Роль генетического материала в воспроизводстве и эволюции живых организмов

Генный механизм передачи наследственной информации изучается генетикой. Успехи генетики обусловили раскрытие механизма воспроизводства и эволюции жизни на молекулярном уровне. Истоком генетики считают открытие Г. Менделем в 1865 г. корпускулярной природы наследственности. В 1909 г. В. Иогансен ввел основополагающие термины генетики (ген, генотип и др.) и придал модели Менделя четкую форму. В то время понятие «ген» не связывалось с каким-то материальным объектом клетки; ген обозначал просто единицу наследственного отличия. Отождествление гена с частью хромосом было сделано позже американским биологом Т. Морганом. Развитие молекулярной генетики раскрыло химическую природу генов как части молекулы ДНК с особым набором мономеров-нуклеотидов, последовательность которых образует генетический код. Расшифровка структуры генетического кода показала его триплетность, однозначность и универсальность.Триплетность кода означает, что каждая из 20 аминокислот зашифрована последовательно – кодоном – из трех нуклеотидов. Универсальность означает, что код един для всех живых организмов планеты, то есть одни и те же кодоны кодируют одни и те же 20 аминокислот всех живых организмов.

Важнейшей составляющей процесса развития любого организма является воспроизводство в клетках по определенному шаблону веществ и структур, необходимых для последующего деления клетки. Воспроизводство живых систем и сохранение видовых признаков обеспечивается системой воспроизведения организма. Она в закодированном виде содержит полную информацию для построения белка из запасенного клеткой органического материала. Свои функции система воспроизведения осуществляет посредством ДНК и РНК.Первая хранит генетическую информацию, заложенную вдоль собственной цепи. Вторая способна ее считывать, переносить в среду, содержащую необходимые для синтеза белка исходные материалы, и строить из них белковые молекулы.

Процесс воспроизводства состоит из трех стадий: репликации, транскрипции, трансляции. Репликация – это удвоение молекулы ДНК, необходимое для последующего деления клетки. Транскрипция представляет собой перенос кода ДНК путем образования одноцепочечной информационной молекулы РНК на одной из двух нитей ДНК. Информационная молекула РНК – это копия части ДНК, группы рядом лежащих генов, несущих информацию о структуре белков, необходимых для выполнения одной функции. Далее происходит трансляция – синтез белка на основе генетического кода информационной РНК.

Таким образом, главное в механизме самовоспроизведения клеток – свойство ДНК самокопироваться и строго равноценное деление репродуцированных хромосом. После этого клетка может делиться на две совершенно идентичные.Так как каждая клетка многоклеточного организма происходит от одной из зародышевой как результат последовательных делений, то все клетки имеют одинаковый набор генов.

В настоящее время перед наукой открылась возможность не только изучать генетический механизм, но и влиять на саму наследственность на молекулярном уровне. Эту возможность реализует новое направление молекулярной биологии – генная инженерия, разрабатывающая методики целенаправленного манипулирования информационными макромолекулами живых систем.

Первым с помощью генной инженерии был получен инсулин, затем интерферон, потом гормон роста. Позже, благодаря вмешательству в конструкцию ДНК, были изменены качества десятков пород животных и сортов растений, многие из которых внедрены в сельскохозяйственное производство. Например, уже используются сорта генетически модифицированного картофеля, устойчивые против бича картофельных плантаций – колорадского жука. Необходимо отметить, что пока не ясны возможные отдаленные последствия употребления в пищу сельхозпродуктов, полученных с использованием генной инженерии.

Есть и другие направления практического использования генетики. Так, оказалось, что с помощью генетической экспертизы можно с чрезвычайно высокой точностью устанавливать родство конкретных людей, выполнять идентификацию останков погибших людей. Эти возможности находят широкое применение в повседневной юридической практике.

Сразу же после своего возникновения генная инженерия стала не только одним из самых перспективных направлений прикладной биологии, но также источником совершенно новых и глубоких этических, моральных и юридических проблем.

Одним из ярких примеров такого рода проблем является вопрос о морально-этической оценке опытов по так называемому клонированию (созданию точной генетической копии) живых организмов. В связи с намеченными в США на перспективу исследованиями клонирования человека этот вопрос перерос в конце 1997 – начале 1998 г. в острую правовую проблему, носящую к тому же международный характер. В январе 1998 г. в Париже 19 европейских государств подписали протокол соглашения о запрете на клонирование человека. В перечне участников соглашения по разным причинам не оказалось ряда стран с высокоразвитой генетикой. В том числе – Великобритании (здесь впервые было практически осуществлено клонирование животного, и эта страна не хотела бы утратить свои приоритетные позиции в данном направлении естествознания), а также США. Германии, России.

https://studopedia.ru/2_30157_rol-geneticheskogo-materiala-v-vosproizvodstve-i-evolyutsii-zhivih-organizmov.html

Эволюционность живого?