Генетиканың даму тарихы
Тұқым қуалаушылық пен өзгергіштіктің негізгі заңдылықтары
Генетика — тірі организмдерге тән тұқым қуалаушылық пен өзгергіштікті зерттейтін биологияның маңызды саласы. Бұл ғылым тұқым қуалау заңдылықтарын ашып, оларды қоғам дамуына, ауыл шаруашылығына, медицинаға және биотехнологияға тиімді қолданудың жолдарын айқындауға зор үлес қосты.
Тұқым қуалаушылық
Тіршілік ұрпақ алмасу арқылы жалғасады: белгілі бір түрге тән белгілер мен қасиеттер ұрпақтан ұрпаққа беріледі. Ұрпақтардың ата-анасына ұқсас болып тууы — тұқым қуалаушылықтың көрінісі. Дегенмен толық айнымас ұқсастық болмайды: бір ата-анадан тараған даралар арасында да айырмашылықтар кездеседі.
Өзгергіштік
Организмнің тұқым қуалайтын қасиеттері сыртқы орта факторларының әсерінен өзгеруі мүмкін. Көбею барысында бірқатар қасиеттер тұрақты сақталса, кейбірі өзгеріске ұшырап, организм жаңарып, түрлене түседі. Осы құбылыс өзгергіштік деп аталады.
Тұқым қуалаушылық пен өзгергіштік — бір-біріне қарама-қарсы болғанымен, өзара ажырамас түрде қатар жүретін, тығыз байланысты процестер.
Генетиканың даму тарихы
Организмдердің тұқым қуалаушылығы мен өзгергіштігі туралы ғылым генетика деп аталады (грекше genetikos — «шығу тегіне тән»). Бұл атауды 1906 жылы ағылшын биологы У. Бэтсон ұсынды.
Ежелгі көзқарастар және алғашқы теориялар
Тұқым қуалаушылық туралы алғашқы түсініктер ежелгі дәуірде-ақ Демокрит, Гиппократ, Платон және Аристотель еңбектерінде кездеседі. Гиппократ жұмыртқа жасушасы мен сперматозоид организмнің барлық бөліктерінің қатысуымен қалыптасады және ата-ананың белгі-қасиеттері ұрпаққа тікелей беріледі деп есептеді. Ал Аристотельдің пікірінше, тұқым қуалайтын материал дененің барлық бөліктерінен жиналмайды; керісінше, организм бөліктерін қалыптастыруға қажет қоректік заттардан түзіледі.
Кейін Ч. Дарвин ұсынған пангенезис теориясы кең тарады: оған сәйкес өсімдіктер мен жануарлардың барлық жасушалары ұсақ бөлшектер — геммулаларды бөліп шығарады; олар жыныс мүшелеріне өтіп, белгілердің ұрпаққа берілуін қамтамасыз етеді. Геммулалар кейде «мүлгіген» күйде болып, бірнеше ұрпақтан кейін байқалуы мүмкін деп түсіндірілді, сондықтан арғы ата-тектер белгілері қайта көрінуі ықтимал делінді.
Вейсман және «ұрық плазмасы» идеясы
XIX ғасырдың 80-жылдарында пангенезис теориясын А. Вейсман өткір сынға алды. Ол «ұрық плазмасы» туралы болжам ұсынып, тұқым қуалайтын зат тек жыныс жасушаларында болады деп түсіндірді. Бұл көзқарас тұқым қуалаушылықтың материалдық негізін нақтылауға бағытталған маңызды қадам болды.
Мендель заңдары және генетиканың негізі
Генетиканың биологияның дербес саласы ретінде қалыптасуына XIX ғасырдың екінші жартысындағы ірі ғылыми жаңалықтар ықпал етті. 1865 жылы чех ғалымы Г. Мендель «Өсімдік будандарымен жүргізілген тәжірибелер» еңбегін жариялап, тәжірибелер арқылы тұқым қуалаушылықтың негізгі заңдылықтарын тұжырымдады. Осылайша Мендель генетиканың негізін қалады. Алайда оның еңбегі ұзақ уақыт — шамамен 35 жыл бойы — көпшілік биологтарға, соның ішінде Ч. Дарвинге де белгісіз болды.
1900 жыл
Мендель заңдары қайта ашылып, ғылыми тұрғыдан мойындалды (Г. де Фриз, К. Корренс, Э. Чермак-Зейзенегг).
1909 жыл
У. Бэтсон өсімдік пен жануар белгілерінің тұқым қуалауы Мендель заңдарына сай жүретінін көрсететін деректер жариялады.
