Генетика - Курсове

Текст на генетиката - курсове

1. ИСТОРИЯ, ОБЕКТ И ВЪЗДЕЙСТВИЕ НА ГЕНЕТИКАТА Еволюция: емпирична генетика, класическа генетика и съвременна генетика

1.1. ИСТОРИЯ 1.1.1. Емпирична генетика - Парадигма: генетика с най-дълга еволюция с последно съзряване, в момента с най-ускорен напредък, от която се очаква най-много, но на която се предлага най-малко. Неолит - емпирична генетика, базирана на много малък обем информация ooo емпиричен подбор - растителни сортове и породи животни по-продуктивни документи (стенописи от египетски гробници, барелефи от Шумер) видове, подлежащи на генетична манипулация (овце, кози, cmila, вечеря, вол )

древност - наблюдения за фамилна патология (Talmud хемофилия) o o Аристотел - следи, образувани от опит или частици от злополука, преминаващи от тялото към спермата - предадени на

Средновековието - теорията за преформацията - диапазоните съдържат миниатюрен човек в началото на века. XIX - цветна слепота - J. Dalton 1882 - неврофиброматоза - болест на von Recklinghausen

1.1.2.а. Парадигма на класическата генетика: научните основи на генетиката - поставени от духовник с математическо обучение сек. XIX - трите стълба на съвременните биологични науки: ooo 1839 - теория на клетките на Schleiden и Schwann 1859 - еволюционната теория на Дарвин 1865 - теория на наследството - Йохан Грегор Мендел - клагара - експерименти за хибридизация на растения от августински ред 20 години експерименти - селекция и кръстосване на грах (P. sativum) концепцията, че наследствеността се дължи на други наследствени фактори - действа според някои постоянни правила

- прогноза - разпространение от поколения на наследствени символи Законите на Мендел - пренебрегвани 35 години - преоткрити през 1900 г. (Х. Де Врис, К. Коренс и Е. фон Чермак - независими един от друг Парадигма на класическата генетика: ген = характер oo генетика класически = формална генетика - генетика на генетично предаване преди ДНК - ясни правила, без да се обжалва естеството на генетичния материал

обемът на научните наблюдения - много високи o o изследвания върху видове с кратък живот тези придобивания позволиха прехода към следващия етап

1.1.2.б. Класическа генетика други открития oooooo 1879 - Флеминг - открийте някои корпускули, свързани с митоза 1888 - Страсбургер - открийте същите корпускули, свързани с мейоза 1888 - Waldayer - предлага за тях термина хромозоми 1901 - De Vries - предлага термина мутация = модификация на наследствените фактори 1902 - тоалетна Farabee - описва автозомно-доминираща брахидактилия при хората 1906 г. - W. Bateson - предлага термина генетика - нова биологична наука или обект - изследване на наследствеността и изменчивостта на живите организми

1908 - популационна генетика - Харди (математик), Вайнберг (лекар) 1909 - В. Йохансен - замяна на термина наследствен фактор с този на пола въвежда термините генотип и фенотип

1909 - А. Гарод 4 метаболитни заболявания, предавани автозомно-рецесивно албинизъм, алкаптонурия, цистинурия и пентозурия Гарод - нормална биохимична вариабилност - генетично кодирано

1910 - Т. Морган - проучвания върху oet мускули (Drosophila melanogaster) 1912 - Morgan и Cattel - откриване на процеса на кръстосване 1912 - Morgan и Lynch - откриване на генетична връзка 1915 - Morgan, Sturtevant, Mller, Bridges - хромозомна теория на наследството 1927 - Mller - открива първия мутагенен агент - рентгенови лъчи 1927 - Wright - описва генетичен дрейф 1928 - Heitz - описва хетерохроматин и еухроматин 1928 - Griffith - открива генетична трансформация в пневмококи 1933 - Haldane и други савани - въвежда генетичен анализ от родословието 1940 - Ford - описва генетичния полиморфизъм

1.1.3.а. Съвременна генетична парадигма на съвременната генетика - ген = протеин 1920-1940: критични забележки - връзката на генетичната биохимия повишава интереса на генетиците към изследователски теми като: oooo биохимична природа на гена как информацията се съхранява в молекулите предаването на информация от генериране на молекулни промени в молекулярната информация в мутантните организми

1869 г. - определен тип молекула - нуклеиновите киселини го игнорират и след това го отхвърлят - структурата на тази молекула е неизвестна

Генните принципи на Мендел като отделна материална структура заключават - подкрепата на генетичния материал може да бъде протеини

1941 - Мутациите на Beadle и Tatum o o o водят до модификация на ензимите гените контролират биохимичните реакции = гените кодират протеини, променят парадигмата на класическата генетика - ген - протеин, превърнал се в парадигма на съвременната генетика

