Genetik - den videnskab, som studerer transmissionen af træk fra forældre til afkom individer.Denne disciplin overvejer også deres egenskaber og evne til volatilitet.På samme tid som medierne er den særlige struktur - generne.På nuværende tidspunkt har videnskaben akkumuleret tilstrækkelige oplysninger.Det har flere sektioner, som hver har sine egne mål og formål med undersøgelsen.De vigtigste afsnit: klassisk, molekylære og medicinske genetik og genteknologi.
Klassiske genetik
Klassiske genetik - det videnskabelige belæg for arvelighed.Denne egenskab af alle organismer passerer under avl af deres eksterne og interne funktioner i afkommet.Klassiske genetik er også involveret i studiet af variabilitet.Det udtrykkes i tegn på ustabilitet.Disse ændringer akkumuleres fra generation til generation.Kun gennem sådanne volatilitet organismer kan tilpasse sig ændringer i deres miljø.
arvelig information organismer ligger i generne.I øjeblikket er de betragtet fra et synspunkt af molekylær genetik.Selvom disse begreber opstod længe før fremkomsten af dette afsnit.
udtrykkene "mutation", "DNA", "kromosom", "variabilitet" blev kendt i løbet af talrige undersøgelser.Nu resultaterne af århundreders erfaring synes indlysende, men når det begyndte med tilfældig parring.Folk har en tendens til at få køer med store udoyami mælk, større grise og får med tyk pels.De var de første, ikke engang videnskabelige, eksperimenter.Imidlertid har disse betingelser ført til fremkomsten af en videnskab som en klassisk genetik.Indtil det 20. århundrede var den eneste passage kendte og tilgængelige metode til undersøgelse.At resultaterne af klassiske genetik er et væsentligt resultat af den moderne videnskab biologi.
Molekylær Genetik
dette afsnit undersøges alle love, der er underlagt processer på det molekylære niveau.Den vigtigste egenskab ved alle levende organismer - det er arvelighed, det vil sige, de er i stand generationer at bevare de væsentlige træk ved strukturen af organismen, og strukturen for metaboliske processer og respons på eksponering for forskellige miljømæssige faktorer.Dette skyldes det faktum, at på det molekylære niveau, specielle stoffer registrere og opbevare alle de oplysninger og derefter overføre den til de næste generationer i befrugtningen processen.Opdagelsen af disse stoffer og deres efterfølgende undersøgelse blev muliggjort gennem studiet af strukturen af cellerne ved den kemiske plan.Så det blev opdaget nukleinsyrer - grundlag af det genetiske materiale.
Åbning af "arvelige molekyler»
Moderne genetik ved næsten alt om nukleinsyrer, men selvfølgelig ikke altid så.Den første antagelse er, at de kemikalier, en eller anden måde kan knyttes til arvelighed, blev der kun i det 19. århundrede.Studiet af dette problem på det tidspunkt beskæftiget med biokemiker F. Miescher brødre Hertwig biologer.I 1928 russiske videnskabsmand Nikolai K. Koltsov, baseret på resultaterne af undersøgelser tydede på, at alle de arvelige egenskaber af levende organismer er kodet og placeres i en kæmpe "arvelige molekyler".Han sagde imidlertid, at disse molekyler er sammensat af enheder besluttet, at i virkeligheden er generne.Det har bestemt været et gennembrud.Også Koltcov fastslået, at data "fædrene molekyle" pakkede celler i særlige strukturer, der kaldes kromosomer.Efterfølgende blev denne hypotese bekræftet og gav nye impulser til udviklingen af videnskab i det 20. århundrede.
udvikling af videnskab i det 20. århundrede
udvikling af genetik og yderligere forskning førte til en række lige så vigtige opdagelser.Det konstateredes, at hvert kromosom i cellen indeholder kun et stort DNA-molekyle bestående af to strenge.Hendes talrige segmenter - det er generne.Deres primære funktion består i, at de specifikt indkode information om strukturen af enzymer.Men realiseringen af genetisk information i visse funktioner i provenuet med deltagelse af en anden type af nukleinsyre - RNA.Den er syntetiseret DNA og lave kopier af generne.Det bærer også informationer om ribosomet, hvor det er den enzymatiske syntese af proteiner.Strukturen af DNA blev fundet i 1953, og RNA - i perioden 1961-1964.
Siden da begyndte molekylær genetik til at udvikle med stormskridt.Disse fund var grundlag af undersøgelser, hvilket resulterede i udbredelsen mønstre beskrevne genetiske information.Denne fremgangsmåde udføres på det molekylære niveau i cellerne.De fik også en fundamentalt ny information om lagring af oplysninger i generne.Over tid har det vist sig forekomsten af fordobling af mekanismerne i DNA før celledelingen (replikation), processen med at læse oplysningerne molekyle af RNA (transkription), syntesen af protein enzymer (broadcast).De fandt også ændringer i principperne om arv og afklare deres rolle i den interne og eksterne miljø af cellerne.
