25 июня, 2019 17:21
Жоспар
І. Кіріспе……………………………………………………………………..3
ІІ. Негізгі бөлім
Генетика негіздері
2.1. Генетиканың пайда болуы…………………………………………………………….5
2.2. Генетиканың негізгі даму кезеңі……………………………………………………9
2.3. Генетикның даму тарихы…………………………………………………………….11
2.4. Генетиканың негізгі әдістері……………………………………………………….15
ІІІ. Қорытынды ………………………………………………………………………………21
Кіріспе
Генетика бүкіл тірі организмдерге тән қасиеттер-тұқымқуалаушылық пен өзгерткіштікті зеттейтін биология ғылымының бір саласы. Адам баласы әрқашанда тіршіліктің сырын терең ұғынуға, оның құрылымдық-функционалдық ерекшеліктерін, сыртқы ортаға бейімделуін, даму заңдылықтарын т.б. білуге ұмтылып отырған. Тұқым қуалаушылық пен өзгерткіштіктің заңдылықтарын ашып және оларды қоғамды дамыту үшін пайдаланудың жолдарын шешуде генетика ғылымы үлкен роль атқарады. Сондықтан да ол биология ғылымының басқа салаларынның арасында маңызды орын алады.
Жер бетіндегі тірі материяның дамуы, оладың үздіксіз ұрпақ алмастыруымен қатар жүріп отырады. Тіршілік-организмдердің көбеюімен тікелей байланысты. Сол арқылы белгілі бір биологиялық түрге тән белгілер мен қасиеттер ұрпақтан-ұрпаққа беріліп отырады. Басқаша айтқанда ұрпағы белгілі дәрежеде өзінің ата-анасына ұқсас болып туады.
Мұны тұқымқуалаушылық дейді. Көпшілік жағдайда организмнің белгілері мен қасиеттері өзгермей біршама тұрақты түрде беріліп отырады. Басқаша айтқанда ұрпағы белгілі дәрежеде өзінің ата-анасына ұқсас болып келеді. Бірақ, олардың арасында толық ұқсастық ешқашанда болмайды. Бір ата-анадан тарайтын ұрпақтың бір-біріне қандай болмысын белгі –қасиеттінде айырмашылығы да болады.
Организмнің тұқымдаушылық қасиеті өзгермейтін нәрсе емес. Ол сыртқы орта факторларының әсерінен үнемі өзгеріп отырады. Оны өзгергіштік деп атайды. Организмнің көбею барысында бір белгі қасиеттердің тұрақты түрде сақталуына қатар екінші біреулері өзгеріске ұшырайды. Соған байланысты олар жаңырып, түрленіп отырады.
Тұқымқуалаушылық пен өзгерткіштік бірімен-бірі қатар жүретін, бір жағынан бір-бірімен қарама-қайшы, сөйте тұра өзара тығыз байланыст процестер.
Оpганизмдеpдің тұқымқуадаушылығы мен өзгеpгіштігі туpалы ғылымды генетика деп атайды. Грекше genesis –шығу тегіне тән. мұндай атауды 1906 жылы ағылшын оқымыстысы В. Бетсон ұсынға болатын.
2.1. ГЕНЕТИКАНЫҢ ПАЙДА БОЛУЫ
Генетика дербес ғылым ретінде биологиядан ағылшын ғалымы Бэтсонның ұсынысы бойынша 1907 жылы бөлініп шықты. Генетика деп аталуы да осы ғалымның ұсынысы.
Ұрпақтың өз ата-тегіне тартып тууы өте ертеден белгілі болатын. Алайда XIX ғасырға дейін бұл құбылыс зерттелмей келді. Бұл жағдай сол кездегі биология ғылымының өте нашар дамуына байланысты еді. Мысалы, тек 1761 жылы И. Г. Кельрейтер (1733—1860) өсімдіктерде жыныстық айырмашылық барлығын ашып, қолдан тозаңдандыру арқылы ең бірінші рет өсімдіктер буданын алды (темекі және т. б. өсімдіктөр). Ол. Кездегі түрлердің, тұрақтылығы жөніндегі үстем болған пікір тұқым қууды зерттеуге көп бөгет болды. Бұл зерттеулер тек ХҮІІІ ғасырдың аяғында, XIX ғасырдың бас кезінде ғана түрлері эволюциясы жөніндегі қағидаларға байланысты дами бастады. Дегенмен алғашқы зерттеу қадамдары биологияның өте осал дамуына байланысты және клетка құрылысы, оның бөлінуі, ұрықтану процестері жөнінде деректердің жоқтығынан қате болжамдарға әкеліп соқты. Бұл болжамдар биологияның жалпы қағидаларына немесе сырт бақылауларға сүйене жасалған еді.
