Genetik ist Genetik... und die Gesundheit. Die Methoden der Genetik

Genetik – es ist die Wissenschaft, die die Gesetzmäßigkeit der übertragung von Eigenschaften von übergeordneten Individuen auf die Nachkommen. Diese Disziplin betrachtet auch Ihre Eigenschaften und die Fähigkeit zur Variabilität. Dabei als Träger von Informationen fungieren, die Besondere Struktur ü Gene. Derzeit geht die Wissenschaft hat genügend Informationen. Es hat mehrere Abschnitte, von denen jeder hat seine eigenen Aufgaben und Objekten der Forschung. Die wichtigsten Bereiche: klassische, molekulare, medizinische Genetik und Gentechnik.

Klassische Genetik

Klassische Genetik – ist die Wissenschaft der Vererbung. Diese Eigenschaft aller Organismen übertragen während der Brutzeit Ihre äußeren und inneren Merkmale an die Nachkommen weitergeben. Die klassische Genetik beschäftigt sich mit dem Studium der Variabilität. Sie äußert sich in Anzeichen von Instabilität. Diese Veränderungen ansammeln von Generation zu Generation. Nur durch diese Unbeständigkeit Organismen können die Anpassung an Veränderungen in Ihrer Umgebung.

Die Genetische Information von Organismen liegt in den Genen. Derzeit betrachten Sie aus der Sicht der Molekulargenetik. Obwohl diese Konzepte entstanden schon lange vor der Entstehung dieses Abschnitts.

Die Begriffe „Mutation“, „DNA», «Chromosomen“, „Variabilität» bekannt wurden im Laufe der zahlreichen Studien. Jetzt die Ergebnisse der jahrhundertealten Erfahrungen scheinen offensichtlich, aber einst alles begann mit zufälligen Kreuzungen. Die Menschen versuchten, die Kühe mit großen удоями Milch, größere Schweine und Schafe mit der dicken Wolle. Es waren die ersten, auch nicht wissenschaftliche, Erfahrungen. Doch genau diese Voraussetzungen führten zur Entstehung einer solchen Wissenschaft, wie die klassische Genetik. Bis zum 20. Jahrhundert Crossing war das einzige bekannte und kostengünstige Untersuchungsmethode. Gerade die Ergebnisse der klassischen Genetik Stahl eine beachtliche Leistung der modernen Wissenschaft der Biologie.

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Molekulargenetik

Das Ist ein Abschnitt, der alle Gesetzmäßigkeiten, die unterstehen Prozesse auf molekularer Ebene. Die wichtigste Eigenschaft aller lebenden Organismen – es ist Vererbung, das heißt, Sie sind in der Lage, von Generation zu Generation bewahren die wichtigsten Merkmale der Gestalt seines Körpers, sondern auch des Schemas Verlauf der Stoffwechselprozesse und Antworten auf die Auswirkungen der verschiedenen Umweltfaktoren. Dies geschieht dadurch, dass auf molekularer Ebene spezielle Substanzen notieren und speichern Sie alle Informationen und übermitteln diese anschließend an die nächsten Generationen während des Prozesses der Befruchtung. Die Entdeckung dieser Substanzen und Ihre anschließende Studie wurde möglich durch die Erforschung der Struktur der Zellen auf der chemischen Ebene. So wurden geöffnet Nukleinsäuren - die Grundlage des genetischen Materials.

Die Entdeckung der „erblich Moleküle»

Die Moderne Genetik weiß fast alles über Nukleinsäuren, aber, natürlich, es war nicht immer so. Die erste Annahme besagt, dass die Chemische Substanz kann wohl mit Vererbung, gemacht wurde nur im 19. Jahrhundert. Das Studium dieser Probleme sind im Moment dabei Biochemiker F. Miescher folgte und Brüder-Biologen Гертвиги. Im Jahr 1928 inländischer Wissenschaftler N. K. Kolzow, aufbauend auf die Ergebnisse der Studien, schlug vor, dass alle erblichen Eigenschaften lebender Organismen codiert und werden auf dem riesigen „erblich Moleküle». Dabei erklärte er, dass diese Moleküle bestehen aus geordneten Glieder, die eigentlich und sind die Gene. Es war definitiv ein Durchbruch. Auch Kolzow hat festgestellt, dass die Daten „erblich Moleküle» verpackt in den Zellen an besonderen Strukturen, genannt Chromosomen. Anschließend wurde diese Hypothese bestätigt und gab Anstoß zur Entwicklung der Wissenschaft im 20. Jahrhundert.

