Сделай Сам Свою Работу на 5

Роль отечественных ученых в развитии генетики





В 20 – 30е гг. XX в. наша генетика была на втором месте после США.

Николай Иванович Вавилов:Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости (1922). Центры происхождения культурных растений (1927). Его фамилия была на обложке журнала Heredity.

Николай Константинович Кольцов – матричный принцип воспроизведения хромосом (1928); гигантские хромосомы дрозофилы; евгеника.

Юрий Александрович Филипченко - приват – доцент СПб. университета; 18 сентября 1913 г. им прочитана первая лекция первого курса генетики в России; один из основателей русской евгеники.

Александр Сергеевич Серебровский - делимость гена (1929).

Сергей Сергеевич Четвериков– экспериментальная генетика природных популяций на примере дрозофилы (1926).

Георгий Дмитриевич Карпеченко (1899 – 1942) – впервые в мире получил межродовые гибриды (рафанобрассика, или редечно – капустный гибрид).

Г. А. Надсон, Г. С. Филиппов – впервые индуцировали мутации у Mucor с помощью рентгеновских лучей (1925).

Борис Львович Астауров – генетика тутового шелкопряда, гиногенез, андрогенез.

Иосиф Александрович Рапопорт – химический мутагенез, супермутагены.



Николай Владимирович Тимофеев – Ресовский ("Зубр") – радиационная и популяционная генетика. Непростая судьба.

Лысенковщина

Ухудшение ситуации в советской генетике в конце 20х гг. Группа
неоламаркистов отстаивали теорию наследования приобретенных признаков. Поддержка их философами – марксистами и правительством.

1929 г. – самоубийство Пауля Камерера (австрийский неоламаркист, приглашенный в СССР на руководящую должность), арест С. С. Четверикова, его ссылка на Урал.

В середине 30х гг. усиление позиций Трофима Денисовича Лысенко. Отрицал гены, хромосомы; поддерживал принцип наследования приобретенных признаков; высказывал идею о скачкообразном превращении одного вида в другой (ольхи – в березу, овса – в пшеницу и т. д.). Считал себя последователем И. В. Мичурина, К. А. Тимирязева и классиков марксизма. Обещал создать новые сорта за 2-3 года, а не за 10-15 как «вейсманисты – морганисты». В 1934 г. стал академиком АН Украины, в 1939 г. – академиком АН СССР.

1939 г. – комиссия под руководством Т. Д. Лысенко в Институте экспериментальной биологии в Москве, которым руководил Н. К. Кольцов. Сняли с должности, умер в возрасте 68 лет от инфаркта. Аресты ряда других генетиков.



1940 г. – арест Н. И. Вавилова. Теперь Т. Д. Лысенко – директор Института генетики в Ленинграде. Его помощник - бывший адвокат И. И. Презент.

1936 г., 1939 г. - публичные дискуссии о генетике, их прервала война.

1948 год – августовская сессия ВАСХНИЛ, доклад Лысенко, разгром генетики. Черные списки сторонников генетики, их увольнение с работы. Вынужденная смена профессий.

Причины лысенковщины:

1. Положения генетики не обещали перспектив в воспитании человека нового типа, человека коммунистического будущего. Груз наследственности, криминальный тип личности, невозможность перевоспитания преступников, беспризорников и т. д.

2. Необходимость быстрого подъема сельского хозяйства, разрушенного в результате Великой Отечественной войны; Лысенко же обещал чудо в растениеводстве и животноводстве.

3. Субъективный фактор: И. В. Сталин и Н. С. Хрущев, вероятно, были стихийными ламаркистами. Велика также роль самого Т. Д. Лысенко, который был по-своему выдающейся личностью (тонкий психолог, гениальный интриган и т. д.).

4. В СССР была колоссальная централизация власти, имелась возможность административного управления любой сферой деятельности и жизни, в том числе и наукой.

5. Теории Лысенко никогда не проверялись в грамотном эксперименте, в лаборатории. Проверка же практикой, т. е. на полях колхозов, не была строго научной, не ставились контрольные эксперименты; имела место подделка результатов и очковтирательство.



6. Косвенная международная поддержка Лысенко (невмешательство) со стороны сочувствующих социализму ученых: Г. Меллера, Ж. Моно, Дж. Холдейна и др.