Өсімдіктер мен жануарлардың ұрықтану процесі және клетка құрамы мен оның бөлінуі жөніндегі зерттеулер тереңдей түсуіне байланысты, цитологиялық деректердің нәтижесінде белгілердің ата-анадан ұрпаққа берілуі жөнінде тұжырымдар жасалына бастады. Бұл тұжырымдар эксперименттік зерттеу жолымен жасанды нәтижелеріе сүйенген. Осылайша тұқым қуалаудың, корпускулалық ілімі (Г. Спенсер, Ч. Дарвин), клеткадағы арнаулы тұқым қуу заты болуын (К. Негели идиоплазма), ол материалдық клетка ядросында орналасқанып, одан кейін дәлірек — хромосомалар да (А. Вейсман, Г де Фрпз) болатыны жөнінде пікір айтылғаи. XIX ғасырдың ортасында Г. Спенсер тұқым қуу заты өз бетімен еселене алатыны жөнінде айтқан болатын, бірақ ол кезде бұл пікірді басқа ғалымдар қолдамаған. Бұл ғалымның ойының дұрыстығы тек қана 80 жылдай уақыт өткеннен соң ғана эксперименттік жолмен дәлелделді. Сондықтан XIX ғасырдың алғашқы жартысындағы әртүрлі өсімдіктердін, тұқым қууы жөніндегі жүргізілген жұмыстар (Сажре, Ш. Нодеп т. б.) елеусіз қалды.
Тұқым қуудың негізін түсіну үшін Грегор Мендельдің (1822— 1884) жүргізген тәжірибелері үлкен әсер етті. Оның өсімдіктерді будандастыру арқылы ашқан заңдылықтары осы күнгі зерттеулерге де арқау болып келеді. Ұлты чех, Брюнне (қазір Брно) қаласындағы францискан монастырының монахы, табиғаттану сабағын бере жүре бағбандықпен айпалысқан. Ол көп жылдар бойы бос уақытының бәрін әр түрлі мәдени өсімдіктерді шағы-лыстырып (будандастырьш), қолдан тозаңдандыру арқылы көп тәжірибе жұмыстарын жүргізген. Негізгі тәжірибе құралы ретінде ол бұршақтың бір-бірінен әртүрлі белгілері арқылы айырмасы бар түрлерін пайдаланған. Осының арқасында Г. Мендель қатаң тәртіппен ұрпақтан ұрпаққа берілетін белгілі бірліктер болатындығы туралы ілім жасаған. Бұл бірліктерді ол тұқым қуу факторлары деген, кейіннен бұл факторлар ген деп аталды.
Генді зерттеу тарихының атомды зерттеу тарихымен кейбір ұқсастығы бар. Әуелі тұқым қуалаушылықтың қарапайым бірлігі болуы керек деген болжау пайда болды. Ғылымның- дамуына байланысты олардың материалдық структурасы, құрамы ашылды, оның адам басқара алатындай өте ұсақ бірліктерге бөліне алатындығы анықталды.
1865 жылдары Г. Мендель бұршақ өсімдігі белгілерінің тұқымнан тұқымға берілуін мұқият зерттеп, аталык, және аналық өсімдіктердің белгілерінің келесі тұқымдағы таралу заңдылығын ашты. Өсімдік клеткаларының ішінде сол өсімдіктің белгілерін тұқымнан тұқымға сақтап, жеткізуші әлдебір зат болатынын дәлелдеп Г. Мендель оған «тұқым дуу факторлары» деп атберген еді. Мендельдің қол жеткен нәтижелері ғалымдардың назарына бірден іліне қойған жоқ.
1900 жылы бір мезгілде бір-бірінен тәуелсіз үш мемлекеттің ғалымдары: Г де Фриз — Голландияда, К. Корренс — Германияда және Э. Чермак — Австрияда Мендельдің жасаған тәжірибесін қайталап, тұқым қуалау ережелерін құрастырды. Бұлар Мендель негізін салған ережелерден еді. Сондықтан де Фриздің, Корренстің және Чермактың еңбектері басылып шыққан 1900 жыл ресми түрде эксперименталды генетиканың дербес ғылым ретінде танылған уақыты деп саналады.
XVIII—ғасырдың басында неміс зоологы А. Вейсман клеткаларда болатын ерекше заттар тұқым қуалаушылықтың негізі болуы керек деп, тұқым қуалаудың құпиясын клеткалардағы молекулалардан іздеу туралы дұрыс ұсыныс жасаған еді.