Die Entwicklung der Wissenschaft im 20. Jahrhundert

Die Entwicklung der Genetik und weitere Forschung führte zu einer Reihe von nicht weniger wichtigen Entdeckungen. Es wurde festgestellt, dass jedes Chromosom in der Zelle enthält nur eine riesige DNA-Molekül, das aus zwei Fäden. Seine zahlreichen Schnitte – das sind Gene. Ihre Hauptfunktion besteht darin, dass Sie in besonderer Weise codieren Informationen über die Struktur von Proteinen-Enzyme. Aber die Umsetzung der genetischen Information in bestimmte Zeichen verläuft bei Beteiligung eines anderen Typs der Nukleinsäure ü RNA. Sie synthetisiert die DNA und lindert Kopien von Genen. Es überträgt die Informationen an die Ribosomen, wo ist die Synthese von Enzym-Proteinen. Die Struktur der DNA herausgefunden wurde 1953 und RNA - in der Zeit von 1961 bis 1964.

Seit dieser Zeit molekulare Genetik entwickelte sich sprunghaft. Diese Entdeckung wurde zur Grundlage der Studien, die Zusammenhänge aufgedeckt wurden Bereitstellung von erbinformationen. Dieser Prozess erfolgt auf molekularer Ebene in den Zellen. Auch wurden völlig neue Informationen über die Lagerung von Informationen in den Genen. Im Laufe der Zeit wurde festgestellt, wie weit die Mechanismen der Verdoppelung der DNA vor der Teilung der Zellen (Replikation), die Prozesse des Ablesens der Informationen Molekül RNA (Transkription), die Synthese von Proteinen-Enzyme (broadcast). Auch wurden die Prinzipien der Vererbung und änderungen aufgeklärt Ihre Rolle in der inneren und äußeren Umgebung der Zellen.

Die Entschlüsselung der DNA-Struktur

Methoden der Genetik intensiv entwickelt. Die wichtigste Errungenschaft war die Entschlüsselung der chromosomalen DNA. Es stellte sich heraus, dass esnur zwei Arten von Phasen-Schaltung. Sie unterscheiden sich voneinander расположенностью Nukleotide. Bei der ersten Art jedes Grundstück ist einmalig, das heißt, ihm innewohnende Einzigartigkeit. Die zweite enthielt eine unterschiedliche Anzahl von regelmäßig wiederkehrenden Sequenzen. Sie wurden als Wiederholungen. Im Jahr 1973 eingestellt wurde, ist die Tatsache, dass die einzigartigen Zone immer unterbrochen von bestimmten Genen. Der Schnitt endet immer wiederholen. Diese Lücke codiert eine bestimmte enzymatische Proteine, es ist für Sie „orientiert» RNA-beim Lesen Informationen mit der DNA.

Die Ersten Entdeckungen in der Gentechnik

Erscheinen die neuen Methoden der Genetik führte zu einer weiteren Entdeckung. Es offenbart eine einzigartige Eigenschaft aller lebender Materie. Es geht um die Fähigkeit, Wiederherstellung von beschädigten Bereiche in der DNA-Kette. Sie können auftreten in Folge von verschiedenen negativen Einflüssen. Die Fähigkeit, sich selbst zu heilen wurde als „der Prozess der genetischen Reparationen». In der heutigen Zeit haben viele namhafte Wissenschaftler machen genug evidenzbasierte Hoffnung auf eine Gelegenheit, „snatch» bestimmte Gene der Zellen. Was könnte es geben? In Erster Linie die Möglichkeit, genetische defekte zu beseitigen. Das Studium dieser Probleme befasst sich mit genetic Engineering.

Replikation

Die Molekulare Genetik untersucht die Prozesse der übertragung von erbinformationen bei der Fortpflanzung. Die Erhaltung der Unveränderlichkeit der Aufzeichnungen, in verschlüsselter Genen, die genaue Wiedergabe während der Zellteilung. Der gesamte Mechanismus dieses Prozesses im Detail untersucht. Es stellte sich heraus, dass unmittelbar, bevor die Teilung in der Zelle erfolgt die Replikation. Es ist ein Prozess der Verdoppelung der DNA. Er begleitet absolut präzise kopieren der ursprünglichen Moleküle nach der Regel der Komplementarität. Es ist bekannt, dass die Zusammensetzung der DNA-Stränge nur vier Arten von nukleotiden. Diese Guanin, Adenin, Cytosin und Thymin. Nach der Regel der Komplementarität offenen Wissenschaftlern und D. F. Crick Watson im Jahr 1953, in der Struktur der Doppel-DNA-Kette аденину Thymin entsprach, und цитидиловому нуклеотиду - гуаниловый. Während des Prozesses erfolgt eine genaue Replikation kopieren jede DNA-Kette durch Substitution des gewünschten Nukleotids.

