Генетика, основная концепция

Деятельность центров, внесших основной вклад в сбор таких данных, описана в разд. 3.1.8. В настоящее время не существует ни одного центра, специализирующегося на генетико-эпидемиологических исследованиях этого типа. По нашему мнению, наиболее правдоподобное объяснение свертывания популяционных исследований дает социология науки. Наступивший в конце 1950-х-начале 1960-х г. расцвет биохимической генетики, цитогенетики, генетики соматических клеток и иммуногенетики открыл совершенно новые перспективы для генетического анализа человеческих индивидов. Исследователи получили в свое распоряжение методы и концепции молекулярной биологии. Вполне понятно, что многие научные работники соблазнились этими новыми возможностями и отказались от проведения очень трудоемких и не очень убедительных работ по выявлению и изучению соответствующих больных в больших популяциях. Эта тенденция усилилась в результате своеобразного развития ряда раз- [c.169]

Структурная организация локусов иммуноглобулинов и гистосовместимости является яркой демонстрацией того, какое огромное расстояние пройдено от первоначальной концепции гена как обособленного неизменного участка ДНК, кодирующего один-единственный белок. Теперь нам известно, что гены могут образовывать огромные кластеры, состоящие из многих родственных последовательностей. Гены могут экспрессироваться, образуя альтернативные формы белка, и, наконец, они могут формироваться путем физических перестроек последовательностей ДНК в процессе развития соматических клеток. Таким образом, в течение последнего десятилетия представления об основном предмете генетики претерпели существенные изменения. [c.518]

Эта (сокращенная) цитата из замечательной статьи Менделя, опубликованной в 1865 г., вводит основную концепцию генетики существует единица наследственности в виде некоторого фактора, который передается от родителей потомству. Этот дискретный фактор не что иное, как хорошо нам теперь известный ген. Работа Менделя пролила свет на общее поведение гена при наследовании в ряду поколений. Из этой работы следовало, что отдельный живой организм-это способ, которым ген экспрессируется и увековечивает себя. Суть этого представления изображена на рис. 1.1 в виде чередования поколений. [c.8]

В работах большинства исследователей XIX века истинные факторы и ошибочные представления были перемешаны, а критериев для установления истины в то время еще не существовало. Такая ситуация была типичной для положения дел в науке на донаучной стадии ее развития. Генетика человека не имела основных теоретических положений. Как наука она сформировалась в 1865 г., т. е. именно тогда, когда появились биометрия и менделизм. Биометрический подход был очень популярен первые десятилетия нашего века, и его положения будут использованы во многих примерах и объяснениях, приводимых в этой книге. С появлением молекулярной биологии и раскрытием механизма действия гена использование биометрических методов пошло на убыль. Однако в тех областях генетики, в которых применение молекулярных методов еще невозможно (например, в генетике поведения или социальной генетике), многие новые достижения основываются на биометрической концепции и ее современных вариантах. Законы, сформулированные [c.22]

В первой из трех глав части III (гл. 8) приведены данные о структуре генов эукариот и современные представления о механизме их экспрессии, в частности сведения о сложных сигналах регуляции транскрипции, а также о происхождении, локализации и структуре ингронов и тех механизмах, с помощью которых интроны удаляются из первичных транскриптов при сплайсинге. Очень существенным здесь явилось применение обратной генетики-введение специфических мутаций в определенные сегменты ДНК и последующий анализ структурно-функциональных взаимоотношений в генах эукариот. В гл. 9 основное внимание сосредоточено на организации сложных эукариотических геномов. Рассмотрено расположение генов и других элементов в молекуле ДНК, в частности в центромерных и теломерных областях. Красной нитью через всю главу проходит концепция генома как летописи эволюционной истории. В заключение дано описание геномов внутриклеточных орга-нелл-митохондрий и хлоропластов. В гл. 10 представлены механизмы случайных и неслучайных перестроек геномной ДНК. Речь идет об амплификациях, делециях и транспозициях—как неза-нрограммнрованных и приводящих к мутагенезу, так и запрограммированных в геноме и осуществляющих точную регуляцию генной экспрессии, например изменение типов спаривания у дрожжей и образование генов иммуноглобулинов. [c.7]

