Фенотиптік және генотиптік өзгергіштік.

Өзгергіштік – организм мен сыртқы ортаның қарым-қатынасын көрсететін күрделі процесс; тірі организмдердің өсіп-дамуы барысында өзін қоршаған орта әсеріне байланысты жаңа белгі-қасиеттер түзуі немесе өзінде бұрыннан бар белгі-қасиеттерін жоғалтуы

Өзгергіштіктің өзінің екі түрі болады: генотиптік және фенотиптік:

Генотиптік өзгергіштік.

Организмнің белгілері мен қасиеттерінің өзгеруі геннің немесе клеткадағы генетикалық аппараттың басқа да элементтерінің өзгеруіне байланысты болуы мүмкін. Мұндай өзгергіштікті мутация деп атайды. Кейбір жыныс клеткаларында пайда болатын мутация келесі ұрпақтарда да сақталады. Мысалы, гомозиготалы ақ үй қояндарынан қара түсті ұрпақтардың пайда болуы немесе қылтанақты бидайлардан қылтанақсыз формалардың шығуын алуға болады.

Генотиптік өзгергіштік кейде гендердің арасында болатын әртүрлі комбинацияларға да байланысты болады. Яғни гендер бір – бірімен орын алмастырғанда жаңа белгілер мен қасиеттер пайда болуы мүмкін. Мұндай өзгергіштікті комбинативтік өзгергіштік деп атайды. Мутациялық және комбинативтік өзгергіштік тек қана генотиптің өзгеруіне байланысты болады, және ұрпаққа беріледі. Сондықтан оларды генотиптік немесе тұқым қуалайтын өзгергіштік деп атайды. 1.Фенотиптік өзгергіштік.

Организмнің жеке дамуы барысында оның орфологиялық, физиологиялық, биохимиялық және басқа да ерекшеліктерінің өзгеретіндігі байқалады. Мұндай өзгергіштікті фенотиптік өзгергіштік деп атайды. Фенотиптік өзгергіштіктің генотпитік өзгергіштіктен негізгі бір айырмашылығы организм генотипінің өзгермейтіндігінде және ол тұқым қуаламайды. Сондықтан мұндай өзгергіштікті тұқым қуаламайтын өзгергіштік деп те атайды. Қандай болмасын белгі немесе қасиет дамып қалыптасуы үшін оған тиісті сыртқы орта жағдайлары қажет. Оны мынадай нұсқамен көрсетуге болады: Сыртқы орта жағдайлары

Генотип (гендердің жиынтығы)

фенотип (дамып қалыптасқан белгілер мен қасиеттер) Мысал келтірейік. Егер белгілі бір өзіне тән фенотипі бар хлорелла балдырын жарық ортада өсіретін болсақ одан түзілген колониялар жасыл түсті бодады. Ал сондай хлорелланы қараңғы жерде өсірсе, ол бозғылт түске айналады. Егер оны қайтадан жарық ортаға апарса жасыл түс қайта қалпына келеді. Яғни бұл мысалдан екі түрлі жағдайдың екеуінде де хлорофилдің түзілу мүмкіндігінің бар екендігін, бірақ ол үшін сыртқы орта жағдайы – жарықтың қажет екендігін көреміз.

Сөйтіп, генотптің өзгеруіне байланыссыз тек сыртқы ортаның әсерінен болатын өзгергіштікті модификациялық өзгергіштік деп атайды. Мұндай өзгергіштік жоғарыда көрсетілген фенотиптік немесе тұқым қуаламайтын өзгергіштікке жатады.

