Bəşəriyyət uzun müddətdir ki, əhalinin ehtiyaclarını ödəmək üçün uyğun olan bitki və heyvanların seçilməsi ilə məşğuldur. Bu biliklər elmə - seleksiyaya birləşdirilir. Genetika da öz növbəsində xüsusi keyfiyyətlərə malik olan yeni sort və cinslərin daha diqqətli seçilməsi və yetişdirilməsi üçün zəmin yaradır. Məqalədə bu iki elmin təsvirini və onların tətbiqi xüsusiyyətlərini nəzərdən keçirəcəyik.
Genetika nədir?
Genlər haqqında elm irsi məlumatların ötürülməsi prosesini və nəsillər boyu orqanizmlərin dəyişkənliyini öyrənən bir elmdir. Genetika seleksiyanın nəzəri əsasıdır, onun konsepsiyası aşağıda təsvir edilmişdir.
Elmin vəzifələrinə aşağıdakılar daxildir:
- İnformasiyanın əcdadlardan nəsillərə saxlanması və ötürülməsi mexanizminin öyrənilməsi.
- Ətraf mühitin təsirini nəzərə almaqla orqanizmin fərdi inkişafı prosesində belə məlumatların həyata keçirilməsinin öyrənilməsi.
- Səbəblərin öyrənilməsi vəcanlı orqanizmlərin dəyişkənlik mexanizmləri.
- Seçmə, dəyişkənlik və irsiyyət arasında əlaqənin üzvi dünyanın inkişaf amilləri kimi müəyyən edilməsi.
Elm həm də praktiki problemlərin həllində iştirak edir ki, bu da genetikanın heyvandarlıq üçün əhəmiyyətini göstərir:
- Seçmə səmərəliliyinin müəyyən edilməsi və hibridləşmənin ən uyğun növlərinin seçilməsi.
- Obyekti daha əhəmiyyətli keyfiyyətlər əldə etmək üçün təkmilləşdirmək üçün irsi amillərin inkişafına nəzarət.
- İrsi olaraq dəyişdirilmiş formaların süni yolla əldə edilməsi.
- Ətraf mühitin, məsələn, mutagenlərin, zərərvericilərin təsirindən qorunmasına yönəlmiş tədbirlərin işlənib hazırlanması.
- İrsi patologiyalara qarşı mübarizə.
- Yeni yetişdirmə üsullarında irəliləyiş əldə edilir.
- Gen mühəndisliyinin digər üsullarını axtarın.
Elmin obyektləri bunlardır: bakteriyalar, viruslar, insanlar, heyvanlar, bitkilər və göbələklər.
Elmdə istifadə olunan əsas anlayışlar:
- İrsiyyət bütün canlı orqanizmlərə xas olan və götürülməsi mümkün olmayan genetik məlumatın qorunması və nəsillərə ötürülməsi xüsusiyyətidir.
- Gen orqanizmin müəyyən keyfiyyətinə cavabdeh olan DNT molekulunun bir hissəsidir.
- Dəyişkənlik canlı orqanizmin ontogenez prosesində yeni keyfiyyətlər əldə etmək və köhnələrini itirmək qabiliyyətidir.
- Genotip - genlər toplusu, orqanizmin irsi əsası.
- Fenotip - orqanizmin fərdi prosesdə əldə etdiyi keyfiyyətlər məcmusudur.inkişaf.
Genetikanın inkişaf mərhələləri
Genetika və seleksiyanın inkişafı bir neçə mərhələdən keçmişdir. Genlər elminin formalaşma dövrlərinə nəzər salaq:
- 20-ci əsrə qədər genetika sahəsində tədqiqatlar mücərrəd idi, onların praktiki əsasları yox idi, ancaq müşahidələrə əsaslanırdı. O dövrün yeganə qabaqcıl işi “Proceedings of the Society of Naturalists”də dərc olunmuş Q. Mendelin tədqiqatı idi. Lakin nailiyyət geniş yayılmadı və 1900-cü ildə üç alim öz təcrübələrinin Mendelin tədqiqatları ilə oxşarlığını aşkar edənə qədər iddia edilmədi. Məhz bu il genetikanın yaranma vaxtı hesab olunmağa başladı.
