нижнее белье для полных
მედიცინის კვლევები

   Велика Радянська Енциклопедія

Цитогенетика

   
 

Цитогенетика (від цито ... и генетика ), наука, що вивчає закономірності спадковості у взаємозв'язку з будовою і функціями різних внутрішньоклітинних структур. Основний предмет досліджень Ц. - хромосоми , їх морфологія, структурна і хімічна організація, функції та поведінку в діляться і неделящихся клітинах. Як прикордонна наука Ц. використовує методи генетики і цитології і тісно пов'язана з розділами цих наук - молекулярної генетикою, цитохімія, Каріологія, каріосистематика та ін Підрозділяється на загальну Ц., що вивчає загальні клітинні основи спадковості, і Ц. рослин, тварин, людини.

Ц. виникла на початку 20 в. після перевідкриття в 1900 Менделя законів , в результаті пошуків цитологічних пояснень менделевского розщеплення і незалежного розподілу генів. До цього часу було накопичено значну кількість даних по морфології хромосом (російський вчений І. Д. Чистяков, 1872, 1874; німецький учений Е. Страсбургер, 1875, німецький вчений В. Флеммінг, 1882, 1892) і поведінки їх в митозе и мейозі (Е. Страсбургер; В. Флеммінг; російський вчений П. І. Перемежко, 1878; бельгійський учений Е. ван Бенеден, 1883; німецькі вчені Т. Бовери, Гертвиг, 1884). Було виявлено наявність парного (диплоїдного) набору хромосом в соматичних (нестатевих) клітинах і вдвічі зменшеного (гаплоидного) набору в статевих клітинах і створені передумови для встановлення зв'язку між хромосомами і "спадковими факторами" Менделя, природа яких не була тоді ясна. У 1902 американський учений У. Сеттон і німецький вчений Т. Бовері, що виявили зв'язок між передачею з покоління в покоління хромосом і "спадкових факторів" (назва згодом генами), припустили, що хромосоми є носіями генів і забезпечують спадкоємність ознак у ряді поколінь організмів. Основні положення хромосомної теорії спадковості , обгрунтованою і розвиненою американським генетиком Т. Х. Морганом і його школою, стали теоретичним фундаментом Ц.

В СРСР перші цитогенетичні дослідження були виконані С. Г. Навашиним. Досліджуючи метафазні хромосоми рослини гальтонію білуватою (Galtonia candicans), С. Г. Навашин встановив наявність пари хромосом, що володіють на одному кінці маленьким тільцем - супутником, що блискуче підтвердило правильність теорії індивідуальності хромосом і непарну їх гомологичность (1912). С. Г. Навашину належить також відкриття основного принципу будови хромосом з двох плечей, обумовленого прикріпленням ниток веретена поділу клітини до строго певного ділянці хромосоми (1914). Значну роль у становленні Ц. як самостійної науки зіграли книги радянського вченого Г. А. Левитського "Матеріальні основи спадковості" (1924) і німецького вченого К. Белара "Цитологічні основи спадковості" (1928, рос. пров. 1934). Фундаментальні роботи в галузі Ц. виконані радянськими вченими Н. К. Кольцовим, А. А. Прокоф-Бельговской, Б. Л. Астауровим, Г. Д. Карпеченко та ін

У процесі розвитку Ц. були отримані цитологічні обгрунтування явищ розщеплення, незалежного розподілу, зчеплення генів и кросинговеру . При вивченні поведінки хромосом в мейозі встановлено, що розщеплення ознак у потомство забезпечується процесом кон'югації хромосом, в результаті розбіжності яких в 1 мейотичному поділі до різних полюсів клітини гаметамістить одинарний (гаплоїдний) їх набір замість подвійного (диплоїдного), наявного в соматичних клітинах організму. Незалежне розподіл генів, розташованих в негомологічних хромосомах, обумовлено вільної перекомбинацией в мейозі хромосом, отриманих від батька і матері. Підтверджено, що зчеплення генів може порушуватися в процесі кросинговеру в результаті обміну ділянками між гомологічними хромосомами, а цей обмін призводить до рекомбінації спадкового матеріалу.