5.Генетика әдістері. Гибридологиялық әдіс.Тұқым қуалау мен өзгергіштікті зерттеуде бірқатар әдістер қолданылады. Олардың ең негізгісі генетикалық талдау болып табылады. Жынысты көбеюде оргаизмдердің жеке қасиеттері мен белгілерінің тұқым қуалауын және тұқым қуалау заңдылықтарын талдауға мүмкіндік беретін будандастыру жүйесін сол сияқты гендердің өзгергіштігі мен олардың камбинаторикасын зерттейтін әдісті гибридологиялық талдау деп атайды. Бұл генетикалық талдаудың ішіндегі ең негізгісі. Бұл әдістің мәні бір немес бірнеше белгілері арқылы бір бірінен ажыратылатын организмдерді будандастыру (гибридизация) болып табылады. Осындай будандастырудан алынған ұрпақтар гибридтер болып табылатындықтан, бұл әдіс гибридологиялық әдіс деп те аталады. Сонымен гибридологиялық талдау гентиканың ең негізгі және арнайы әдәсә болып табылады. Оған сонымен қатар математикалық статистикалық элементтері де енеді. Матаматикалық әдіс әдетте будандастыру бойынша жүргізілген тәжірибелердің нәтижесін өңдеу белгілірдің өзгергіштішіг зерттеу және зерттелген белгілер арасындағы байланыстарды табу үшін қолданылады. Семьяларды немесе туыс адам арысндағы тұқым қуалаушылыққа талдау дасау арқылы олрадың белгі қасиеттерінің ұрпаққа берілуін зерттеуге мүмкіндік бертені гентикалық әдістің бір түрін генеологиялық деп атайды. Ол әдіс көптеген тұқым қуалайтын аурулардың себебін табуға мүмкіндік ебереді. Хромомсомалар құрылысының ерекешлігі цитологиялық әдәістің көмегімен зерттелетінін ерекше атап айтқан жөн. Хромомосома функцияларына және олардың жаңадан өзін өзі өндіру механизміне талдау дасау үшін тұқым қуалаудың цитохимиялық, биохимиялық және цитогенетикалық әдістері де кең түрде қолданылады. Геннің әсері және оргизмнің жеке дамуы процесінде оның көрінісі онтогентикалық әдіспен зерттеледі. Онтогентикада ген әсерін талдаудың алуан түрлі тәсілдері қолданылады: тұқым қуалау қасиеттері әр түрлі тканьдерді трансплантациялау, бір клетканың ядросын екінші клеткаға ауыстыру тканьдерді өсіру әдісі, клеткалық селекция, эмбриологиялық. Иммунологиялық және талдау жасау т.б. молекулалық биология мен молекулалық гентеиканың дамуы биополимерлерді зерттеудегі физико химиялық әдістердің кең қолданылуына байланысты болды. Қорытындылағанда, генетика тұқым қуалаушылықты және тұқым қуалайтын өзгергіштікті үш бағытта зерттейді: организмдердің көбею процесіндегі гендердің жағдайы; геннің матеиалдық құрылымы: геннің онтогенез барсындағы өзгергіштігі мен қызметі.

