Podstawy genetyki. Historia i istota odkryć naukowych

NAJWAŻNIEJSZE ODKRYCIA NAUKOWE
Darmowa biblioteka / Katalog / Najważniejsze odkrycia naukowe

Podstawy genetyki. Historia i istota odkryć naukowych

Najważniejsze odkrycia naukowe

Katalog / Najważniejsze odkrycia naukowe

Ludzkość potrzebowała ponad 2500 lat, aby móc odkryć wzory dziedziczności. "... Starożytni filozofowie przyrody i lekarze nie mogli poprawnie zrozumieć zjawisk dziedziczności z powodu ograniczonej i częściowo błędnej wiedzy o anatomii i fizjologii narządów rozrodczych oraz procesach zapłodnienia, a nawet rozwoju" - zauważa dobrze znany Radziecki genetyk A.E. Gaisinovich: „Mieli najbardziej dostępne struktury badawcze zwierząt i nic dziwnego, że przenieśli na ludzi cechy anatomii ich narządów płciowych znalezione u zwierząt ...

Pochodzenie męskiego nasienia było nieznane w starożytności, co doprowadziło do powstania błędnych poglądów na temat powstawania nasienia z cząstek oddzielonych przez wszystkie narządy ciała i powtarzających ich kształt i strukturę w miniaturze. Była to w istocie pierwsza teoria dziedziczności, która wykazywała niezwykłą żywotność aż do XIX wieku, kiedy to została wskrzeszona przez C. Darwina w jego hipotezie o pangenezie... „Walczyły się dwa punkty widzenia. Pierwszy, który pozwalał na istnienie nasienia żeńskiego i jego udział w zapłodnieniu. A drugi, którego jednym z najjaśniejszych przedstawicieli był Arystoteles. kształt przyszłego embrionu determinuje tylko męskie nasienie.Rozwój teorii epigenetycznej Arystotelesa oraz teorii pangenezy i preformacji toczyły się przez wieki zmagań.

„Przywrócona w XVII wieku przez W. Harveya”, pisze A.E. Gaisinovich, „mimo to została odrzucona przez większość biologów na podstawie obserwacji mikroskopowych z XVII–XVIII w. Dopiero w drugiej połowie XVIII w. doktryna preformacji wstrząśniętych i podjęto nowe próby formułowania epigenetycznych teorii rozwoju i dziedziczności w oparciu o rozpoznanie istnienia nasion męskich i żeńskich oraz zasady pangenezy (P. Maupertuis, J. Buffon). kładły pierwsze podwaliny embriologii, jednak wiedza o istocie procesów zapłodnienia pozostawała przed nim ukryta, a jego poglądy na temat zjawisk zmienności i dziedziczności były przedwczesne i błędne.Wielkim krokiem naprzód w badaniu zjawisk dziedziczności był wykorzystanie roślin do eksperymentów nad ich hybrydyzacją Doświadczenia hybrydyzatorów z XVIII wieku ostatecznie potwierdziły obecność dwóch płci w roślinach niejasno zakładanych w starożytności i ich równy udział w zjawiskach dziedziczności (I. Ke Lreitera i wielu innych). Jednak doktryna o niezmienności gatunków i jej wyimaginowane potwierdzenie podczas hybrydyzacji międzygatunkowej nie pozwoliły im wiarygodnie udowodnić niezależnego przenoszenia poszczególnych gatunków i indywidualnych cech przez dziedziczenie.

To była wielka zasługa mnicha-naukowca Grzegorz Mendel, słusznie uważany za twórcę nauki o dziedziczeniu.