Как и во многих других областях молекулярной биологии, в генетике развития зачастую в качестве экспериментальных моделей используются животные, поскольку эксперименты на человеке невозможны. В книге, посвященной генетике человека, трудно охватить всю эту область. Здесь будут описаны лишь основные направления с привлечением конкретных данных, полученных на человеке. Генетика развития базируется на концепции развития, расцвет которой пришелся на первое десятилетие нашего века. [c.127]

Основные понятия. Концепция наследуемости базируется на корреляциях между родственниками. Впервые корреляции стали вычислять биометрики. Позже Фишер показал, что определенные корреляции следуют и из законов Менделя. Наличие корреляций можно трактовать по-разному. Если А и В коррелируют, то А может быть частичной причиной В, В может быть частичной причиной А или А или В могут выступать в качестве общей причины С. Однако в генетике последовательность событий часто однозначна корреляция между родителем и ребенком обусловлена тем фактом, что ребенок наследует свои гены от родителей и живет в среде, созданной ими же. Райт [961] предложил статистический метод, учитывающий это последовательное отношение. [c.228]

Вне зависимости от того, какая из двух обсуждавшихся выше концепций дизайна биотехнологических процессов будет преобладать в будущем, одним из основных вопросов белкой инженерии, по-видимому, останется вопрос о пределе совершенства идеального биокатализатора. Прежде всего необходимо выяснить, какие факторы лимитируют функции известной белковой молекулы, а поняв это потребуется найти способы преодоления таких ограничений. Рациональный дизайн белков развивается медленно из-за сложности объекта исследований. Пока не удалось даже установить основные закономерности, определяющие термостабильность белковых молекул для того, чтобы сознательно изменять это свойство в нужном направлении. В то же время методы направленной эволюции белков в последнее время быстро распространяются и находят все большее применение, поскольку по своей сути не требуют от исследователя предварительных знаний о структурно-функциональных отношениях в эволюционирующих макромолекулах. Прогресс в понимании структурно-функциональных взаимосвязей в белковых молекулах определит популярность рационального дизайна белков. А поскольку открытия в науке предсказать невозможно, делать прогнозы о ближайшем будущем развитии таких мощных направлений молекулярной биологии и генетики как генная и белковая инженерия - дело неблагодарное. [c.462]

Генетика уже стала такой же фундаментальной для медицины наукой, как морфология, физиология, биохимия, иммунология, внося существенный вклад во все разделы клинической медицины. Будущий врач должен быть подготовлен к восприятию того нового, что несёт с собой генетика. Никакие её достижения не могут быть реализованы в практике здравоохранения без врачей, для этого необходимо понимание врачом роли наследственности в определении здоровья и патологии человека, а также знание основных форм наследственной патологии. Главным условием дальнейшего улучшения помощи больным является представление о генетической детерминации нормы реакции на внешние воздействия и механизме их отклонения от неё. Это особенно важно потому, что объектом наблюдения врача должен быть не только больной, но и его семья. Эта новая концепция (её иногда называют персонифицированная медицина ) должна прочно войти в стиль работы врача XXI века. [c.3]

Наша главная задача состояла в том, чтобы раскрыть сущность и глубину экспериментальных подходов науки, которая бьша названа молекулярной генетикой, применительно к эукариотическим организмам. Чтобы решить эту задачу, а также облегчить понимание материала читателями, обладающими ограниченным объемом знаний по биохимии, клеточной биологии и генетике, мы постарались изложить основы этих направлений биологии двумя способами. Во-первых, в гл. 1, 2 и 3 суммирована наиболее важная информация о структуре ДНК, РНК и белков о различных клеточных процессах, протекающих с участием ДНК (репликация, репарация и рекомбинация) об основных механизмах транскрипции, трансляции и контроле экспрессии генов. Читатели, хорошо ориентирующиеся в данных вопросах, могут пропустить эти главы. Во-вторых, во введениях к частям I, II и III даны исторические экскурсы и общий взгляд на проблемы, изложенные в главах, составляющих эти части. В них не говорится детально о том, как были открыты и доказаны те или иные положения, а делается попытка объяснить, как на основе различных исследований в области биохимии, генетики, микробиологии, клеточной и эволюционной биологии бьш выстроен интеллектуальный каркас современной биологии. Так, во введении, предваряющем гл. 1, 2 и 3, прослеживается исторический путь, приведший нас к современному взгляду на наследственность. Мы знакомимся с концепцией гена, трансмиссией и сегрегацией генов, с логическим переходом от первичного картирования генетических детерминант к точной локализации генов на хромосоме, с идентификацией генов как дискретных участков молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты и информационными взаимоотношениями между ДНК, РНК и белками. [c.6]

