Менделевская генетика

На протяжении долгой истории научной (в большей степени натурфилософской) мысли преобладающими были метафизиче­ские представления о наследственности и изменчивости. Уже в да­лекие времена, когда начался период одомашнивания различных животных, предпринимались попытки улучшить их полезные ка­чества. Решая эти задачи, человечество интуитивно опиралось на биологические закономерности наследования. Начиная с трудов Гиппократа, Аристотеля, Платона, других древнегреческих вра­чей и философов, появляются первые теоретические объяснения явлению наследственности. В XVIII и XIX столетиях изучением проблемы наследования занимались такие выдающиеся ботаники и врачи, как И.Кельейтер, Т.Найт, Ш.Ноден, П.Мопертюи и другие. Было показано, что признаки родителей, в том числе и нежелательные, например болезни, передаются через половые клетки; описано преобладание у гибрида одного признака над дру­гим. Однако основоположником науки генетики, открывшим глав­ные законы наследования признаков, является гениальный чешс­кий ученый Г. Мендель.

Главная заслуга Менделя состоит в разработке и использовании гибридологического метода для анализа явлений наследования.

До открытий Менделя признавалась теория так называемой слит­ной наследственности. Суть этой теории состояла в том, что при оплодотворении мужское и женское «начало» перемешивались, «как краски в стакане воды», давая начало новому организму. Мендель заложил фундамент представлений о дискретном характере наслед­ственного вещества и о его распределении при образовании поло­вых клеток у гибридов.

Основные результаты семилетних экспериментов по изучению законов наследования Мендель опубликовал в бюллетене обще­ства естествоиспытателей в г. Брюнне (ныне г. Брно, Чехия) в 1866 г. Исследование называлось «Опыты над растительными гибридами». Однако эта публикация не привлекла внимания современников. Только через 35 лет, в 1900 г., когда законы наследования были вновь открыты сразу тремя ботаниками — К. Корренсом, Э. Чермаком и Г. де Фризом, они получили всеобщее признание. К на­стоящему времени правильность законов Менделя подтверждена на громадном числе растительных и животных организмов, в том числе и на человеке. Открытие Менделем законов, отражающих процесс передачи наследственной информации и принципа диск­ретности (генной детерминации наследственных признаков), яви­лось первым экспериментальным доказательством существования наследственности как реального материального явления.

ГИБРИДОЛОГИЧЕСКИЙ МЕТОД Г.МЕНДЕЛЯ

Гибридологический метод — это система специальных скрещи­ваний для получения гибридов с целью анализа характера насле­дования признаков.

Мендель объектом своих экспериментов выбрал растение, пол­ностью отвечающее поставленной задаче: оно имело надежную защиту от посторонней пыльцы во время цветения и обладало нормальной плодовитостью. Такими растениями были различные сорта самоопыляющегося посевного гороха (Pisumsativum).

Суть разработанного Менделем метода состоит из нескольких основных постулатов.

1. Подбор исходных «константно различающихся» родительс­ких пар.

Для скрещивания использовались растения, отличавшиеся не­которыми признаками: например, окраской цветка (у одного рас­тения пурпурная, у другого — белая), длиной стебля (у одного растения около 2 м, у другого — до 60 см) и т. д. В своих экспери­ментах Мендель изучал наследование 7 альтернативных пар при­знаков: окраски цветка, расположения цветков (пазушное или кон­цевое), высоты растений, характера поверхности горошин (глад­кая или морщинистая), окраски горошин (желтая или зеленая) и т. д. В каждом поколении Мендель вел учет альтернативных при­знаков отдельно по каждой паре. До начала экспериментальных скрещиваний Мендель в течение нескольких лет проводил работу на получение «чистых линий», т.е. сортов, постоянно и устойчиво воспроизводящих анализируемый признак. (Термин «чистые линии» возник много позднее, датский генетик — селекционер В. Иогансен так назвал группу особей с однородной наследственностью.)

2. Количественный анализ полученных гибридов, отличающих­ся по отдельным признакам от каждой родительской пары.

3. Индивидуальный анализ потомства от каждого скрещивания в ряду поколений.

Революционное новшество данного методического приема зак­лючалось в учете и анализе потомства, полученного путем размно­жения всех без исключения гибридных особей.

4. Применение статистических методов оценивания результатов эксперимента.

Г. Мендель ввел в практику генетического анализа систему за­писей скрещивания, в которой символ Р обозначает родителей (лат. parenta — родители); F — потомков от скрещивания (лат. filii — дети). Позднее стали использовать нижний цифровой индекс при символе F для обозначения последующих поколений. Например, F₁ — обозначает потомство от скрещивания родительских форм; F₂ — обозначает потомство от скрещивания гибридов первого по­коления и т.д.; символ «х» означает скрещивание особей.