Gregor Johann Mendel (1822–1884) urodził się w Heisendorf na Śląsku w rodzinie chłopskiej. W szkole podstawowej wykazał się wybitnymi zdolnościami matematycznymi i za namową nauczycieli kontynuował naukę w gimnazjum w pobliskim miasteczku Opawa. W rodzinie zabrakło jednak pieniędzy na dalszą edukację Mendla. Z wielkim trudem udało im się wspólnie zdrapać, by ukończyć kurs gimnazjalny. Z pomocą przyszła młodsza siostra Teresa, która przekazała jej zgromadzony posag. Dzięki tym środkom Mendel mógł jeszcze przez pewien czas studiować na kursach przygotowujących do studiów uniwersyteckich. Potem fundusze rodziny całkowicie wyschły.

Wyjście zaproponował profesor matematyki Franz. Poradził Mendelowi wstąpienie do klasztoru augustianów w Brnie. Na jej czele stał wówczas opat Cyril Napp, człowiek o szerokich poglądach, który popierał naukę. W 1843 r. Mendel wstąpił do tego klasztoru i otrzymał imię Gregor (przy urodzeniu otrzymał imię Johann). Cztery lata później klasztor wysłał dwudziestopięcioletniego mnicha Mendla jako nauczyciela do szkoły średniej. Następnie w latach 1851-1853 studiował nauki przyrodnicze, zwłaszcza fizykę, na Uniwersytecie Wiedeńskim, po czym został nauczycielem fizyki i nauk przyrodniczych w prawdziwej szkole w Brnie.

Jego działalność pedagogiczna, która trwała czternaście lat, została wysoko oceniona zarówno przez kierownictwo szkoły, jak i uczniów. Według wspomnień tego ostatniego Mendel był jednym z najbardziej lubianych nauczycieli. Mendel przez ostatnie piętnaście lat swojego życia był opatem klasztoru.

Gregor od młodości interesował się naukami przyrodniczymi. Bardziej amator niż zawodowy biolog Mendel nieustannie eksperymentował z różnymi roślinami i pszczołami. W 1856 rozpoczął klasyczną pracę nad hybrydyzacją i analizą dziedziczenia cech grochu.

Mendel pracował w maleńkim przyklasztornym ogrodzie o powierzchni niecałych dwóch i pół akra. Groch wysiewał przez osiem lat, manipulując dwoma tuzinami odmian tej rośliny, różniących się kolorem kwiatów i rodzajem nasion. Zrobił dziesięć tysięcy eksperymentów.

Badając kształt nasion roślin uzyskanych w wyniku krzyżowania, aby zrozumieć wzorce przenoszenia tylko jednej cechy („gładkie – pomarszczone”), przeanalizował 7324 grochy. Każde nasionko oglądał przez szkło powiększające, porównując ich kształt i robiąc notatki.

Mendel sformułował cel tej serii eksperymentów w następujący sposób: „Zadaniem eksperymentu była obserwacja tych zmian dla każdej pary różniących się cech i ustalenie prawa, według którego przechodzą one w kolejnych pokoleniach. szereg oddzielnych eksperymentów w zależności od liczby stałych cech wyróżniających.

Wraz z eksperymentami Mendla rozpoczęło się kolejne odliczanie, którego głównym wyróżnikiem była ponownie wprowadzona przez Mendla hybrydologiczna analiza dziedziczności indywidualnych cech rodziców u potomstwa. Ale właśnie to pozwoliło skromnemu nauczycielowi szkoły monastycznej zobaczyć pełny obraz studium; zobaczyć go dopiero po pominięciu części dziesiątych i setnych ze względu na nieuniknione różnice statystyczne. Dopiero wtedy alternatywne cechy dosłownie „naznaczone” przez badacza ujawniły mu coś sensacyjnego: pewne rodzaje krzyżowania u różnych potomków dają proporcje 3:1, 1:1 lub 1:2:1.