Әрине, «Мендель заңдарының екінші рет ашылуы» кезеңінде биология ғылымдарының жалпы жағдайы Мендельдің тұсындағымен салыстырғанда тіпті өзгеше болатып. Тұқым қуалау жөніндегі қағидалар ол кезде кеңінен зерттеліп танылғап, сондықтан Мендель ашқан тұқым қуу заңдарын толық мойындауға ол кездегі көзқарас қарсы келмеді. Микроскоп арқылы клетканың және ядроның құрылысы, хромосомдардың митоз бен мойоз (клеткалар бөлінуі) кезіндегі әрекеттері ол кезде толық ашылып анықталған болатын. Оның үстіне «Мендель заңдарының екінші рет ашылуы» бір-екі объектілерде ғана емес, мәдени өсімдіктердің көптеген түрлерінде көрсетілді. Кейініректе Мендель заңдарын жақтайтын жұмыстар көптеген өсімдіктер мен жануарлар өкілдерімен де жүргізіліп дәлелденді.
Тұқым қуалау жөнінде ғылыми тәжірибе жүргізуде аса маңызды қадам жасаған америка ғалымы Толмас Гент Морган 1866— 1945), тұқым қуудың хромбсомалық теориясын ашты. Тұқым қууды ғылыми тәжірибе арқылы дәлелдеуге өто қолайлы объектінің бірі — жеміс шыбыны — дрозофила болатын. Морган осы жеміс шыбынымен тұқым қууды зерттеу үшін 1909 жылдан бастап жан-жақты тәжірибелер жүргізді. Осы зерттеулердің арқасында тұқым қуу факторлары — гендер хромрсомалардың ішінде болатынын және олар хромосомалардың азғана бөлшектері (участкелері) екенін дәлелдеп хромосомалар картасын жасады. Бұл карталарда әр геннің өзінің белгілі орны болатыны көрсетілді.
Жеміс шыбыны — дрозофиланың генетикасын зерттей бастағанда Морган тобы өте көп емес еді. Ең бірінші көмекші лаборанты Кальвин Б. Бриджес болатын, соңынан бұларға тағы екі ғалым Герман Меллер және А. X. Стертевант қосылды. Бұл зерттеулер Колумбия университетінің шағын лабораториясында жургізілді.
Дрозофила өте қолайлы объекті болып шықты. Жеміс шыбыны мен ғылыми тәжірибе жүргізу жөніндегі ой Морганға 1909 жылы колген. Тәжірибе өте жылдам жүріп, тез араның ішінде көп нәтижеге жеткізді. 1911 жылдың басында осы зерттеулердің алғашқы қортындылары да белгілі болды. Дрозофиланың барлық белгілері төрт топқа бөлінді. Бұл топтар тіркес тұқым қуу топтары деп аталады. Сөйтіп, тұқым қуудың тағы бір ерекшелігі — тіркестік заңдылығы ашылды. Егерде дрозофила клеткасына мик-роскод арқылы үңілсе, онда төрт жұп хромосомалар көрінеді. Сонымен тіркес топтар осы төрт жұп хромосомаларға сәйкес болып шықты. Солай болуы да керек, себебі гендер бір хромосомада болса, онда олар бір-бірімен ажыраспай келесі ұрпаққа тіркес берілуі тиіс. Осылайша тұқым қуудың хромосомалық теориясы дәлелдепіп, бұл жөнінде алға қарай адымды қадам жасалды.
2.2. Генетиканың негізгі даму кезеңі
Генетиканың дамуына гибридологиялық талдау әдісінің үлкен маңызы болды. Осы бастапқы кезеңдердің өзінде гибридологиялық талдау қортындылары мен цитология жетістіктері нәтижесінде цитогенетика ғылымы жарыққа шықты. Цитогенетика белгілердің тұқым қуу ерекшеліктері мен мейоз (жыныс клеткалардың бөліну түрі) кезіндегі хромосомалар әрекетін байланыстырды. Хромосома теориясы белгілердің ажырау құбылысына, қасиеттердің тәуелсіз тұқым қууына түсінік берді. Генетиканың дамуында генді рентген сәулелерімен зерттеудегі мутагендік әдістерінің ашылуы ерекше кезең болды. Осының нәтижесінде генді сыртқы факторлар әсерімен өзгертуге болатыны анықталды. Осындай зерттеулер арқасында генетиканың радиациялық және химиялық мутагенез саласы дамыды. Бұған совет генетиктері В. В. Сахаров (1923), М, Е. Лобашөв (1934), С. М. Гершензон (1939), И, А. Рапопорг (1943), ағылшын ғалымы Ш. Ауәрбах (1944) зор еңбек сіңірді. Бұл ғалымдар геннің өте күрделі де, нәзік құрылысын зерттеуге жол ашты, Ген теориясы дамуында совет ғалымдары А. С. Серебровский мен Н. П. Дубйнин (1929—1931) еңбектері ерекше орын алады. Олар алғаш рет геннің құрылысы жөніндегі теория негізін қалады.
Генетика Дарвиннің эволюциялық теориясының қалыптасуына және оның дамуына да үлкен үлес қосты. Эволюциялық генетика эволюция барысындағы сұрыптаудың генетикалық механизмін, жеке геннің, гендер жүйесінің қызметін және мутациялық процестерді зерттейді. Совет ғалымы С. С. Четвериковтың еңбектері (1926) менделизм мен Дарвин ілімін алғаш байланыстырып үйлестірді.
