Публикация авторского материала: «Значение генетики для селекции и медицины». автор Гумматова Айсун Анар кызы | Работа №336585

Гумматова Айсун Анар кызы

Казанский филиал Российского

Государственного Университета

Правосудия

gummatovaajsun9@gmail.com

Тема:

Значение генетики для селекции и медицины.

Генетика — наука о наследственности и изменчивости живых организмов и методах управления ими. Более полное определение таково: генетика - это наука, изучающая явления изменчивости и наследственности, закономерности процессов хранения, передачи и реализации генетической информации на молекулярном, клеточном, организменном и популяционном уровнях.

Наследственность

Наследственность – это передаваемые из поколения в поколение внешние признаки строения, физиологические свойства, характер обмена веществ и специфические этапы развития. То есть признаки, которые были у всех предков и будут у всех потомков.

Давайте возьмём в качестве примера обыкновенную кошку. Сиамские, персидские, сибирские и даже сфинксы – какой бы породы ни была кошка, вы понимаете, кто перед вами. Ни одному селекционеру ещё не удалось вывести новую породу без характерных именно для кошки признаков, которые определены генотипом. Кстати, расшифровкой генотипа кошки учёные занимаются с 2007 года, и уже расшифровали более 20 тысяч генов. Но в то же время, скрещивая кошек для выведения новой породы, селекционеры иногда получают в помёте котят, например, с совершенно неожидаемым цветом шерсти. Здесь идёт речь как раз о втором понятии – изменчивости.

Изменчивость

Изменчивость генетических признаков как явление – это полная противоположность наследственности. И заключается оно в изменении наследственных признаков или в появлении совершенно новых. Благодаря изменчивости живые организмы получают возможность адаптироваться к новым условиям, а приспособившись к ним, выживать и эволюционировать дальше.

Говоря проще, если бы наследственные признаки передавались на 100% от поколения к поколению, эволюция была бы попросту невозможна. Наследственность обеспечивает сохранение вида, а изменчивость, приводя к разнообразию внутри этого вида, обеспечивает ему выживание, расширяя за счёт новых признаков границы обитания.

Огромное значение изменчивости придавал ещё Гиппократ (древнегреческий врач, заложивший основы медицины как науки), разделявший изменчивость на наследственную и приобретённую. В качестве примера он приводил калеку: если человек потерял пальцы руки под колесницей, то его потомство не унаследует это дефект (то есть признак, приобретённый в течение жизни, не наследуется). Другое дело, если человек уже родился без пальцев.

Значение генетики для селекции

Селекция (лат. selectio - выбирать) - наука и отрасль практической деятельности, направленная на создание новых сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов, обладающих полезными для человека свойствами.

С помощью селекции не могут быть созданы новые виды организмов. Селекцию можно считать одной из форм эволюции, в которой присутствует искусственный отбор.

Благодаря ней человечество обеспечено продовольствием.

Основные задачи науки: качественное улучшение особенностей организма; повышение продуктивности и урожайности; повышение устойчивости организмов в заболеваниям, вредителям, изменениям климатических условий.

Генетика представляет собой теоретическую основу селекции растений, животных и микроорганизмов.

Опираясь на частную генетику различных объектов, селекционеры подбирают исходный материал для создания новых пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов. При этом применяются различные системы скрещиваний, метод гибридологического анализа, индуцирования мутаций и т. д.

Методы селекции: отбор, гибридизация, полиплоидия, мутагенез, подбор родительских пар (комбинационная селекция), клеточная и генная инженерия,клонирование и другие.

Основными методами селекции являются: искусственный отбор и гибридизация (скрещивание). Эти методы человек использует с давних времён. Так, около XIV в. до н. э. в Хеттском государстве, расположенном на территории Передней Азии, появился трактат о коневодстве, содержащий описание схем скрещивания лошадей и дошедший до нас в виде клинописных глиняных табличек. Другие методы селекционной работы появились сравнительно недавно. Так, с открытием мутаций в начале XX в. в селекции растений и микроорганизмов стал широко применяться мутагенез для повышения уровня наследственной изменчивости, возникающей под влиянием радиоактивного излучения и действия химических веществ, обладающих способностью вызывать мутации у организмов.

Отбор отдельных особей из потомства может быть массовым и индивидуальным.

Массовый отбор хорошо подходит для культивирования перекрёстно-опыляющихся растений, например, ржи, пшеницы, кукурузы. Отбирают растения, которые обладают наиболее выгодными признаками. Это может быть плодовитость, устойчивость к засухе или морозам, а также к болезнетворным организмам.

Их семена высеивают в следующем году и вновь из потомства выбирают лучшие растения. Если урожайность и другие нужные показатели повысились, значит, отбор получился. Индивидуальный отбор чаще используется в животноводстве. Выбирают особей с наиболее выгодными свойствами. Затем их скрещивают и анализируют, какие признаки передались потомству.

Гибридизация (скрещивание)

При гибридизации скрещивают особей для получения или закрепления нового признака. Гибридизация различается по степени родства между особями. Инбридинг — это близкородственное скрещивание. Возможно скрещивание особей, которые имеют общего предка в разных поколениях (первом, втором, третьем, четвёртом). Инбридинг встречается в природе среди растений (самоопыление) и животных. Его основной эффект заключается в том, что потомки получают оба рецессивных аллеля от родителей. Таким образом закрепляется определённый признак. Но в этом кроется и недостаток метода. Потомство может получить «плохие» рецессивные аллели одного гена от обоих родителей, это плохо скажется на здоровье и плодовитости, а значит, со временем приведёт к вырождению. Однако если при инбридинге каждый раз используют строгий отбор, то есть выбирают наиболее сильных и здоровых особей, то через несколько поколений вырождение как бы преодолевается, а в породе закрепляется новый признак. Хотя так происходит не всегда и риск неудачи очень высок.

Значение генетики для медицины

Генетика человека - это особый раздел генетики, который изучает особенности наследования признаков у человека, наследственные заболевания, генетическую структуру популяций человека, является теоретической основой современной медицины и современного здравоохранения. При изучении наследственности и изменчивости человека используют следующие методы: генеалогический, близнецовый, цитогенетический, биохимический, дерматоглифический и другие методы, которые были рассмотрены ранее

Медицинская генетика - область медицины, которая изучает явления наследственности и изменчивости в различных популяциях людей, особенности проявления и развития нормальных и патологических признаков, зависимость

заболеваний от генетической предрасположенность и условий окружающей среды. Медицинская генетика связана со всеми разделами современной клинической медицины и другими областями медицины и здравоохранения.

Основным разделом медицинской генетики является клиническая генетика, которая изучает этиологию и патогенез наследственных болезней, изменчивость клинических проявлений и течения наследственной патологии и болезней, характеризующихся наследственным предрасположением, в зависимости от влияния генетических факторов и факторов окружающей среды, а также разрабатывает методы диагностики, лечения и профилактики этих болезней.

Генеалогический метод используется для диагностики наследственных болезней и медико-генетического консультирования; он позволяет осуществлять генетическую профилактику (предупреждение рождения больного ребенка) и раннюю профилактику наследственных болезней.

Близнецовый метод состоит в изучении развития признаков у близнецов. Он позволяет определять роль генотипа в наследовании сложных признаков, а также оценивать влияние таких факторов, как воспитание, обучение и др.

Известно, что у человека близнецы бывают однояйцевыми (монозиготными) и разнояйцевыми (дизиготными). Однояйцевые, или идентичные,близнецы развиваются из одной яйцеклетки, оплодотворенной одним сперматозоидом. Они всегда одного пола и поразительно похожи друг на друга, так как имеют один и тот же генотип. Кроме того, у них одинаковая группа крови, одинаковые отпечатки пальцев и почерк, их путают даже родители и не различают по запаху собаки. Только у идентичных близнецов на 100% удаются пересадки органов, поскольку у них одинаков набор белков и пересаженные ткани не отторгаются. Доля однояйцевых близнецов у человека составляет около 35—38% от общего их числа.

Цитогенетичесий метод основан на микроскопическом исследовании структуры хромосом у здоровых и больных людей. Цитогенетический контроль применяют при диагностике ряда наследственных заболеваний, связанных с явлениями анеуплои-дии и различными хромосомными перестройками. Он позволяет также изучать старение тканей на основе исследований возрастной динамики структуры клеток, устанавливать мутагенное действие факторов внешней среды на человека и т. д.

В последние годы цитогенетический метод приобрел большое значение в связи с возможностями генетического анализа человека, которые открыла гибридизация соматических клеток в культуре. Получение межвидовых гибридов клеток (например, человека и мыши) позволяет в значительной степени приблизиться к решению проблем, связанных с невозможностью направленных скрещиваний, локализовать ген в определенной хромосоме, установить группу сцепления для ряда признаков и т. д. Объединение генеалогического метода с цитогенетическим, а также с новейшими методами генной инженерии значительно ускорило процесс картирования генов у человека.

Биохимические методы изучения наследственности человека помогают обнаружить ряд заболеваний обмена веществ (углеводного, аминокислотного, липидного и др.) при помощи, например, исследования биологических жидкостей (крови, мочи, амниотической жидкости) путем качественного или количественного анализа. Причиной этих болезней является изменение активности определенных ферментов.

С помощью биохимических методов открыто около 500 молекулярных болезней, являющихся следствием проявления мутант-ных генов. При различных типах заболеваний удается либо определить сам аномальный белок-фермент, либо установить промежуточные продукты обмена. По результатам биохимических анализов возможно поставить диагноз болезни и определить методы лечения. Ранняя диагностика и применение различных диет на первых этапах постэмбрионального развития позволяют излечить некоторые заболевания или хотя бы облегчить состояние больных с неполноценными ферментными системами.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Генетика занимает ведущее положение в современной биологии и, в свою очередь, опирается на достижения и методы многих ее отраслей.

Значение генетики состоит в том, что благодаря ней человеку стали понятны принципы работы, передачи, устройства и нарушений ашарата передачи наследственной информации.

Селекция дала людям возможность выводить различные породы и сорта организмов, которые отличаются очень высокими показателями полезности для различных видов деятельности человека.

Генетика человека является теоретической основой современной медицины и современного здравоохранения и позволяет бороться за здоровье людей и их будущих поколений. Значение генетики для медицины неоспоримо и безусловно очевидно, поскольку еще совсем недавно все наследственные болезни считались безусловно неизлечимыми, а сегодня многие заболевания поддаются успешному лечению.