Genetik – die Wissenschaft ist relativ jung. Der Prozess der Replikation untersucht wurde erst in den 50er Jahren des 20. Dann wurde entdeckt das Enzym DNA-Polymerase. In den 70er Jahren, nach jahrelanger Forschung wurde festgestellt, dass die Replikation ü Mehrschritt-Prozess. In der Synthese von DNA-Molekülen direkt beteiligt sind verschiedene Arten von DNA-Polymerasen.

Genetik und Gesundheit

Alle Informationen im Zusammenhang mit dem Punkt der Wiedergabe der erbinformationen Prozesse während der DNA-Replikation, weit verbreitet in der modernen medizinischen Praxis. Gründlich recherchierte Zusammenhänge sind die Organismen gesund, und im Fall von pathologischen Veränderungen in Ihnen. Zum Beispiel erwiesen und Erfahrungen bestätigt, dass die Heilung bestimmter Krankheiten kann erreicht werden, wenn Einfluss von außen auf die Prozesse der Replikation des genetischen Materials und der Teilung der Körperzellen. Vor allem, wenn die Pathologie des Funktionierens des Organismus verbunden mit den Prozessen des Stoffwechsels. Zum Beispiel Krankheiten wie Rachitis und Verletzung Phosphor Stoffwechsel, direkt durch die Hemmung der DNA-Replikation. Wie kann man ändern, ist der Zustand von außen? Bereits synthetisiert und erprobt Medikamente, anregende unterdrückte Prozesse. Sie aktivieren die DNA-Replikation. Dies trägt zur Normalisierung und Wiederherstellung von pathologischen Zuständen im Zusammenhang mit der Krankheit. Aber die genetische Forschung steht nicht still. Jedes Jahr erhalten immer mehr Daten, die nicht nur heilen, sondern verhindern, dass eine mögliche Krankheit.

Genetik und Arzneimitteln

Sehr vielen Fragen der Gesundheit beschäftigt sich die molekulare Genetik. Biologie einige Viren und Mikroorganismen ist, dass Ihre Aktivitäten im menschlichen Körper führt manchmal zum Absturz DNA-Replikation. Auch schon festgestellt, dass die Ursache bestimmter Krankheiten ist nicht die Unterdrückung dieses Prozesses und seine übermäßige Aktivität. Vor allem, es ist eine virale und bakterielle Infektionen. Sie sind aufgrund der Tatsache, dass in den betroffenen Zellen und Gewebe beginnen beschleunigtem Tempo vermehren sich pathogene Keime. Auch zu dieser Krankheit gehören onkologische Erkrankungen.

Derzeit gibt es eine ganze Reihe von Medikamenten, die in der Lage sind, unterdrücken die Replikation der DNA in der Zelle. Die meisten von Ihnen synthetisierten sowjetische Wissenschaftler. Diese Medikamente sind weit verbreitet in der medizinischen Praxis. Dazu gehört zum Beispiel, eine Gruppe von Anti-TB-Medikamente. Es gibt Antibiotika, die die Prozesse der Replikation und der Teilung von pathologischen und mikrobiellen Zellen. Sie helfen, den Körper schnell mit fremden Agenten, ohne dass Sie sich vermehren. Diese Medikamente sorgen für eine hervorragende therapeutische Wirkung bei den meisten schweren akuten Infektionen. Und vor allem Breite Anwendung diese Mittel fanden bei der Behandlung von Tumoren und Neubildungen. Das ist eine Priorität, wählte das Institut für Genetik in Russland. Jedes Jahr gibt es neue verbesserte Medikamente, verhindert die Entwicklung der Onkologie. Es gibt Hoffnung für Zehntausende von Kranken Menschen auf der ganzenWelt.

Prozesse der Transkription und der translation

Nachdem wurden erfahrene Laboruntersuchungen nach Genetik und die Ergebnisse über die Rolle von DNA und Gene als Matrizen für die Synthese von Proteinen, vor einiger Zeit haben die Wissenschaftler die Auffassung, dass die Aminosäuren gehen in komplexere Moleküle sofort in den Mittelpunkt. Aber nach Erhalt der neuen Daten ist es klar geworden, dass es nicht so ist. Aminosäuren sind nicht im Bau auf den Grundstücken der Gene in der DNA. Es wurde festgestellt, dass dieser komplizierte Prozess verläuft in mehreren Stufen. Zuerst mit Gene werden exakte Kopien ü Informations-RNA. Diese Moleküle kommen aus dem Kern der Zelle und bewegen sich auf die besonderen Strukturen ü Ribosomen. Genau auf diesen organellach heraus und treten Zusammenbau von Aminosäuren und der Synthese von Proteinen. Der Prozess der Herstellung von Kopien von DNA erhielt den Namen „Transkription». Und die Synthese von Proteinen unter der Kontrolle des RNA – „Sendung». Die Studie die genauen Mechanismen dieser Prozesse und Grundsätze, die Einfluss auf Sie - die wichtigsten Aufgaben der modernen Genetik molekulare Strukturen.