Mendel sięgnął do prac swoich poprzedników, aby potwierdzić przeczucie, które przemknęło mu przez głowę. Ci, których badaczka uważała za autorytety, doszli w różnym czasie i każdy na swój sposób do ogólnego wniosku: geny mogą mieć właściwości dominujące (supresyjne) lub recesywne (tłumione). A jeśli tak, konkluduje Mendel, to połączenie heterogenicznych genów daje dokładnie takie rozszczepienie cech, jakie obserwuje się w jego własnych eksperymentach. I to w tych samych proporcjach, które zostały obliczone za pomocą jego analizy statystycznej. „Sprawdzając harmonię algebry” zachodzących zmian w powstałych generacjach grochu naukowiec wprowadza oznaczenia literowe. Wykorzystuje on dominujący i małymi literami recesywny stan tego samego genu.

Mnożenie wierszy kombinacji. (A + 2Aa + a) x (B-2Bb + b), Mendel znajduje wszystkie możliwe kombinacje.

„Seria składa się zatem z 9 członów, z których 4 są w niej przedstawione raz i są stałe w obu znakach; formy AB, ab są podobne do pierwotnych gatunków, pozostałe dwa reprezentują jedyne poza nimi możliwe stałe kombinacje między połączonymi znakami A , a, B, b. Cztery człony występują dwukrotnie i są stałe w jednej cesze, hybryda w drugiej. Jeden człon występuje 4 razy i jest hybrydą w obu cechach... Ta seria jest niewątpliwie serią kombinowaną w którym terminie za terminem oba rzędy opracowania dla znaków A i a, B i b.

W rezultacie Mendel dochodzi do następujących wniosków: „Potomkowie mieszańców łączących kilka istotnie odmiennych cech są członkami szeregu kombinacyjnego, w którym połączone są rzędy rozwojowe każdej pary różniących się cech. To jednocześnie dowodzi, że zachowanie w hybrydowa kombinacja każdej pary różniących się cech jest niezależna od innych różnic w obu pierwotnych roślinach”, a zatem „stałe cechy występujące w różnych formach pokrewnej grupy roślin mogą wchodzić we wszystkie związki, które są możliwe zgodnie z regułami kombinacji”.

Podsumowując, wyniki pracy naukowca wyglądają tak:

1) wszystkie rośliny mieszańcowe pierwszego pokolenia są takie same i wykazują cechy jednego z rodziców;

2) wśród mieszańców drugiego pokolenia pojawiają się rośliny o cechach dominujących i recesywnych w stosunku 3:1;

3) dwie postacie w potomstwie zachowują się niezależnie w drugim pokoleniu.

4) konieczne jest rozróżnienie cech i ich dziedzicznych skłonności (rośliny wykazujące cechy dominujące mogą w sposób utajony nosić zadatki cech recesywnych);

5) skojarzenie gamet męskich i żeńskich jest losowe w zależności od skłonności, jakie cechy te gamety niosą.

W lutym i marcu 1865 r. w dwóch sprawozdaniach na zebraniach prowincjonalnego koła naukowego, zwanego Towarzystwem Przyrodników miasta Brna, jeden z jego członków zwyczajnych, Gregor Mendel, relacjonował wyniki swoich wieloletnich badań zakończonych w 1863 r. . Pomimo tego, że jego relacje były dość chłodno przyjmowane przez członków koła, zdecydował się na publikację swojej pracy. Ujrzała światło w 1866 roku w pismach stowarzyszenia o nazwie „Eksperymenty na hybrydach roślin”.

Współcześni nie rozumieli Mendla i nie doceniali jego pracy. Zbyt prosty, niewyszukany wydawał im się schemat, w który bez trudu i zgrzytu wpasowują się złożone zjawiska, które w umysłach ludzkości stanowiły fundament niewzruszonej piramidy ewolucji. Ponadto koncepcja Mendla zawierała luki. Tak przynajmniej wydawało się jego przeciwnikom. I sam badacz, bo nie potrafił rozwiać ich wątpliwości. Jednym z „sprawców” jego niepowodzeń był jastrząb.

Botanik Karl von Negeli, profesor Uniwersytetu w Monachium, po przeczytaniu pracy Mendla zasugerował, aby autor sprawdził prawa, które odkrył na jastrzębiu. Ta mała roślina była ulubionym tematem Naegeli. I Mendel się zgodził. Dużo energii poświęcał na nowe eksperymenty. Hawkweed jest wyjątkowo niewygodną rośliną do sztucznego krzyżowania, ponieważ jest bardzo mały. Musiałem wytężać wzrok, ale było coraz gorzej. Potomstwo uzyskane ze skrzyżowania jastrzębia nie przestrzegało prawa, jak uważał, słusznego dla wszystkich. Dopiero lata po tym, jak biolodzy ustalili fakt innego, niepłciowego rozmnażania się jastrzębia, zarzuty profesora Negeli, głównego przeciwnika Mendla, zostały usunięte z porządku obrad. Ale ani Mendel, ani sam Negeli, niestety, już nie żyli.

Bardzo w przenośni, największy radziecki genetyk akademik B.L. Astaurow: „Los klasycznego dzieła Mendla jest przewrotny i nie jest obcy dramatowi. Chociaż odkrył, jasno pokazał i w dużym stopniu zrozumiał bardzo ogólne prawa dziedziczności, biologia tamtych czasów nie dojrzała jeszcze do uświadomienia sobie ich fundamentalnej natury Sam Mendel z zadziwiającą wnikliwością przewidział uniwersalne znaczenie tych odkrytych na grochu i otrzymał dowody na ich przydatność do innych roślin (trzy rodzaje fasoli, dwa rodzaje levkoy, kukurydza i nocne piękności). zastosowanie znalezionych wzorców do krzyżowania licznych odmian i gatunków jastrzębia nie uzasadniało nadziei i poniosło kompletne fiasko „Jak szczęśliwy był wybór pierwszego obiektu (groszek), tak jak nieudany był drugi. Dopiero znacznie później, już w naszym stuleciu stało się jasne, że osobliwe wzory dziedziczenia cech u jastrzębia są wyjątkiem, który tylko potwierdza regułę.W czasach Mendla nikt nie mógł Dojrzewać, aby podejmowane przez niego krzyżowania odmian jastrzębia faktycznie nie miały miejsca, gdyż roślina ta rozmnaża się bez zapylania i nawożenia, w sposób dziewiczy, poprzez tzw. „apogamię”. Niepowodzenie żmudnych i żmudnych eksperymentów, które spowodowały niemal całkowitą utratę wzroku, uciążliwe obowiązki prałata, które spadły na Mendla i podeszły wiek, zmusiły go do przerwania ulubionych studiów.

Chwała i honor przyjdą Mendla po śmierci. Wyjdzie z życia bez rozwikłania tajemnic jastrzębia, który nie „pasował” do praw jednorodności mieszańców pierwszego pokolenia i rozszczepienia charakterów w potomstwie, które wyprowadził. Zbyt wcześnie wielki odkrywca zgłosił swoje odkrycia światu naukowemu. Ten ostatni nie był jeszcze na to gotowy. Dopiero w 1900 roku, po ponownym odkryciu praw Mendla, świat był zdumiony pięknem logiki eksperymentu badacza i elegancką dokładnością jego obliczeń. I chociaż gen nadal był hipotetyczną jednostką dziedziczności, wątpliwości co do jego materialności ostatecznie zniknęły.

Rewolucyjna rola mendelizmu w biologii stawała się coraz bardziej widoczna. Na początku lat trzydziestych naszego wieku genetyka i leżące u jej podstaw prawa Mendla stały się uznanym fundamentem współczesnego darwinizmu. Mendelizm stał się teoretyczną podstawą rozwoju nowych wysokoplennych odmian roślin uprawnych, bardziej produktywnych ras zwierząt gospodarskich, pożytecznych typów mikroorganizmów, dał też impuls do rozwoju genetyki medycznej.

słynny fizyk Erwin Schrödinger uważał, że zastosowanie praw Mendla jest równoznaczne z wprowadzeniem zasady kwantowej do biologii

Autor: Samin D.K.

