основе образования временной связи между условным (сигнальным)

раздражителем и подкрепляющим этот раздражитель безусловнорефлекторным

актом. Условные рефлексы не наследуются, а заново вырабатываются каждым

поколением, однако роль наследственности в скорости закрепления условных

рефлексов и особенностей поведения бесcпорна. Поэтому в сигнальную

наследственность входит компонент биологической наследственности.

Попытки объяснения явлений наследственности, относящиеся к глубокой

древности

(Гиппократ, Аристотель и др.), представляют лишь исторический интерес.

Только вскрытие сущности полового размножения позволило уточнить понятие

наследственности и связать ее с определенными частями клетки. К середине

19 в. благодаря многочисленным опытам по гибридизации растений (Й. Г.

Кельрейтер и др.) накапливаются данные о закономерностях наследственности.

В 1865 году Г. Мендель в ясной математической форме сообщил результаты

своих экспериментов по гибридизации гороха. Эти сообщения позднее получили

название законов Менделя и легли в основу учения о наследственности-

менделизма. почти одновременно были сделаны попытки умозрительно понять

сущность наследственности. В книге “Изменения домашних животных и

культурных растений” Ч. Дарвин (1868 г.) предложил свою “временную

гипотезу пангенезиса”, согласно которой от всех клеток организма

отделяются их зачатки-геммулы, которые, двигаясь с током крови, оседают в

половых клетках и образованиях, служащих для бесполого размножения (почки

и др.) . Таким образом, получалось, что половые клетки и почки состоят из

громадного количества геммул. При развитии организма геммулы превращаются

в клетки того же типа, из которых они образовались. В гипотезе пангенезиса

объединены неравноценные представления: о наличии в половых клетках особых

частиц, определяющих последующее развитие особи; о переносе их из клеток

тела в половые. Первое положение было плодотворным и привело к современным

представлениям о корпускулярной наследственности . Второе, давшее

основание для представления о наследовании приобретенных признаков,

оказалось неверным. Умозрительные теории наследственности развивали также

Ф. Гальтон, К. Негели Х. Де Фриз.

Наиболее детализированную спекулятивную теорию наследственности

предложил А. Вейсман (1892). Основываясь на накопившихся к тому времени

данных по оплодотворению, он признавал наличие в половых клетках особого

вещества-носителя наследственности-зародышевой плазмы. Видимые образования

клеточного ядра-хромосомы-Вейсман считал высшими единицами зародышевой

плазмы-идантами.Иданты состоят из ид, располагю-щихся в хромосоме в виде

зерен в линейном порядке. Иды состоят из детерминат, определяющих при

развитии особи сорт клеток, и биофор, обусловливающих отдельные свойства

клеток. Ида заключает в себе все детерминаты, нужные для построения тела

особи данного вида. Зародышевая плазма содержится лишь в половых клетках;

соматические, или клетки тела, лишены ее. Чтобы объяснить это коренное

различие, Вейсман предполагал, что в процессе дробления оплодотворенного

яйца основной запас зародышевой плазмы (а значит, и детерминат) попадает

в одну из первых клеток дробления, которая становится родоначальной

клеткой так называемого зародышевого пути. В остальные клетки зародыша в

процессе “неравнонаследственных делений” попадает лишь часть детерминат;

наконец, в клетках останутся детерминаты одного сорта, определяющие

характер и свойства именно этих клеток. Существенное свойство зародышевой

плазмы-ее большое постоянство. Теория Вейсмана оказалась ошибочной во

многих деталях. Однако его идея о роли хромосом и о линейном расположении

в них элементарных единиц наследственности оказалась верной и

предвосхитила хромосомную теорию наследственности. Логический вывод из

теории Вейсмана-отрицание наследования приобретенных признаков. Во всех

умозрительных теориях наследственности можно обнаружить отдельные

элементы, нашедшие в дальнейшем подтверждение и более полное развитие в

сложившейся в начале 20 в. генетике. Важнейшие из них:

а) выделение в организме отдельных признаков или свойств, наследование

которых может быть проанализировано соответствующими методами;

б) детерминация этих свойств особыми дискретными единицами

наследственности, локализованными в структурах клетки (ядра) (Дарвин

называл их геммулами, Де Фриз-пангенами, Вейсман-детерминантами). В

современной генетике общепринятым стал предложенный В. Иогансеном (1909)

термин ген.

“ Ген-элементарная единица наследственности, представляющая

отрезок молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты - ДНК (у некоторых вирусов-

рибонуклеиновой кислоты-РНК). Каждый ген определяет строение одного из

белков живой клетки и тем самым участвует в формировании п ризнака или

свойств организма..”[3]

Методы Гальтона. Особняком стояли попытки установления

закономерностей наследственности статистическими методами. Один из

создатеей биометриии-Ф. Гальтон применил разработанные им методы учета

корреляции и регрессии для установления связи между родителями и

потомками. Он сформулировал следующие законы наследственности (1889):

- регрессии, или возврата к предкам

- анцестральной наследственности, то естьдоли наследственности

предков в наследственности потомков.

Законы носят статистический характер, они применимы лишь к совокупностям

организмов и не раскрывают сущности и причин наследственности, что могло

быть достигнуто только с помощью экспериментального изучения

наследственности разными методами и прежде всего гибридологическим

анализом, основы которого были заложены еще Менделем. Так были установлены

закономерности наследования качественных признаков: моногибридное-

различие между скрещиваемыми формами зависит лишь от одной пары генов,

дигибридное- от двух , полигибридное- от многих. При анализе наследования

количественных признаков отсутствовала четкая картина расщепления , что

давало повод выделять особую, так называемую слитную наследственность и

объяснять ее смещением наследственных плазм скрещиваемых форм. В

дальнейшем гибридологический и биометрический анализ наследования

количественных признаков показал, что и слитная наследственность сводится

к дискретной, но наследование при этом полигенное. В этом случае

расщепление трудно обнаружить, так как оно ппроисходит по многим генам,

действие которых на признак осложняется сильным влиянием условий внешней

Среды. Таким образом, хотя признаки можно разделять на качественные и

количественные, термины “кчественная” и “количественная” наследственность

не оправданы, так как обе категории наследственности принципиально

одинаковы.

Развитие цитологии пртивело к постановке вопроса о материальных

основах наследственности. Впервые мысль о роли ядра как носителя

наследственности была сформулирована

О. Гертвигом (1884) и Э. Страсбургером(1884) на основании изучения процесса

оплодотворения. Т. Бовери (1887) установил индивидуальность хромосом и

развил гипоьезу о их качественном различии. Он же, а также Э. ван Бенедет

(1883) установили уменьшение количества хромосом вдвое при образовании

половых клеток в мейозе. Американский ученый У. Сеттон (1902) дал

цитологическое объяснение закону Менделя о независимом наследовании

приизнаков. Однако подлинное обоснование хромосомной теории

наследственности было дано в работах Т. Моргана и его школы (начиная с

1911), в которых было показано точное соответствие между генетическими и

цитологическими данными. В опытах на дрозофилебыло установлено нарушениет

независимого распределения признаков-их сцепленное наследование. Это

явление было объяснено сцеплением генов, то есть нахождением генов,

определяющих эти признаки, в одной определенной паре хромосом. Изучение

частоты рекомбинаций между сцеплеными генами (в результате кроссинговера)

позволило составить карты расположения генов в хромосомах.

Генетические карты хромосом - схемы относительного расположения

сцепленных между собой наследств. факторов — генов. Генетические карты

хромосом отображают реально существующий линейный порядок размещения генов

в хромосомах и важны как в теоретических исследованиях, так и при

проведении селекционной работы, т. к. позволяют сознательно подбирать пары

признаков при скрещиваниях, а также предсказывать особенности наследования

и проявления различных признаков у изучаемых организмов. Имея Генетические

карты хромосом, можно по наследованию «сигнального» гена, тесно сцепленного

с изучаемым, контролировать. передачу потомству генов, обусловливающих

развитие трудно анализируемых признаков; напр., ген, определяющий

сморщенный эндосперм у кукурузы и находящийся в 9-й хромосоме, сцеплен с

геном, определяющим пониженную жизнеспособность растения. Многочисленные

факты отсутствия (вопреки законам Менделя) независимого распределения

призна

ков у гибридов второго поколения были объяснены хромосомной теорией

наследственности. Гены, расположенные в одной хромосоме, в большинстве

случаев наследуются совместно и образуют одну группу сцепления, количество

к-рых, таким образом, соответствует у каждого организма гаплоидному числу

хромосом. Американский генетик Т. X. Морган показал, однако, что сцепление

генов, расположенных в одной хромосоме, у диплоидных организмов не

абсолютное; в нек-рых случаях перед образованием половых клеток между

однотипными, или гомологичными, хромосомами происходит обмен соответств.

участками; этот процесс носит назв. перекреста, или кроссинговера. Обмен

участками хромосом (с находящимися в них генами) происходит с различной

вероятностью, зависящей от расстояния между ними (чем дальше друг от друга

гены, тем выше вероятность кроссинговера и, следовательно, рекомбинации).

Генетич. анализ позволяет обнаружить перекрест только при различии

гомологичных хромосом по составу генов, что при кроссинговере приводит к

появлению новых генных комбинаций. Обычно расстояние между генами на

Генетических картах хромосом выражают как процент кроссинговера (отношение

числа мутантных особей, отличающихся от родителей иным сочетанием генов, к

общему кол-ву изученных особей); единица этого расстояния — морганида —

соответствует частоте кроссинговера в 1 %.

Итак, выделим основные положения хромосомной теории наследственности:

1. Гены располагаются в хромосомах, различные хромосомы

содержат неодинаковое чис ло генов, набор генов каждой из

негомологичных хромосом уникален.

2. Гены в хромосоме расположены линейно, каждый ген занимает в

хромосоме определенный локус (место).

3. Гены , расположенные в одной хромосоме, образуют группу сцепления

и вместе (сцеплено) передаются потомкам, число групп сцепления равно

гаплоидному набору хромосом.

4. Сцепление не абсолютно, так как в профазе мейоза может

происходить кроссинговер и гены, находящиесяв одной хромосоме, разобщаются.

Сила сцепления зависит от расстояния между генами в хромосоме: чем больше

расстояние, тем меньше сила сцепления. и наоборот. Расстояние между генами

измеряется в процентах кроссинговера. 1% кроссинговера соответтствует одной

морганиде.[4]

Генетические карты хромосом составляют для каждой пары гомологичных

хромосом. Группы сцепления нумеруют последовательно, по мере их

обнаружения. Кроме номера группы сцепления, указывают полные или

сокращённые назв. мутантных генов, их расстояния в морганидах от одного из

концов хромосомы, принятого за нулевую точку, а также место центромеры.

Составить Генетические карты хромосом можно только для объектов, у которых

изучено большое число мутантных генов. Например, у дрозофилы

идентифицировано свыше 500 генов, локализованных в её 4 группах сцепления,

у кукурузы — около 400 генов, распределённых в 10 группах сцепления (рис.

1). У менее изученных объектов число обнаруженных групп сцепления

меньше гаплоидного числа хромосом. Так, у домовой мыши выявлено около 200

генов, образующих 15 групп сцепления (на самом деле их 20); у кур изучено

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6