6.негізгігенетикалық мектептер.ауылшаруашылығынығ биотехнология ,медицина, биотехнология және табиғи қорғау мақсаттарын шешу үшін генетиканың практикалық маңызы. Қр генетиканың дамуы.Генетиканың биология ғылымының жеке бір саласы ретінде қалыптасуына XІX ғасырдың екінші жартысында ашылған ірі ғылыми жаңалықтар себепкер болды. 1865 ж. Словакия ғалымы Грегор Мендельдің «өсімдік гибридтерімен жүргізілген тәжірибелерң деген еңбегі жарық көрді. Онда ол тұқымқуалаушылықтың негізгі заңдарын қалыптастырды. Сөйтіп, Мендель шын мәнінде генетиканың негізін салушы болып есептеледі. Бірақ оның еңбегі 1865 жылдан бастап 35 жыл бойы көпшілік биологтарға соның ішінде Ч.Дарвинге де танымал болмай келді. Дегенмен, Мендельден бұрын да тұқым қуалау заңдылықтарына көңіл аударған ғалымдар болды.Олардың ішінде О.Сажре, И.Г.Кельрейтер, Т.Э.Найт, Ш.Ноден, Дж.Госстарды атауға болады. Олар даминанттылық құбылысын , ата-аналардың белгілерінің келесі ұрпақтарда ажырайтындығын байқады. Бірақ олардың жүргізген тәжірибелері Мендель зерттеулеріндегідей аса терең, белгілі бір мақсат көздейтіндей болған жоқ және алынған деректерге нақты есеп жүргізілмеді Қазіргі кездегі генетиканың дамуы тұқым қуалаушылық пен өзгергіштік туралы ілімнің барлық салаларында да зерттеудің молекулалық принциптерінің берік орын алатындығымен сипатталады. Мысалы, генді организмнен тыс қолдан синтездеу, мутацияның молекулалық механизмдері, жеке даму процесіндегі геннің қызметі, генетикалық материалдың рекомбинациясының (алмасуы), репарациясының (қайта қалпына келуі) алғашқы механизмдері, нуклеин қышқылдары мен белоктарды т.б. биополимерлерді қолдан синтездеу, гендік инженерия сияқты проблемаларды зерттеу кең етек алып отыр.Генетика мен селекцияның дамуына Қазақстан ғалымдарының да қосқан үлесі бар. Алшақ будандастыру, мутагенез, полиплоидия, гетерозис т.б. мәселелерді қамтитын генетикалық зерттеулер жүргізілуде. Астық техникалық т.б. дақылдарды түр ішілік және түр аралық будандастыру нәтижесінде бидайдың, арпаның, көксағыздың, жүгері мен қант қызылшасының жоғары өнімді гибридтері мен сорттары (К.Мыңбаев,В.П.Кузьмин, А.М.Ғаббасов, Ғ.З.Бияшев, Н.А.Удольская т.б.) шығарылды.Микроорганизмдер генетикасы оның ішінде актиномицеттер табиғатына мутагендік факторлардың тигізетін әсерлері зерттеліп олардың антибиотиктерді көп түзетін мутантты формалары алынды (М.Х.Шығаева,К.А.Тілемісова).Алшақ будандастыру әдісімен жабайы арқарды пайдаланып қойдың арқар меринос тұқымы алынды. (Н.С.Бутарин, Ә.Е.Есенжолов., А.Ы.Жандеркин). Бірқатар жоғары өнімді мал тұқымдары, мысалы, қазақтың биязы жүнді қойы, Оңтүстік Қазақстан және бесқарағай мериносы, қазақтың ақбас сиыры, алатау сиыры, Қостанай жылқысы т.б. (М.А.Ермеков,Ә.Е.Еламанов, В.А.Бальмонт, Д.Н.Пак, Қ.Ү.Медеубеков) шығарылды.Ауылшаруашылық дақылдары мен мал өсірудегі генетика – селекциялық жұмыстар биохимиялық және цитологиялық зерттеулермен қатар жүргізілді (Т.Б.Дарқанбаев,Л.Қ.Қылышев, Т.М.Мәсенов,А.М.Мырзамадиев, Ә.Т.Ташмухамедав, А.Т.Омарбаев т.б.)Қазақстанда тұңғыш рет М.Ә.Айтхожиннің басқаруымен молекулалық биология және ген инженериясы саласында көптеген зерттеулер жүргізілді. Атап айтқанда, белок синтезін трансляциялық бақылаудың механизмін білу үшін өсімдіктердің информациялық рибонуклеин қышқылдарын анықтау, бидай дәнінің азықтық құрамын арттыруға мүмкіндік туғызатын белок синтезін бақылайтын гендердің орнын ауыстырып, оны қайтадан қалпына келтіру әдістерін жасау жөніндегі іргелі зерттеулер.Соңғы жылдары Республикада генетиканың аса маңызды салалары: молекулалық генетика (Р.И.Берсімбаев) және радиациялық генетика (К.Қ.Мұхамбетжанов, А.Т.Сейсебаев) бойынша ғылыми зерттеулер жүргізу жолға қойылуда.Генетика қазіргі биология ғылымдарының ішіндегі ең негізгілерінің біреуі болып отрыр, себебі генетикада бұрын соңды ашылған заңдылықтар ғана тіршіліктің мәнін айқын көрсете алады. Сондықтан бұл ғылым қазір жалпы табиғат танудың алдыңғы шебінде тұр. Генетика қазіргі кезеңде жедел қарқынмен дамуда. Оның толып жатқан салалары қалыптасты, атап айтқанда, өсімдіктер генетикасы, жануарлар генетикасы, адам генетикасы, микроорганизмдер генетикасы, медициналық генетика, педагогикалық генетика, экологиялық генетика, радиациялық генетика т.б.Осылардың ішінде педагогикалық генетикаға тоқтайтын болсақ, оның зерттейтін мәселесі балалардың интеллектуалдық қабілеттілігі мен психологиясына генетикалық талдау жасау.