При цитогенетичному аналізі процесу кон'югації хромосом виявлено, що порушення кон'югації призводить до неправильного розбіжності хромосом і утворення гамет з набором хромосом, що не кратним гаплоидному, тобто до анеуплоїдії, а це викликає зниження плодючості або безпліддя у гібридів (особливо у віддалених) рослин і тварин. В 1927 Г. Д. Карпеченко розробив метод відновлення плодючості гібридів рослин, що полягає в подвоєнні їх хромосомного набору, тобто в створенні організмів-амфидиплоидов. Метод широко використовується в селекції рослин (велике значення надається пшенично-житнім амфидиплоидов - тритикале). У 1936 Б. Л. Астауровим отримані перші амфідіплоїди у тварин (тутового шовкопряда). Вивчення кон'югації хромосом, яка служить показником генетичної спорідненості, дозволило японському цитогенетики Х. Кіхара (1924) розробити один з цитогенетичних методів - геномної аналіз . Цьому аналізу були піддані пшениці, бавовник та ін поліплоїдні (див. Полиплоидия ) культурні рослини і їх дикі родичі, в результаті чого вдалося встановити походження багатьох культурних рослин, використовувати дику флору в цілях селекції, для збагачення господарсько-корисних властивостей культурних рослин, вивчати їх еволюцію.

Мікроскопічним аналізом структури та поведінки хромосом в мітозі і мейозі виявлені зміни в хромосомних наборах рослин, тварин і людини - хромосомні перебудови (основоположні роботи виконані американським Цитогенетика Б. Мак-Клінток на кукурудзі, 1929-38). У подальших дослідженнях хромосомні перебудови класифіковані, встановлено багато їх генетичні наслідки, вплив на їх виникнення іонізуючих випромінювань. Удосконалення методів дослідження дозволило приступити до вивчення поліморфізму структури хромосом в природі (роботи Н. П. Дубініна із співробітниками, школи Ф. Г. Добжанського в США, 30-40-і рр..). Наступними роботами цитогенетиків виявлено, що багато хромосомні перебудови, а також явища моносомії (втрата однієї хромосоми в хромосомному наборі) і трисомії (додавання однієї хромосоми до набору) обумовлюють ряд аномалій у розвитку та багато захворювань людини (див. Хромосомні хвороби ). У зв'язку з цим почався інтенсивний розвиток Ц. людини і генетики медичної .

Застосування в Ц. електронної мікроскопії, методів радіоактивних ізотопів, мікрофотометра, рентгеноструктурного аналізу та ін значно розширило і поглибило уявлення про тонку структурної організації хромосом (див. хромонеми , Хроматида , Хромомери ), дозволило дослідити їх речовина (див. Хроматин ) і вивчати функціонування хромосом у процесах реплікації , синтезу рибонуклеїнової кислоти ( транскрипція ) і білків ( трансляція ).

З 60-х рр.. для вирішення ряду генетичних проблем широко застосовується цитогенетичний метод культури соматичних клітин (див. Соматичних клітин генетика ). Отримала розвиток гіпотеза про диференціальної активності генів як основі клітинної диференціювання (англійський учений Дж. Гердон, 1962-76). У зв'язку з виявленням дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК) в хлоропластах і мітохондріях ( німецький вчений К. Корренс, 1909, 1937, і ін) розгортаються дослідження спадковості цитоплазматичної і взаємин її з ядерною спадковістю.

Для Ц. 70-х рр.. характерне вивчення будови і функцій хромосом на молекулярному рівні. Дані Ц. важливі для розуміння еволюції каріотипів, а отже, процесів видоутворення.

Проблеми Ц. розробляються в СРСР в інституті цитології АН СРСР, інституті загальної генетики АН СРСР, інституті цитології і генетики Сибірського відділення АН СРСР, інституті медичної генетики АМН, інституті молекулярної біології АН СРСР, на кафедрах генетики і цитології. Роботи з Ц. друкуються в радянських журналах: "Генетика" (з 1965), "Цитологія" (з 1959), "Цитологія і генетика" (з 1967); в зарубіжних журналах: "Canadian Journal of Genetics and Cytology" (Ottawa, з 1959), "Chromosoma" (В. - W ., з 1939), "Cytogenetics" (Basel, з 1962), "Cytologia" (Tokyo, з 1929), "Experimentaf Cell Research" (NY, з 1950), "American Journal of Human Genetics" (Balt., з 1949).

Літ.: Астауров Б. Л., Цитогенетика розвитку тутового шовкопряда і її експериментальний контроль, М., 1968; Суонсон К., Мерц Т ., Янг У., Цитогенетика, пров. з англ., М., 1969; Константинов А. В., Цитогенетика, Мінськ, 1971; Цитогенетика пшениці та її гібридів, М., 1971; Карпеченко Г. Д., Ізбр. праці, М., 1971; Цитологія і генетика мейозу, М., 1975; Burnham С. R., Discussions in cytogenetics, Minneapolis, 1962.

© В. В. Хвостова.





Виберіть першу букву в назві статті:

а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ы э ю я

Повний політерний каталог статей


 

Алфавітний каталог статей

  а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ы э ю я
 


 
енциклопедія  біляші  морс  шашлик  качка