Decifrere strukturen af DNA
genetik metoder har udviklet sig hurtigt.Det vigtigste resultat var afskrift af det kromosomale DNA.Det konstateredes, at der kun er to typer af kædesegmenter.De adskiller sig fra hinanden nukleotider.Den første type af hver sektion er original, dvs. det har en iboende egenart.Den anden indeholder et andet antal tilbagevendende sekvenser.De blev navngivet gentagelser.Blev det i 1973 fastslået at en entydig zone altid afbrudt af visse gener.Segmentet altid ender replay.Denne forskel koder visse enzymatiske proteiner, det er for ham "styret" ved at læse information RNA til DNA.
første opdagelser i genteknologi
nye metoder til genetik førte til yderligere opdagelser.Det blev konstateret en unik egenskab ved alle levende materiale.Dette er evnen til at gendanne de beskadigede områder i DNA-kæden.De kan skyldes en række negative konsekvenser.Evnen til at reparere sig selv er blevet kaldt "processen med genetisk reparation."I øjeblikket har mange fremtrædende forskere udtrykte nok evidensbaseret håb for muligheden for at "udvælge" visse gener fra cellen.Hvad kan det give?Først og fremmest muligheden for at eliminere genetiske defekter.Studiet af sådanne problemer ved gensplejsning.
replikering proces
Molekylær genetik studerer de processer for overførsel af genetisk information under gengivelse.Lagring uforanderlighed rekord indkodet i generne, det sikrer nøjagtig gengivelse under celledeling.Hele mekanismen af denne proces er undersøgt i detaljer.Det konstateredes, at direkte før fission forekommer i cellen til at replikere.Dette er processen med at fordoble DNA.Den ledsages af helt nøjagtig kopi af de originale molekyler af reglen om komplementaritet.Det vides, at i DNA-strenge er kun fire typer nukleotider.Det er guanin, adenin, cytosin og thymin.Ifølge reglen om komplementaritet opdagelser af forskere Crick og J. Watson i 1953, i strukturen af DNA dobbelt streng svarer til thymin adenin og cytidylic nukleotid - guanin.Under replikation proces tager en nøjagtig kopi af hver streng af DNA ved at erstatte den ønskede nukleotid.
Genetik - videnskaben er forholdsvis ung.Replikation proces er blevet studeret kun i 50'erne i det 20. århundrede.Derefter enzymet blev opdaget DNA-polymerase.I 70'erne, efter flere års forskning, blev det konstateret, at replikation - processen for etapevis.I syntesen af DNA-molekyler direkte involveret flere forskellige slags DNA-polymeraser.
Genetik og sundhed
Alle oplysninger relateret til dot gengivelse af genetisk information under processen med DNA-replikation, er meget udbredt i moderne medicinsk praksis.En grundig undersøgelse af love ejendommelige som sundhed af kroppen, og i tilfælde af patologiske ændringer i dem.For eksempel er det bevist og bekræftet af eksperimenter, helbredelse af visse sygdomme kan opnås ved påvirkning udefra på de processer af replikation af det genetiske materiale og fysisk deling af celler.Især hvis patologien forbundet med funktionen af kroppens metaboliske processer.For eksempel sygdomme, såsom rakitis og krænkelse af fosfor metabolisme, direkte skyldes hæmning af DNA-replikation.Hvordan kan vi ændre denne tilstand udefra?Det er blevet syntetiseret og testet medicin, der stimulerer de processer af de undertrykte.De aktiverer DNA-replikation.Dette bidrager til normalisering og rehabilitering af patologiske tilstande forbundet med sygdommen.Imidlertid er genetiske undersøgelser ikke stille.Hvert år bliver flere og flere data, hjælper ikke kun til at helbrede og forebygge eventuel sygdom.
Genetik og narkotika
en masse spørgsmål, der er involveret i sundhed molekylær genetik.Biologi nogle vira og mikroorganismer, således at deres aktivitet i den menneskelige krop fører ofte til en fejl i DNA-replikation.Det er også allerede fastslået, at årsagen til visse sygdomme er ikke undertrykkelse af processen og dens overdrevne aktivitet.Først og fremmest, virale og bakterielle infektioner.De skyldes det faktum, at i de berørte celler og væv begynder at hurtigt formere patogene mikrober.Også til denne patologi er kræft.