Генетика қалыптасуының алғашқы кезеңдерінен бастап-ақ селекцияға теориялық негіз болды. Генетика мен селекцияның біртұтастығы совет ғалымы Н. И. Вавилов (1887—1943) еңбектерінен айқын көрінеді. Н. И. Вавиловтың басқаруымен дүние жүзіндегі мәдени өсімдіктерді олардың жабайы туыстарын зерттеу, селекцияда пайдалану жұмыстары жүргізілді. Н. И. Вавилов генетикалық зерттеулер нәтижесінде тұқым қуудың гомологиядың қатарлары (1920) және мәдени өсімдіктердің таралған орталықтары жөніндегі заңды ашты. Совет ғалымы Н. К. Кольцов (1927— 1935) хромосоманың молекулалық құрылысы жөнінде алғаш пікір айтты. Алыс туысты организмдерді будандастыру теориясының негізін қалаушылар Г. Д. Карпеченко мен И. В. Мичурии болды. Жануарлар селекциясының генетикалық негізін қалыптастыруда совет ғалымдары М. Ф. Иванов, А. С. Серебровский, П. Н. Кулешов, Б. Н. Васин үлкен үлес қосты.
Генетикалық зерттеулерде микроорганизмдер мен вирустарды пайдалану және физика, химия, математика әдістерінің генетикаға енуі молекулалық генетиканың дамуына себеп болды. 1944 жылы америка ғалымдары: К. Т. Эйвери, К. М. Маклеод және М. М. Маккарти генетикалық хабаршы ретінде ДНК-ның ролін дәлелдеді. 1953 жылы Д. Уотсон және Ф. Крик ДНК-ның молекулалық құрылысын ашты. Д. Уотсон клеткалардағы ең басты процестің өрнегін былай жазық көрсеткен еді: ДНК® РНК® белок. Ген теориясына сүйене отырып, ДНК молекуласына структуралық талдау жасаған осы жұмыстар молекулалық генетиканың пайда болуына көп ықпалын тигізді. 1961 жылы О. Кельнер клетканың репарациялық (өзін-өзі емдеу) жүйесін ашты. 1961—64 жылдары генетикалық код құпиясы ашылды. (Г. Гамов, М. Нирнберг, X. Г. Корана) Индиялық ғалым X. Г. Корана (1968) ашытқы (дрожжи) клеткасынан генді химиялық жолмен синтездеді. 1970 жылы X. Темин РНК-ны негізге ала отырып РНК-дан ДНК синтездейтін фермент — кері транскриптазаны (ревертаза) тапты. Бұл жаңалық генді ферменттік синтездеуге жол ашты.
Генетиканың қазіргі кезеңін әдетте молекулалық генетика кезеді деп атайды. 20—30 жылдары біздің елімізде генетика ерекше дамып, дүние жүзіндегі генетика ғылымына жетекші болды. Бірақ 1930 жылдан бастап, әсіресе 1948 жылғы тамыз айындағы ВАСХНИЛ сессиясынан кейін генетиканың дамуы тежеліп, 1964 жылдан қайта дами бастады.
2.3.Генетиканың даму тарихы
Тұқымқуалаушылық жайлы алғашқы түсініктер көне дәуірдегі ғалымдар- Демокрит, Гиппократ, платон, Аристотельдің еңбектерінде кездеседң. Гиппократ, жұмыртқа клеткасы мен спермия организмнің барлық бөліктерінің қатысыуымен қалыптасады және ата-ананың бойындағы белгі-қасиеттері ұрпағына тікелей беріледі деп есептеді. Ал Аристотельдіңкөзқарасы бойынша белгі қасиеттердің тұқым қуалауы тікелей жолмен жүрмейді, яғни тұқымқуалайтын материал дененің барлық бөліктерінен келіп түспейді, керісінше оның әртүрлі бөлшектерін құрастыруға арналған қоректік заттардан жасалады. Осы мәселе тұрғысында бұдан кейінгі маңызды орын алатын Ч.Дарвиннің пангенезис теориясы. Бұл теория бойынша өсімдіктер мен жануарлардың барлық клеткалары өзінен ұсақ бөлшектер-геммулалар бөліп шығарады. Ал ол геммулалар репродуктивтік органдарға өтеді де, солар арқылы белгілер мен қасиеттер ұрпаққа беіледі. Дарвин кейде гаммулалар «мүлгіген жағдайда» болып еткен алыс ата-ана тентектерінің белгі-қасиеттері қайталана алады деп есептеді.
