Тақырып. Кіріспе. Генетика пәнінің мақсаты мен міндеті. Генетиканың биология ғылымдарының ішіндегі орны. Зерттеу әдістері

Лекция жоспары:

1. Генетика пәнінің мақсат міндеттері.

2. Генетиканың даму тарихы.

3. Генетиканың зерттеу әдістері.

Лекция мақсаты:студенттерге генетика пәнінің мақсат міндеттері, зерттеу әдістері және генетиканың биология ғылымдарының ішіндегі орны жайлы түсінік беру.

Лекция мәтіні:

1. Генетика бүкіл тірі ағзаларға тән қасиеттер – тұқымқуалаушылық пен өзгергіштікті зерттейтін биология ғылымының бір саласы. Адам баласы әрқашанда тіршіліктің сырын терең ұғынуға, оның құрылымдық-функциональдық ерекшеліктерін, сыртқы ортаға бейімделуін, даму заңдылықтарын т.б. білуге ұмтылып отырған. Тұқымқуалаушылық пен өзгергіштіктің заңдылықтарын ашып және оларды қоғамды дамыту үшін пайдаланудың жолдарын шешуде генетика ғылымы үлкен роль атқарады. Сондықтан да ол биология ғылымының басқа салаларының арасында маңызды орын алады.

Жер бетіндегі тірі материяның дамуы, олардың үздіксіз ұрпақ алмастыруымен қатар жүріп отырады. Тіршілік – ағзалардың 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 туылады. Мұны тұқымқуалаушылықдейді. Көпшілік жағдайда ағзаның белгілері мен қасиеттері өзгермей біршама тұрақты түрде беріліп отырады, яғни ұрпағы өзінің ата-аналарына ұқсас болып келеді. Бірақ олардың арасында толық ұқсастық ешқашанда болмайды. Бір ата-анадан тарайтын ұрпақтың бір-бірінен қандай болмасын бір белгі-қасиетінде айырмашылығы да болады.

Ағзаның тұқымқуалаушылық қасиеті өзгермейтін нәрсе емес. Ол сыртқы орта факторларының әсерінен үнемі өзгеріп отырады. Оны өзгергіштікдеп атайды. Ағзаның көбеюі барысында бір белгі қасиеттердің тұрақты түрде сақталуымен қатар екінші біреулері өзгеріске ұшырайды. Соған байланысты олар жаңарып, түрленіп отырады.

Тұқымқуалаушылық пен өзгергіштік бірімен-бірі қатар жүретін, бір жағынан бір-бірімен қарама-қайшы, сөйте тұра өзара тығыз байланысты процестер.

Генетика ғылымы (грекше genesis – шығу тегі) ағзалардың тұқымқуалаушылығы мен өзгергіштігін зерттейді. Генетика терминін 1906 ж. ағылшын ғалымы В.Ватсон ұсынған болатын.

2. Тұқымқуалаушылық жайлы алғашқы түсініктер көне дәуірдегі ғалымдар – Демокрит, Гиппократ, Платон, Аристотельдердің еңбектерінде кездеседі. Гиппократ жұмыртқа клеткасы мен спермия ағзаның барлық бөліктерінің қатысуымен қалыптасады және ата-ананың бойындағы белгі-қасиеттері ұрпағына тікелей беріледі деп есептеді.

Генетиканың биология ғылымының жеке бір саласы ретінде қалыптасуына ХІХ ғасырдың екінші жартысында ашылған ірі ғылыми жаңалықтар себепкер болды. 1865 ж. Г.Мендельдің “Өсімдік гибридтерімен жүргізілген тәжірибелер” деген еңбегі жарық көрді. Ол онда тұқымқуалаушылықтың негізгі заңдарын қалыптастырды. Сөйтіп, Мендель шын мәнінде генетиканың негізін салушы болып есептеледі. Г.Мендельдің негізгі бір жетістігі ол дискретті факторлардың тұқым қуалауы жайлы болжамын дәлелдеу үшін гибридологиялық талдау тәсілін қолданды.

1909 ж. Дания ғалымы В.Иоганнсен биологияда аса маңызды болып есептелетін ген, генотип және фенотип деген ұғымдарды қалыптастырды.

Генетика тарихындағы шешуші бір кезең – Америка генетигі әрі эмбриологы Томас Морганның (1866-1945) және оның ғылыми мектебінің тұқым қуалаушылықтың хромосомдық теориясын ашуымен тығыз байланысты.

