Генетиканың даму тарихы туралы ақпарат

Кіріспе

Тұқым қуалаушылық жайлы алғашқы түсініктер көне дәуірдегі ғалымдар - Демокрит, Гиппократ, Платон, Аристотельдердің еңбектерінде кездеседі. Гиппократ жұмырқа клеткасы мен спермия организмінің барлық бөліктерінің қатысуымен қалыптасады және ата-ананың бойындағы белгілі қасиеттері ұрпағына тікелей беріледі деп есепдеді. Ал Аристотельдің көзқарасы бойынша белгілі 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 беріледі. Дарвин кейде гаммулалар «мүлгіген жағдайдаң болып, тек бірнеше буындардан соң білінуі мүмкін, соған байланысты ұрпақтарда өткен алыс ата-ана тектерінің белгі -қасиеттері қайталана алады деп есептеледі.
XІX ғасырдың 80 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 плазмасың деп атады. А. Вейсман сол кездегі кейбір цитологтар айиқандай тұқым қуалайтын материал клетканың ядросында болатын зат, яғни хромосомаларда жинақталады деген көзқарасты дамытты.
Генетиканың биология ғылымының жеке бір саласы ретінде қалыптасуына XІX ғасырдың екінші жартысында ашылған ірі ғылыми жаңалықтар себепкер болды. 1865 ж. Словакия ғалымы Грегор Мендельдің «өсімдік гибридтерімен жүргізілген тәжірибелерң 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 бұрын да тұқым қуалау заңдылықтарына көңіл аударған ғалымдар болды.Олардың ішінде О.Сажре, И.Г.Кельрейтер, Т.Э.Найт, Ш.Ноден, Дж.Госстарды атауға болады. Олар даминанттылық құбылысын , ата-аналардың белгілерінің келесі ұрпақтарда ажырайтындығын байқады. Бірақ олардың жүргізген тәжірибелері Мендель зерттеулеріндегідей аса терең, белгілі бір мақсат көздейтіндей болған жоқ және алынған деректерге нақты есеп 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 дәлелдеді. Көп кешікпей бұл заңдылықтардың жануарларға да тән екендігі анықталды. Оны 1902 ж. У.Бэтсон тауықтардың айдары пішінінің, ал Кюэно үй тышқандары жүндерінің ақ және сұр түстерінің тұқым қуалауы мысалында көрсетті. 1909 ж. У.Бэтсон өсімдіктер мен жануарлардың әрқайсысының 100 шақты белгілерінің тұқым қуалауы Мендель заңдарына сәйкес жүретіндігін дәледейтін ғығлыми деректерді жариялады. Сөйтіп Мендель ілімі ғылыынан берік орын алды.
1909 ж. Дания оқымыстысы В. Иоганнсен биолгоияда аса аңызды болып есептелетін ен (грекше qепоs – шығу тегі), генотип және фенотип деген ұғымдарды қалыптастырды. Генетика тарихының бұл кезеңінде организмдердің жекелеген белгілердің ұрпақтан-ұрпаққа берілуіне жауапты тұқым қуалаушылықтың материалдық бірлігі-ген туралы ұғым қалыптасып Мендель ілімінің әрі қарай дамуына мүмкіндік туды. Сол кезде (1901) Голландия оқымысы Де Фриз организмнің тұқым қуалайтын қасиеттерінің өзгеретіндігін көрсететін мутация теориясын ұсынды.
Генетика тарихындағы шешуші бір кезең – Америка генетигі әрі эмбриологы Томас Морганның (1866 – 1945) және оның ғылыми мектебінің тұқым қуалаушылықтың хромосомдық теориясын ашуымен тығыз байланысты. Жеміс шіркеймен (Drosophіla melonogaster) жүргізген эксперименттердің негізінде Морган өзінің шәкірттері К. Бриджес, А. Стертевант, Г.Меллермен бірге хромосомалардың бойында гендердің орналасу реті жайлы ұғымды қалыптастырды және тұқым қуалайтын информацияны алып жүретін ген туралы теорияның алғашқы үлгісін жасады. Кейіннен жеміс шіркейіне тәжірибе жасау кезінде Морган пайдаланған хроммосомалардағы гендердің орналасу ретін анықтау принциптері өсімдіктер мен жануарлар объектілерінде де қолданылды және оның барлық организмдерге тән екендігі анықталды.
Тұқым қуалайтын өзгергіштік туралы ілімді дамытушы орыс оқымыстысы Н.И.Вавилов (1887-1943). Ол 1920 ж. тұқым қуалайтын өзгергіштіктің 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 алғашқы қадам болды.

Пән: Биология
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 21 бет
Таңдаулыға:

ГЕНЕТИКАНЫҢ ДАМУ ТАРИХЫ.
Тұқым қуалаушылық жайлы алғашқы түсініктер көне дәуірдегі ғалымдар -
Демокрит, Гиппократ, Платон, Аристотельдердің еңбектерінде кездеседі.
Гиппократ жұмырқа клеткасы мен спермия организмінің барлық бөліктерінің
қатысуымен қалыптасады және ата-ананың бойындағы белгілі қасиеттері
ұрпағына тікелей беріледі деп есепдеді. Ал Аристотельдің көзқарасы бойынша
белгілі 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 беріледі. Дарвин кейде гаммулалар мүлгіген
жағдайдаң болып, тек бірнеше буындардан соң білінуі мүмкін, соған
байланысты ұрпақтарда өткен алыс ата-ана тектерінің белгі -қасиеттері
қайталана алады деп есептеледі.