Перелом в 1957 г.: М. Е. Лобашовстал читать курс генетики в ЛГУ, в Новосибирске был создан Институт цитологии и генетики СО АН СССР (первый директор Н. П. Дубинин), И. В. Курчатов организовал радиобиологический отдел в секретном Институте атомной энергии (впоследствии лаборатория выросла в Институт молекулярной генетики РАН).

Только после смещения Н. С. Хрущева в 1964 г. «народный академик» Т. Д. Лысенко окончательно ушёл из науки.

Установление роли ДНК

В 1935 г. американский биохимик Уэнделл Стенли, работая с экстрак­том вируса табачной мозаики, получил игольчатые кристаллы. Оказалось, что эти кристаллы обладают высокой инфекционностью, т.е. ученый получил вирус в кристаллическом виде.

Как только получили кристаллическую форму ви­русов, стало возможным вести исследования по методу дифракции рентгеновских лучей. Вирусы, безусловно, относились к белкам, будучи особой их разновидно­стью, носящей название нуклеопротеидов. Успехи тех­ники окрашивания препаратов позволили выяснить химическую природу отдельных субклеточных струк­тур. Было установлено, что хромосомы (а следова­тельно, гены) также относятся к нуклеопротеидам. Молекула нуклеопротеида состоит из молекулы белка, связанной с фосфорсодержащим веществом, извест­ным под названием нуклеиновой кислоты. Впервые нуклеиновые кислоты открыл в 1868 г. швейцарский биохимик Фридрих Мишер(1844—1895) в ядрах кле­ток гноя. Долгое время их считали специфически ядер­ным компонентом. Когда оказалось, что нуклеиновые кислоты присутствуют и вне ядер, уже поздно было менять название. Нуклеиновые кислоты подробно изучил немецкий биохимик Альбрехт Коссель (1853— 1927), которому в 1880 г. удалось расщепить их на более мелкие составные части, включавшие фосфор­ную кислоту и сахар, точного состава которых он не смог определить. Кроме того, в нуклеиновой кислоте он обнаружил два соединения класса пуринов, моле­кулы которых представляли циклические соединения с двумя кольцами, содержащими четыре атома азо­та. Эти вещества Коссель назвал аденином и гуани­ном (а иногда просто обозначал буквами А и Г). Он обнаружил также три пиримидина (вещества с од­ним кольцом, содержащие два атома азота), которые были названы им цитозином, тимином и урацилом (Ц, Т и У).

Американский химик Фебус Левин (1869—1940), изучая эти вещества на протя­жении 20-х и 30-х годов, показал, что в молекуле ну­клеиновой кислоты молекула фосфорной кислоты, мо­лекула сахара и молекула одного из пуринов или пиримидинов образуют трехкомпонентное соединение, которое он назвал нуклеотидом. Молекула нуклеи­новой кислоты состоит из цепочки этих нуклеотидов, подобно тому как молекула белка — из цепей амино­кислот. Нуклеотидная цепь построена так, что моле­кула фосфорной кислоты одного нуклеотида связана с сахарной группировкой соседнего нуклеотида. Это и есть сахаро-фосфатный скелет, от которого ответ­вляются отдельные пурины и пиримидины.

Далее Левин показал, что сахара нуклеиновых кис­лот могут быть двух типов: рибоза, содержащая толь­ко пять атомов углерода вместо шести, как это имеет место в хорошо изученных сахарах, и дезоксирибоза, в которой на один атом кислорода меньше, чем в рибозе. Каждая молекула нуклеиновой кислоты со­держит тот или иной сахар, но отнюдь не оба одно­временно. Таким образом, различаются два типа ну­клеиновых кислот: рибонуклеиновая (РНК) и дезоксирибонуклеиновая (ДНК). Каждая нуклеиновая ки­слота включает пурины и пиримидины четырех раз­личных типов. В ДНК нет урацила, в ее состав вхо­дят А, Г, Ц и Т, в то время как в РНК нет тимина, а только А, Г, Ц и У. Шотландский химик Александр Тодд подтвердил данные Левина, син­тезировав в 40-х годах различные нуклеотиды.