1920 ж. совет ғалымы Н.И.Вавилов тұқым қуалайтын өзгергіштіктің гомологты қатарлары заңын қалыптастырды.

Ген теориясын дамытуда А.С.Серебровский мен Н.П.Дубининнің эксперименттік және теориялық жұмыстарының үлкен маңызы болды.

Жалпы генетиканың даму тарихын үш кезеңге бөлуге болады. Оның алғашқы екеуі 1900-1953 жылдар аралығын, яғни классикалық генетика дәуірін қамтиды.

Генетика тарихындағы үшінші кезең 1953 жылдан басталады. Ол химия, физика, математика, кибернетика т.б. нақты ғылымдардың зерттеу әдістері мен принциптерінің пайдаланылуымен байланысты. Биологиялық зерттеулерде электрондық микроскоп, рентгенструктуралық анализ, ультрацентрифуга, фотометрлер, радиоактивті изотоптар, витаминдер, ферменттер, аминқышқылдарының таза препараттары кеңінен қолданыла бастады. Сөйтіп, тұқым қуалаушылықтың материалдық негіздерін зерттеу молекулалық деңгейде жүргізілді.

Генетика мен селекцияның дамуына Қазақстан ғалымдарының да қосқан үлесі бар. Алшақ будандастыру, мутагенез, полиплоидия, гетерозис т.б. мәселелерді қамтитын генетикалық зерттеулер жүргізілуде.

Қазақстанда тұңғыш рет М.Ә.Айтхожиннің басқаруымен молекулалық биология және ген инженериясы саласында көптеген зерттеулер жүргізілді.

Соңғы жылдары Республикада генетиканың аса маңызды салалары: экологиялық генетика, молекулалық генетика және радиациялық генетика бойынша ғылыми зерттеулер жүргізу жолға қойылуда.

3. Генетиканың зерттеу әдістері: гибридологиялық, цитологиялық, онтогенетикалық және математикалық әдістер.

Гибридологиялық - бұл өзіндік ерекшелігі бар генетикалық әдіс. Оның мәні – ағзаның бойындағы белгілер мен қасиеттердің тұқым қуалау сипаты будандастыру жолымен зерттеледі және ол көбінесе генетикалық талдау жасаумен ұштастырылады. Бұл әдісті Г.Мендель ұсынған болатын.

Цитологиялық әдіс – клетканың құрылымын ағзалардың көбеюі мен тұқым қуалайтын информацияның берілуіне байланысты зерттейді. Осы әдісті пайдаланып хромосомдарды зерттеудің негізінде цитогенетика қалыптасты.

Онтогенетикалық әдіс – ағзалардың жеке дамуы, яғни онтогенез барысындағы гендердің қызметі мен олардың көрінісін зерттейді.

Математикалық әдістің көмегімен тұқым қуалаушылық пен өзгергіштіктің статистикалық заңдылықтары зерттеледі. Генетиканың нақты ғылым болып қалыптасуының өзі биологиялық заңдылықтарды зерттеуде математикалық әдісті қолдануға байланысты болды. Г.Мендель де будандастырудың нәтижелерін анықтағанда статистикалық талдау жасап отырған. Сол кезден бастап тәжірибе жүзінде алынған сандық мәліметтерді теориялық болжамдармен салыстырып отыру генетикалық анализдің құрамды бөлігіне айналды. Математикалық әдіс сандық белгілердің тұқым қуалауын, сол сияқты өзгергіштікті, әсіресе тұқым қуаламайтын модификациялық өзгергіштікті зерттеуде кеңінен қолданылады.

Генетика басқа да өзімен шектес ғылымдардың зерттеу әдістерін, атап айтатын болсақ химиялық, биохимиялық, физикалық және физико-химиялық әдістерді кеңінен қолданады.

Бақылау сұрақтары:

1. Генетика пәнінің мақсат міндеттері қандай?

2. Тұқымқуалаушылық деген не?

3. Өзгергіштік деген не?

4. Генетиканың даму тарихы қай кезден басталады?

5. Генетиканың зерттеу әдістері қандай?

2-тақырып. Тұқым қуалаушылықтың материалдық негіздері. Тұқым қуалаушылықтың цитологиялық негіздері. Митоз. Жынысты көбеюдің