Գենետիկայի զարգացման պատմությունը
Գենետիկան գիտություն է օրգանիզմներում հատկանիշների ժառանգման օրինաչափությունների մասին։ Այն ուսումնասիրում է ժառանգականության և փոփոխականության օրենքները։ Մարդիկ դեռ հնուց գիտակցել են, որ օրգանիզմների հատկություններն ու հատկանիշները փոխանցվում են սերդեսերունդ, սակայն դարեր շարունակ չեն կարողացել պարզաբանել դրանց ժառանգման օրինաչափությունները։ Գենետիկայի հիմնադիրը չեխ գիտնական Գրեգոր Մենդելն է, ով 1860-ական թվականներին առաջինը մշակեց գենետիկական հետազոտությունների մեթոդները՝ սկզբնավորելով ապագա գիտության զարգացման առաջին փուլը։ Նա ցույց տվեց, որ օրգանիզմների հատկանիշները որոշվում են ժառանգական դիսկրետ (առանձին) գործոններով, հայտնաբերեց հատկանիշների ժառանգման հիմնական օրինաչափությունները՝ հիմնվելով ստացված տվյալների մաթեմատիկական ճշգրիտ վերալուծության վրա, և այն էլ մի ժամանակաշրջանում, երբ դեռ չկար որևէ պատկերացում գենի, ԴՆԹ-ի կամ քրոմոսոմի մասին, բջիջների բաժանման գործընթացների մասին։ Նրա «Փորձեր բուսական հիբրիդների վրա» արժեքավոր աշխատությանը, ցավոք, տպագրվեց քիչ հայտնի պարբերականում, համապատասխան արձագանքի չարժանացավ և գրեթե մոռացության մատնվեց ամբողջ 35 տարին։ Նրանք միմյանցից անկախ վերահաստատեցին Գ. Մենդելի հայտնագործած օրինաչափություններն, ընդունեցին նրա հայտնագործության գերակայությունն՝ անվանելով օրենքները Գ. Մենդելի անվամբ։ Նրանց և այլ գիտնականների ջանքերով ձևակերպվեց ժառանգականության քրոմոսոմային տեսությունը՝ սկիզբ դնելով ժառանգման օրինաչափություններն ուսումնասիրող գիտության զարգացման երկրորդ փուլը։ Համաձայն այդ տեսության ժառանգական նյութերը՝ գեները, տեղադրված են քրոմոսոմներում՝ գծային շարքով։ Փաստորեն նոր էջ բացվեց հատկանիշների ժառանգման օրինաչափություններն ուսումնասիրող գիտության զարգացման համար, իսկ գիտությունն անվանվեց գենետիկա։ Այսպիսով, թեև գենետիկան սկիզբ է առել 19-րդ դարում, սակայն գենետիկա գիտության «ծննդյան» պաշտոնական տարեթիվը համարվում է 1900 թվականը։ Սակայն գեների մոլեկուլային կառուցվածքը դեռ երկար ժամանակ մնում էր անհայտ։
Հասկացություն գենի և գենոմի մասին
Գենոմը օրգանիզմի բոլոր գեների ամբողջություն, դրա ամբողջական քրոմոսոմային հավաքածուն։ «Գենոմ» տերմինը առաջարկվել է Հանս Վինկլերի կողմից 1920 թվականին՝ մի կենսաբանական տեսակի օրգանիզմների քրոմոսոմների հապլոիդային հավաքածուում ներառված գեների ամբողջության նկարագրության համար։ Այս տերմինի սկզբնական իմաստը վկայում էր այն մասին, որ «գենոմ» հասկացությունը, ի տարբերություն գենոտիպի, հանդիսանում է ամբողջ տեսակի գենետիկական բնութագրիչ, այլ ոչ թե առանձնյակի։