ХІХ ғасырдың 80-ші жылдарында пангенезис теориясын А.Вейсман өткір сынға алды. Ол организмде тек қана жыныс клеткаларында кездесетін ерекше тұқым қуалайтын заттың болатындығы туралы гипотеза ұсынды. Оны «ұрық плазма» деп атады. А.Вейсман сол кездегі кейбір цитологтар айтқандай тұқым қуалайтын материал клетканың ядросында болатын зат, яғни хромосом оларда жинақталады деген көзқарасты дамытты.
Генетиканың биология ғылымының жеке бір саласы ретінде қалыптасуына ХІХ ғасырдың екінші жартысында ашылған ірі ғылыми жаіалықтар себепкер болды. 1865 жылы чех ғалымы Грегор Мендельдің «Өсімдік гибридтерімен жүргізілген тәжірибелер» деген еңбегі жарық көрді. Онда ол тұқымқуалаушылықтың негізгі заңдарын қалыптастырды. Сөйтіп, Мендель шын мәнінде генетиканың негізін салушы болып есептеледі. Бірақ оның еңбегі 1865 жылдан бастап 35 жыл бойы көпшілік биологтарға соның ішінде Ч.Дарвинге де танымал болмай келді. Дегенмен, Мендельден бұрында тұқымқуалау заңдылықтарына көңіл аударған ғалымдар болды. Олардың ішінде О.Сажре, И.Г.Кельрейтер, Т.Э.Найт, Ш.Ноден, Дж.Госстарды атауға болады. Олар доминаттылық құбылысын, ата-аналардың белгілерінің келесі ұрпақтарда ажырайтындығын байқады. Бірақ олардың жүргізген тәжірибелері Мендель зерттеулеріндегідей аса терең, белгілі бірмақсат көздейтіндей болған жоқ және алынған деректерге нақты өсеп жүргізілмеді.
Г.Мендельдің негізгі бір жетістігі ол дискретті факторлардың тұқым қуалауы жайлы болжамын дәлелдеу үшін гибридологиялық талдау тәсілін қолданды. Мендель ашқан тұқым қуалау заңдылықтары тек 1900 жылы ғана өзінің тиісті бағасын алды, себебі үш елдің ғалымдары-Голландиялық –Де-Фриз, Германиялық-К.Корренс және Австриялық Э.Чермак әртүрлі объектілермен тәжірибелер жүргізіп, нәтижесінде Мендель заңдарының дұрыс екендігін дәлелді. Көп кешікпей бұл заңдылықтардың жануарларға да тән екендігі анықталды. Оны 1902 жылы У. Бетсон тауықтардың айдары пішінінің, ал Кюэно үй тышқандары күндерінің ақ және сүр түстерінің тұқым қуалауы мысалында көрсетті. 1909 ж. У.Бетсон өсімдіктер мен жануарлардың әрқайсысының 100 шақты белгілерінің тұқым қуалауы Мендель заңдарына сәйкес жүретіндігін дәлдейтін ғылыми деректерді жариялады. Сөйтіп Мендель ілімі ғылымнан берік орын алды.
1909 ж. Данич оқымыстысы В.Иогансен биологияда аса маңызды болып есептелетін ген/грекше пепо –тек, шығу тегі/, генотип және фенотип деген ұғымдарды қалыптастырды. Генетика тарихының бұл кезеңінде организмдердің жекелеген белгілерінің ұрпақтан-ұрпаққа берілуіне жауапты тұқым қуалаушылықтың материалдық бірлігі-ген туралы ұғым қалыптасып Мендель ілімінің әрі қарай дамуына мүмкіндік туды. Сол кезде /1901/ Голландия оқымыстысы Да Фриз организмнің тұқымы қуалайтын қасиеттерінің өзгеретіндігін көрсететін мутациялық теориясын ұсынды.
Генетика тарихындағы шешуші бір кезең- Америка генетигі әрі эмбрологы Томас Морганның /1866 -1945/ және оның ғылыми мектебінің тұқым қуалаушылықтың хромсомдық теориясын ашуымен тығызбайланысты. Жеміс шіркеймен жүргізген эксперименттердңі негізінде Морган өзінің шәкірттері К. Бриджес, А. Стертевант, Г. Меллерлермен бірге хомосомалардың бойында гендердің орналасуы реті жайлы ұғымды қалыптастырды және тұқым қуалайтын информацияны алып жүретін ген туралы теорияның алғашқы үлгісін жасады. Кейіннен жеміс шіркейәне тәжірибе жасау кезінде Морган пайдаланға хромосомалардағы гендердің орналасу ретін анықтау принциптері өсімдіктер мен жануарлар объектілерінде де қолданды және оның барлық организмдерге тін екендігі анықталды.
Тұқым қуалайтын өзгерткіштік туралы ілімді дамытушыы Совет оқымыстыы Н.И.Вавилов /1887-1943/. Ол 1920 жылы тұқым қуалайтын өзгерткіштің гомологты қатарлары заңын қалыптастырды. Бұл заң бір-біріне жақын туыстар мен түрлерде болатын тұқым қуалайтын өзгерістердің ұқсас болып келетіндігін дәлелдеді. Сөйтіп ол генетика мен эволюциялық ілімнің ұштасуы үшін жасалған үлкен қадам болды.