1.1.3.б. Modern Genetics 1944 - Avery, McLeod и McCarty - подкрепата за наследяване е ДНК молекулата 1944 - E. Schrodinger - дефинира гена в молекулярно изражение 1952 - Hershey and Chase in viruses материалната подкрепа за наследяване е DNA 1946 - Lederberg and Tatum - генетична рекомбинация в бактерии 1947 - Dellbruck, Bailey и Hershey - генетична рекомбинация при вируси 1952 - JD Уотсън и Ф. Крик - Рентгенови дифракционни изследвания за откриване на структурата на ДНК - концепцията за структурата в страниците със статии с двойна спирала - Структура за дезоксирибонуклеинова киселина

(Nature 1953, 171: 737) 1952 - Barbara McKlintock - концепцията за изменяеми локуси или транспозони 1958 - Meselson и Stahl - ДНК репликацията е полуконсервативна 1961 - Nirenberg, Mathaei и Ochoa - генетичният код в основните триплети 1961 - Jocob и Monod - концепцията на оперон - генетична регулация при прокариоти 1969 - Лин и Арбер, съответно Меселсон и Юан - рестрикционни ензими 1970 - Х. Темин и Д. Балтимор - обратна транскриптаза 1974 - Корнберг, Олинс и Олинс - молекулярна структура на хроматина

1977 - Сангер; Maxam и Gilbert - ДНК секвениране 1977, 1978 - Sharp; Gilbert and Tonegawa - прекъсната структура на гена от 1979 г. - Khorana - in vitro синтез на гена от 1979 г. - Kan - диагностично използване на рекомбинантна ДНК технология 1980 г. - Anderson et al. - секвениране на митохондриалния геном Парадигма на генетиката: ген = полипептид, ген = специфичен продукт, картографиращ човешкия ядрен геном - клониране на организми на бозайници 1988 - Организация на човешкия геном - Проект за човешки геном

1.2.1. ОБЕКТ НА ГЕНЕТИКАТА генетика = изследване на наследството и изменчивостта на живите организми o наследственост = биологично сходство между възходящи и потомци променливост = биологични разлики между възходящи и потомци

Други начини за дефиниране на обекта на генетиката са: генетика - изучаване на структурите, механизмите и законите на наследствеността и изменчивостта консерватизъм на наследствеността - поддържане през поколенията на променливостта на класа, реда, рода, видовете и сортовете = дискретни промени = алтернативни варианти на даден герой

генотип = дискретна структура от наследствено наследство конфигурация от алелни гени, които кодират определена черта

фенотип = характер, свързан с генотип с различни разширения o молекулярни, клетъчни (тъканни), морфологични, физиологични или психо-поведенчески

генетика - връзки с медицински, селскостопански, ветеринарни, технологични науки o o човешка генетика = област на приложение на генетиката при хората медицинска генетика = наследственост и вариабилност - корелира със здравето и болестите

медицинска генетика = дисциплина на синтеза между човешката генетика и човешката патология oooo диагностика, профилактика и лечение на заболявания с генетичен компонент "Всичко от медицина, която е генетична, а също и от генетична, която е медицинска" (McKusick) концепции и знания от фундаменталната и клиничната област връзки с основните дисциплини молекулярна генетика = биохимия - клетъчна биология - генетика

цитогенетика = цитология - генетична имуногенетика = имунология - генетична фармакогенетика = фармакология - генетична

връзки с клинични науки педиатрия, неврология, дерматология, онкология, клинична имуногенетика 1.3. ВЪЗДЕЙСТВИЕТО НА ГЕНЕТИКАТА

в биологичните науки (агрономия и животновъдство) в медицинските науки генно инженерство - въздействие върху технологиите и индустрията

o връзката на генетиката с биотехнологични компании - обект - производство на стоки по биотехнологични методи в правната медицина, правосъдието и концептуалната и практическата криминалистика

1.3.1.а. Въздействие на генетиката в медицински критерии за класифициране на болести от генетична гледна точка:

вид засегнат геном (ядрен или митохондриален) ниво на организация на генетичния материал (хромозоми или гени) засегнати клетъчни линии (зародишни или соматични) специфично положение на промяна и етиологично въздействие

класификация на болестите от генетична гледна точка:

а) хромозомни синдроми - промени в една или повече ядрени хромозоми, във всички клетки или само в някои клетъчни линии б) в) наследствени заболявания - промяната има значително въздействие върху ядрения ген във всички клетки, но се изразява само в някои клетки генетично обусловени заболявания - промени в различни ядрени гени, всяка с незначително въздействие, заедно имат адитивен ефект, който създава предразположение към заболяване, което се проявява в присъствието на фактори на околната среда г) д) рак - наследствени промени във всички клетки ), придобити (в някои клетъчни линии) от ядрения геном, заедно с факторите на околната среда, като решаващи като етиология митохондриални заболявания - причинени от модификацията на цитоплазмения геном

1.3.1.б. Въздействието на генетиката в медицината

генетична диагноза: пренатална или постнатална

o пресимптомно (предсказващо) o postmortem. генетична или индивидуална диагноза

o фамилна - откриване на хетерозиготност o колективност - епидемиологична диагноза o връзка между донори и реципиенти на тъкани и съдебни органи

наследствена патология - позволява разбирането на функцията на гените разбирането на биохимичните основи на заболяванията разбирането на нормалните биохимични механизми изграждането на терапевтична стратегия разработване