XІX ғасырдың 80 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 плазмасың
деп атады. А. Вейсман сол кездегі кейбір цитологтар айиқандай тұқым
қуалайтын материал клетканың ядросында болатын зат, яғни хромосомаларда
жинақталады деген көзқарасты дамытты.
Генетиканың биология ғылымының жеке бір саласы ретінде қалыптасуына
XІX ғасырдың екінші жартысында ашылған ірі ғылыми жаңалықтар себепкер
болды. 1865 ж. Словакия ғалымы Грегор Мендельдің өсімдік гибридтерімен
жүргізілген тәжірибелерң 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 бұрын да тұқым қуалау
заңдылықтарына көңіл аударған ғалымдар болды.Олардың ішінде О.Сажре,
И.Г.Кельрейтер, Т.Э.Найт, Ш.Ноден, Дж.Госстарды атауға болады. Олар
даминанттылық құбылысын , ата-аналардың белгілерінің келесі ұрпақтарда
ажырайтындығын байқады. Бірақ олардың жүргізген тәжірибелері Мендель
зерттеулеріндегідей аса терең, белгілі бір мақсат көздейтіндей болған жоқ
және алынған деректерге нақты есеп 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
дәлелдеді. Көп кешікпей бұл заңдылықтардың жануарларға да тән екендігі
анықталды. Оны 1902 ж. У.Бэтсон тауықтардың айдары пішінінің, ал Кюэно үй
тышқандары жүндерінің ақ және сұр түстерінің тұқым қуалауы мысалында
көрсетті. 1909 ж. У.Бэтсон өсімдіктер мен жануарлардың әрқайсысының 100
шақты белгілерінің тұқым қуалауы Мендель заңдарына сәйкес жүретіндігін
дәледейтін ғығлыми деректерді жариялады. Сөйтіп Мендель ілімі ғылыынан
берік орын алды.
1909 ж. Дания оқымыстысы В. Иоганнсен биолгоияда аса аңызды болып
есептелетін ен (грекше qепоs – шығу тегі), генотип және фенотип деген
ұғымдарды қалыптастырды. Генетика тарихының бұл кезеңінде организмдердің
жекелеген белгілердің ұрпақтан-ұрпаққа берілуіне жауапты тұқым
қуалаушылықтың материалдық бірлігі-ген туралы ұғым қалыптасып Мендель
ілімінің әрі қарай дамуына мүмкіндік туды. Сол кезде (1901) Голландия
оқымысы Де Фриз организмнің тұқым қуалайтын қасиеттерінің өзгеретіндігін
көрсететін мутация теориясын ұсынды.
Генетика тарихындағы шешуші бір кезең – Америка генетигі әрі
эмбриологы Томас Морганның (1866 – 1945) және оның ғылыми мектебінің тұқым
қуалаушылықтың хромосомдық теориясын ашуымен тығыз байланысты. Жеміс
шіркеймен (Drosophіla melonogaster) жүргізген эксперименттердің негізінде
Морган өзінің шәкірттері К. Бриджес, А. Стертевант, Г.Меллермен бірге
хромосомалардың бойында гендердің орналасу реті жайлы ұғымды қалыптастырды
және тұқым қуалайтын информацияны алып жүретін ген туралы теорияның алғашқы
үлгісін жасады. Кейіннен жеміс шіркейіне тәжірибе жасау кезінде Морган
пайдаланған хроммосомалардағы гендердің орналасу ретін анықтау принциптері
өсімдіктер мен жануарлар объектілерінде де қолданылды және оның барлық
организмдерге тән екендігі анықталды.
Тұқым қуалайтын өзгергіштік туралы ілімді дамытушы орыс оқымыстысы
Н.И.Вавилов (1887-1943). Ол 1920 ж. тұқым қуалайтын өзгергіштіктің
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
алғашқы қадам болды.
1925 ж. Ресей ғалымдары Г.А.Надсон мен Г.С.Филиппов радиоактивті
сәулелердің төменгі сатыдағы саңырауқұлақтарда мутация тудыра алатындығын
анықтады. 1927 ж. Америка генетигі Г.Меллер рентген сәулелерінің мутагендік
әсерін дрозофиламен жүргізген тәжірибелерден, ал басқа Америка биологы
Дж.Стадлер өсімдіктерден байқады. 1928-1932 ж. орыс оқымыстысы А.Сапегин
мәдени өсімдіктердің шаруашылық жағынан тиімді мутантты формаларын алды.
Олар радиациялық мутагенезді селекция үшін қажетті материалдарды алу әдісі
ретінде қолдануды ұсынды. Осы жүргізген зерттеу жұмыстары тұқым қуалаушылық
пен өзгергіштік туралы ілімнің жаңа бір саласы радиациялық генетиканың
қалыптасуына мүмкіндік туғызды.