Ген теориясын дамыту А.С. Серебровский мен Н.П.Дубиннің эксперименттік және теориялық жұмыстарының үлкен маңызы болды.
30-жылдардың бас кезінде олар тұңғыш рет ген құрылысының күрделі екендігін оның түрлі бөлшектерге бөлінетіндігін дәлелдеді. Сөйтіп, хромосомдық теориядағы генді ең ұсақ, бөілнбейтін тұқым қуалайтын материал деп қарастыратын теріс ұғым жоққа шығарылды.
Генетика тарихындағы үшінші кезең 1953 жыалдан басталады. Ол химия физика, маьематика кибернетика т.б. сияқты нақты жыладардың зертелу әдістері мен принциптерінің пайдалануымен байланысты. Биологиялыық зерттеулерде электрондық микроскоп, рентгенструктуралық анализ, ультроцентррифуга, фотометрлер, радиоактивті изотоптар, витаминдер, ферменттер, аминқышқылдарының таза препараттары кеңінен қолданыла бастады. Сөйтіп, тұқым қуалаушылықтың материалдық негіздерін зерттеу малекулалық деңгейде жүргізілетін болады.
Қазіргі кезеңгі генетиканың дамуы тұқым қуалаушылық пен өзгергіштіқ туралы ілімнің барлық саланарында да зерттеудің молекулалық принциптерінің берік орын алатындығымен сипатталады. Мысалы, генді организмнен тыс қолдан сентездеу мутауцияның молекулалық механизмдері жеке даму процесіндегі геннің қызметі генетикалық материалдардың рекомбинациясының /алмасуы/ репарациясының/ қайта қалпына кеоу/ алғашқы механизмдері, нуклен қышқылдары мен белоктарлы т.б. биополимерлерді қолдан синтездеу, гендік инженерия сияқты проблемаларды зерттеу кең етек алып отыр.
2.4. Генетиканың негізгі әдітері
Генетиканың қазіргі түсінігі бойынша тұқым қуу дегеніміз- барлық оганизмнің өз ұрпақтарында өздеріне ғана тән биосиптезді және зат алмасуын қайталап отыруы. Тұқым қуудың және өзгергіштіктің құблысын молекулалық, клетка, организм (дене) және популяция деңгейлерінде зерттеудің негізгі әдістері мыналар:
- Гибридологиялық (гибрид- будан, бұдара) талдау әдісі- будандастыру, шағылыстары және қолдан тозаңдандыру жүйесін пайдалана отырып тұқым қуу заңдылықтарының анықтау. Сол үшін ұрпақтарды зерттеу. Гибридологиялық талдау негізгі әдіс, оны ең бірінші Г.Мендель қолданған. Басқа әдістер осы гибридологиялық талдауға сүйене отырып жасалынды.
- Цитогенетикалық әдіс- клетканың бөліну кезіндегі хромосомалар әрекетін, олардың саының өзгеруін зерттеу. Бұл әдіс әсіресе хромосомаларды құылысы, не саны өзгеруіне байланысты түрлі тұқым қуатын ауруларды анықтауға қолданыылады.
- Математикалық (статистикалық) әдіс әртүрлі эксперименттер нәтижелерін іріктеуу, өңдеу үшін оларды қорытындылап белгілі бір тұқым жасау, зерттелген белгілер арасындағы байланысьы анықтау және жасалғанқорытындының дұрыстығын тексеру.
- Гениологиялық әдіс — бұл гибридологиялық әдістің бір түрі болып табылады. Ұрпақтың шыққан тегін зерттеу, оның шежіресін білу арқылы белгілердің тұқым қуу қасиеттерін, соның ішінде тұқым қуатын ауруларды зерттеу үшін адамдар мен баяу өсіп дамитын жануарлардың тұқым қуу заңдарын зерттеу.
- Популщиялық әдіс — гибридологиялық әдістің бір түрі. Баяу өсіп дамитын жануарлар мен адамдардың тұқым қуалайтын белгілерін зерттеу.
- Биохимиялық әдіс — гибридологиялық және цитогенетикалық әдістермен қатар жеке организмнің даму, өсу барысындағы клеткалардағы процестерді түбегейлі зерттеу және генетикалық материалдың химиялық құрамын, олардағы пайда болған өзгерістерді бақылау.
- Феногенетикалық әдіс — гендермен қоршаған ортаның организмдегі белгілерге тигізетін әртүрлі әсерін зерттейді. Сондықтан бұл әдісті әртүрлі тұқымдас немесе түрлі қоршаған ортада дербес өскен организмдердің тұқым куу қасиетін білу үшін қолданылады.