7.Тұқымқуалаушылықтың цитологиялық негізі. Клетканың бөлінуі және өзін өзі өндіруі. Клетка тіршіліктің негізі, яғни ол материяның құрылымды функционалдық байланысының универсалды бірлігі болып табылады. Р.Гук 1665жылы алғаш өзі ойлап тапқан микроскоп арқылы тоздың жұқа кесіндісінен ұқсақ ұяшықтар көрді, сондықтан осы жылды клетканы зерттеудің бастамаы деп қарауға болады. Ол тоз құрылысының біодей еместігін, оның торшаларға ұқсас өте ұсақ қуыстардан тұратынын анықтады. Және сол қуыстады клеткалар де атады. Микроскоптардың эеітлуіне сәйкес өсімдіктер мен жануарлар организмнің клеткалық құрылысы туралы көптеген жаңа мәліметтер жиналды. 1839жылы Буркенье клетка ішіндегі тірі бөлшектерді айқындау үшін цитоплазма деген терминді кіргізді. Шамамен сол жылдары немсітің ғалымдары ботаник Шванн мен Шлейден клетка туралы өздерінің жалпы шолуларын жасады. Ол шолулар кейінірек клеткалық теория деп аталды. Ол теория бойынша барлық жануарлар мен өсмідіктердің денесі клеткадан тұрады, клетка тіршіліктің негізгі бірлігі.клеткада тірі организмдерге тән барлық ерекшеліктер болады. Клеткалық теория жалпы биолгиялық мәні бар тұжырымды теориялардың бірі болып есептеледі. Өсмідктер мен жануарлардың сан алуан клеткалары, тіпті бір организмнің әр түрлі органдарының клеткалады өздерінің көлемі, формалары ішкі құүрылыстары жөнінен бір бірінен өзгеше болып келеді, бірақ ол клеткаларлың бәрінің де бірқатар жалпы ерекшеліктері де бар. Клеткалдарды зерттеу үшін жарық микроскоптарының көмегімен көруге болатын тұқрақты немесе уақытша препараттар дайындалады. Жынысты жолмен көбейетін организмдерде тұқым қуалаушылыққа жауапты ұрпақтан ұрпаққа берілетін материалдың ата-анадан ұрпаққа өтуі ұрықтану процесінде, яғни аталық және аналық жыныс клеткаларының қосылуы кезінде жүзеге асады. Олай болса, тұқым қуалайтын информацияның сақталатын орны клетка болын есптеледі (1-сурет). Бұл жағдай жыныссыз жолмен көбейетін организмдерге де тән.Өсімдіктер мен жануарлар клеткасының құрылысында кейбір өзгешеліктер болғанымен олардың барлығы да цитоплазма мен ядродан тұрады. Ал ядро мен цитоплазма бір - бірімен тығыз байланысты біртұтас тірі система. Ядро цитоплазмасыз немесе цитоплазма ядросыз тіршілік ете алмайды.Цитоплазманың құрамында органойдтар болады. Олар митохондриялар, рибосомалар, лизосомалар, Гольджи комплексі, эндоплазмалық тор және тек өсімдік клеткаларында ғана кездесетін пластидтер. Клетканың бұл құрылымдық элементтерінің әрқайсының өзіне тән құрылысы мен атқаратын қызметтері бар.Митохондрияның пішіні таяқша немесе түйіршік тәріздес, ұзындығы 5-7 мкм, ал ені 0,5-1 мкм болып келеді. Оның іші - сыртын мембраналар қаптап жатады. Ішкі мембранасында кристалар деп аталатын қатпарлар болады. Әр организмдегі клеткалардың түріне қарай митохондриялардың саны шамамен 2-2,5 мыңдай болады. Митохондрияның негізгі қызметі клеткадағы заттардың алмасуы үшін қажетті энергияның қорын жинақтайды. Ал оның көзі – мейлінше энергияға бай қосылыс АТФ.Рибосомалар негізінен эндоплазмалық тор мен ядро қабықшасының сыртқы қабатында орналасатын шағын денелер. Химиялық құрамы белок пен РНК – дан (рибонуклеин қышқылы) тұрады. Рибосомада ДНК мен РНК – ның қатысуында белок синтезі жүреді. Лизосомалар – сырты липопротеидті мембранамен қоршалған, диаметрі 0,4 мкм – дей бөлшектер. Олардың құрамында клетканың ішіндегі заттарды ыдыратуға қатысатын ферменттер жинақталады. Гольджи комплексін ең алғаш рет 1898 ж. Клетка цитоплазмасынан Италия оқымыстысы К.