- Təxminən 1900-1912-ci illərdə bitki və heyvanlar üzərində aparılan hibridoloji təcrübələr zamanı irsiyyət qanunları öyrənilmiş, aşkar edilmişdir. 1906-cı ildə ingilis alimi V. Vatson “gen” və “genetika” anlayışlarının tətbiqini təklif etdi. Və 3 ildən sonra danimarkalı alim V. Yohannsen "fenotip" və "genotip" anlayışlarının tətbiqini təklif etdi.
- Təxminən 1912-1925-ci illərdə amerikalı alim T. Morqan və onun tələbələri irsiyyətin xromosom nəzəriyyəsini inkişaf etdirdilər.
- Təxminən 1925-1940-cı illərdə mutasiya nümunələri ilk dəfə əldə edilmişdir. Rus tədqiqatçıları G. A. Nadson və G. S. Filippov mutasiyaya uğrayan genlərin görünüşünə qamma şüalarının təsirini aşkar etdilər. S. S. Chetverikov orqanizmlərin dəyişkənliyini öyrənmək üçün genetik və riyazi üsulları vurğulamaqla elmin inkişafına töhfə verdi.
- 20-ci əsrin ortalarından bu günə qədər genetik dəyişikliklər molekulyar səviyyədə tədqiq edilmişdir. Sonda20-ci əsrdə DNT modeli yaradıldı, genin mahiyyəti müəyyən edildi, genetik kod deşifrə edildi. 1969-cu ildə ilk dəfə sadə bir gen sintez edildi və daha sonra hüceyrəyə daxil edildi və onun irsiyyətindəki dəyişiklik öyrənildi.
Genetik Elm Metodları
Genetika seleksiyanın nəzəri əsası kimi öz tədqiqatında müəyyən üsullardan istifadə edir.
Bunlara daxildir:
- Hibridləşdirmə üsulu. Bir (maksimum bir neçə) xüsusiyyətdə fərqlənən saf bir xətt ilə növlərin kəsişməsinə əsaslanır. Məqsəd hibrid nəsillər əldə etməkdir ki, bu da bizə əlamətlərin miras xarakterini təhlil etməyə və lazımi keyfiyyətlərə malik nəsil əldə etməyi gözləməyə imkan verir.
- Şəcərə üsulu. Genetik məlumatın nəsillər vasitəsilə ötürülməsini, xəstəliklərə uyğunlaşma qabiliyyətini izləməyə, həmçinin fərdin dəyərini xarakterizə etməyə imkan verən ailə ağacının təhlili əsasında.
- Əkiz üsul. Monozigot fərdlərin müqayisəsinə əsaslanaraq, genetikadakı fərqlərə məhəl qoymadan paratipik amillərin təsir dərəcəsini müəyyən etmək lazım olduqda istifadə olunur.
- Sitogenetik üsul nüvənin və hüceyrədaxili komponentlərin təhlilinə əsaslanır, nəticələri aşağıdakı parametrlər üzrə norma ilə müqayisə edir: xromosomların sayı, qollarının sayı və struktur xüsusiyyətləri.
- Biokimya metodu müəyyən molekulların funksiyalarının və strukturunun öyrənilməsinə əsaslanır. Məsələn, müxtəlif fermentlərin istifadəsi istifadə olunurbiotexnologiya və gen mühəndisliyi.
- Biofiziki metod populyasiyaların müxtəlifliyi haqqında məlumat verən süd və ya qan kimi plazma zülallarının polimorfizminin öyrənilməsinə əsaslanır.
- Monosom metodu əsas olaraq somatik hüceyrə hibridləşməsindən istifadə edir.
- Fenogenetik metod orqanizmin keyfiyyətlərinin inkişafına genetik və paratipik amillərin təsirinin öyrənilməsinə əsaslanır.
- Populyasiya-statistik metod biologiyada riyazi analizin tətbiqinə əsaslanır ki, bu da kəmiyyət xarakteristikalarını təhlil etməyə imkan verir: orta qiymətlərin hesablanması, dəyişkənlik göstəriciləri, statistik səhvlər, korrelyasiya və s. Hardi-Vaynberq qanununun istifadəsi populyasiyanın genetik strukturunun, anomaliyaların paylanma səviyyəsinin təhlilinə, həmçinin müxtəlif seçim variantlarını tətbiq edərkən populyasiyanın dəyişkənliyini izləməyə kömək edir.
