La génétique est une science, une branche de la biologie qui étudie l'hérédité et la variabilité. Ce sont deux propriétés fondamentales des êtres vivants et elles sont inhérentes à chaque créature sur Terre.
Tout, des virus aux humains, a une hérédité – la capacité des descendants à ressembler à leurs parents. Dans le même temps, les enfants diffèrent toujours de leurs parents et les uns des autres, en d’autres termes, ils présentent tous une certaine variabilité.
Pourquoi la vie serait impossible sans cette paire de propriétés ? La stabilité de l'hérédité est parfois étonnante. Le crustacé bouclier d'été, commun dans toute l'Eurasie, ne se distingue pas de ses ancêtres qui nageaient dans les réservoirs il y a 200 millions d'années et le voyaient de leurs trois yeux ! Un organisme privé d'hérédité ne transmettra aucune propriété bénéfique à sa progéniture. Chaque nouvelle génération devrait s'habituer à une nouvelle vie, à partir de zéro, et ne pas accumuler le bagage d'appareils précieux reçus de ses parents. Sans l’hérédité, seuls les microbes les plus anciens et les plus primitifs vivraient probablement encore sur Terre.
La vie sans variabilité ne serait pas meilleure. Après tout, les conditions d’existence changent. Dans l'Arctique, soit les palmiers tropicaux poussent, soit la région est entièrement recouverte de glace. Au centre de l'Asie, l'océan éclabousse, puis de hautes montagnes s'élèvent à sa place. Ici, l'héritage parental peut ne pas aider. Et personne ne veut mourir. Pour survivre, les êtres vivants doivent également posséder une réserve de différences par rapport à leurs ancêtres – une chance de survivre dans de nouvelles situations. Ceci est assuré par la variabilité.
Quels problèmes scientifiques la génétique résout-elle ?
Étant donné que les enfants ressemblent à leurs parents, cela signifie qu'ils transmettent d'une manière ou d'une autre des informations sur eux-mêmes. Il n’est pas difficile de comprendre qu’en réalité la transmission ne peut se faire que par un pont étroit : une paire de cellules germinales. 
Cette évidence pose quatre problèmes principaux aux généticiens :
- où et sous quelle forme les informations héréditaires sont stockées dans les cellules ;
— quels sont les mécanismes de sa transmission à la génération suivante ;
— comment il est mis en œuvre, c'est-à-dire comment fonctionnent les gènes ;
— pourquoi l'information génétique change.
Y a-t-il des avantages pratiques à résoudre ces problèmes ?
En effet, ils semblent loin de la vraie vie. Mais en fait, de nouvelles connaissances trouvent tôt ou tard une application.
Il y a 70 ans, les généticiens ont découvert que les informations héréditaires sont stockées dans une substance spéciale, qu'ils ont appelée en abrégé. Des décennies ont passé, les scientifiques ont découvert la structure de cet ADN et d'où il vient. On a appris à couper ses molécules, à les réassembler, à étudier l'ADN des moisissures et des bactéries, etc., etc. Tout cela ressemble à de la « science pure », mais c’est là, par exemple, que sont nés les tests ADN.
Il permet d'incriminer un criminel sur la base de preuves microscopiques - un seul cheveu, une goutte de salive sur une cigarette. Il est devenu possible d'établir avec précision la relation et l'identité des morts, de découvrir l'adéquation des tissus d'une personne à la transplantation sur une autre. L'ADN permet de vérifier la qualité des aliments, de diagnostiquer une infection au VIH, de dater des manuscrits anciens, etc.
Puisque la génétique étudie les propriétés de tous les êtres vivants, ses résultats sont largement utilisés - en médecine, dans la production alimentaire, dans la conservation de la nature, et même dans l'enseignement et l'éducation des enfants ! Les généticiens construisent des matériaux et des organismes inconnus dans la nature avec des propriétés spécifiées, obtiennent de nouvelles sources d'énergie et participent à l'exploration de l'espace. 
