Які основні розділи сучасної генетики?

ГЕНЕТИКА (від грец. geneticos – походження) – наука про закономірності спадковості та мінливості організмів.

Датою народження генетики вважається 1900 р., коли було перевідкрито закони Г. Менделя, сформульовані ним ще у 1865 р. 

Термін «генетика» запропонував один із її засновників англійський біолог Вільям Бетсон (1861–1926) у 1906 р.

Велике значення для сільського господарства, медицини, ветеринарії, спорту, криміналістики, фармацевтики мають такі вже відомі вам розділи, як селекційна, медична, радіаційна, популяційна, молекулярна генетика. Окрім названих розділів виникли й розвиваються епігенетика, екогенетика, фармакогенетика, психогенетика та ін.

Епігенетика досліджує зміни активності генів, за яких структура ДНК залишається незмінною. Найкращою ілюстрацією значення цього розділу генетики є роль епігенетичних механізмів у процесах індивідуального розвитку, коли з клітин бластули з однаковим генотипом виникають різні спеціалізовані клітини.

Ще одним прикладом, що показує значення епігенетики, є дослідження, що доводять залежність здоров’я людини від тих умов, за яких відбувалося його раннє формування.

Сучасна людина живе у середовищі, що швидко змінюється. У ньому виникає багато нових для генотипів людей чинників. Реакції генотипів на зміни умов середовища існування досліджує екогенетика. 

Окремим її розділом є фармакогенетика, що вивчає значення спадковості у формуванні індивідуальних реакцій організму на лікарські препарати, що можуть проявлятися у вигляді підвищеної чутливості, толерантності щодо впливу або незвичної, часом парадоксальної відповіді.

Психогенетика, або генетика поведінки (англ. behavioural genetics), вивчає роль генетичних чинників у визначенні особливостей поведінки. Нині вже є загальновідомим фактом, що зовнішність, риси характеру та особливості поведінки людини багато в чому визначаються спадковими чинниками. Однак нові наукові дослідження засвідчують, що роль генів у формуванні поведінки організмів є ще більш значущою, ніж прийнято вважати. Так, вчені виявили докази існування генів, що визначають сором’язливість, схильність до щастя, здатність переносити стрес, тягу до подорожей чи лінощів тощо.

З досліджень спадкових основ груп крові тварин і людини, чутливості різних видів організмів та окремих особин до дії токсинів і сприйнятливості до інфекцій розпочала свій розвиток імуногенетика. Нині її досягнення застосовують у трансплантології, біотехнології, селекції та ін.

Отже, досягнення сучасної генетики є основою багатьох досліджень й досягнень у таких галузях діяльності людини, як медицина, екологія, психологія, біотехнологія, промисловість тощо.

Чому генетика є наукою?

Генетика є важливою наукою сучасності, оскільки має предмет та об’єкти досліджень, власні методи, поняття й символи, теоретичну основу у вигляді законів й теорій та практичне значення. 

Предметом генетики є фундаментальні властивості живого –спадковість і мінливість.

Спадковість – здатність живих організмів передавати свої ознаки й особливості індивідуального розвитку нащадкам. 

Розрізняють два види спадковості: ядерну й цитоплазматичну. 

Матеріальними носіями спадковості є хромосоми, до складу яких входить ДНК.

Передачу спадкової інформації наступному поколінню здійснюють статеві клітини за статевого розмноження і соматичні клітини у випадку нестатевого відтворення. При цьому передаються не ознаки й властивості майбутнього організму, а спадкові задатки, що їх називають генами.

Ген – ділянка молекули нуклеїнової кислоти, що кодує інформацію про білок або РНК та визначає ознаки організмів. Кожний ген розташований у певній хромосомі, де займає визначене місце – локус. Кожна соматична клітина містить диплоїдний набір гомологічних хромосом, що мають у своїх локусах різні форми одного гена. 

Алелі – стани гена, що визначають прояви ознаки й розташовані в однакових ділянках гомологічних хромосом. Алелі одного гена визначають різні прояви ознаки (наприклад, жовте й зелене забарвлення гороху). Одна з гомологічних хромосом несе алель від материнського організму, а друга – від батьківського. 

Алельні гени можуть бути домінантними (позначають великими літерами латинської абетки: А, B, C, ...) і рецесивними (позначають малими літерами латинської абетки: а, b, c, ...). 

В обох гомологічних хромосомах можуть перебувати однакові або різні алельні гени. 

Гомозигота – це ди- або поліплоїдна клітина (особина), гомологічні хромосоми якої несуть однакові алелі певного гена. Гомозиготна особина в потомстві не дає розщеплення, утворює один сорт гамет; позначають АА або аа. 

Гетерозигота – це ди- або поліплоїдна клітина (особина), гомологічні хромосоми якої несуть різні алелі певного гена. Гетерози-

готна особина в потомстві дає розщеплення, утворює різні сорти гамет; позначають Аа.

Алельні гени в гомозиготному або гетерозиготному стані утворюють генотип. 

Генотип – сукупність усіх генів організму, що одержані від батьків.

Це спадкова програма організму, яка є цілісною й взаємодіючою системою генів. Генотип у взаємодії із середовищем визначає фенотип – сукупність ознак і властивостей організму, які є результатом взаємодії генотипу з умовами зовнішнього середовища. Фенотип особини об’єднує не лише зовнішні морфологічні ознаки, а й біохімічні, цитологічні, анатомічні та інші ознаки, що завдяки мінливості можуть мати найрізноманітніші прояви.

Мінливість – здатність живих організмів набувати нових ознак і їхніх станів у процесі індивідуального розвитку.

Забезпечує пристосованість організмів до умов середовища (неспадкова мінливість) та появу ознак, завдяки чому утворюються нові види і відбувається історичний розвиток живого (спадкова мінливість). 

Ознака – це особливість організму, що існує у своїх проявах. 

Наприклад, забарвлення насінин гороху посівного є ознакою, а жовтий й зелений колір насінин – це прояви ознаки забарвлення. Кожна ознака визначається складними процесами на молекулярному рівні організації за участі білків, закодованих певним геном чи генами.

Для позначення проявів ознак В. Йогансен ще в 1909 р. ввів поняття фен.

Фен – окремий варіант певної ознаки, що визначається генотипом й умовами середовища.

Отже, генетика вивчає дві протилежні й нерозривно поєднані властивості, характерні для всього живого.