.Л. Психогенетика. М., 1999.
15. Роль среды и наследственности в формировании индивидуальности человека / Под. ред. И.В. Равич-Щербо. М., 1988.
16. Фогель Ф., Мотульски А. Генетика человека. Т.1. М.: «Мир», 1989.
allrefers.ru
Генетика наука о закономерностях наследственности
Генетика наука о закономерностях наследственности и изменчивости организмов Закономерности наследования признаков. Взаимодействие генов
Монах-августинец Сэр Френсис Грегор Мендель Гальтон
До Менделя – признаки могут передаваться по наследству Френсис Гальтон разработал принципы 1865 г. – Грегор Мендель близнецового и Доклад об опытах на генеалогического растительных гибридах — открытие методов. законов наследственности. Попытался применить их практически на человеке. Разработал основные принципы гибридологического метода 1900 г. – Повторное и применил практически на горохе открытие законов Менделя биологами Гуго де Фризом, Карлом Корренсом и Эрихом Чермаком.
1 -й Закон Менделя закон единообразия гибридов первого поколения. Р: ♀ желтый Х ♂ зеленый F 1 : Aa желтый
Закономерности наследования, открытые Менделем Моногибридное скрещивание 1. Правило единообразия гибридов первого поколения (1 закон Менделя) Гибриды первого поколения единообразны. У них проявляется признак только одного из родителей Признак (и наследственный задаток — ген), который проявляется – доминантный (А), который подавляется – рецессивный (а)
2 -й закон Г. Менделя – закон расщепления У гибридов второго поколения происходит расщепление: соотношение особей с доминантными и рецессивными признаками равно 3: 1 F 1 Желтый горох x Желтый горох F 2 : Желтый Зеленый 3 : 1
Закономерности наследования, открытые Менделем 3. Гипотеза чистоты гамет — для объяснения результатов скрещивания Каждый признак определяется 2 наследственными задатками (генами). При образовании гамет в них попадает один ген из пары. При оплодотворении объединяются два гена от родителей Гаметы гетерозиготной особи являются чистыми – в них попадает только один ген из пары
1 -й Закон Г. М. Менделя закон единообразия гибридов первого поколения. Ген Признак A желтый горох а зеленый горох Р: ♀ АА Х ♂ aa желтый зеленый Гаметы: A а F 1 : Aa желтый
2 -й закон Г. Менделя – закон расщепления Желтый горох Желтый горох P (F 1 ): Aa x Aa Гаметы: A a A a F 2 : AA Aa аa Фенотип Желтый Желтый Зеленый 3 : 1 Генотип 1 : 2 : 1 Доминантная Гетерозигота Рецессивная гомозигота
Закономерности наследования, открытые Менделем Ди- и полигибридное скрещивание 4. Закон независимого наследования (3 закон Менделя)
3 -й закон Г. Менделя I Р: ♀ ААВВ (Ж ГЛ) х ♂ аавв (З М) G: ав AВ F 1: Аа. Вв (Ж ГЛ) ♀ Аа. Вв х ♂ Аа. Вв G: AВ Aв АВ Ав а. В ав а. В ав
Расщепление у гибридов второго поколения = 9 : 3 : 1 Расщепление по цвету = 3: 1 = расщепление по форме
Закономерности наследования, открытые Менделем Ди- и полигибридное скрещивание 4. Закон независимого наследования (3 закон Менделя) Расщепление по каждой паре признаков идет независимо от других пар
Значение открытия Менделя 1. Ввел понятия дискретных единиц наследственности (генов) 2. Парность генов у особей. Передача через гаметы одного из двух генов с равной вероятностью 3. Ввел понятия о доминантных и рецессивных признаках, гомозиготных и гетерозиготных организмах 4. Разработал основные принципы гибридологического метода
Этапы развития генетики • 1865 год – открытие законов наследования Г. Менделем • 1900 год – переоткрыты законы Менделя • 1906 год – Бэтсон: генетика • 1909 год – Иогансен: ген, генотип, фенотип • 1910 — 1916 гг. – Томас Морган разрабатывает Хромосомную теорию наследственности. • 1953 год – Уотсон и Крик расшифровывают строение ДНК. В последующем расшифровывается генетический код • 1972 год – открытие ревертазы. Начало генной инженерии • 2000 год – открытие генома человека (конференция по геному в Ванкувере). Развитие геномики и протеомики
Основные понятия генетики 1. Вся наследственная информация записана и хранится на молекулах ДНК (исключение – некоторые вирусы — РНК) 2. Единицей наследственности является ген – участок ДНК, на котором записана информация об одном белке (одной молекуле РНК) 3. Гены (ДНК) располагаются в ядре в хромосомах – ядерная (хромосомная) наследственность. Небольшая часть (менее 1%) располагается в цитоплазме – цитоплазматическая наследственность 4. Реализация наследственной информации: Ген Белок Признак