Қазіргі кезде генетиканың ауыл шаруашылық жануарлары өсімдіктер және микроорганизмдер селекциясында алатын орыны белгілі. Генетика селекцияның теориялық негізі ретінде танылады. Оиың ішінде өсімдіктермен жануарлар селекциясының генетикалық негіздері дербес дамуда.
Селекциядағы будандастыру және сұрыптау жұмыстары жалпы және популяциялық генетиканың заңдарына сүйенеді. Популяциядағы организмдер генотипі алуан түрлі болса ғана сұрыптау нәтижелі болатынын, фенотип пен генотип сәйкес бола бермейтінін генетика дәлелдеді. Өсімдіктер селекциясындағы жеке дара сұрыптауда генетика таза линия, гомозиготалық пен гетерозиготалық, фепотип пен генотиптің сәйкес еместігі жайлы ұғымдарға негізделген. Белгілердің тәуелсіз тұқым қууы және еркін алмасын қосылуы (комбинация) будандастыруға теориялық негіз болады. Будандастыру, сұрыптау арқылы селекционерлер дәнді және техникалық дақылдардың бағаты сорттарын өсіріп шығарды. (П. П. Лукьяненко, В. С. Пустовойт, М. И. Хаджинов т. б.).
Түрлі түсті қара күзен мен қаракөл қойларын өсіруде олардың боянуынның тұқым қууына негізделген. Гендердің тәуелсіз тұқым қуу және әсер ету заңдары негізінде сапфир, інжу (жемчуг) түсті тағы сол сияқты табиғатта жоқ қара күзендер шығарылды. Алыс туыстарды будандастыру картоп, қызылша, темекі тағы басқа өсімдіктер селекциясында қолданылады. Эксперименттік популяция әдісі әрқылы да мәдени өсімдіктердің бағалы сорттары шығарылды. Қант қызылшасының, қарақұмықтың триплоид сорттары осы жолмен алынды. Өсімдіктердің цитоплазмалық тазалығы (стерильдігі) жайлы зерттеулер де генетиканың табысына жатады.
Организмдердің тұқым қуатын өзгерістерін тездету үшін, жаңа формалар алу үшін физикалық және химиялық мутагенез әдісі қолданылады. Мұндай жасанды мутагенез саласында микроорганизмдерге қатысы жұмыстар табысты болып отыр. Жасанды муьация әдісімен арпаныі, бидайдың, күріштің, сұлының, бұршақтың жаңа сорттары алынды. Жүгері түсімен 30-40 % арттыруға және шошқа мен тауық тұқымын жақсартуға себеп болған басқарылатын гетерозис әдісі де генетика табыстарына негізделген. Генетика адамда тұқым қуу қасиеттерін зерттеуге, тұқым қуатын ауруларды алдын ала емдеуге себебін енгізді. Генетика тіршіліктің түбірлі қасиеті — тұқым қуу, хромосоманың аса күрделі қасиеттеріне байланысты екенін, ол қасиеттер ұзақ эволюция кезінде қалыптасқаны, ұрпаққа беріліп отыратынын дәлелдеді. Сөйтіп материяның химиялық табиғаты мен биологиялық тұрғысына байланысты екенін көрсетті. Тұқым қуу мен өзгергіштіктің диалектикалық бірлігі мен қайшылығына хромосоманың және оның құрамындағы гендердің өзгеру ерекшеліктерімен сондай-ақ гендердің сыртқы орта әсеріне әрекеті дәлел болады, Сол сияқты мутация, будандастыру сұрыптау кездеріндегі тұқым қуу мен тұқым қуатын өзгерістердің ішкі қайшылығы эволюцияны жүргізуші күш болып табылады. Генетика тұқым қуудың заттық негізін анықтап, генетикалық құбылыстар кең процестердің бәрінің де диалектикалық қозғалыс заңына бағынатынын көрсетті. Генетикалық инженерия әдістері биотехнологияда (биологиялық процесстерді ондірісте қолдану жөніндегі ғылыми-техникалық химия институтында адам интерфероның синтездей алатын ішек таяқшасы штаммы шығарылды.
Сондай ақ амин қышқылы, лизин, адамның өсуіне қажет гормон-самототропинді, целлюлозаны қантқа айналдыратын адамға қажет инсулинді (ұйқы безінің гормоны) синтездейтін бактериялар штаммдары алынды. Соңғы кезде вакцина (жұқпалы аурулардан алыдн ала сақтандыру үшін егілетін биопрепарат) және сары су (дәрі есебінде қолданылатын препарат) шығару үшін микробиологиялық синтездеу әдісі дамып келе жатыр.
