 |
НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - Явление наследственности
Явление наследственности
Явление наследственности
Революция
в генетике была подготовлена всем ходом могущественного развития идей и методов
менделизма и хромосомной теории наследственности. Уже в недрах этой теории было
показано, что существуют явления трансформаций у бактерий; что хромосомы - это
комплексные компоненты, состоящие из белка и нуклеиновой кислоты. Молекулярная
генетика - это истинное детище всего XX века, которое на новом уровне впитало в
себя прогрессивные итоги развития хромосомной теории наследственности, теории
мутации, теории гена, методов цитологии и генетического анализа. На путях
молекулярных исследований в течении последних 20 лет генетика претерпела
поистине революционные изменения. Она является одной из самых блестящих
участниц в общей революции современного естествознания. Благодаря ее развитию
появилась новая концепция о сущности жизни, в практику вошли новые
могущественные методы управления и познания наследственности, оказавшие влияние
на сельское хозяйство, медицину и производство.
Основным
в этой революции было раскрытие молекулярных основ наследственности. Оказалось,
что сравнительно простые молекулы дезоксирибонуклеиновых кислот (ДНК) несут в
своей структуре запись генетической информации. Эти открытия создали единую
платформу генетиков, физиков и химиков в анализе проблем наследственности.
Оказалось, что генетическая информация действует в клетке по принципам
управляющих систем, что ввело в генетику во многих случаях язык и логику
кибернетики.
Вопреки
старым воззрениям на всеобъемлющую роль белка как основу жизни, эти открытия
показали, что в основе преемственности жизни лежат молекулы нуклеиновых кислот.
Под их влиянием в каждой клетке формируются специфические белки. Управляющий
аппарат клетки собран в ее ядре, точнее - в хромосомах, из линейных наборов
генов. Каждый ген, являющийся элементарной единицей наследственности, вместе с
тем представляет собой сложный микромир в виде химической структуры,
свойственной определенному отрезку молекулы ДНК.
Таким
образом современная генетика открывает перед человеком сокровенные глубины
организации и функций жизни. Как всякие великие открытия, хромосомная теория
наследственности, теория гена и мутаций (учения о формах изменчивости генов и
хромосом) оказывали глубокое влияние на жизнь. Развитие физико-химической
сущности явления наследственности неразрывно связано с выяснением материальных
основ всех явлений жизни. В явлении жизни нет ничего кроме атомов и молекул,
однако форма их движения качественно специфична. Наследственность не
автономное, независимое свойство, оно неотделимо от проявления свойств клетки в
целом.
Взаимодействие
молекул ДНК, белков и РНК лежит в основе жизнедеятельности клетки и ее
воспроизведения. Поскольку явление наследственности, в общем смысле этого
понятия, есть воспроизведение по поколениям сходного типа обмена веществ,
очевидно, что общим субстратом наследственности является клетка в целом.
Явление
наследственности в целом необусловлено исключительно генами и хромосомами,
которые представляют собой все же только элементы более сложной системы -
клетки. Это не умаляет роли генов и ДНК, в них записана генетическая
информация, т. е. возможность воспроизведения определенного типа обмена
веществ. Однако реализация этой возможности, т. е. процессы развития особи или
процессы жизнедеятельности клетки, базируется целостной саморегулирующейся
системе в виде клетки или организма. В настоящее время в качестве
первоочередной встает задача, выяснить, как осуществляется высший синтез
физических и химических форм движения, появление которого знаменовало собой
возникновение жизни и наследственности. Явление жизни нельзя свести к химии и
физике, ибо жизнь - это особая форма движения материи. Однако ясно, что
сущность этой особой формы движения материи не может быть принята без знания
природы простых форм, которые входят в него уже как бы в "снятом
виде". Поэтому проблема физических и химических основ наследственности
является ныне одной из центральных в генетике. Ее разработка должна заложить
основы для решения проблем наследственности во всей сложности ее биологического
содержания. Совершенно ясно, что важнейшие вопросы философского материализма
связаны с разработкой этой проблемы. Материалистическая постановка решающих
вопросов наследственности не мыслима без признания того, что явление
наследственности материально обусловлено, что в клетке которая образует
поколение, должны иметься определенные материальные вещества и структуры,
физические и химические формы движения которых благодаря их специфическому
взаимодействию создают явление наследственности.
В
свете сказанного вполне понятно то значение, которое имеет полная
физико-химическая расшифровка строения биологически важных молекул. Несколько лет
назад впервые химическими средствами вне организма была синтезирована белковая
молекула - гормон инсулин, управляющий углеводным обменом в организме человека.
Недавно была расшифрована физическая структура двух белков - дыхательных
пигментов крови и мышц - гемоглобина и миоглобина. Для молекулы фермента
лизоцима физики открыли пространственное расположение каждого из тысячи атомов,
участвующих в построении его молекул. Установлено место в молекуле,
ответственное за каталитический эффект этого биологического катализатора, не
допускающего проникновения вирусов в клетку.
После
этих событий, связанных с раскрытием природы генетического кода и генетических
механизмов в синтезе белков, впервые удалось дать полный химический анализ и
формулы строения молекулы транспортной РНК. Все эти открытия, включая
замечательный факт, что синтез молекул ДНК идет под координирующим влиянием
затравки (матричной ДНК), показывает, какой серьезный шаг сделала генетическая
биохимия к созданию прототипа живого.
Поистине
фантастические горизонты открываются на путях синтеза генов в искуственных
условиях, которые осуществлены в исследованиях Г. Корана и его группы
ученых-последователей. Другим выдающимся открытием послужила разработка условий
для искусственного самоудвоения ДНК в бесклеточной системе. Было установлено,
что молекулы ДНК (по крайней мере у вирусов и бактерий) сущесnвуют в форме
замкнутого кольца и в таком виде служат матрицей для ДНК-полимеразы.
Проблемы
гена и молекулярные основы мутации.
Одна
из наиболее важных задач современной генетики является получение направленых
мутаций. Эта задача в основном решается на путях направленного химического
преобразования молекулярных системв пределах отдельных генов. При помощи
методов общей, радиационной, химической и молекулярной генетики во многих
странах уже достигнуто управление наследственностью. В селекции
микроорганизмов, растений и животных имеются существенные производственные
достижения, полученные с помощью этих новых методов.
Как
ни сложна задача получения направленных мутаций, однако в последних работах по
молекулярной генетике найдены правильные пути, и более того даже некоторые
элементы решения этой задачи уже достигнуты в работах с бактериями и раст.
вирусами.
Список литературы
Для
подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://ecosoft.iatp.org.ua/
| |
