Genetika

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Rekombinace rodičovských genů může způsobit, že koťata z téhož vrhu mají odlišné vlastnosti

Genetika (z řec. gennaó γενναώ = plodím, rodím) je biologická věda, zabývající se dědičností i proměnlivostí organismů a jejími příčinami. Název souvisí též se slovem gen, které označuje jednotku dědičné informace. Název genetika byl navržen Williamem Batesonem v roce 1906, který ji definoval jako „studium křížení a šlechtění rostlin“. Teprve později se vyvinula představa o genetice jako o vědě zabývající se dědičností všech organismů.[1] Základy genetiky položil brněnský přírodovědec Gregor Johann Mendel svými pokusy s křížením hrachu. Své poznatky však publikoval v méně známém časopise a tak zůstaly na delší dobu zapomenuty.

Dědičnost a proměnlivost organismů tvoří vlastní téma genetiky. Základní poznatky o dědičnosti se používaly již od prehistorie při postupné domestikaci hospodářských zvířat a šlechtění užitkových rostlin.

Současná genetika poskytuje účinné nástroje jak pro vyhodnocení funkce jednotlivých genů, tak i pro pochopení její molekulární podstaty a tím mimo jiné, umožňuje kvalitativně zcela odlišnou práci v současném šlechtění a v práci s dědičností včetně genetického inženýrství.

V každém organismu je genetická informace přechovávána v chromozómech, kde je reprezentována chemickou strukturou obsažených molekul DNA (deoxyribonukleové kyseliny).

Historie genetiky[editovat | editovat zdroj]

Přenosu určitých rysů z předků na potomky si lidé všimli už v pravěku a patrně je i využívali ve šlechtitelství. Tuto dědičnost se snažily vysvětlit různé hypotézy o procesu předávání života. Podle některých myslitelů (Alkmaión, Hippokratés) se na něm podílí mužské i ženské "semeno", postupně však převládla představa mužského semene (sperma), které pak žena pouze živí (Hippón, Anaxagorás). Podoba nového organismu je podle některých v semeni už přímo připravena (preformismus, Anaxagorás), kdežto podle Aristotela se teprve postupně vytváří (epigeneze).

Až do novověku se udržovala představa "samoplození" nižších živočichů, kterou až koncem 17. století vyvrátil Francesco Redis. Proti preformismu se postavili například William Harvey a René Descartes, přesto se udržel až do 19. století. Roku 1757 Carl Friedrich Wolff podrobně popsal vývoj kuřecího embrya z nediferencovaného žloutku a Karl Ernst von Baer roku 1828 vysvětlil funkci zárodečných listů. Prací řady vědců - včetně J. E. Purkyně - vznikla obecná teorie buňky, v níž je zřejmě třeba hledat důvody pro dědičnost vlastností. Při pohlavním rozmnožování vzniká nový život spojením samčí a samičí gamety v zygotu, jejímž dělením a diferencováním se buduje tělo organismu.

V 19. století studovala řada badatelů procesy křížení, rozhodující výsledky přinesly pokusy brněnského kněze a šlechtitele Gregora Mendela s křížením hrachu. Mendel roku 1856 podrobně popsal, jak se výrazné rysy rodičů projeví v jejich potomcích a popsal jevy dominance a rekombinace. Jeho článek však nevyvolal žádný ohlas a jeho výsledky byly potvrzeny až roku 1900 (H. de Vries). Roku 1880 vyložil August Weismann, proč se získané vlastnosti rodičů nedědí a po roce 1900 zavedl Hugo de Vries pojem mutace jako náhlé změny, jakou může vzniknout nový druh. Tím vzniklo jisté napětí mezi genetikou a darwinismem, protože Darwin předpokládal jen malé evoluční změny.

Zároveň pokročilo i bádání o buněčném jádru a chromosomech a roku 1904 vyslovil Theodor Boveri hypotézu, že chromosomy jsou sídlem dědičné informace. Skupina kolem Thomase Morgana začala k pokusům používat octomilku, která se rychle množí, a prokázala existenci malých mutací, výměnu DNA (crossing-over) a předpokládala lineární uspořádání genů na chromosomu. Proti názoru, že dědičná informace je obsažena v celé buňce, tvrdil Hermann Joseph Muller, že je soustředěna pouze v chromosomech. Ve 20. letech vznikla z úvah o tom, co se dál děje s recesivními geny, populační genetika (J. B. S. Haldane, Ronald Fisher) a roku 1935 bylo známo všech 20 aminokyselin.

Dlouho se zdálo, že chemickým nosičem dědičné informace jsou proteiny, protože pouhé čtyři druhy nukleotidů, navíc obsažené v párově stejném množství, to být nemohou. Teprve pokusy Osvalda Averyho 1944 prokázaly, že je to právě DNA, a rentgenografické zkoumání chromosomů pak vedlo k modelu dvojí šroubovice (James Watson a Francis Crick, 1953).

Sovětská oficiální ideologie marxismu-leninismu zdůrazňovala "vliv prostředí" proti zděděným vlastnostem. Využila proto práce politika a pseudovědce Trofima Denisoviče Lysenka a genetiku označovala za „buržoazní pavědu“. Její rozvoj se tak v SSSR i v zemích pod sovětským vlivem na řadu let - zhruba do pádu N. S. Chruščova v roce 1964 - zastavil. Zastánci genetiky byli pronásledováni a dokonce i fyzicky likvidováni (např. N. Vavilov). „Le prix Lyssenko“ (Lysenkovu cenu) každoročně uděluje francouzský Club de l'Horloge tomu, kdo „nejvíce přispěl k vědeckým a historickým dezinterpretacím s využitím ideologických metod a argumentů".

Členění genetiky[editovat | editovat zdroj]

Dle metod studia a cíle zkoumání[editovat | editovat zdroj]

Obecné členění na oblasti[editovat | editovat zdroj]

Celkově rozeznáváme tři logické oblasti genetiky.

  • Klasická genetika zahrnuje výzkum v oblasti chromozomální teorie a jejích metod, což znamená klasickou mendelovskou genetiku a cytogenetiku.
  • Molekulární genetika se soustředí na studium struktury, funkcí a variability nukleových kyselin. V návaznosti na to dále řeší principy a řízení genové exprese, různé metody založené na práci s DNA, genové manipulace atd…
  • Evoluční genetika sleduje výskyt jednotlivých alel v populaci a jeho změny, zkoumá mechanismy evolučního vývoje, faktory genetické diverzity v populaci a další. V praxi to zahrnuje hlavně evoluční a populační genetiku.
  • Fylogeografie pomáhá biogeografii stanovit s co největší přesností směry a cesty při postupném rozšiřování živých organismů v dané oblasti a v čase.

Členění dle objektu výzkumu[editovat | editovat zdroj]

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. Miloš Ondřej, Jaroslav Drobník: Transgenoze rostlin. Academia, Praha 2002, 1. vydání, ISBN 80-200-0958-2

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]

Kategorie Genetics ve Wikimedia Commons