Cette science aide à clarifier l'origine et l'établissement des peuples, des plantes et des animaux ; les archéologues, géographes, criminologues, officiers militaires, géologues et ingénieurs ont recours à son aide.
LA GÉNÉTIQUE
une science qui étudie l'hérédité et la variabilité - propriétés inhérentes à tous les organismes vivants. La variété infinie des espèces de plantes, d'animaux et de micro-organismes est renforcée par le fait que chaque espèce conserve ses traits caractéristiques au fil des générations : dans le Nord froid et dans les pays chauds, une vache donne toujours naissance à un veau, une poule engendre des poussins, et le blé reproduit le blé. En même temps, les êtres vivants sont individuels : tous les gens sont différents, tous les chats sont en quelque sorte différents les uns des autres, et même les épis de blé, si vous les regardez de plus près, ont leurs propres caractéristiques. Ces deux propriétés les plus importantes des êtres vivants - être semblable à leurs parents et être différent d'eux - constituent l'essence des concepts d'« hérédité » et de « variabilité ». Les origines de la génétique, comme de toute autre science, doivent être recherchées dans la pratique. Depuis que les gens ont commencé à élever des animaux et des plantes, ils ont commencé à comprendre que les caractéristiques de la progéniture dépendaient des propriétés de leurs parents. En sélectionnant et en croisant les meilleurs individus, l'homme de génération en génération a créé des races animales et des variétés végétales aux propriétés améliorées. Le développement rapide de la sélection et de la culture végétale dans la seconde moitié du XXe siècle. a donné lieu à un intérêt accru pour l'analyse du phénomène de l'hérédité. À cette époque, on croyait que le substrat matériel de l'hérédité était une substance homogène et que les substances héréditaires des formes parentales étaient mélangées dans la progéniture de la même manière que des liquides mutuellement solubles se mélangeaient les uns aux autres. On croyait également que chez les animaux et les humains, la substance de l'hérédité était en quelque sorte liée au sang : les expressions « sang-mêlé », « race pure », etc. ont survécu jusqu'à ce jour. Il n'est pas surprenant que les contemporains n'aient pas prêté attention aux résultats des travaux de l'abbé du monastère de Brno, Gregor Mendel, sur le croisement des pois. Aucun de ceux qui ont écouté le rapport de Mendel lors d'une réunion de la Société des naturalistes et des médecins en 1865 n'a pu démêler les lois biologiques fondamentales de certaines relations quantitatives « étranges » découvertes par Mendel lors de l'analyse d'hybrides de pois, et chez la personne qui les a découverts. , le fondateur d'une nouvelle science : la génétique. Après 35 ans d'oubli, l'œuvre de Mendel est appréciée : ses lois sont redécouvertes en 1900, et son nom entre dans l'histoire des sciences. Les lois de la génétique, découvertes par Mendel, Morgan et une multitude de leurs disciples, décrivent la transmission des traits des parents aux enfants. Ils soutiennent que tous les traits héréditaires sont déterminés par les gènes. Chaque gène peut être présent sous une ou plusieurs formes, appelées allèles. Toutes les cellules du corps, à l'exception des cellules sexuelles, contiennent deux allèles de chaque gène, c'est-à-dire sont diploïdes. Si deux allèles sont identiques, l’organisme est dit homozygote pour ce gène. Si les allèles sont différents, l’organisme est dit hétérozygote. Les cellules impliquées dans la reproduction sexuée (gamètes) ne contiennent qu'un seul allèle de chaque gène, c'est-à-dire ils sont haploïdes. La moitié des gamètes produits par un individu portent un allèle et l’autre moitié portent l’autre. L'union de deux gamètes haploïdes lors de la fécondation aboutit à la formation d'un zygote diploïde, qui se développe en un organisme adulte. Les gènes sont des morceaux spécifiques d’ADN ; ils sont organisés en chromosomes situés dans le noyau cellulaire. Chaque type de plante ou d'animal possède un certain nombre de chromosomes. Dans les organismes diploïdes, le nombre de chromosomes est apparié ; deux chromosomes de chaque paire sont appelés homologues. Disons qu'une personne possède 23 paires de