1909 жыл
В. Иоганнсен «ген», «генотип», «фенотип» ұғымдарын енгізді.
Дәл осы кезеңде тұқым қуалаушылықтың материалдық бірлігі — ген туралы түсінік орнығып, Мендель ілімін одан әрі дамытуға жол ашылды. Сонымен қатар 1901 жылы голланд ботанигі Х. де Фриз тұқым қуалайтын қасиеттердің өзгеруін түсіндіретін мутация теориясын ұсынды.
Хромосомалық теория: Т. Морган мектебі
Генетика тарихындағы шешуші кезең Т. Морган және оның ғылыми мектебінің тұқым қуалаушылықтың хромосомалық теориясын қалыптастыруымен байланысты. Олар жеміс шыбыны — дрозофиламен жүргізілген тәжірибелер арқылы тұқым қуалаушылықтың көптеген заңдылықтарын ашты.
Өзгергіштік ілімі және мутагенез
Тұқым қуалайтын өзгергіштік туралы ілімді дамытуда Н. И. Вавилов үлкен үлес қосты: 1920 жылы ол тұқым қуалайтын өзгергіштіктің ұқсас (гомологиялық) қатарлар заңын қалыптастырды. 1927 жылы Г. А. Надсон мен Г. С. Филиппов радиоактивті сәулелер төменгі сатыдағы саңырауқұлақтарда мутация туғыза алатынын дәлелдеді.
Классикалықтан молекулалық генетикаға дейін
Генетиканың даму тарихын шартты түрде үш кезеңге бөлуге болады. Алғашқы екі кезең 1865—1953 жылдарды қамтып, классикалық генетика дәуірін құрайды. Үшінші кезең 1953 жылдан басталып, химия, физика, математика, кибернетика сияқты нақты ғылымдардың әдістерін және электрондық микроскопия, рентгенқұрылымдық талдау секілді тәсілдерді қолдану нәтижесінде молекулалық генетиканың негізі қаланды.
1944 жыл — О. Эври
Тұқым қуалаушылықтың материалдық негізі ДНҚ екенін дәлелдеді.
1953 жыл — Дж. Уотсон және Ф. Крик
ДНҚ молекуласының құрылымдық моделін жасады.
Қазіргі генетикада зерттеулердің басым бөлігі молекулалық деңгейде жүргізіледі: генді организмнен тыс синтездеу, дене жасушаларын будандастыру, генетикалық материал алмасуы (рекомбинация), геннің қайта қалпына келуі (репарация), биополимерлерді қолдан синтездеу, гендік инженерия сияқты бағыттар кең өріс алды.
Қазақстан ғалымдарының үлесі
Генетика мен селекцияның дамуына Қазақстан ғалымдарының қосқан үлесі айрықша. Елімізде алшақ будандастыру, мутагенез, полиплоидия, гетерозис сияқты бағыттарды қамтитын зерттеулер жүргізіліп келеді.
Өсімдік селекциясы
Дәнді және техникалық дақылдарды түрішілік және түраралық будандастыру арқылы бидай, арпа, көксағыз, жүгері, қант қызылшасының жоғары өнімді будандары мен сорттарын алуда К. Мыңбаев, А. Ғаббасов, Ғ. Бияшев, Н. Л. Удольская және басқа ғалымдардың еңбегі зор.
Микроорганизмдер генетикасы
М. Х. Шығаева мен Н. Б. Ахматуллина микроорганизмдер генетикасының дамуына елеулі үлес қосты.
Жануарлар селекциясы
Н. С. Бутарин, Ә. Е. Есенжолов, А. Ы. Жандеркин алшақ будандастыру әдісімен қойдың архар-меринос тұқымын алды. Ал М. А. Ермеков, Ә. Е. Еламанов, В. А. Бальмонт және басқалар қазақтың ақбас сиырын, Алатау сиырын, Қостанай жылқысын сияқты асыл тұқымдарды шығарды.
Молекулалық биология және ген инженериясы
Қазақстанда алғаш рет М. А. Айтхожин жетекшілік еткен ғылыми топ молекулалық биология мен ген инженериясы саласында ауқымды зерттеулер жүргізіп, ғылымға маңызды жаңалықтар қосты.
Соңғы жылдары елімізде генетиканың өзекті салалары — молекулалық генетика, экологиялық генетика және радиациялық генетика бойынша ғылыми-зерттеу жұмыстары жүйелі түрде дамып келеді.