30 жылдардың бас кезінде В.В.Сахаров пен М.Е.Лобашев кейбір хмиялық
қосылыстардың мутация тудыра алатындығы туралы алғашқы деректер алды. 40
жылдардың ортасында Ресей генетигі И.А.Раппопорт пен Ш.Ауэрбах (ағылшын)
организмде тұқым қуалайтын өзгергіштік тудыратын бірқатар химиялық
қосылыстарды ашты, соның нәтижесінде химиялық мутагенез теориясы
қалыптасты.
Ген теориясын дамытуда А.С.Серебровский мен Н.П.Дубининнің
эксперименттік және теориялық жұмыстарының үлкен маңызы болды. 30-шы
жылдардың бас кезінде олар тұңғыш рет ген құрылысының күрделі екенін оның
түрлі бөлшектерге бөлінетіндігін дәлелдеді. Сөйтіп, хромосомдық теориядағы
генді ең ұсақ, бөлінбейтін тұқым қуалайтын материал деп қарастыратын теріс
ұғым жоққа шығарылды.
20-30-шы жылдарда Дж.Холдейн мен Р.Фишер Англияда, С.Райт Америкада
организмдер популяциясында болатын процесстерді зерттеудің генетикалық -
математикалық әдістерінің негізін салды. Ал популяциялар генетикасы мен
эволюциялық генетиканы қалыптастырудағы орыс оқымыстысы С.С.Четвериковтың
алатын орны ерекше.
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 принциптерін пайдаланумен байланысты. Биологиялық зерттеулерде
электрондық микроскоп, рентгенструктуралық анализ, ультроцентрифуга,
фотометрлер, радиоактивті изотоптар, витаминдер, ферменттер,
аминқышқылдарының таза препараттары кеңінен қолданыла бастады. Сөйтіп,
тұқым қуалаушылықтың материалдық негіздерін зерттеу молекулалық деңгейде
жүргізілетін болады.
40-шы жылдары Америка биохимиктері Г.Бидл мен Э.Татумның қалталы
саңырауқұлақ - нейроспорамен жүргізген жұмыстарының нәтижесінде гендердің
организмнің барлық морфологиялық белгілері мен физиологиялық қасиеттерінің
қалыптасуына және зат алмасуға әсерін қамтамасыз ететін химиялық процесстер
(Ферменттердің түзілуі) анықталады. Бір ген бір ферментң деген қағида
ұсынылды. Ол көптеп жүргізілген эксперименттер арқылы дәлелденіп
молекулалық генетиканың өзекті бір мәселесіне айналды.
1944ж. Америка микробиологы әрі генетигі О.Эвери өзінің
қызметтестерімен бірге бактериялармен жүргізген тәжірибелерінің негізінде
тұқым қуалаушылықтың материалдық негізі - хромосоманың белоктық
компоненттері емес, ДНК екендігін дәлелдеді. 1952 ж. А.Херши мен М.Чейздің
зерттеулері бактерия клеткасына фаг барып жабысқанда оған фагтың тек ДНК -
сы ғана өтетіндігін, ал белок қабықшасының сыртта қалып қоятындығын, соған
байланысты бактерияның тұқым қуалау қасиетінің өзгеретіндігін көрсетті.
ДНК – ның тұқым қуалаушылықтағы ролі анықталғаннан кейін 1953 ж.
Америка оқымыстысы Дж.Уотсон мен Ағылшын Ф.Крик оның молекулалық
құрылысының моделін жасады. Бұл генетикалық материалдың репликацияға (екі
еселенуге), мутацияға және тұқым қуалайтын информацияны сақтауға қабілетті
екендігін дәлелдеді.
1957 ж. Америка генетигі А.Корнберг көбеюге қабылетті және табиғи
вирустарда болатын барлық қасиеттері бар вирус бөлшектерін қолдан жасады,
ал 1958 ж. ДНК молекуласын лаборатория жағдайында жасанды жолмен
синтездеді. 1961-1962 жылдары М.Ниренберг, Г.Маттен, С.Очоа және Ф.Крик
тұқым қуалаушылықтың коды мен белок молекуласының құрамына енетін барлық 20
аминқышқылдарының нуклеотидті триплеттерінің құрамын анықтады. Сол 1961 -
1962 жылдары Француз микробиологтары әрі генетиктері Ф.Жакоб пен Ж.Моно
белок синтезі реттелуінің жалпы теориясын жасады, соның негізінде
ферменттер синтезінің генетикалық бақылануы механизмінің схемасын ұсынды.
1969 ж. Г.Корана ашыту бактериясы клеткасының генін синтездеді, ал Гарвард
медицина мектебінің профессоры Д. Бэквитс пішен таяқшасынан таза күйінде
генді бөліп алды. 1970 ж. америкадағы Висконсин университеті ғалымдарының
РНК матрицасы негізінде ДНК-ның синтезделуіне дәнекер болатын кері
транскриптаза ферментін табуы молекулалық генетикадағы аса маңызды оқиға
болды.
Қазіргі кездегі генетиканың дамуы тұқым қуалаушылық пен өзгергіштік
туралы ілімнің барлық салаларында да зерттеудің молекулалық принциптерінің
берік орын алатындығымен сипатталады. Мысалы, генді организмнен тыс қолдан
синтездеу, мутацияның молекулалық механизмдері, жеке даму процесіндегі
геннің қызметі, генетикалық материалдың рекомбинациясының (алмасуы),
репарациясының (қайта қалпына келуі) алғашқы механизмдері, нуклеин
қышқылдары мен белоктарды т.б. биополимерлерді қолдан синтездеу, гендік
инженерия сияқты проблемаларды зерттеу кең етек алып отыр.