Одиако несмотря на такое усиленное развитие генетики основная концепция этой науки — концепция гена — оставалась в сущности лишенной материального содержания. Генетики не только не вникали в физическую природу гена, но и не могли объяснить ни того, как ген может с высоты своего ядерного трона управлять специфическими физиологическими процессами в клетке, ни того, как он ухитряется успешно осуществлять свою собственную точную репликацию в течение цикла клеточного деления. Всего лишь в 1950 г. в очерке, написанном к золотому юбилею вторичного открытия работы Менделя, Г. Мёллер, являвшийся в то время одним из старейших генетиков и ведущим исследователем проблемы гена, так описывал существовавшее положение ...истинная сущность генетической теории все еще покоится в глубинах неизвестного. Мы до сих пор ничего толком не знаем о механизме, лежащем в основе того уникального свойства, которое делает ген геном, — его способности вызывать синтез другой, в точности такой же структуры, синтез, при котором копируются даже мутации исходного гена... По-видимому, при этом происходит следующее. Из в сущности бесконечного ряда возможных реакций в результате отбора происходит именно та единственно верная реакция, благодаря которой материал обычной среды синтезируется в точную копию структуры, регулирующей эту реакцию. В химии мы пока не знаем таких процессов . [c.30]

Молекулу гемоглобина изучать легче, чем молекулу любого другого белка человека. Гемоглобин-основной белок эритроцитов, и для его выделения не требуется сложных биохимических методов. Неудивительно поэтому, что именно об этом белке мы знаем больше, чем обо всех остальных. Исследования по генетике гемоглобина человека, изучение аминокислотной последовательности и структуры его молекулы продвигались очень быстро. В молекулярной генетике человека они сыграли такую же роль, как изучение дрозофилы и бактериофагов в общей генетике. Большинство концепций, разработанных для этой системы, являются общими для других белков. Действительно, многие концептуальные принцихш генетики человека можно иллюстрировать примерами из генетики гемоглобина. [c.70]

В 1935 г. ученик Бора Макс Дельбрюк в статье, озаглавленной О природе генных мутаций и структуре гена , разъяснил, что именно генетика является той областью биологии, в которой объяснения с позиций физики и химии могут оказаться недостаточными в том смысле, который имел в виду Бор. Дельбрюк указывал, что если в физике все измерения могут быть в принципе сведены к измерению места и времени, основное понятие генетики — различие в признаке — вряд ли может быть осмысленно выражено в абсолютных единицах . Потому, полагал Дельбрюк, можно считать, что генетика автономна и в нее не следует впутывать физико-химические концепции . Дельбрюк охотно принял, что тонкий 1 генетический анализ [плодовой мушки Drosophila привел к (определению размеров гена, которые сравнимы с размерами самых больших пз известных молекул, наделенных специфической структурой. Это привело к тому, что многие исследователи считают гены всего лишь молекулами особого типа, детальная структура которых пока неизвестна . Тем не менее Дельбрюк ясно понимал необходимость учитывать, что в этом случае имеется существенное отличие от химического определения молекулы В химии мы говорим об определенном типе молекул, когда сталкиваемся с веществом, определенным и одинаковым образом реагирующим на химическое возбуждение. В генетике же мы имеем по определению только один отдельный образец генной молекулы , находящейся в химически гетерогенном окружении . Как бы то ни было, главная причина, которая заставляет считать ген молекулой, состоит в том, что ген явно остается стабильным в течение длительного времени, несмотря на внешние воздействия. Эта стабильность, полагал Дельбрюк, может быть объяснена только в том случае, если фиксировано среднее положение и электронное состояние каждого атома, входящего в состав генной молекулы . Лишь тогда, когда какой-нибудь атом этого ансамбля получает энергию, превышающую Э1ьергию активации, необходимую для изменения его положения, могут происходить прерывистые, скачкообразные изменения расположения атомов в этой генной молекуле . Эти изменения, очевидно, должны соответствовать генным мутациям. [c.32]

Идея о том, что действие мутационных факторов опосредовано ферментами, возникла почти одновременно с возрождением генетики. В работах, проведенных с 1902 по 1908 г., Геррод (Garrod) высказал мнение, что болезнь человека-алкаптонурия-обусловлена нарушением какой-то метаболической реакции, катализируемой ферментом. Его фраза- врожденные ошибки метаболизма - заключает в себе концепцию, согласно которой генетический дефект может привести к нарушению определенного метаболического процесса, обусловливая тем самым наблюдаемый фенотип. В последующие три десятилетия накопились примеры влияния специфических мутаций на определенные биохимические реакции. Основная трудность исследований этого периода состояла в том, что приходилось довольствоваться случайно отобранными мутациями, не всегда пригодными ДJiя биохимического изучения. [c.17]

Одна из гипотез, пытающихся объяснить это явление, строится на представлении о гипермутабелыюсти генов, контролирующих вариабельные домены иммуноглобулинов. Известно, что мутационный уровень для всех соматических клеток составляет замену одной пары оснований на 10 пар при одном клеточном делении. По гипермутационной теории частота замен представляется величиной, равной одной замене на 10 пар оснований. При этом гипермутабельность не затрагивает гены, контролирующие константные регионы. Первое и основное возражение в отношении данной гипотезы заключается в том, что представление о выборочной повышенной мутабельности каких-то участков ДНК (в данном случае У-генов) кажется умозрительным и не укладывается в современные концепции молекулярной генетики. Непонятно, зачем строить искусственные конструкции, когда уровень исходной генетически детерминированной вариабельности 2,4-10 разных по специфичности иммуноглобулинов более чем достаточен для взаимодействия с самыми различными антигенными эпитопами среди них будут и такие, взаимодействие с которыми осу-ществ аяется с наибольшей аффинностью. [c.249]

К достоинствам книги следует отнести исключительную последовательность в изложении материала и его доступность. В ней освещены практически все основные разделы генетики популяций. Ее можно использовать и как практическое руководство по математическим методам для биологов, и как вводный курс популяционной генетики для математиков. Педагогическая ценность книги чрезвычайно велика благодаря обилию упражнений в конце каждой главы. Вместе с тем надо подчеркнуть, что монография Ч. Ли — не просто учебное пособие ее материал может служить фундаментом для понимания основных подходов и концепций генетики популяций в ней очерчен круг проблем этой науки и указана соответствующая литература. Терпеливый читатель — биолог или маметатик, — изучив книгу, извлечет из нее много полезного. [c.6]

Еще одно обстоятельство, оказавшее влияние на отношение к основной идее Ламарка, связано с созданием стройной системы взглядов, необходимой для развития современной генетики. Большая часть ранних работ по генетике была бы невозможной без концепции относительно стабильного гена. Начало этой концепции положено работой августинского монаха Грегора Менделя (1859 г.), законы которого были переоткрыты Гуго де Фризом и другими в начале XX века. Со временем представление о генах как о стабильных менделевских единицах наследственности, нанизанных на хромосому как бусины на нитку , стало широко принятым. Считалось, что гены, экспрессирующиеся в разных органах взрослых растений и животных, защищены в половых клетках барьером Вейсмана и передаются потомкам практически неизменными. Происходит только перемешивание и перетасовка генов в результате генетической рекомбинации отцовских и материнских хромосом во время формирования половых клеток в ходе особого клеточного деления, называемого мейозом (см. таблицу 1.1). [c.34]

В монографии рассмотрены современные представления о строении и механизмах функционирования генов прокариот и эукариот, а также основные методы их исследования. Книга состоит из двух частей. В первой части обсуждаются структура генома прокариотических и эукариотических организмов, а также механизмы транскрипции, трансляции, репликации, репарации и их регуляции. Сформулирована современная концепция гена. Во второй части монографии рассмотрены принципы основных методов, используемых в исследованиях генов. Главное внимание уделено современным методам генной инженерии. Обсуждаются наиболее важные аспекты развития современной молекулярной генетики в исследованиях направленного мутагенеза и белковой инженерии, антисмысловых РНК, аптамеров, рибозимов и дезокси-рибозимов, трансгеноза и генотерапии, а также достижения в разработке микрочипов ДНК, ДНК-диагностике и ДНК-типировании и изучении генома человека. В книге учтены данные литературы на конец 1999 г. [c.277]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология