Генетика - наука о закономерностях и материальных основах изменчивости и наследственности организмов. Она является основой селекции, на ее базе создана синтетическая теория эволюции.

Генетика прошла в своем развитии 7 этапов и явилась примером смены научной парадигмы:

1эт. Опыты Менделя 1865 г. Он установил законы наследственности, скрещивая горох.

2эт. Исследования Вейсмана показали, что половые клетки являются обособленными от остального организма и не подвержены влиянию, действовавшему на соматичные ткани.

3эт. Гуго де Фриз - открывает существование наследуемых мутаций, предполагая, что новые виды возникают вследствие их воздействия.

4эт. Томас Морган - создал хромосомную теорию наследственности, в соответствии с которой каждому виду присуще свое число хромосом.

5эт. Меллиер - 1927г. установил, что генотип может изменятся под действием рентгеновских лучей. Отсюда берут начало некоторые мутации.

6эт. Татум и Бидл в 1941 г. выявили генетическую основу процессов биосинтеза.

7эт. Исследования Уотсона и Крика, которые предложили модель молекулярной структуры ДНК и механизма ее репликации. Выяснили, что именно ДНК отвечает за перенос информации. Т. о. Мы видим, что биологи прежних лет в целом строили исследования «сверху вниз». Они брали целый организм, разнимали его на части, далее изучали отдельные клетки и т.д. Новая же биология, построенная на принципах генетики, начинает с другого конца и поднимается с самого низа вверх. Она изучает простейшие компоненты живого организма, пренебрегая остальным и постепенно восходит на макро уровень. В этом и состоит историческое значение генетики, поэтапное открытие которой сравнимо разве ж только с революцией, которая привела к смене научной парадигмы. Изменились не только методы исследования живых организмов но и представления людей о таких понятиях, как наследственность, изменчивость и т. д. Сегодня человечество уже строит целые программ («Геном человека») - основная цель которых состоит в прочтении наследственности в ДНК человека, изучении сочетания связок генов, их динамики, функционального значения. В целом открытие генетики - это прорыв в биологии. Революция в ней была подготовлена всем ходом могущественного развития идей и методов менделизма и хромосомной теории наследственности. Современная Молекулярная генетика - это истинное детище всего XX века, которое на новом уровне впитало в себя прогрессивные итоги развития хромосомной генетики.

На путях молекулярных исследований в течение последних 20 лет генетика претерпела поистине революционные изменения. Она является одной из самых блестящих участниц в общей революции современного естествознания. Благодаря ее развитию в практику вошли новые могущественные методы управления и познания наследственности, оказавшие влияние на сельское хозяйство, медицину и производство. Основным в этой революции было раскрытие молекулярных основ биологической наследственности. Оказалось, что сравнительно простые молекулы ДНК несут в своей структуре запись генетической информации и она действует в клетке по принципам управляющих систем. Эти открытия создали единую платформу генетиков, физиков и химиков в анализе проблем наследственности. Вопреки старым воззрениям на всеобъемлющую роль белка как основу жизни, новые открытия показали, что в основе преемственности жизни лежат молекулы нуклеиновых кислот. Под их влиянием в каждой клетке формируются специфические белки. Управляющий аппарат клетки собран в ее ядре, точнее - в хромосомах, из линейных наборов генов. Каждый ген, являющийся элементарной единицей наследственности, вместе с тем представляет собой единичный участок цепи ДНК, отвечающий за информацию о структуре одной молекулы белка. Генетический код заключает в себе правило перевода информации с языка нуклеотидов на язык аминокислот. Он триплетен (3 оси = 1 амин. Кисл), универсален (одинаков в ядрах на Земле), вырожден (т.е. имеет начало и конец). Как показали исследования по молекулярной биологии, основной механизм с помощью которого ДНК передает и перерабатывает генную информацию - является петля обратной связи, т.е. ДНК, содержащая всю информацию, участвует в последовательности реакций, в ходе которых вся информация кодируется в виде последовательности протеинов. Некоторые ферменты осуществляют обратную связь, активируя автокаталитический процесс репликации ДНК, позволяющий копировать генную информацию.

Далее идет стадия транскрипции - переноса самого кода ДНК путем образования одноцепочной молекулы и РНК на одной нити ДНК, и, наконец, стадия трансляции - это синтез белка на основе ген. кода. Такое взаимодействие молекул ДНК, белков и РНК лежит в основе жизнедеятельности клетки и ее воспроизведения. Поскольку явление наследственности, в общем смысле этого понятия, есть воспроизведение по поколениям сходного типа обмена веществ, очевидно, что общим субстратом наследственности является клетка в целом.

Мутация - редкие, случайно возникающие стойкие изменения генотипа, затрагивающие весь геном (совокупность генов), целые хромосомы или их части.

Конечный эффект мутации - изменение свойств белков. Мутационная

изменчивость играет роль главного поставщика наследственных изменений. Именно она является первичным материалом всех эволюционных преобразований. Принята распространенная классификация мутаций на соматические и половые.

Половые делятся на три вида: генные, хромосомные, геномные.

1. Генные мутации - наиболее частые. Они затрагивают изменения в структуре и порядке генов. Их делят на синонимичные (замена триплета, без замены аминокислоты), несинонимичные (мутации в несин. триплетах с последующей заменой аминокислоты и изменением структуры белка: 99% -легальны, 0, 01% - материал для эволюции) нонсенс (замена триплета на начало, конец или стоп сигнал 99% - легальны, 0, 01% - материал для эволюции) Мутации отдельных генов происходят редко, все они, как правило, случайны.

2. Хромосомные мутации - также играют важную эволюционную роль. Они связаны с изменением части или участка хромосом. Прежде всего необходимо указать на удвоение генов в одной хромосоме, так как именно благодаря этому в процессе эволюции накапливается генетический материал. Нарастание сложности организации живого в ходе исторического развития в значительной степени опиралось на увеличение количества генетического материала.

3. Геномные мутации - приводят к кратному изменению всего генома. Частный случай полипойдия - кратное увеличение числа хромосом у растений. У животных встречается крайне редко. Она характеризуется более крупными размерами и мощным ростом.