Генетика. Генетиканың пайда болуы және негізгі даму кезеңдері

Жоспар
Кіріспе

ГЕНЕТИКАНЫҢ ПАЙДА БОЛУЫ ЖӘНЕ НЕГІЗГІ ДАМУ КЕЗЕҢДЕРІ
ГЕНКТИКАНЬЩ НЕГІЗГІ ӘДІСТЕРІ МЕН ЗАҢДАРЫ
ГЕНЕТИКАЛЫҚ КАРТАЛАР
ТҰҚЫМ ҚУУДЫҢ ХРОМОСОМАЛЫҚ ТЕОРИЯСЫ
ЖЫНЫСПЕН ТІРКЕСКЕН БЕЛГІЛЕРДІҢ ТҰҚЫМ ҚУУЫ

Генетика (грекше «генезис» – шыққан тегі) организмдердің тұқым қууы және өзгергіштігі туралы ғылым. Генетиканың негізгі мақсаты – тұқым қуу мен өзгергіштіктің заңдарын ашу, оларды басқару жолдарын анықтау, организмдердің адамға қажетті жаңа формаларын, түрлерін өсіріп шығаруды зерттеу. Көп түрлердің ұрпақтарының қоршаған ортаға тек қана төтеп бергендігі емес, олардың түпкілікті тұқым қуу қасиетін сақтап қалуының себебі де осында. Табиғатта түр тармағындағы организмдер әр түрлі тіршілік ортасы жағдайына тап болып өсіп-өнуге байланысты олардың тұқымы өзгеріп, табиғи сұрыптау нәтижесінде жеке және өзге тұқым қуу қасиеттсрі бар басқа түрлер түзеді.
Тұқым қуалайтын өзгерістер кездейсоқ және әр түрлі бағытта жүреді. Түрлер эволюциясы кезіндс тұқым қуалайтын өзгерістердің ролі өте зор. Ч. Дарвин тұқым қуалайтын өзгерістер эволюцияға негіз және алғы себеп болады деп санаған.

Пән: Биология
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 19 бет
Таңдаулыға:

Генетика
Генетика (грекше генезис – шыққан тегі) организмдердің тұқым қууы
және өзгергіштігі туралы ғылым. Генетиканың негізгі мақсаты – тұқым қуу мен
өзгергіштіктің заңдарын ашу, оларды басқару жолдарын анықтау,
организмдердің адамға қажетті жаңа формаларын, түрлерін өсіріп шығаруды
зерттеу. Көп түрлердің ұрпақтарының қоршаған ортаға тек қана төтеп
бергендігі емес, олардың түпкілікті тұқым қуу қасиетін сақтап қалуының
себебі де осында. Табиғатта түр тармағындағы организмдер әр түрлі тіршілік
ортасы жағдайына тап болып өсіп-өнуге байланысты олардың тұқымы өзгеріп,
табиғи сұрыптау нәтижесінде жеке және өзге тұқым қуу қасиеттсрі бар басқа
түрлер түзеді.
Тұқым қуалайтын өзгерістер кездейсоқ және әр түрлі бағытта жүреді.
Түрлер эволюциясы кезіндс тұқым қуалайтын өзгерістердің ролі өте зор.
Ч. Дарвин тұқым қуалайтын өзгерістер эволюцияға негіз және алғы себеп
болады деп санаған.

ГЕНЕТИКАНЫҢ ПАЙДА БОЛУЫ ЖӘНЕ НЕГІЗГІ ДАМУ КЕЗЕҢДЕРІ
Генетика дербес ғылым ретінде биологиядан ағылшын ғылымы 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 дейінгі 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. өсімдіктер). Ол кездегі түрлердің тұрақтылығы жөніндегі
үстем болатан пікір тұқым қууды зерттеуге көп бөгет болды. Бұл зерттеулер
тек XVIII ғасырдың, аяғында, XIX ғасырдың бас кезінде ғана түрлер эволюция
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 сүйіне жасалған еді.
Өсімдіктер мен жануарлардың ұрықтану процесі және клетка құрамы мен
оның бөлінуі жөніндегі зерттеулер тереңдей түсуіне байланысты,
технологиялық деректердің нәтижесінде белгілердің ата-анадан ұрпаққа
берілуі жөнінде тұжырымдар жасалына бастады. Бұл тұжырымдар эксперименттік
зерттеу жолымен жасайды нәтижелеріне сүйенген. Осылайша тұқым қуалаудың
корпускулалық ілімі (Г. Спенсер, Ч. Дарвин), клеткадағы арнаулы тұқым қуу
заты болуып (К. Негели идиоплазма), ол материалдың клетка ядросында
орналасқанын, одан кеиін дәлірек — хромосомалар да (А. Вейсман, Г
де Фриз) болатыны жөнінде пікір айтылған. 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
дәлелденді. Сондықтан XIX ғасырдың алғашқы жартысындағы әртүрлі
өсімдіктердің тұқым қууы жөніндегі жүргізілген жұмыстар (Сажре, Ш. Ноден т.
б.) елеусіз қалды.
Тұқым қуудың негізін түсіну үшін Грегор Мендельдің (1822— 1884)
жүргізілген 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 сабағынан бере жүре бағбандықпен айналысқан. Ол көп жылдар бойы
бос уақытының бәрін әр түрлі мәдени өсімдіктерді шағылыстырып
(будандастырып), қолдан тозаңдандыру арқылы көп тәжірибие жұмыстарын
жүргізген. Негізгі тәжірибе құралы ретінде ол бұршақтың бір-бірінен әртүрлі
белгілері арқылы айырмасы бар түрлерін пайдаланған. Осының арқасында Г.
Мендель қатаң тәртәппен 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, аталық және аналық өсімдіктердің белгілерінің
келесі тұқымдағы таралу заңдылығын ашты. Өсімдік клеткаларының ішінде сол
өсімдіктің белгілерінің тұқымнан тұқымға сақтап, жеткізуші әлдебір зат
болатынын дәлелдеп Г. Мендель оған тұқым қуу факторлары деп ат берген
еді. Мендельдің қол жеткеп нәтижелері ғалымдардың назарына бірдеп іліне
қойған жоқ.
1900 жылы бір мезгілде бір-бірінен тәуелсіз үш мемлекеттің салымдары:
Г де Фриз — Голландияда, К. Корренс — Германияда және Э. Чермак
— Австрияда Мендельдің жасаған тәжірибесін қайталап, тұқым қуалау
ережелерін құрастырды. Бұлар Мендель негізін салған ережелердей 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 н0еміс зоологы Л. 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 тұсындағы мен салыстырғанда тіпті
өзгеше болатын. Тұқым қуалау жөніндегі қағидалар ол кезде кеңінен зерттеліп
танылған, сондықтан Мендель ашқан тұқым қуу заңдарын толық мойындауға ол
кездегі көзқарасқа қарсы келмеді. Микроскоп арқылы клетканың және ядроның
құрылысы, хромосомалардың митоз бен мейоз (клеткалар бөлінуі) кезіндегі
әрекеттері ол кезде толық ашылып анықталған болатын. Оның үстіне
Мендель заңдарының екіпші 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 Томас Гент Морган (1866— 1945), тұқым қуудың
хромосомалық теориясын ашты. Тұқым қууды ғылыми тәжірибе арқылы дәлелдеуге
өте 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 хромосомалардың ішінде болатын және хромосомалардың азғана
бөлшектері (учаскелері) екені дәлелденіп, хромосомалар картасын жасады.