Генетика мен селекцияның дамуына Қазақстан ғалымдарының да қосқан
үлесі бар. Алшақ будандастыру, мутагенез, полиплоидия, гетерозис т.б.
мәселелерді қамтитын генетикалық зерттеулер жүргізілуде. Астық техникалық
т.б. дақылдарды түр ішілік және түр аралық будандастыру нәтижесінде
бидайдың, арпаның, көксағыздың, жүгері мен қант қызылшасының жоғары өнімді
гибридтері мен сорттары (К.Мыңбаев,В.П.Кузьмин, А.М.Ғаббасов, Ғ.З.Бияшев,
Н.А.Удольская т.б.) шығарылды.
Микроорганизмдер генетикасы оның ішінде актиномицеттер табиғатына
мутагендік факторлардың тигізетін әсерлері зерттеліп олардың
антибиотиктерді көп түзетін мутантты формалары алынды
(М.Х.Шығаева,К.А.Тілемісова).
Алшақ будандастыру әдісімен жабайы арқарды пайдаланып қойдың арқар
меринос тұқымы алынды. (Н.С.Бутарин, Ә.Е.Есенжолов., А.Ы.Жандеркин).
Бірқатар жоғары өнімді мал тұқымдары, мысалы, қазақтың биязы жүнді қойы,
Оңтүстік Қазақстан және бесқарағай мериносы, қазақтың ақбас сиыры, алатау
сиыры, Қостанай жылқысы т.б. (М.А.Ермеков,Ә.Е.Еламанов, В.А.Бальмонт,
Д.Н.Пак, Қ.Ү.Медеубеков) шығарылды.
Ауылшаруашылық дақылдары мен мал өсірудегі генетика – селекциялық
жұмыстар биохимиялық және цитологиялық зерттеулермен қатар жүргізілді
(Т.Б.Дарқанбаев,Л.Қ.Қылышев, Т.М.Мәсенов,А.М.Мырзамадиев, Ә.Т.Ташмухамедав,
А.Т.Омарбаев т.б.)
Қазақстанда тұңғыш рет М.Ә.Айтхожиннің басқаруымен молекулалық
биология және ген инженериясы саласында көптеген зерттеулер жүргізілді.
Атап айтқанда, белок синтезін трансляциялық бақылаудың механизмін білу үшін
өсімдіктердің информациялық рибонуклеин қышқылдарын анықтау, бидай дәнінің
азықтық құрамын арттыруға мүмкіндік туғызатын белок синтезін бақылайтын
гендердің орнын ауыстырып, оны қайтадан қалпына келтіру әдістерін жасау
жөніндегі іргелі зерттеулер.
Соңғы жылдары Республикада генетиканың аса маңызды салалары:
молекулалық генетика (Р.И.Берсімбаев) және радиациялық генетика
(К.Қ.Мұхамбетжанов, А.Т.Сейсебаев) бойынша ғылыми зерттеулер жүргізу жолға
қойылуда.
Генетика қазіргі биология ғылымдарының ішіндегі ең негізгілерінің
біреуі болып отрыр, себебі генетикада бұрын соңды ашылған заңдылықтар ғана
тіршіліктің мәнін айқын көрсете алады. Сондықтан бұл ғылым қазір жалпы
табиғат танудың алдыңғы шебінде тұр.
Генетика қазіргі кезеңде жедел қарқынмен дамуда. Оның толып жатқан
салалары қалыптасты, атап айтқанда, өсімдіктер генетикасы, жануарлар
генетикасы, адам генетикасы, микроорганизмдер генетикасы, медициналық
генетика, педагогикалық генетика, экологиялық генетика, радиациялық
генетика т.б.
Осылардың ішінде педагогикалық генетикаға тоқтайтын болсақ, оның
зерттейтін мәселесі балалардың интеллектуалдық қабілеттілігі мен
психологиясына генетикалық талдау жасау.
Өзінің қабілеті мен психикалық ерекшеліктерін бала басқа да белгілері
мен қасиеттері сияқты ата-анасынан тұқым қуалап алады. Оқушылардың
қабілеттері мен мінез-құлықтарының әр түрлі болатындығына мұғалім олармен
жұмыс істеу барысында көз жеткізді. Жалпы әр дам әр нәрсеге қабілетті-
біреу музыкаға, біреу іс тігуге, енді біреу ұсталыққа немесе математикаға
деген сияқты. Мұндай қасиеттер ата-анадан тұқым қуалау жолымен беріледі.
Бірақ оларды дамытып қалыптастыру үшін білім мен тәрбие қажет. Сондықтан
мұғалімнің негізгі бір міндеті баланың қабілеті мен мінез-құлық
ерекшеліктерін ерте танып біліп оны әрі қарай дамытып қалыптастыру және
соның негізінде оның болашағына жол сілтеп, кәсіптік бағдар беру. Ал мұны
жүзеге асыру үшін әрине, осы аталған қасиеттердің тұқым қуалау
заңдылықтарын білу керек. Сонымен педпгогикалық генетика балалардың
қабілеті мен мінезқұлқының тұқым қуалауын және олардың жас ерекшеліктеріне
қарай қалай өзгеретіндігін зерттей отырып, педагогикаға ұсыныс жасайды.