chromosomes, un homologue de chaque chromosome étant obtenu de la mère et l'autre du père. Il existe également des gènes extranucléaires (dans les mitochondries et dans les plantes, ainsi que dans les chloroplastes). Les caractéristiques de la transmission des informations héréditaires sont déterminées par des processus intracellulaires : mitose et méiose. La mitose est le processus de distribution des chromosomes aux cellules filles lors de la division cellulaire. À la suite de la mitose, chaque chromosome de la cellule mère est dupliqué et des copies identiques se dispersent dans les cellules filles ; dans ce cas, l'information héréditaire est entièrement transmise d'une cellule à deux cellules filles. C'est ainsi que se produit la division cellulaire au cours de l'ontogenèse, c'est-à-dire processus de développement individuel. La méiose est une forme spécifique de division cellulaire qui se produit uniquement lors de la formation des cellules sexuelles, ou gamètes (spermatozoïdes et ovules). Contrairement à la mitose, le nombre de chromosomes pendant la méiose est réduit de moitié ; chaque cellule fille ne reçoit qu'un seul des deux chromosomes homologues de chaque paire, de sorte que dans la moitié des cellules filles il y a un homologue, dans l'autre moitié il y en a un autre ; dans ce cas, les chromosomes sont répartis en gamètes indépendamment les uns des autres. (Les gènes des mitochondries et des chloroplastes ne suivent pas la loi de répartition égale lors de la division.) Lorsque deux gamètes haploïdes fusionnent (fécondation), le nombre de chromosomes est à nouveau restauré - un zygote diploïde se forme, qui reçoit un seul ensemble de chromosomes de chacun des parents.
Approches méthodologiques. Grâce à quelles caractéristiques de l'approche méthodologique de Mendel a-t-il pu faire ses découvertes ? Pour ses expériences de croisement, il a choisi des lignées de pois qui différaient par un trait alternatif (les graines sont lisses ou ridées, les cotylédons sont jaunes ou verts, la forme du haricot est convexe ou resserrée, etc.). Il a analysé quantitativement la progéniture de chaque croisement, c'est-à-dire a compté le nombre de plantes présentant ces caractéristiques, ce que personne n'avait fait auparavant. Grâce à cette approche (sélection de caractéristiques qualitativement différentes), qui a constitué la base de toutes les recherches génétiques ultérieures, Mendel a montré que les caractéristiques des parents ne se mélangent pas dans la progéniture, mais sont transmises inchangées de génération en génération. Le mérite de Mendel réside également dans le fait qu'il a donné aux généticiens une méthode puissante pour étudier les caractères héréditaires - l'analyse hybridologique, c'est-à-dire une méthode d'étude des gènes en analysant les caractéristiques des descendants de certains croisements. Les lois de Mendel et l'analyse hybridologique sont basées sur des événements se produisant lors de la méiose : des allèles alternatifs se trouvent sur les chromosomes homologues des hybrides et divergent donc également. C'est l'analyse hybridologique qui détermine les exigences relatives aux objets de recherche génétique générale : il doit s'agir d'organismes faciles à cultiver, produisant de nombreux descendants et ayant une courte période de reproduction. Parmi les organismes supérieurs, ces besoins sont satisfaits par la mouche des fruits, Drosophila melanogaster. Pendant de nombreuses années, il est devenu un objet privilégié de la recherche génétique. Grâce aux efforts de généticiens de différents pays, des phénomènes génétiques fondamentaux ont été découverts. Il a été constaté que les gènes sont situés linéairement sur les chromosomes et que leur distribution dans la descendance dépend des processus de méiose ; que les gènes situés sur le même chromosome sont hérités ensemble (liaison génétique) et sont sujets à une recombinaison (crossing over). Des gènes localisés dans les chromosomes sexuels ont été découverts, la nature de leur héritage a été établie et la base génétique de la détermination du sexe a été identifiée. On a également découvert que les gènes ne sont pas immuables, mais sont sujets à mutation ; qu'un gène est une structure complexe et qu'il existe de nombreuses formes (allèles) du même gène. Ensuite, les micro-organismes sont devenus l'objet de recherches génétiques plus scrupuleuses, au cours desquelles les mécanismes moléculaires de l'hérédité ont commencé à être étudiés. Ainsi, le phénomène de transformation bactérienne a été découvert chez Escherichia coli - l'inclusion de l'ADN appartenant à une cellule donneuse dans une cellule receveuse - et pour la première fois il a été prouvé que l'ADN est porteur de gènes. La structure de l'ADN a été découverte, le code génétique a été déchiffré, les mécanismes moléculaires des mutations, des recombinaisons, des réarrangements génomiques ont été révélés, la régulation de l'activité des gènes, le phénomène de mouvement des éléments du génome ont été étudiés, etc.
Voir CELLULE ;
HÉRITAGE ;
BIOLOGIE MOLÉCULAIRE .
Parallèlement à ces organismes modèles, des études génétiques ont été menées sur de nombreuses autres espèces et l'universalité des mécanismes génétiques de base et des méthodes pour les étudier a été démontrée pour tous les organismes - des virus aux humains.
Réalisations et problèmes de la génétique moderne. Sur la base de la recherche génétique, de nouveaux domaines de connaissances (biologie moléculaire, génétique moléculaire), les biotechnologies correspondantes (comme le génie génétique) et les méthodes (par exemple, réaction en chaîne par polymérase) sont apparues qui permettent d'isoler et de synthétiser des séquences nucléotidiques, de les intégrer dans le génome et obtenir un ADN hybride doté de propriétés qui n'existaient pas dans la nature. De nombreux médicaments ont été obtenus, sans lesquels la médecine n'est plus concevable.
(voir GÉNIE GÉNÉTIQUE).
Des principes de sélection de plantes et d'animaux transgéniques présentant les caractéristiques de différentes espèces ont été élaborés. Il est devenu possible de caractériser les individus à l'aide de nombreux marqueurs d'ADN polymorphes : microsatellites, séquences nucléotidiques, etc. La plupart des méthodes de biologie moléculaire ne nécessitent pas d'analyse hybridologique. Cependant, pour la recherche sur les traits, l’analyse des marqueurs et la cartographie génétique, cette méthode génétique classique reste nécessaire. Comme toute autre science, la génétique a été et reste l’arme de scientifiques et de politiciens sans scrupules. Ses branches, comme l’eugénisme, selon laquelle le développement d’une personne est entièrement déterminé par son génotype, ont servi de base à la création de théories raciales et de programmes de stérilisation dans les années 1930-1960. Au contraire, la négation du rôle des gènes et l’acceptation de l’idée du rôle dominant de l’environnement ont conduit à l’arrêt de la recherche génétique en URSS de la fin des années 1940 au milieu des années 1960. De nos jours, des problèmes environnementaux et éthiques se posent en lien avec les travaux sur la création de « chimères » - plantes et animaux transgéniques, « copie » d'animaux en transplantant le noyau cellulaire dans un œuf fécondé, « certification » génétique de personnes, etc. Les principales puissances du monde adoptent des lois visant à prévenir les conséquences indésirables de tels travaux. La génétique moderne a offert de nouvelles opportunités pour étudier l'activité du corps : à l'aide de mutations induites, vous pouvez désactiver et activer presque tous les processus physiologiques, interrompre la biosynthèse des protéines dans la cellule, modifier la morphogenèse et arrêter le développement à un moment donné. certaine étape. Nous pouvons désormais explorer plus en profondeur les processus démographiques et évolutifs
(voir GÉNÉTIQUE DES POPULATIONS),
étudier les maladies héréditaires
(voir CONSEIL GÉNÉTIQUE)
le problème du cancer et bien plus encore. Ces dernières années, le développement rapide des approches et méthodes de biologie moléculaire a permis aux généticiens non seulement de déchiffrer les génomes de nombreux organismes, mais également de concevoir des êtres vivants dotés de propriétés spécifiées. Ainsi, la génétique ouvre la voie à la modélisation des processus biologiques et contribue au fait que la biologie, après une longue période de fragmentation en disciplines distinctes, entre dans l'ère de l'unification et de la synthèse des connaissances.