ГЕНКТИКАНЬЩ НЕГІЗГІ ӘДІСТЕРІ МЕН ЗАҢДАРЫ
Генетиканың қазіргі түсінігі бойынша тұқым қуу дегеніміз — барлық
организмнің өз ұрпақтарында өздеріне ғана тән биосинтезді жане зат алмасуын
қайталап отыруы. Тұқым қуудың және өзгергіштіктің құбылысын молекулалық,
клетка, организм (дене) және популяция деңгейлерінде зерттеудің негізгі
әдістері мыналар: 1. Гибридологиялық (гибрид - будан, дүбара) талдау әдісі
— будандастыру, шағылыстыру және қолдан тозаңдандыру жүйесін пайдалана
отырып тұқым қуу заңдылықтарын анықтау. Сол үшін алынған бірінші (Ғ1),
скінші (Ғ2) қатардағы және онан кейінгі ұрпақтарды зерттеу. Гибридологиялық
талдау негізгі әдіс, оны ең бірінші Г. Мендель қолданған. Басқа әдістер осы
гибридологиялық талдауға сүйене отырып жасалынды.
2. Цитогенетикалық әдіс — клетканың бөліну кезіндегі хромосомалар
әрекетін, олардың санының өзгеруін зерттеу. Бұл әдіс әсіресе
хромосомалардың құрылысы, не саны өзгеруіне байланысты түрлі тұқым қуатын
ауруларды анықтауға қолданылады.
4. Математикалық (статистикалық) әдіс — әртүрлі эксперименттер
нәтижелерін іріктеу, өңдеу үшін оларды қорытындылап белгілі бір тұжырым
жасау, зерттелген белгілер арасындағы байланысты анықтау және жасалған
қортындының дұрыстығын тексеру.
4. Гениалогиялық 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.
5. Популяциалық әдіс — гибридологиялық әдістің бір түрі. Баяу өсіп
дамитын жануарлар мен адамдардың тұқым қуалайтын белгілерін зерттеу.
6. Биохимиялық әдіс — гибридологиялық және цитогенетикалық әдістермен
қатар жеке организмнің даму, өсу барысындағы клеткалардағы процестерді
түбегейлі зерттеу және генетикалық материалдық химиялық құрамын, олардағы
пайда болған өзгерістерді бақылау.
7. Феногенетикалық әдіс — гендермен қоршаған ортаның организмдегі
белгілерге тигізетін әртүрлі әсерін зерттейді. Сондықтан бұл әдісті әртүрлі
тұқымдас немесс түрлі қоршаған ортада дербес-өскен организмдердің тұқым қуу
қасиетін білу үшін қолданылады.

ГЕНЕТИКАЛЫҚ КАРТАЛАР
Белгілі бір тіркесулер тобына кіретін гендердің салыстырмалы түрде
орналасу схемасын хромосомалардың генетикалық картасы деп атайды.
Генетикалық көзқарас тұрғысынан алғанда әлсіресе көбірек зерттелген кейбір
дрозофила, жүгері, томат, тышқан, нейроспора, ішек таяқшасына ғана әзірше
ондай карта жасалды.
Генетикалық карталар гомологиялық хромосомалардың әр жұбы үшін
жасалады. Тіркесулер тобын нөмірлейді. Картаны жасау үшін көптеген
гендердің тұқым қуалау заңдылықтарын зерттеп білу қажет. Мысалы,
дрозофиланың төрт тіркесулер тобына жинақталған 500-ден астам, жүгерінің он
тіркесулер тобына жинақталған 500-ден астам. үй тышқанының 15 тіркесу
тобынан 200-ге жуық гендері зерттелген. Жануарлардың жоғарғы кластарынан
тауықтың 39 жұп хромосомаларынан сегіз тіркесу тобы, адамның 23-тен он
тіркесу тобы негізінен көп гендердің X — және У -— хромосомада орналасқаны
анықталған. Генетикалық карталар жасағанда тіркесулер тобы, гендердің
толық, немесе қысқартылған аттары, хромосоманың роль ретінде қабылданған
бір шетінен бастап процентпен көрсетілген қашықтығы көрсетіледі,
центромераның орны белгіленеді. (17-сурет). 17-суретте
қысқартылған схема түрінде келтірілген жүгері хромосомаларының карталары
көптеген ғалымдардың жүйелі еңбектерінің нәтижесі болып табылады.
Генетикалық картаның ұзындыры хромосоманың мөлшеріне байланысты.
Генетикалық карталар жасау гендері картаға түсірілген белгілердің тұқым
қуалау сипатын болжап айтуға мүмкіндік береді, ал ол селекциялық жұмыстарда
будандастыру үшін аталық-аналық жұбын таңдап алуға жеңілдік келтіреді.
Хромосом олардың генетикалық карталарын қараған кезде, мынандай сұрақ тууы
мүмкін: геннің алатын орны 62 немесе 107% болса, жүгерінің тіркесулер
тобындағы геннің локусы (орны) қалай анықталады?. Ал дигетерозигота түзетін
кроссоверлі гаметалар тіпті 50%-ке тең бола алмайды, өйткені гаметалардың
аталық-аналық гендерінің жаңа үйлесімдерінің мұндай қатынаста болуы тек
тәуелсіз тұқым қуалау кезінде гана байқалады. Демек, бір хромосома
шегіндегі оң шеткі екі нүктенің ара қашықтығы 50% бола алмайды. Мұндай
сәйкеспеушілікті гендер орналасуында қысқа және ретімен алынатын
учаскелердің кроссинговерлерін есептеу арқылы түсіндіруге болады, ал барлық
учаскелер үшін анықталған кроссинговер мөлшерінің жиынтығы картаға
түсіріледі. Сондықтан генетикалық картаның жалпы ұзындығы эксперимент
нәтижесінде алынған хромосоманың қарама-қарсы шеттерінде орналасқан гендер
арасындағы кроссинговер шамасынан көп үлкен болуы мүмкін.

ТҰҚЫМ ҚУУДЫҢ ХРОМОСОМАЛЫҚ ТЕОРИЯСЫ
Дрозофиламен жасаған эксперименттік зерттеулердің нәтижесінде Морган
тұқым қуудың хромосомалық теориясын тұжырымдады, оның негізгі қағидалары
мынадай:
1. Тендер хромосомаларда бір сызықтың бойымен орналасып, бір-
бірінен белгілі бір қашықтықта болады.
2. Бір хромосомада орналасқан гендердің анықтайтын белгілері
тіркесіп тұқым қуады, себебі бұл белгілердің гендері сол тіркес күйінде
жыныс клеткаларна беріледі.
3. Айқасудың нәтижесінде гендер комбинациялана алады және белгілердің
үйлесімдері пайда болып, ол үйлесімдер организмдердің ортаға жақсы
бейімделуін қам-тамасыз етеді. Сонымен. кроссинговер комбинативтік
өзгергіштікті арттыра отырып эволюция процесінде және селекцияда
аса маңызды роль атқарады. Бұл қарапайым организмдерге де тән қасиет
вирустардыц ДНК мен РНК молекулаларында да генетикалық заттар алмасуы
болады.
4. Гендердің хромосомада бір түзудің бойына орналасуындағы
геометриялық заңдылықты пайдалана отырып және кроссинговер жиілігін
гендердің ара қашықтығының көрсеткіші ретінде қолданып, хромосомадағы
орналасу картасын жасауға болады.
Нәсілдік заттың хромосоманың шамалы санында шоғырлануының эволюциялық
маңызы зор, осыған байланысты организмдердің белгілі деңгейдегі тұрақтылығы
қамтамасыз етіледі, егер хромосомадағы гендер тіркесі болмаса, ұрпақтарда
миллиондаған белгілер комбннациясы пайда болып, түрдің пайда болуына, өмір
сүруіне үлкен нұқсан келер еді. Себебі олар белгілердің тұрақтылығын
жоғалтып, қоршаған ортаға төзімділігінен айырылар еді.
ЖЫНЫСПЕН ТІРКЕСКЕН БЕЛГІЛЕРДІҢ ТҰҚЫМ ҚУУЫ
Организмнің белгілері мен қасиеттерінің жиынтығы — жыныс арқылы ұрпақ
таралып, тұқым қуу арқылы нәсілдік хабар ұрпаққа беріледі. Организмнің
әрбір қасиеті секілді жыныста тұқым қуу арқылы детерминацияланған (латынша
детерминаре — анықтау).
Жыныс айырмашылығының шығу тегі мәселесі, жыныс детерминациясы және
жыныстық белгі бір қатынаста (1:1) ажрасуы қазіргі биологиялық ең бір
қызық, маңызды тарауының бірі болып табылады. Не себептен бірдей мөлшерде
ұл және қыз туады және осындай қатынаста көптеген жануарларда ұрпақтан
ұрпаққа жыныс ажырасуы тұрақты түрде сақталатыны зерттеушілердің ойын
толғантатын жағдай. Жыныс айырмашылығының шығу тегі жыныстық көбеюмен тығыз
байланысты, осының арқасында бір организмде екі түрлі нәсілдік бастаманың
— аналық және аталықтың жіктелуіне тіреледі. Жыныстық көбеюге партеногенез
(грекше партенос — ер көрмеген қыз, генез — жұмыртқа клеткасының
ұрықтанбай дамуы) жолымен көбею де жатады. Жыныстық көбею барлық
организмдерге тән, бұл тек бактерияларда және көк – жасыл балдырларда
болмайды. Жыныстық көбеюдің есебінен, табиғи сұрыптаудың бақылауынан түр
өзінің тұқым қуу қорына пайдалы гендер үйлесімін (генофонд) жияды.
Жыныс — жыныстық жолмен көбеюіне байланысты ортанизмнің морфологиялық,
физиологиялық ерекшеліктері. Организмдердің эволюциялық даму жолында
жыныстық көбею процесі жыныссыз көбеюден дамыған. Мысалы, копуляция мен
конъюгация кезінде морфологиялық құрылысы бірдей организмдер қосыдады. Жаңа
организм бір-біріне ұқсас емес екі түрлі гаметаның қосылуынан дамитын
болғандықтан, аталық және аналық жыныс деп ажыратылады. Көп клеткалы
организмдерде аталық, аналық гаметалар бір организмде гермафродит (грекше
гермафродитос — еркектің де, әйелдің де белгілері бар организм), не екі
бөлек организмде (дара жынысты) дамиды. Жыныстың жіктелуі ген қасиетіне
байланысты. Жыныстың генетикалық жіктелуінде және жыныстар дың заңдылық
қатынасын сақтауда хромосомалық аппарат аса маңызды қызмет атқарады.
Жыныстың жіктелуі өсіп өнудің әртүрлі кезеңдерінде болуы мүмкін. Жыныс
детерминациясын негізгі үш түрге бөледі: 1). эпигамдық (грекше епи —
кейін, гамос — неке) — жыныстық организмнің өсіп даму (онтогенез)
процесінде жіктелуі. Бұл жағдайда жыныстың анықталуы көбінесе қоршаған
ортаға тәуелді; 2) прогамдық (гаметогенезбен сәйкес)— жыныс жіктелуі ата-
аналарының гаметогенезі кезінде анықталады; 3) сингамдық (грекше сип —
бірге) — болашақ ұрпақтың жынысы гаметалар қосылған кезде анықталады. Бұл
жыныс детерминациясының ең көп тараған түрі болғандықтан, жануарлардың
барлық түріне тән қасиет.
Жыныстық прогамдық және сингамдық түрмен дитерминациялануы жыныс
хромосомаларына тәуелді жүреді.
ГОМО - ЖӘНЕ ГЕТЕРОЗИГОТАЛЫ ЖЫНЫС. Жануарлардың аналық және аталық
түрлерінің хромосомалар жиынтықтары бойынша айырмашылығы бар болып шықты.
Организмнің жыныстық айырмашылығын көрсететін, құрылысы, атқаратын қызметі
жөнінен басқа хромосомалардан (аутосомалардан) айырмасы бар хромосомалар
жұбы не тобы жыныс хромосомалары деп аталады. Жыныс хромосомалары X және У
хромосома түрі не бөлінеді. Мысалы, әйелдің жыныс клеткасында кәдімгі
хромосомалардан өзге бір X хромосома, ер ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.