Вначале биохимики не придали большого значе­ния нуклеиновым кислотам. Хотя и было известно, что белковая молекула связана с различными небел­ковыми дополнениями, вроде сахаров, жиров, металлов и витаминов, считалось, что белок представляет собой основную часть моле­кулы. Даже после того, как нуклеопротеиды обнару­жили в хромосомах и вирусах, биохимики не потеряли уверенности, что нуклеиновые кислоты — это второ­степенная часть молекулы.

В 90-х годах ХIХ столетия Альбрехт Коссель провел наблюдение, все значение которого стало понятно го­раздо позже.

Сперматозоиды почти целиком состоят из тесно лежащих хромосом и содержат химические вещества, несущие полную информацию, благодаря которой по­томству передаются отцовские наследственные при­знаки. Однако Коссель нашел, что белки сперматозо­идов значительно проще, чем белки других тканей, в то время как нуклеиновая кислота подобна нуклеино­вой кислоте тканей тела. Отсюда с большой вероят­ностью вытекало, что наследственная информация за­ключена скорее в неизменных молекулах нуклеиновых кислот спермы, чем в ее чрезвычайно упрощенном белке.

Но вера в молекулу белка еще не была поколеб­лена, так как результаты исследований 30-х годов говорили о слишком простом, чтобы нести наследст­венную информацию, строении нуклеиновых кислот, представляющих очень мелкие молекулы, которые со­стоят только из четырех нуклеотидов.

Поворотным пунктом явились исследования, про­веденные в 1944 г. Группа ученых в составе Освальда Эве­ри, К. Мак Леода и М. Мак Карти, работавших со штаммами пневмо­кокков (возбудителей пневмонии), получили доказательство, что именно ДНК – это вещество наследственности. Они работали со штаммами двух типов: S-форма (гладкие колонии) и R-форма (шероховатые колонии).

У R-штаммов отсутствует способ­ность синтезировать вещество капсулы, у S-штаммов капсула есть. Вытяжка из клеток S-штаммов, добавленная к R-штаммам, превращала последние в S-штаммы. Сама по себе вытяжка не может образовывать капсулы, но она несла генетическую информацию, необходимую для изменения физических свойств бактерии, т.к. представляла собой раствор, со­стоящий исключительно из нуклеиновой кислоты без примеси каких-либо белков. Итак, по крайней мере, в этом случае, нуклеиновые кислоты, а не белок были генетическим материалом. С этого момента стало яс­но, что именно нуклеиновая кислота — первичная и ключевая основа жизни. А так как в том же, 1944 г., впервые осуществили метод хроматографии на бума­ге, то 1944 г., так же как и 1859 г., когда вышло в свет «Происхождение видов», можно справедливо на­звать годом величайших биологических событий.

Начиная с 1944 г. новый взгляд на нуклеиновые кислоты получил наибольшее обоснование благодаря исследованиям вирусологов. Было показано, что ви­русы имеют внешнюю белковую оболочку, внутри ко­торой находится молекула нуклеиновой кислоты. В 1955 г. американскому биохимику Гейнцу Френкель-Конрату удалось разделить вирус на две составные части и вновь соединить их. Белковая часть сама по себе не обладала никакими инфекци­онными свойствами, она была мертва. Часть, содержа­щая нуклеиновую кислоту, была живой, инфекционной, хотя наибольшую активность проявляла в присутствии белкового компонента.

Использование радиоактивных изотопов показало, что при внедрении бактериофага в бактериальную клетку проникает только та его часть, которая состоит из нуклеиновой кислоты, а белковая остается снаружи. Внутри клетки нуклеиновая кислота вызывает образо­вание не только новых молекул нуклеиновой кислоты, подобных себе (а не нуклеиновой кислоте клетки), но и молекул белка, характерного для бактериофага, а не для клетки. Не остается никаких сомнений, что имен­но молекула нуклеиновой кислоты, а не белок несет генетическую информацию.

Молекулы вируса содержат либо ДНК, либо РНК, либо обе нуклеиновые кислоты одновременно. В клет­ке, однако, ДНК обнаружена исключительно в генах. А поскольку гены являются единицами наследствен­ности, окончательно проясняется значение ДНК.

 

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.