Генетиканың аса маңызды бір саласы экологиялық генетика. Адам
баласының шарауашылық іс-әрекеті көбіне-көп табиғи процестермен араласуына
байланысты, соның салдарынан орман алқаптары кемиді, су баланстары
өзгереді. Ауа, су және топырақ ластанады. Мұндай зиянды өзгерсітерді алдын-
ала болжау немесе олардың зардаптарын жою экологиялық және генетикалық
білім болмайынша, соның ішінде организмдердің көпшілігін қамтитын, табиғи
жағдайда бір-бірімен ген аламастырып отыратын популяциялардың генетикасын
білмейінше жүзеге аспайды.
Бұл жағдайда өсімдіктер мен жануарлар және микроорганизмдер
популяцияларының тіршілік ортасы мен белгілі бір мөлшерін сақтауды
қарастыру қажет. Олардың гендік қорын сақтау - болашақта адам баласы
селекция процесінде пайдаланылатын гендердің табиғи байлығын жасау деген
сөз.
Атақты орыс генетигі академик Н.И.Ваваилов 1926 жылы жер шарындағы
мәдени өсімдіктердің шығу орталықтарын анықтады. Ол орталықтар әр түрлі
гендік қорларға өте бай, сондықтан да оларға экологтар мен генетиктердің
ерекше көңіл аударуына тура келеді.
Экологиялық генетиканың аса маңызды бір проблемасы адам баласы
пайдаланатын әр түрлі физикалық және химиялық агенттердің мутагендік
әсерлерін зерттеу. Ал егер мутагендер ортаға кең таралатын болса, аномальды
гендердің мөлшері артып, соның салдарынан тұқым қуалайтын аурулар көбейеді.
Мысалы Арал теңізі маңында химиялық мутагендердің, ал Семей полигоны
аймағында ядролық сынауларға байланысты радиация (физикалық мутаген)
мөлшерінің артуы себепті тұқым қуалайтын ауралармен кемістіктердің артып
кеткендігін алуға болады.
Сондықтан медицинада, ауыл - шаруашылығында немесе тамақ өнеркісібінде
қолдануға арналған қандай болмасын жаңа химиялық зат міндетті түрде
генетикалық сынақтан өтуі керек.
Жаратылыстанудың басқа салалармен салыстырғанда өте жедел дамып келе
жатқан молекулалық биология мен молекулалық генетиканың гендік
материалдарды зерттеудің жаңа әдістерін табуына байланысты ген инженериясы
қалыптасты. Соның негізінде генетикалық код толығымен ашылды деуге болады
және генді бөліп алып оның құрамына енетін нуклеотидтердің орналасу ретін
анықтауға мүмкіндік туды, ал қазір ген қызметін реттеудің жолдары
зерттелуде. Әр түрлі организмдердің гендерін алмастыру әдістерін
жетілдіруге байланысты өсімдіктердің жаңа сорттарын, жануарлардың
тұқымдарын шығару мен адамда болатын тұқым қуалайтын ауруларды емдеп
жазудың жолдары қарастырылуда.
Сонымен генетика тірі материя жайлы терең ғылыми проблемаларды
зерттеумен ғана шектелмейді, оның жетістіктері адам денсаулығы, азық-
түлік, экология және биотехнология тәрізді іргелі мәселелерді шешу
үшін де қолданылады.
ГЕНЕТИКАНЫҢ ЗЕРТТЕУ ӘДІСТЕРІ
Басқа ғылымдар сияқты генетиканың да өзінің зерттеу әдістері бар олар
- гибридологиялық, цитологиялық, онтогенетикалық және математикалық
әдістер.
Гибридологиялық бұл өзіндік ерекшелігі бар генетикалық әдіс. Оның
мәні – организмнің бойындағы белгілер мен қасиеттердің тұқым қуалау сипаты
будандастыру жолымен зерттеледі және ол көбінесе генетикалық талдаумен
ұштастырылады.
Генетикадағы осы негізгі әдісті Г.Мендель ұсынған болатын. Ол
мынандай ережелерді қалыптастырған:
1) будандастырылатын организмдер міндетті түрде бір түрге жатуы керек
2) будандастырылатын организмдердің белгілері бір-бірінен айқын
ажыратылуы керек
3) зерттелетін белгілер тұрақты түрде ұрпақтан ұрпаққа беріліп отыруы
керек
4) ажырайтын белгілердің сипаттамасы және дәл есебі болуы қажет.
Генетикалық анализ Мендельден кейін де бірқатар жаңа әдістермен
толықтырылды. Мысалы, мутация тудыратын әдіс. Ол гибридологиялық анализ
үшін қажетті гетерогенді формаларды алу үшін қолданылады.
Алшақ гибридизация түрлер мен туыстар арасындағы эволюциялық ұқсастықтың
деңгейін анықтауға мүмкіндік туғызады. Соңғы жылдары сомалық клеткаларды
гибридизациялау кеңінен қолданылуда.
Цитологиялық әдіс - клетканың құрылымын организмдердің көбеюі мен
тұқым қуалайтын информацияның берілуіне байланысты зерттейді. Осы әдісті
пайдаланып хромосомаларды зерттеудің негізінде цинтоенетика қалыптасты.
Онотогенетикалық әдіс – организмдердің 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 қалыптасуынаң өзі биологиялық заңдылықтарды зерттуде
математикалық әдісті қолдануға байланысты болды. Г.Мендель де
будандастырудың нәтижелерін анықтағанда статистикалық талдау жасап отрыған.
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 кеңінен
қолданады. Химиялық және биохимиялық әдістермен белок пен нуклеин
қышқылдары молекулаларының қасиеттері және зат алмасудың тұқым қуалау
сипаты зерттеледі. Сол сияқты генетикада физикалық әдістер де
пайдаланылады. Атап айтқанда оптикалық, рентген – структуралық, таңбалы
атомдар т.б. Физико-химиялық әдістер әсіресе, молекулалық генетика мен ген
инженериясында көп қолданылады.
МОНОГИБРИДТІ БУДАНДАСТЫРУ
Мендель қызыл гүлді және ақ гүлді бұршақтарды алып моногибридті
будандастырғанда бірінші буданда алынған будан ұрпақтың бәрінің гүлдерінің
түсі қызыл, яғни осы белгі бойынша біркелкі болып шыққан.
(5 сурет). Сонда будан өсімдіктерде гүлдің қызыл түсі ғана сақталып, ақ түс
байқалмайды. Мұндай белгіні (қызыл түсті) Мендель доминантты (басым), ал
байқалмайтын ақ түсті рецессивті (басылыңқы) деп атайды.
Осы зерттеулердің нәтижесінде Мендельдің бірінші заңы – бірінші буын
будандары белгілерінің біркелкі болу заңы қалыптасады. Мұны немесе
доминанттық заңы деп те атайды.
Одан әрі қарай F1 – де алынған будандар өздігінен тозаңдандырылып
нәтижесінде екінші ұрпақ F2 – алынды. Бұл жағдайда белгілердің
ажырайтындығы байқалады, яғни алынған ұрпақтың ү бөлігі қызыл, ал ө бөлігі
ақ гүлділер болып шықты. Сонда доминантты өсімдікткр мен рецессивті белгісі
бар өсімдіктердің ара қатынасы 3:1 болды. Осыдан келіп Мендельдің екінші
заңы – белгілердің ажырау заңы қалыптасты.
Осы зерттеулерінің негізінде Мендель организмнің белгілері мен
қасиеттерінің тұқым қуалауына жауапты бір фактор бар деген қорытындыға
келді. Кейіннен, 1909 ж. Дания генетигі В.Иоганнсен оны ген деп атады.
Мендель тұқым қуалайтын факторларды латын әрпімен белгілеуді ұсынды, яғни
доминантты ген бас әріппен (А), ал рецессивті ген кіші әріппен (а)
белгіленеді. Бұл факторлар әрқашанда жұп болып келеді, себебі олардың
біреуі әкесінен, екіншісі шешесінен беріледі.
Гендердің мұндай жұбын аллеломорфты немесе аллельді гендер дейді.
Организмдегі бүкіл гендердің жиынтығын генотип деп атайды.
Ал сол генотип арқылы анықталатын белгі қасиеттер фенотип болып есептеледі.
Біркелкі аллельдерден тұратын таза линиялы организмдерді гомозиготалы
организмдер дейді. Мысалы, АА – доминантты гомозигота, аа – рецессивті
гомозигота. Ал екі түрлі аллельдерден (Аа) тұратын будан оранизмдер
гетерозиготалы деп аталады.
ГАМЕТАЛАР ТАЗАЛЫҒЫ ЗАҢЫ
Бірінші буында алынатын будандардың бірелкі болуымен екінші буын
будандарында белгілердің ажырау құбылыстарын түсіндіру үшін Мендель гамета
тазалығы гипотезасын (болжам) ұсынды. Оның мәні организмнің кез – келген
белгі – қасиетінің дамуын тұқым қуалау факторы, яғни ген анықтайды. Мысалы:
гүлдің қызыл түсіне доминантты, ал ақ түсіне рецессивті гендер жауапты.
Бірінші буындағы ұрпақ қызыл гүлді өсімдіктің доминантты А гені бар
гаметасымен ақ гүлінің рецессивті а гені бар гаметасының қосылуы
нәтижесінде пайда болады. Сондықтан олардың генотипінде гүлдің қызыл түсін
де, ақ түсін де анықтайтын гендер болады. Бірақ қызыл гүлдің гені
доминантты болғандықтан бірінші буындағы будан өсімдіктердің барлығы да
қызыл гүлді болып шығады. Сонда, олардың фенотипі бірдей болғанымен
генотипінде екі түрлі ген болады. Ал ондай будан организмнен гамета
түзілгенде оған тек бір ғана доминантты А, немесе рецессивті а гені
беріледі. Бұл жағдайда будан организмнің гаметасында аллельді (жұп) гендер
бір – бірімен араласып кетпей таза күйінде сақталады. Гамета тазалығы
дегеніміз осы.
Мендель әрине, тұқым қуалау факторлары мен олардың гамета түзілу
кезінде таралу процесін клетканың нақты бір материалдық құрылымдарымен және
клетканың бөліну механизмімен байланыстыра алмады. Дегенмен, генетиканың
әрі қарай дамуы барысында гамета тазалығы гипотезасы негізінде, хромосомдық
теория қалыптаспай тұрғанның өзінде мейоздың механизмі мен гендердің
әрекеті туралы күні бұрын дұрыс болжам жасалған. Кейіннен мұның бәрі
цитологиялық тұрғыда зерттеліп дәлелденді. Сондықтан да Мендельдің бұл
гипотезасы гамета тазалығы туралы заң деп те аталады.
ДИГИБРИДТІ БУДАНДАСТЫРУ БЕЛГІЛЕРДІҢ ТӘУЕЛСІЗ ТҰҚЫМ ҚУАЛАУ ЗАҢЫ
Бұршақ өсімдігін дигибридті будандастырудың негізінде Мендель
тәуелсіз тұқым қуалау деп аталатын тағы бір аса маңызды заңдылықты ашты. Ол
тұқымы сары тегіс бұршақпен жасыл бұдырлы бұршақты будандастырды. Сонда
бірінші буында алынған будан ұрпақтың барлығы да біркелкі сары тегіс болып
шыққан. Екінші буында белгілердің ажырау сипаты моногибридтіге қарағанда
біршама күрделірек болады. Мұнда алынған барлығы 556 тұқымның 315-сары
тегіс, 101 сары бұдырлы,108 жасыл тегіс, ал 32 жасыл бұдырлы болып шықты.
Сонда бұл сандардың ара қатынасы
9 : 3; 3:1 қатынасына сәйкес келеді. (6 сурет)
Дигибридті будандастыру кезіндегі құбылыстың мәні мынада: F1-дегі
будан өсімдік дамып қалыптасатын зиготада төрт түрлі ген болады. Олар ата-
ананың біреуінен берілетін тұқымның сары түсін анықтайтын (А) және оның
тегістігін анықтайтын (В) доминантты гендері, ал екіншісінен - жасыл түстің
(а) және бұдырлылықтың (а) рецессивті гендері. Сонда, ол зиготаның генотипі
АаВв болып келеді оны қос немесе дигетерозигота деп атайды. Мұндай
организмнен 4 түрлі-АВ,Ав,аВ және ав гаметалар түзіледі. Әр типті
гаметалардың үйлесімін есептеп және белгілер ажырауының нәтижесін анықтау
үшін ағылшын генетигі ұсынған, оның атымен аталатын Пеннет торы
қолданылады. Ол тордың бойына тігінен аналық, ал көлденеңінен аталық
гаметалар жазылады да, олардың түйіскен жерлеріндегі торларға алынатын
зиготалардың генотиптері жазылады. Соның негізінде олардың фенотиптері
анықталады. Дигибридті будандастырудың цитологиялық негіздері 7 суретте
берілген.
F 1 –дегі будан өсімдіктің мейозы кезінде аллельді емес екі доминантты
генді (АВ) алып жүретін екі аналық хромосома мен сол тәріздес рецессивті
гендері бар екі аталық хромосомалар бір-біріне тәуелсіз түрде жаңа түзілген
жыныс клеткаларына ажырайды. Сол гаметалардың ұрықтануының негізінде
генотиптері әртүрлі 9 типті зиготалар пайда болады. Олардың тек екеуі ғана
бастапқы ата-аналардың генотиптерін толық қайталайды да, қалған жетеуінің
хромосомаларында доминантты және рецессивті гендердің әр түрлі құрамы
болады. Дигибридті будандастыру кезінде F2 –дегі будан ұрпақтың
белгілерінің ажырауына талдау жасағанда нәтижесі мынадай болады:
1. F2 –дегі будандар фенотипі бойынша 4 түрлі болған. Саны жағынан
алғанда олардың 9-сары тегіс, 3-сары бұдырлы, 3-жасыл тегіс, 1-жасыл
бұдырлы .
2. Сол бұдырлы генотипі бойынша қарастырса, 9 түрлі болып шығады:
1ААВВ : 4АаВв : 2ААВв : 2АаВВ : 2Аавв : 2ааВв : 1ААвв : 1ааВВ : 1аавв
3. Әрбір жұп аллельдің (А-а, В-в) гендері моногибридті будандастырудағыдай
1:2:1 (4АА:8Аа:4аа және 4ВВ: 8Вв:4вв) болып ажырайды. Фенотипі бойынша да
әр белгі өз алдына моногибридті будандастырудағыдай 3:1 (12 сары:4 жасыл
және 12 тегіс:4 бұдырлы) болады.
F 1 –дегі будан өсімдіктер тұқымдарының түсі мен пішіні жағынан
ата – аналарынан өзгеше бірнеше комбинация түзеді. Соған байланысты екінші
буында ата –аналарынан өзгеше жаңа формалар пайда болады. Мысалы: тұқымы
сары - бұдырлы, жасыл – тегіс өсімдіктер.
Сөйтіп, Мендель өзінің жүргізген тәжірибелеріне және оларға жасалған
талдаулардың нәтижесіне сүйене отырып, үшінші заңын ашты. Ол белгілердің
тәуелсіз тұқым қуалау заңы деп аталады.
ЖЫНЫСТЫҢ АНЫҚТАЛУЫНЫҢ ГЕНЕТИКАЛЫҚ МЕХАНИЗМІ

Табиғатта жыныстардың ара қатынасы 1:1 қатынасындай екені белгілі.