Bedeutung der Mechanismen der Transkription und der translation in der Medizin

In den letzten Jahren wurde es offensichtlich, dass gewissenhafte Prüfung aller Stufen der Transkription und der translation von großer Bedeutung für das moderne Gesundheitswesen. Das Institut für Genetik von Wunden ist seit langem die Tatsache bestätigt, dass bei der Entwicklung von fast jeder Krankheit beobachtet intensiv die Synthese von toxischen und einfach schädlich für den menschlichen Körper Proteine. Dieser Prozess kann lecken unter der Kontrolle von Genen, die im Normalzustand inaktiv sind. Entweder ist der eingegebene Synthese, für den Einbruch verantwortlich in die Zellen und Gewebe des Menschen Bakterien und Viren. Auch die Bildung von schädlichen Proteinen anregen können aktiv an der Entwicklung onkologische Neubildungen. Deshalb ist eine Gründliche Untersuchung aller Stufen der Transkription und der translation in der heutigen Zeit sehr wichtig. So können Sie zeigen nicht nur Wege für den Umgang mit gefährlichen Infektionen, aber auch mit Krebs.

Die Moderne Genetik – es ist eine kontinuierliche Suche nach den Mechanismen der Entstehung von Krankheiten und Medikamente für Ihre Behandlung. Jetzt schon vielleicht hemmen die Prozesse der übertragung in den betroffenen Organen oder dem Körper als ganzes, wodurch die Entzündung zu unterdrücken. Im Prinzip, es ist auf diesem gebaut und die meisten bekannten Antibiotika, Z. B. Tetracyclin oder стрептомицинового Reihe. All diese Medikamente selektiv hemmen in den Zellen die Prozesse der übertragung.

Bedeutung der Untersuchung der Prozesse des genetischen Rekombination

Eine Sehr große Bedeutung für die Medizin hat auch eine ausführliche Studie über die Prozesse der genetischen Rekombination, die verantwortlich für die übertragung und den Austausch von Grundstücken einzelnen Chromosomen und Genen. Dies ist ein wichtiger Faktor in der Entwicklung von Infektionskrankheiten. Genetische Rekombination zugrunde liegt, das eindringen in menschliche Zellen und die Einführung in die DNA des Ausländers, meist viraler, Material. Das Ergebnis ist eine Synthese an Ribosomen nicht „verwandten“ der Körper Proteine und pathogene für ihn. Nach diesem Prinzip erfolgt die Reproduktion in den Zellen von ganzen Kolonien von Viren. Methoden der Humangenetik an der Entwicklung von Mitteln zur Bekämpfung übertragbarer Krankheiten und zur Verhinderung der Montage von pathogenen Viren. Darüber hinaus die Ansammlung von Informationen über die genetische Rekombination erlaubt zu verstehen, das Prinzip des Austausches von Genen zwischen Organismen, das führte zu einer геномодифицированных Pflanzen und Tieren.

Bedeutung der molekularen Genetik für Biologie und Medizin

Für die Eröffnung des letzten Jahrhunderts zunächst in der klassischen, dann in der Molekulargenetik haben die großen und auch entscheidenden Einfluss auf den Fortschritt aller biologischen Wissenschaften. Besonders stark vorgetreten Medizin. Die Erfolge der Genforschung ermöglichten zu verstehen, die einst unfassbaren Prozesse der Vererbung der genetischen Merkmale und der Entwicklung der individuellen Person. Es ist auch bemerkenswert, wie schnell diese Wissenschaft aus rein theoretischen wuchs ins praktische. Es wurde ein für die moderne Medizin. Eine ausführliche Studie über die molekular-genetischen Zusammenhänge diente als Grundlage für das Verständnis der Prozesse, die im Körper als Kranken und gesunden Menschen. Gerade Genetik gab Anstoß zur Entwicklung dieser Wissenschaften, wie Virologie, Mikrobiologie, Endokrinologie, Pharmakologie und Immunologie.