Ч. Дарвин көрсеткендей эволюция процесі тұқым қуу, өзгергіштік және табиғи сұрыптаумен тығыз байланысты. Оның негізін бағыттаушысы және қозғаушы күші-табиғи сұрыптау. Бірақ эволюциялық процесс жүру үшін организмдер мен түрлер арасында өте ұсақ болса да айырмашылық керек, былайша айтқанда өзгергіштіктің керек. Демек, өзгергіштік тебиғи сұрыптауға керекті материалдар дайынадап беріп тұрды. Эволюция барысында табиғи сұраптау арқылы сақталып қалған тұқым қуалайтын ерекшеліктер ғана маңызды. Осы жерден бастап эволюцияның он бір негізгі бағыттауты күші — тұқым куалаушылық қатысады. Ол табиғи сұраптау арқылы түрдің даму кезіңдегі жеткен жетістіктерінің деңгейін бекітіп (қоршаған ортаға төтеп беруі), өзгергіштіктердің жаңа түрлерінің басқа деңгейде пайда болуын мүмкіндігін туғызады. Сондықтан генетика организмдердің тұқым қууы және өзгергіштігін зерттейтіг ғылым бола тұрып, эволюциялық іліммен өте тығыз байланысады.
Тұқым қуу процесі дегеніміз — тірі организмдердің өзін-өзі не болмаса өзіне ұқсас түрлерді туғызуы.
Өмір деген түсінің өте күрделі. Ол организмдердің өсіп жетілуі, ұзақ мерзімінде үздіксіз өмір сүрумен қатар олардың өзгеруі, қоршаған ортаның өзгеруіне байланысты түрлердің әсері эволюциялық сатыда өэінің орнын табадын. Сол себептен тұқым қуалаудың жан-жақты салаларын зерттейтін генетика ғылымы биология ғылымдарының ішіндегі ең бастысы, ең негізгісі болып табылады. Сондықтан биологияның басқа тараулары осы ғылымға үлкен өзеннің көп салаларындай келіп тоғысады.
Тұқым қуалау және өзгергіштіктің заңдылықтарын талдап зерттеу, жер бетінде тіршіліктің пайда болу процеетерін, түрлер эволюциясын тусіну үшін қажет. Осы заңдылықтады, қолдап сұрыптауды пайдалана отырып өсімдіктедің және жануарлар сұрыптауды пайдалана отырып өсімдіктердің және жануарлардың жаңа түрлерін шығаруға немесе осы күнгі мал және өсімдік түрлерін одан әрі жетілдріруге болады. тұқым қуалаушылықтың бір ерекшелігі оның тұрақтылығы, бұл да сол иабиғи сұрыптаудың салдары. Көп түрлердің ұрпақтарының қоршаған ортаға тек қанатөтеп бергендігі емес, олардың түпкілікті тұқым қуу қасиеттің сақтап қалуының себебі де осында.
Қорытынды
Гендердің тәуелсіз тұқым қуу және әсер ету заңдары негізінде сапфир, інжу (жемчуг) түсті тағы сол сияқты табиғатта жоқ қара күзендер шығарылды. Алыс туыстарды будандастыру картоп, қызылша, темекі тағы басқа өсімдіктер селекциясында қолданылады. Эксперименттік популяция әдісі әрқылы да мәдени өсімдіктердің бағалы сорттары шығарылды. Қант қызылшасының, қарақұмықтың триплоид сорттары осы жолмен алынды. Өсімдіктердің цитоплазмалық тазалығы (стерильдігі) жайлы зерттеулер де генетиканың табысына жатады.
Генетикалық инженерия әдістері биотехнологияда (биологиялық процесстерді ондірісте қолдану жөніндегі ғылыми-техникалық химия институтында адам интерфероның синтездей алатын ішек таяқшасы штаммы шығарылды.
Тұқым қуалау және өзгергіштіктің заңдылықтарын талдап зерттеу, жер бетінде тіршіліктің пайда болу процеетерін, түрлер эволюциясын тусіну үшін қажет. Осы заңдылықтады, қолдап сұрыптауды пайдалана отырып өсімдіктедің және жануарлар сұрыптауды пайдалана отырып өсімдіктердің және жануарлардың жаңа ьүрлерін шығаруға немесе осы күнгі мал және өсімдік түрлерін одан әрі жетілдріруге болады. тұқым қуалаушылықтың бір ерекшелігі оның тұрақтылығы, бұл да сол иабиғи сұрыптаудың салдары. Көп түрлердің ұрпақтарының қоршаған ортаға тек қанатөтеп бергендігі емес, олардың түпкілікті тұқым қуу қасиеттің сақтап қалуының себебі де осында. Тұқым қуалайтын өзгерістер кездейсоқ және әр түрлі бағытта жүреді. Түрлер эволюциясы кезінде тұқым қуалайтын өзгерістердің ролі өте зор. Ч.Дарвин тұқым қуалайтын өзгерістер эволюцияға негіз және алғы себеп деп санаған.
Автор публикации