LITTÉRATURE
Ayala F., Caiger J. Génétique moderne, vols. 1-3. M., 1988 Singer M., Berg P. Gènes et génomes, vol. 1-2. M., 1998
Encyclopédie de Collier. - Société ouverte. 2000 .
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LA GÉNÉTIQUE, la science qui étudie l'hérédité. Le sujet de la génétique comprend : la dépendance des caractères caractéristiques d'un organisme individuel à l'égard de ses GÈNES, les bases de leur transmission à la progéniture, les raisons des changements de caractéristiques dus à la MUTATION. Comportement humain,… … Dictionnaire encyclopédique scientifique et technique
GÉNÉTIQUE, généticiens, femmes. (du grec genea naissance, genre) (biol.). Branche de la biologie qui étudie les conditions d'origine des organismes, leur variabilité et la transmission des propriétés héréditaires. Dictionnaire explicatif d'Ouchakov. D.N. Ouchakov. 1935 1940... Dictionnaire explicatif d'Ouchakov
La génétique est une science qui étudie les lois, les mécanismes de la variabilité et de l'hérédité. Il existe la génétique de l'homme, des plantes, des micro-organismes, des animaux, la classification dépend de l'objet étudié. La recherche génétique joue un rôle très important dans l'agriculture et la médecine.
Initialement, cette science était destinée à étudier les lois de l'hérédité et de la modification, fondées sur des données phénotypiques (caractéristiques externes et internes acquises à la suite du développement individuel).
Aujourd’hui, il est certain que les gènes existent réellement et qu’il est impossible d’y échapper. Les plantes, les humains et tout organisme ont leur propre ADN.
Le nom de cette science a été donné par le naturaliste William Bateson en 1906. Le botaniste danois Wilhelm Johansen a inventé le terme « gène » en 1909.
Grâce à la théorie de l'hérédité développée par le généticien Thomas Hunt et ses collègues, la génétique a commencé à se développer à un rythme accéléré. De 1910 à 1913, étudiant les modèles d'hérédité liée et analysant les résultats des croisements, les scientifiques ont dressé des cartes indiquant l'emplacement des gènes et ont également comparé les groupes de liaison avec les chromosomes.
Lorsque, dans les années 1940 et 1950, apparurent des travaux susceptibles de prouver le rôle principal de l’ADN dans l’hérédité, le développement de la génétique moléculaire commença. Une avancée importante dans cette science a été que les scientifiques ont pu déchiffrer la structure de l'ADN, le mécanisme d'action de la biosynthèse des protéines et le code triplet.
Sur le territoire de la Russie, si l'on ne prend pas en compte les expériences sur les plantes au XVIIIe siècle, les premiers travaux génétiques ont été réalisés au début du XXe siècle. Ils ont été principalement réalisés parmi des biologistes engagés dans la zoologie expérimentale et la botanique.
Cette science a commencé à se développer rapidement après la révolution (1917 - 1922), au début des années trente. Un réseau de stations expérimentales est créé en URSS. A. S. Serebrovsky, N. K. Koltsov, S. S. Chetverikov ont été reconnus comme des leaders dans cette direction.
À la fin des années trente, une scission a commencé à apparaître parmi les sélectionneurs et les généticiens, associée aux activités de T. D. Lysenko (fondateur de l'agrobiologie de Michurin).
Dans les années quarante, de nombreux employés du Comité central du Parti communiste de toute l'Union impliqués dans la supervision de la recherche génétique ont été arrêtés, beaucoup ont été abattus ou sont morts en prison. Parmi eux se trouvait N.I. Vavilov (scientifique soviétique, généticien, sélectionneur).
En 1948, Lysenko, profitant du soutien de I.V. Staline, déclara que la génétique est une pseudoscience. Une période de persécution de cette science a commencé, connue plus tard sous le nom de Lysekovisme.
Lisenko a reçu le contrôle total des départements de biologie de l'Académie des sciences de l'URSS et des départements universitaires. Une propagande intensifiée sur la « biologie de Michurin » a été menée. Les personnes qui ont consacré leur vie à la génétique ont été contraintes d’abandonner leurs activités scientifiques ou de changer radicalement de profil professionnel.
Ce n’est qu’au milieu des années soixante que commença la restauration progressive de la génétique en tant que science.
La génétique moderne est à la fois le salut et l’arme de destruction massive la plus terrible. Les bénéfices de la recherche génétique pour la médecine sont énormes, mais la consommation d’aliments transgéniques a déjà des effets négatifs sur la santé de nombreuses personnes.
Des études sur des rats expérimentaux ont montré que la consommation d'aliments génétiquement modifiés conduit au cancer et affecte négativement le système immunitaire des animaux.
La nature, d'une manière ou d'une autre, supprime tout ce qui est inutile.
L'hérédité est comprise comme la capacité universelle des organismes vivants à transmettre à leur progéniture des informations sur certaines caractéristiques essentielles et caractéristiques du développement. L'hérédité permet aux espèces d'organismes vivants de rester relativement inchangées sur de très longues périodes. C'est une expression de la continuité des générations.
Tous les organismes peuvent être regroupés en unités système, réparties par espèces, genres et familles. Cette nature systémique de la vie sur la planète est devenue possible précisément grâce à l'hérédité. Cette propriété permet de conserver les similitudes et les différences au sein de groupes individuels identifiés dans le cadre de la systématisation.
L'une des fonctions de l'hérédité est la préservation de certains caractères passant à travers une série de générations successives. Une autre fonction est de s'assurer de la nature du métabolisme qui se produit lors du développement des organismes et d'assurer le type de développement souhaité. La formation d'un organisme vivant passe par un certain nombre d'étapes spécifiques, se remplaçant dans un ordre clair. De tels programmes de développement relèvent également du domaine d’intérêt de la génétique.
La variation comme sujet de génétique
Un autre sujet de la génétique est la variation. Cette propriété reflète la préservation instable de caractéristiques héritées de génération en génération. La raison de la variabilité est le changement et la combinaison des gènes. Ces processus se produisent au cours du développement individuel des organismes. Après l’hérédité, la variabilité est considérée comme le deuxième facteur déterminant le cours de l’évolution de la vie sur Terre.
La génétique étudie l'hérédité en considérant différents niveaux d'organisation de la vie. Dans ce cas, l’analyse commence au niveau chromosomique et cellulaire, pour s’étendre progressivement aux organismes et aux populations entières. La principale méthode utilisée dans ce cas est appelée analyse génétique, qui comprend également des éléments de statistiques mathématiques.
La variabilité des gènes, qui se manifeste au cours du développement individuel des organismes vivants, est étudiée dans le cadre d'une branche scientifique appelée l'ontogénétique. L'arsenal de méthodes ici est assez large et comprend l'analyse des réactions immunologiques, la transplantation de tissus et même de noyaux cellulaires. La génétique moderne est dotée d'outils efficaces qui nous permettent d'étudier les propriétés des organismes décrits ci-dessus qui déterminent l'évolution des formes de vie.