Polecamy ciekawe artykuły Sekcja Najważniejsze odkrycia naukowe:

▪ Teoria dysocjacji elektrolitycznej

▪ Główne twierdzenie algebry

▪ Penicylina

Zobacz inne artykuły Sekcja Najważniejsze odkrycia naukowe.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi 05.05.2024

Współczesny świat nauki i technologii rozwija się dynamicznie i każdego dnia pojawiają się nowe metody i technologie, które otwierają przed nami nowe perspektywy w różnych dziedzinach. Jedną z takich innowacji jest opracowanie przez niemieckich naukowców nowego sposobu sterowania sygnałami optycznymi, co może doprowadzić do znacznego postępu w dziedzinie fotoniki. Niedawne badania pozwoliły niemieckim naukowcom stworzyć przestrajalną płytkę falową wewnątrz falowodu ze stopionej krzemionki. Metoda ta, bazująca na zastosowaniu warstwy ciekłokrystalicznej, pozwala na efektywną zmianę polaryzacji światła przechodzącego przez falowód. Ten przełom technologiczny otwiera nowe perspektywy rozwoju kompaktowych i wydajnych urządzeń fotonicznych zdolnych do przetwarzania dużych ilości danych. Elektrooptyczna kontrola polaryzacji zapewniona dzięki nowej metodzie może stanowić podstawę dla nowej klasy zintegrowanych urządzeń fotonicznych. Otwiera to ogromne możliwości dla ... >>

Klawiatura Primium Seneca 05.05.2024

Klawiatury są integralną częścią naszej codziennej pracy przy komputerze. Jednak jednym z głównych problemów, z jakimi borykają się użytkownicy, jest hałas, szczególnie w przypadku modeli premium. Ale dzięki nowej klawiaturze Seneca firmy Norbauer & Co może się to zmienić. Seneca to nie tylko klawiatura, to wynik pięciu lat prac rozwojowych nad stworzeniem idealnego urządzenia. Każdy aspekt tej klawiatury, od właściwości akustycznych po właściwości mechaniczne, został starannie przemyślany i wyważony. Jedną z kluczowych cech Seneki są ciche stabilizatory, które rozwiązują problem hałasu typowy dla wielu klawiatur. Ponadto klawiatura obsługuje różne szerokości klawiszy, dzięki czemu jest wygodna dla każdego użytkownika. Chociaż Seneca nie jest jeszcze dostępna w sprzedaży, jej premiera zaplanowana jest na późne lato. Seneca firmy Norbauer & Co reprezentuje nowe standardy w projektowaniu klawiatur. Jej ... >>

Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie 04.05.2024

Odkrywanie kosmosu i jego tajemnic to zadanie, które przyciąga uwagę astronomów z całego świata. Na świeżym powietrzu wysokich gór, z dala od miejskiego zanieczyszczenia światłem, gwiazdy i planety z większą wyrazistością odkrywają swoje tajemnice. Nowa karta w historii astronomii otwiera się wraz z otwarciem najwyższego na świecie obserwatorium astronomicznego - Obserwatorium Atacama na Uniwersytecie Tokijskim. Obserwatorium Atacama, położone na wysokości 5640 metrów nad poziomem morza, otwiera przed astronomami nowe możliwości w badaniu kosmosu. Miejsce to stało się najwyżej położonym miejscem dla teleskopu naziemnego, zapewniając badaczom unikalne narzędzie do badania fal podczerwonych we Wszechświecie. Chociaż lokalizacja na dużej wysokości zapewnia czystsze niebo i mniej zakłóceń ze strony atmosfery, budowa obserwatorium na wysokiej górze stwarza ogromne trudności i wyzwania. Jednak pomimo trudności nowe obserwatorium otwiera przed astronomami szerokie perspektywy badawcze. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Szukaj aksjonów przez huragan ciemnej materii 24.11.2018

Zespół naukowców z King's College London, Brytyjskiego Instytutu Astronomicznego i Uniwersytetu w Saragossie w Hiszpanii odkrył, że "huragan" ciemnej materii, który obecnie przechodzi przez nasz Układ Słoneczny, daje wielką szansę na wykrycie aksjonów. Przypominamy naszym czytelnikom, że aksiony to cząstki elementarne, które są jednymi z kandydatów do miana cząstek ciemnej materii, a ich detekcja i badanie pozwolą naukowcom zrozumieć fenomen ciemnej materii i zjawiska z nią związane.

Współczesna nauka posiada już szereg dość wiarygodnych, pośrednich dowodów na istnienie ciemnej materii, pomimo braku możliwości zobaczenia i „poczucia” jej życia. I to całkiem naturalne, że naukowcy wciąż poszukują nowych sposobów i technologii, które pozwolą im dotknąć „mrocznej tajemnicy”.

Specjaliści skupili się na gwiezdnym strumieniu S1, składającym się z około 30 1 gwiazd, który porusza się po trajektorii wskazującej, że gwiazdy tego strumienia były kiedyś częścią galaktyki karłowatej połkniętej przez Drogę Mleczną. Strumień S1 został odkryty w zeszłym roku przez zespół astronomów badający dane zebrane przez teleskop kosmiczny Gaia. Zauważ, że SXNUMX nie jest pierwszym znanym naukowcom strumieniem gwiazdowym, ale pierwszym i jedynym, którego trajektoria ruchu przecina się z przestrzenią Układu Słonecznego.

Zgodnie z założeniami naukowców przepływ S1 jest utrzymywany w postaci pojedynczego obiektu kosmicznego przez siły grawitacji zawartej w nim ciemnej materii. A teraz ta masa ciemnej materii porusza się przez Układ Słoneczny z prędkością około 500 kilometrów na sekundę, co z kolei daje naukowcom wyjątkową szansę na wykrycie i badanie cząstek ciemnej materii.

Teraz naukowcy stworzyli już szereg modeli matematycznych, które pokazują rozkład masy i gęstości poruszającej się ciemnej materii. Dane uzyskane podczas obliczeń tych modeli mogą służyć jako wskazówka dla innych naukowców, według tych danych można zidentyfikować obszary, w których szansa na wykrycie ciemnej materii wzrasta kilkukrotnie. Ponadto dane obliczeniowe modeli zawierają informacje o tym, co dokładnie i jak będzie konieczne wyszukiwanie.

Zgodnie z wynikami obliczeń szansa wykrycia cząstek WIMP, które również kandydują do miana cząstek ciemnej materii, jest niezwykle mała. Ale szansa wykrycia aksyn w tym przypadku jest znacznie wyższa niż w normalnych warunkach. Wynika to z faktu, że w strumieniu ciemnej materii poruszającym się razem ze strumieniem gwiazdowym S1 mogą występować aksiony o szerokim zakresie wartości ich masy i energii.

Niestety, dostępny dziś sprzęt rejestrujący nie jest w stanie zarejestrować aksjonów, pomimo szerokiego spektrum energetycznego ich strumienia. Jednak strumień gwiezdny S1 będzie przemierzał przestrzeń Układu Słonecznego przez bardzo długi czas i jest prawdopodobne, że dopóki to się nie skończy, naukowcy będą mieli czas na opracowanie i wykorzystanie systemów detekcji cząstek nowej generacji o niezbędnym poziomie ich czułości .

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Cząsteczka do gromadzenia i magazynowania energii słonecznej

▪ Dyski twarde HGST Ultrastar He 6 TB z helem

▪ żagiel elektryczny

▪ Nowe 14-pinowe mikrokontrolery Flash

▪ Do 2025 roku pojemność dysków twardych wzrośnie do 100 TB

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ część serwisu Transfer danych. Wybór artykułu

▪ artykuł Julesa Gabriela Verne'a. Słynne aforyzmy

▪ artykuł Co to jest twarda woda? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Dąb Kupyr. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Antena wielopasmowa WINDOM. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Drugi ekran telewizora. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn