Что такое генетика в биологии

Генетические исследования играют большую роль в сельском хозяйстве, микробиологии, генной инженерии. Именно генетика изучает, как предупреждать и лечить наследственные заболевания. Исследования стали научным обоснованием равенства всех рас.

Что такое генетика

Генетика — наука, изучающая универсальные для всех живых организмов свойства: наследственность и изменчивость. Понятие ввел в 1905 году Уильям Бэтсон.

Выделяют 3 этапа развития генетики:

1. Первый этап связан с открытиями Грегора Менделя. Он обнаружил делимость (дискретность) факторов наследственности. Позднее, в 1909 году эти факторы были названы генами (В. Иогансен). В 1901-1903 годы де Фриз выдвинул мутационную теорию изменчивости.
2. На втором этапе в центре внимания было изучение особенностей наследования признаков на уровне хромосом. Ученые обнаружили взаимосвязь между хромосомным распределением и менделевскими законами о наследственности. Было установлено, что гены являются участками хромосом. Благодаря исследованиям на этом этапе была сформулирована хромосомная теория наследования. 
3. Третий этап связан с работами на молекулярном уровне. В 1953 году Ф. Крик и Дж. Уотсон создали модель ДНК спиралевидной формы. Она объяснила природу изменчивости. Сформировалась генная инженерия, которая позволила воссоздавать гены, передавать их другим организмам. Начало 21 века в генетике ознаменовалось расшифровкой генома человека. 

Предмет и задачи генетики

Предмет генетики — изучение на различных уровнях (молекулярно-генетическом, клеточном, организменном, популяционном) генов, являющихся основой наследственности. 

Ген — часть молекулы ДНК, которая определяет последовательность аминокислот, нуклеотидов и признаков организма.

Гены наделены свойствами:

• специфичность означает, что для каждого гена существует индивидуальный порядок расположения нуклеотидов;
• целостность дает возможность полипептиду существовать как неделимая единица;
• дискретность зависит от наличия субъединиц: мутонов или реконов;
• стабильность выражается в редких случаях мутации;
• лабильность проявляется в способности мутировать;
• экспрессивность определяется степенью проявления гена;
• плейотропность выражает способность одного гена отвечать за появление нескольких признаков;
• пенетрантность определяет частоту проявления генов.

Задачами генетики являются:

1. Поиск способов, которые позволяют различным организмам (растениям, животным, человеку, бактериям) сохранять генетическую информацию.
2. Аналитические исследования методов передачи наследственных признаков между поколениями организмов.
3. Определение особенностей проявления генетической информации в процессе жизнедеятельности и степени воздействия на нее окружающей среды.
4. Исследование роли изменчивости в процессе эволюции организмов. 
5. Поиск методов, способных исправлять поврежденные геномы.

Виды и разделы генетики

Закономерности наследования и изменчивости изучает общая генетика. В зависимости от объекта изучения выделяют частные виды генетической науки:

• вирусов;
• бактерий;
• растений;
• человека;
• животных.

По организационному уровню биологических объектов генетика имеет следующую структуру:

• цитогенетика;
• молекулярная генетическая наука;
• феногенетика (онтогенетика);
• популяционная.

Эволюционная отрасль исследует генетические изменения организмов в процессе развития жизни на планете, основываясь на наследственности, изменчивости и отборе. 

Экологическая генетика исследует механизмы взаимодействия в экосистемах организмов на генетическом уровне. Ее частью является генетическая токсикология, которая прогнозирует и предотвращает последствия негативного воздействия человека. 

Клоны овечки Долли доказали значение генной инженерии.

Важную роль играет медицинская отрасль, которая занимается исследованием наследственных заболеваний, определяет риски и диагностирует их на ранних стадиях.

Среди многочисленных систем генетической науки выделяют разделы:

• онкогенетика;
• геносоматика;
• радиационная;
• археогенетика;
• судебно-медицинская;
• биохимическая;
• криминалистическая;
• геномика;
• молекулярная;
• физиологическая;
• психиатрическая;
• генетическая генеалогия;
• генетика развития;
• биометрическая;
• генетика количественных признаков.

Сфера применения генетики

Генетика стала фундаментом для развития селекции. Селекционеры подбирают сорта растений, породы животных с выраженными особенностями для выведения новых видов. Селекция помогает улучшить урожайность, продуктивность сельскохозяйственных животных и птиц (коровы дают больше молока; куры несутся чаще).

Генетические исследования дали возможность разработать лучшие методы для искусственного разведения промысловых рыб.

В микробиологии большую роль сыграла мутационная селекция. С ее помощью были созданы антибиотики, витамины, аминокислоты, «живые удобрения».

Генетическая инженерия занимается выведением штаммов бактерий, которые выделяют гормоны роста или интерфероны человека, для последующей генной модификации организмов.

Наибольшее распространение генетика получила в медицине:

1. Понимание заболеваний. В 2003 году были опознаны все гены человека. Это достижение дало возможность классифицировать болезни с учетом не только симптомов, но и генетических патологий.
2. Диагностика расстройств. Некоторые хромосомные заболевания, например, синдром Дауна и синдром Тернера, диагностируют при помощи генетических анализов. А появление нарушений в генах BRCA означает риск развития рака молочных желез и яичников.
3. Определение рисков. Методом генетического скрининга узнают вероятность появления у пары ребенка с отклонениями и диагностируют возможные нарушения в развитии плода.
4. Выявление реакции на препараты. Определенные гены помогают сделать прогноз, как человеческий организм отреагирует на лекарство и в каких дозах его можно принимать. 
5. Лечение заболеваний. Генетические исследования пораженных клеток помогают развиваться фармацевтической промышленности. Производители в зависимости от этих данных разрабатывают и выпускают нужные лекарства.

Студентам, которые испытывают сложности в изучении генетики и биологии, окажет помощь Феникс.Хелп. Авторы покажут, как справиться с учебными работами.