øjeblikket er der en række lægemidler, der kan undertrykke replikationen af DNA'et i cellen.De fleste af dem blev syntetiseret af sovjetiske videnskabsmænd.Disse stoffer er meget udbredt i medicinsk praksis.Disse indbefatter for eksempel en gruppe af anti-TB-medicin.Der antibiotika hæmmer replikation og deling af mikrobielle celler og patologisk.De hjælper kroppen til hurtigt at håndtere en udenlandsk agent, forhindrer dem i at formere.Disse stoffer giver fremragende terapeutisk virkning i de alvorligste akutte infektioner.Især udbredte disse midler findes i behandlingen af tumorer og neoplasmer.Denne prioritet, som har valgt russiske Institut for Genetik.Hvert år er der nye og forbedrede lægemidler, der forhindrer udviklingen af kræft.Det giver håb til titusinder af syge mennesker rundt omkring i verden.
processer transkription og translation
Efter blev udført af erfarne laboratorieundersøgelser af genetik og resultaterne på den rolle, gener og DNA som template for syntesen af proteiner, har nogle forskere foreslået, at aminosyrer er samlet i mere komplekse molekyler på en gang, i kernen.Men efter de nye data er det blevet klart, at det ikke er.Aminosyrer er ikke baseret på dele af gener i DNA'et.Det fandtes, at denne komplekse proces foregår i flere trin.Første, et gen fjernet replikaer - messenger RNA'er.Disse molekyler ud af cellekernen, og flytte til en særlig struktur - ribosomer.Det er i disse organeller samles aminosyrer og proteinsyntese.Processen med at få kopier af DNA kaldet "transskription".En syntese af proteiner under kontrol af messenger-RNA - ". Broadcast"Studiet af de nøjagtige mekanismer i disse processer og principper at påvirke dem - den vigtigste opgave for moderne genetik, molekylære strukturer.
værdi mekanismer transskription og translation i medicin
I de senere år er det blevet klart, at en omhyggelig gennemgang af alle faser af transskription og translation er afgørende for moderne sundhedsvæsen.Russian Academy of Sciences Institute of Genetics har længe blevet bekræftet, at udviklingen af praktisk talt enhver sygdom markeret intensiv syntese af giftige og skadelige for en menneskekrop proteiner.Denne proces kan finde sted under kontrol af gener, der normalt er inaktive.Eller den trådte syntesen, som er ansvarlig for trængt ind i celler og væv af humane patogene bakterier og vira.Desuden kan dannelsen af skadelige protein stimulerer aktivt udvikle kræftsvulster.Derfor er en grundig undersøgelse af alle de stadier af transskription og translation i øjeblikket er afgørende.Så det er muligt at identificere måder at bekæmpe ikke blot farlige infektioner, og med kræft.En kontinuerlig søgen efter mekanismerne i sygdomme og lægemidler til behandling dem -
Moderne genetik.Det er nu muligt at hæmme oversættelsesprocessen i de berørte organer eller krop som helhed, og derved undertrykke inflammation.I princippet er det konstrueret og denne virkning fleste af de kendte antibiotika, fx tetracyclin eller streptomycin serie.Alle disse lægemidler selektivt hæmmer celler i oversættelsesprocessen.
værdien af forskning af processer af genetisk rekombination
meget vigtige for medicin som en detaljeret undersøgelse af de processer af genetisk rekombination, som er ansvarlig for overførsel og udveksling af dele af kromosomer og individuelle gener.Dette er en vigtig faktor i udviklingen af infektionssygdomme.Genetisk rekombination er grundlaget for indtrængen i humane celler og i indførelsen af fremmed DNA, ofte viralt materiale.Som et resultat, syntese på ribosomet ikke er "native" proteiner krop og patogene for ham.Ifølge dette princip forekommer i cellerne i reproduktion af hele kolonier af virus.Metoder til Human Genetik fokuseret på at udvikle midler til bekæmpelse af smitsomme sygdomme, og for at forebygge opbygning patogene vira.Hertil kommer, at ophobning af oplysninger om genetisk rekombination lov til at forstå princippet om udveksling af gener mellem organismer, som førte til fremkomsten af GMO-planter og dyr.
værdi på molekylær genetik til biologi og medicin
Over det sidste århundrede, først i åbningen klassiker, og derefter i molekylær genetik havde en enorm og endda afgørende indflydelse på forløbet af alle de biologiske videnskaber.Særlig stærk medicin tog et skridt fremad.Succesen med genetisk forskning er det muligt at forstå de processer af succession gang utænkelige genetiske egenskaber og udvikling af individ til individ.Det er også bemærkelsesværdigt, hvor hurtigt denne videnskab fra et rent teoretisk til praktisk vokset fra.Det er blevet vigtigt at moderne medicin.En detaljeret undersøgelse af molekylære-genetiske lovmæssigheder tjente som grundlag for forståelsen af de processer, der forekommer i kroppen som patienten og en rask person.Det gav skub i udviklingen af genetik videnskaber som virologi, mikrobiologi, endokrinologi, farmakologi og immunologi.