Գենը ժառանգականության տարրական միավոր, դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթվի (ԴՆԹ), իսկ որոշ վիրուսներում՝ ռիբոնուկլեինաթթվի (ՌՆԹ) մոլեկուլի մի հատվածը, որը իրականացնում է որոշակի ֆունկցիա։
Մենդելի առաջին միակերպության օրենքը
Մենդելի առաջին օրենքն իրենից ներկայացնում է առաջին սերնդի միակերպության կանոնը։ Եթե խաչասերվող օրգանիզմները միմյանցից տարբերվում են մեկ հատկանիշով, ապա այդպիսի խաչասերումը կոչվում է միահիբրիդային խաչասերում: Այսպիսով, միահիբրիդային խաչասերման ժամանակ ուսումնասիրվում է միայն մեկ հատկանիշ։
Մենդելը խաչասերեց ոլոռի դեղին և կանաչ բույսերով սերմերը։ Մենդելը իր փորձում օգտագործեց ոլոռի այն բույսերը, որոնք մի քանի սերունդ հետազոտվող հատկանիշի առումով անփոփոխ էին եղել և ճեղքավորում չէին տվել, այսինքն մաքուր գծեր էին և հետազոտվող հատկանիշի նկատմամբ դոմինանտ հոմոզիգոտ էին (AA) և ռեցեսիվ հոմոզիգոտ էին (aa)։
Մենդելի փորձում դեղին և կանաչ ոլոռների խաչասերումից առաջացած հիբրիդները դեղին էին։ Նույն արդյունքները ստացվեցին նաև այն ժամանակ, երբ Մենդելը խաչասերեց հարթ և կնճռոտ մակերևույթ ունեցող ոլոռներ։ Առաջացած բոլոր ոլոռներն ունեին հարթ մակերևույթ։Այս և մյուս արդյունքների հիման վրա Մենդելն առաջադրեց 4 վարկածներ՝
Առաջին վարկած՝
Գոյություն ունեն գեների այլընտրանքային տարբերակներ, որոնք ժառանգական հատկանիշները պահպանող միավորներ են։ Օրինակ՝ ոլոռի գույնը որոշող գենը կանաչի դպեքում հանդես է գալիս մեկ, իսկ դեղինի դեպքում՝ այլ տեսակով։ Գենի այլընտրանքային տարբերակները կոչվում են ալելներ։
Երկրորդ վարկած՝
Ժառանգական յուրաքանչյուր հատկանիշի համար օրգանիզմը ժառանգում է 2 ալել՝ յուրաքանչյուր ծնողից մեկական։ Այս ալելները կարող են նույնը, կամ տարբեր լինել։ Այն օրգանիզմը, որն ունի միևնույն գենի 2 նույնական ալել, կոչվում է հոմոզիգոտ։ Իսկ այն օրգանիզմը, որն ունի միևնույն գենի 2 տարբեր ալելներ կոչվում է հետերոզիգոտ։
Երրորդ վարկած՝
Եթե ժառանգական զույգի երկու ալելները տարբեր են, ապա դրանցից մեկը որոշում է օրգանիզմի արտաքին տեսքը և կոչվում է դոմինանտ ալել, իսկ մյուսն օրգանիզմի արտաքին տեսքի վրա ոչ մի ազդեցություն չունի և կոչվում է ռեցեսիվ ալել։ Դոմինանտ ալելները նշանակաելիս օգտագործում են շեղագիր մեծատառեր (A), իսկ ռեցեսիվ ալելները ներկայացնելու համար շեղագիր փոքրատառեր (a)։
Չորրորդ վարկած
Սերմնաբջիջը կամ ձվաբջիջը ժառանգական յուրաքանչյուր հատկանիշի համար կրում է միայն մեկ ալել, քանի որ ալելների զույգի երկու անդամները ճեղքավորվում են գամետների առաջացման ժամանակ։ Այս պնդումը այժմ հայտնի է որպես ճեղքավորման օրնեք։ Երբ բեղմնավորման ժամանակ սերմնաբջիջն ու ձվաբջիջը միանում են, յուրաքանչյուրը ներդնում է իր ալելները՝ վերականգնելով սերնդի ալելների զույգը։