Основные понятия генетики 5. В соматических клетках хромосомы и гены представлены парами (исключение – половые хромосомы). В половых клетках – в единственном числе. 6. Гены занимают на хромосомах строго определенное место – локус (исключение – мобильные гены) 7. В гомологичных локусах гомологичных хромосом располагаются гены, отвечающие за один признак (аллельные гены). Аллели — различные варианты одного гена
• Аллель — одно из состояний гена. • Аллель может быть доминантным (А) и рецессивным (а). Множественные аллели – более 2 -х в популяции
• Гомозигота – Организм, у которого за признак отвечают аллели одного типа АА аа Гомозигота продуцирует гаметы одного типа
• Гетерозигота – Организм, у которого за признак отвечают аллели различных типов Аа Гетерозигота продуцирует гаметы различных типов: Х = 2 в степени n, где n-число признаков в гетерозиготном состоянии
Множественный аллелизм • Явление, когда за один признак в популяции отвечают более двух аллелей. • Множественные аллели образуются в результате мутаций • Пример, группы крови: • У индивида за группу крови отвечают два аллеля • В популяции людей за группу крови отвечают три аллеля — I 0, IA, IB
Основные понятия генетики 8. Кариотип – набор хромосом, характерный для особи или вида
Основные понятия генетики 9. Генотип – совокупность генов организма 10. Фенотип – совокупность (внешних и внутренних) признаков организма 11. Геном – совокупность генов (или нуклеотидов) в одинарном наборе хромосом данного вида У человека 22 тыс. белок-кодирующих генов, 3 млрд пар нуклеотидов в ДНК (в митохондриях – 37 генов, 16, 5 тыс пар нуклеотидов)
Классификация генов 1. Структурные, кодирующие белки 2. Регуляторные 3. Мобильные 4. Гены, кодирующие р-РНК, т-РНК, нк-РНК
Варианты наследования признаков несколько (плейотропия) признаков 1 пара генов 1 признак (взаимодействие аллельны генов) (взаимодействие неаллельных генов) Несколько пар генов
Плейотропия – множественное действие гена , когда один ген влияет на развитие одновременно нескольких признаков признак 1 Ген БЕЛОК признак 2 признак 3
Взаимодействие генов.
Взаимодействие аллельных генов (Аа) • Полное доминирование • Неполное доминирование • Кодоминирование • Сверхдоминирование • Межаллельная комплементация • Аллельное исключение
Неполное доминирование При неполном доминировании гибриды имеют собственный фенотип, промежуточный между фенотипами родителей. Красные цветы Белые цветы Р: ♀ АА ♂ aa А a Гаметы: Aa F 1 : Розовые цветы
Неполное доминирование (промежуточное наследование).
КОДОМИНИРОВАНИЕ Два гена проявляются в равной степени, не подавляя друга Наследование группы крови по системе (AB 0) Группа Антиген Аллель Генотип крови (белок) I группа 0 I 0 I 0 II группа А IA IA IA , IA I 0 III группа В IB IB IB , IB I 0 IV группа АВ IA + IB IA IB
Межаллельная комплементация • Д – норма, • Д 1 – частичная патология, • Д 2 – частичная патология, • Д 1 + Д 2 = норма
Взаимодействие неаллельных генов • Комплементарность – сочетание доминантных генов разных пар дает новое проявление признака • Эпистаз (доминантный, рецессивный) — гены одной пары подавляют проявление генов другой пары (бомбейский фенотип) • Полимерия — проявление признака зависит от суммарнрого количества доминантных генов разных пар У человека за развитие глаз отвечает 1000 взаимодействующих генов За цвет кожи и глаз отвечает несколько десятков генов, сотни аллелей
1. Комплементарность • R- Розовидный гребень • Р- Гороховидный • R + P • RRPP ореховидный • Rr. Pp Взаимодействие двух доминантных неаллельных генов определяет развитие нового состояния признака в генотипе
Комплементарность у человека • А – развитие улитки • В – развитие слухового нерва • Нормальный слух А + В
Рецессивный эпистаз (Бомбейский феномен) Для синтеза антигенов А и В II и III групп крови необходимо вещество-предшественник, которое детерминируется геном Н. При наличии hh в генотипе, имеющем гены IA и IB , антигены А и В не синтезируются. Фенотипически такие люди имеют первую группу крови. Генотип Фенотип (группы крови) IA IA hh (II) — I IB IB hh (III) — I IA IB hh (IV) — I
Полимерия Пигментация кожи у человека Темный цвет Светлый цвет Р : S 1 S 1 S 2 S 2 S 3 S 3 s 1 s 1 s 2 s 2 s 3 s 3 G : S 1 S 2 S 3 s 1 s 2 s 3 F 1 : S 1 s 1 S 2 s 2 S 3 s 3 мулаты
Способы наследования 1. Независимое (подчиняется законам Менделя) Генетика пола. 2. Сцепленное (подчиняется закону Моргана) Хромосомное определение пола