Гольджи тапқан, сондықтан ол соның атымен аталады. Гольджи комплексі мемебраналар, гранулалар және вакуольдерден тұратын күрделі құрылым. Онда заттар алмасуы процесінде бөлінетін және клеткадан сыртқа шығарылуға тиісті ыдырау өнімдері – секреттер,кейбір улы заттар т.б. жинақталады.Эндоплазмалық тор бұл цитоплазманы торлап жататын әртүрлі ұзынды – қысқлы түтікшелерден тұрады. Ол клетканың ядросы мен бүкіл органоидтарын бір – бірімен байланыстырып тұратын заттардың алмасу процесіндегі бірден – бір реттеуші система болып табылады.Цитоплазмадағы аса маңызды органоид жасыл өсімдіктердің барлық клеткаларында кездесетін пластидтер. Олар үш түрлі болып келеді - фотосинтез процесінде қатысатын жасыл түсті пигмент хлорофилл түзетін хлоропластар түссіз – лейкопластар және әртүрлі пигменттер түзетін хромопластар.Ядрода негізінен тұқым қуалаушылыққа жауап беретін генетикалық материал жинақталады және ол клеткадағы тіршілік процестерін реттеуге қатысады.Олар пішіні мен мөлшері жағынан әртүрлі көбінесе дөңгелек немесе сопақша болып келеді. Мөлшері онша үлкен болмайды, оның диаметрі 10-30 мкм – дан аспайды.Клетка тіршілігіндегі ядро мен цитоплазманың ролін анықтау үшін бір клеткалы балдыр ацетабуляриямен тәжірибе жүргізілген. Бұл балдыр өзінің пішіні жағынан саңырауқұлаққа ұқсас келеді. Ол 4-6 см – дей аяқшасы мен қалпағы бар жалғыз ғана алып (гигант) клеткадан тұрды. Қалпағында тек цитоплазма болады, ал ядросы аяқшасынан бөліп алғанда ол көп кешікпей тіршілігін жояды. Ал ішінде ядросы бар аяқшасы тіршілігін жалғастыра береді және одан жаңа қалпақ өсіп шығады. Сөйтіп бір клеткалы өсімдіктің ядросы бар бөлігінің регенерациялау, яғни алынып тасталған бөлігін қайтадан қалпына келтіру қабілеті болады.Клетка тіршілігі мен тұқым қуалаушылықта ядроның басты роль атқаратындығы америка эмбриологтары Р.Бриггс пен Т.Кингтің тәжірибелерінде анық көрсетілді. Олар бақа ұрығы ішегінің клеткасынан бөлініп алынған ядроны алдын – ала ядросы алынып тасталған уылдырыққа апарып салған. Осындай ядросы алмастырылған клетка одан әрі қарай жіктеліп, нәтижесінде қалыпты ұрық, одан соң бақа дамып шыққан.Бұл эксперименттер организмнің кез –келген клеткасының ядросында оның дамуының барлық бағдарламасының болатындығын дәлелдеді. Сонда болашақ организмнің дамуын басқарудың бағдарламасы уылдырықтың цитоплазмасында емес, соған алмастырылып салынған ядрода болатындығыанықталды.Фиксацияланған және боялған препараттардан ядрода хроматин, ядро шырыны, 1-2 ядрошық және ядро қабықшасы сияқты құрылымдардың бар екендігін көруге болады.Ядрошықта көп мөлшерде РНК кездеседі және оның рибосомалық РНК мен белок гистондарының синтезінде маңызды орын алатындығы анықталды. Ядролық мембрананың саңылаулары арқылы РНК цитоплазмадағы рибосомаларға өтіп, одан белок синтезіне қатысады. Ядрода жасалатын белок – гистондар хромосоманың құрамына енеді. Ядро шырыны жартылай қоймалжың зат. Оның құрамында хроматин болады, сондықтан хромоплазма деп аталады. Прокариоттарда жоғарыда айтылған эукариоттарға қарағанда клетка құрылысында біраз өзгешеліктер болады. Мысалы, бактерия клеткасында өз алдына жеке дара ядро болмайды, ал тұқым қуалаушылыққа жауапты хромосомалар батырыңқы түрде орналасады.Сонымен тұқым қуалаушылықтың материалдық негізі болып саналатын зат – хромосома. Ол негізіне клетканың ядросында орналасады. Ал хромосоманың өзін көріп, құрылысымен танысу тек клетканың бөлінуі кезінде ғана мүмкін болады.Жалпы организмде клеткалардың екі түрі кездеседі. Олар дене (сомалық) клеткалары және жыныс клеткалары (гаметалар). Дене клетклары митоз жолымен, ал жыныс клеткалары мейоз жолымен бөлінеді.