Басқаша айтқанда 100 аналыққа 100 аталық сәйкес келеді. Мұның генетикалық
негізін қарастыратын болсақ, ол жыныстардың біреуі гомозиготалы, ал
екіншісі гетерозиготалы болуы керек, яғни Аа және аа. Оларды
будандастырғанда нәтижесінде алынған ұрпақтардың жартысы
гетерозиготалы, жартысы гомозиготалы организмдер болып шығады:
PgAax♂aa
Г А@ + @
F1 1Аа : 1аа
Цитологиялық зерттеулердің нәтижесі жануарлар мен түрлі жынысты
өсімдіктердің көпшілігінде аталық және аналық жыныстылардың хромосом
жиынтығындағы бір жұп хромосоманың өзгеше болатындығын көрсетті. Кейінірек
бұл хромосомалардың жынысты анықтауға қатысы бар екендігі анықталды, сол
себепті олар жыныстық хромосомалар деп аталды. Сөйтіп, жануарлар мен түрлі
жынысты өсімдіктердің хромосом жиынтығында кәдуілгі хромосомалар немесе
аутосомалар мен қатар жыныстық хромосомалар да болады, олар Х және У деп
белгіленеді.
Тұқым қуалаушылықтың хромосомдық теориясына сәйкес организмнің жынысы
ұрықтану кезінде анықталады. Жыныстың хромосома арқылы анықталуының
негізінен төрт типі бар. (4 кесте).
Түрлердің басым көпшілігінің дене клеткаларында жыныстық хромосомалар
екі-екіден ХХ немесе ХУ болып келеді. Тек кейбір түрлерде ғана жалғыз Х-
хромосома болады. Егер дене клеткасында жыныстық хромосомалар біркелкі ХХ
болып келсе, ондай жынысты гомогаметалы, ал керісінше әркелкі – ХУ болса-
гетерогаметалы деп атайды.
Адам баласында, сүт қоректі жануарларда, дрозофильде тағы басқа
көптеген түрлерде аналық жыныс гомогаметалы (ХХ), ал аталық-гетерогаметалы
(ХУ). Бұл аталған түрлерде мейоз кезінде біркелкі жұмыртқа клеткалары мен
әркелкі сперматозоидтар түзіледі. Тауықтарда және басқа құстарда, сол
сияқты жібек құрты мен көбелектерде, керісінше аналық жыныс гетерогаметалы
(ХУ), ал аталық гомогаметалы (ХХ).
Мұндай жануарлардың гаметогенезінде әркелкі жұмыртқа клеткалары мен
біркелкі спермотозоидтар түзіледі. Шегіртке мен қандалада аналықтары
гомогаметалы да аталықтары гетерогаметалы, ал қара күйеде керісінше
аналықтары гетерогаметалы да аталықтары гомогаметалы.
4 кесте ЖЫНЫСТЫ АНЫҚТАУДЫҢ СИПАТТАМАСЫ

жынысты сомалық гаметалар
анықтауд клеткалар
ың организм түрлері гетерогаме
типтері талы жыныс
♀ ♂ сперматозжұм.клеткала
ры
ХУ Адам, сүтқоректі ХХ ХУ Аталық
жануарлар, дрозофилаХжәнеУ Хжәне Х
және басқа
түрлерінің көпшілігі

ХУ Құстар, көбелектер ХУ ХХ Аналық
ХжәнеХ ХжәнеУ

ХО Шегірткелер қандала ХХ ХО Аталық
ХжәнеО ХжәнеХ

ХО КҮЙЕ (моль) ХО ХХ ХжәнеХ Аналық
ХжәнеО

5 кесте Жұмыртқа клеткаларының түзілуі кезінде жыныстық хромосомалардың
ажырамауына байланысты адамда пайда болатын хромосомалық аурулар.
Жыныстық хромосомалардың Сперматозоидтар
ажырамауы нәтижесінде пайда
болған жұмыртқа клеткалары
22ХХ 22+У
22 + ХХ 44 + ХХХ 44 + ХХУ
(Х-хромосома (Клайнфельтер
бойынша трисомия)синдромы)

44 + ХХ
22 (Шершевский-Терне44 + У
р синдромы) (Тіршілік қабілеті
жоқ зиготалар
ұрықтың дамуының
бастапқы кезеңінде
өліп қалады)

ЖЫНЫСТЫҢ АНЫҚТАЛУЫНЫҢ БАЛАНСТЫҚ ТЕОРИЯСЫ
Әрі қарай жүргізген зерттеулердің нәтижесінде жынысты тек жыныстың
хромосомалар ғана емес, аутосомалардың да анықтай алатындығы белгілі болды.
Америка генетигі К.Бриджес 20 - шы жылдардың бас кезінде дрозофиланың
жыныстық белгісінің дамуы
Х - хромосома мен аутосомалардың ара қатынасына байланысты өзгеретіндігін
байқады. Бұл шыбында кейде триплоидты (3х+3А) хромосома жиынтығы бар
аналықтар пайда болады. Кейбір триплоидты аналықтар ұрпақ береді, бірақ
мейоз кезінде олардың хромосомалары дұрыс ажырамайды. Мұндай триплоидты
аналықты қалыпты диплоидты аталықпен будандастырғанда жыныстық хромосомалар
мен аутосомаларының ара ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.