Сцепленное наследование. Хромосомная теория Т. Моргана 1. Каждый ген занимает строго определенное место на хромосоме — локус. 2. Гены одной хромосомы наследуются совместно, образуя группу сцепления 3. Гены расположены в хромосоме в линейной последовательности;
Хромосомная теория Т. Моргана 4. Число групп сцепления соответствует гаплоидному набору хромосом (+ 1 за счет разных половых хромосом) 5. Сцепление генов может нарушаться в процессе кроссинговера 6. Частота кроссинговера зависит от расстояния между генами: чем дальше гены друг от друга, тем чаще между ними происходит кроссинговер. Относительная единица расстояния между генами – морганида Кроссоверные гаметы – с новой комбинацией генов разных пар в результате кросинговера. Их количество (в %) равно числу морганид: 1 М = 1% кроссоверных гамет
Хромосомное определение пола — пол определяется набором половых хромосом • Половые хромосомы – пара хромосом, различающаяся у мужского и женского пола • Гетерогаметный пол (XY, XO) – разные половые хромосомы, разные гаметы (с Х и Y у мужчин, в соотношении 1: 1) • Гомогаметный пол (XX) – одинаковые гаметы (с Х хромосомой у женщин) • Генетически пол определяется в момент оплодотворения и зависит от сочетания половых хромосом (X + Y = XY, генетическая программа развития мужчин, X + X = XX, генетическая программа развития женщин)
Муха Дрозофила
Кариотип человека (дифференциальная окраска)
Наследование мужского пола у человека Ген — SRY (Y-хромосома) – запускает генетическую программу развития мужского пола Развитие семенников Тестостерон, антимюллеров гормон Вторичные половые признаки ( оволосение, голос, скелет и мускулатура, особенности психики и пр. )
Варианты определения пола 1. Генетическое • Хромосомное определение пола – 4 варианта • Определение пола при партеногенезе – в зависимости от набора хромосом в развивающейся яйцеклетке 2. Средовое – в зависимости от условий среды
Типы наследования 1. Аутосомно-доминантное – АА, Аа (несовершенный дентиногенез) 2. Аутосомно-рецессивное – аа (расщепление челюсти и языка) 3. Х-сцепленное доминантное — XA (гипоплазия эмали) 3. Х-сцепленное рецессивное — Xa (анодонтия) 3. Y-сцепленное (голандрическое) — YA (развитие семенников, сперматогенез)
ген SRY – определяет развитие семенников
Homo sapiens (human) Chromosome: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 X [ Y ] MT Master Map: Genes On Summary of Maps Sequence Download/View Sequence/Evid Region Displayed: 0 -57 M bp ence
Summary of Maps: Map 1: Ideogram Region Displayed: Ypter-Yqter band Map 2: Homo sapiens Uni. Gene Clusters Table View Downl oad/Vi ew Se Region Displayed: 0 -57 M bp quenc e/Evid ence Total Transcript alignments On Chromosome: 501 Uni. Gene Clusters Labeled: 34 Total Transcript alignments in Region: 501 Histogram Data: Tick Width=115, 378 bp/pixel, Max Height=24 transcripts (logarithmic scale) Map 3: Genes On Sequence Table View Downl oad/Vi ew Se Region Displayed: 0 -57 M bp quenc e/Evid ence Total Genes On Chromosome: 496 Genes Labeled: 20 Total Genes in Region: 496
E Cyto Description best Ref. Seq Xp 22. 33; Yp 11. 3 short stature homeobox cytokine receptor-like best Ref. Seq Xp 22. 3; Yp 11. 3 factor 2 colony stimulating factor 2 receptor, alpha, best Ref. Seq Xp 22. 32 and Yp 11. 3 low-affinity (granulocyte- macrophage) interleukin 3 receptor, best Ref. Seq Xp 22. 3 or Yp 11. 3 alpha (low affinity) solute carrier family 25 (mitochondrial carrier; best Ref. Seq Xp 22. 32 and Yp 11. 3 adenine nucleotide translocator), member 6 acetylserotonin O- best Ref. Seq Xp 22. 3 or Yp 11. 3 methyltransferase best Ref. Seq Xp 22. 32 and Yp 11. 3 CD 99 molecule sex determining region best Ref. Seq Yp 11. 3 Y protocadherin 11 Y- best Ref. Seq Yp 11. 2 linked testis specific protein, Y best Ref. Seq Yp 11. 2 -linked 1
Варианты определения пола 1. Генетическое • Хромосомное определение пола – 4 варианта • Определение пола при партеногенезе – в зависимости от набора хромосом в развивающейся яйцеклетке 2. Средовое – в зависимости от условий среды
Типы наследования 1. Аутосомно-доминантное – АА, Аа (несовершенный дентиногенез) 2. Аутосомно-рецессивное – аа (расщепление челюсти и языка) 3. Х-сцепленное доминантное — XA (гипоплазия эмали) 3. Х-сцепленное рецессивное — Xa (анодонтия) 3. Y-сцепленное (голандрическое) — YA (развитие семенников, сперматогенез)
Спасибо за внимание!
present5.com