Seçim nədir?
Semazlıq bitkilərin, eləcə də heyvanların cinslərinin yeni sort və hibridlərinin yaradılması üsullarını öyrənən elmdir. Yetişdirmənin nəzəri əsası genetikadır.
Elmin məqsədi irsiyyətə təsir etməklə orqanizmin keyfiyyətlərini təkmilləşdirmək və ya onda insan üçün lazım olan xassələri əldə etməkdir. Seleksiya orqanizmlərin yeni növlərini yarada bilməz. Seleksiyanı süni seçmənin mövcud olduğu təkamül formalarından biri hesab etmək olar. Onun sayəsində bəşəriyyət qida ilə təmin olunur.
Elmin əsas vəzifələri:
- bədənin xüsusiyyətlərinin keyfiyyətcə yaxşılaşdırılması;
- məhsuldarlığın və məhsuldarlığın artması;
- orqanizmlərin xəstəliklərə, zərərvericilərə, iqlim şəraitindəki dəyişikliklərə qarşı müqavimətinin artırılması.
Xüsusiyyət elmin mürəkkəbliyidir. O, anatomiya, fiziologiya, morfologiya, taksonomiya, ekologiya, immunologiya, biokimya, fitopatologiya, bitkiçilik, heyvandarlıq və bir çox başqa elmlərlə sıx bağlıdır. Mayalanma, tozlanma, histologiya, embriologiya və molekulyar biologiya bilikləri əhəmiyyətlidir.
Müasir seleksiyanın nailiyyətləri canlı orqanizmlərin irsiyyətinə və dəyişkənliyinə nəzarət etməyə imkan verir. Genetikanın heyvandarlıq və təbabət üçün əhəmiyyəti insan tələbatını ödəmək üçün bitki və heyvanların hibridlərinin alınması imkanlarına və keyfiyyətlərin ardıcıllığına məqsədyönlü nəzarətdə əks olunur.
Seçimin inkişafı mərhələləri
Qədim dövrlərdən bəri insan əkinçilik məqsədləri üçün bitki və heyvanları yetişdirir və seçir. Amma belə iş müşahidə və intuisiyaya əsaslanırdı. Yetişdirmə və genetikanın inkişafı demək olar ki, eyni vaxtda baş verdi. Seçmənin inkişaf mərhələlərini nəzərdən keçirin:
- Əkinçilik və heyvandarlığın inkişafı zamanı seleksiya kütləvi xarakter almağa başladı və kapitalizmin formalaşması sənaye səviyyəsində seçmə işlərə səbəb oldu.
- XIX əsrin sonlarında alman alimi F. Achard tədqiqat apararaq şəkər çuğunduruna məhsuldarlığı artırmaq keyfiyyətini aşılamışdır. İngilis seleksiyaçıları P. Şiref və F. Qallet buğda sortlarını öyrənmişlər. Rusiyada Poltava Eksperimental Sahəsi yaradıldı, buradabuğdanın sort tərkibinin tədqiqi.
- Dalçılıq bir elm kimi 1903-cü ildə Moskva Kənd Təsərrüfatı İnstitutunda seleksiya stansiyası təşkil edildikdən sonra inkişaf etməyə başladı.
- XX əsrin ortalarında aşağıdakı kəşflər edildi: irsi dəyişkənlik qanunu, mədəni məqsədlər üçün bitkilərin mənşə mərkəzləri nəzəriyyəsi, seleksiyanın ekoloji və coğrafi prinsipləri, mənbə materialı haqqında biliklər. bitkilər və onların immuniteti. N. İ. Vavilovun rəhbərliyi ilə Ümumittifaq Tətbiqi Botanika və Yeni Mədəniyyətlər İnstitutu yaradılmışdır.
- 20-ci əsrin sonlarından bu günə qədər aparılan tədqiqatlar mürəkkəbdir, seleksiya digər elmlərlə, xüsusən də genetika ilə sıx əlaqədədir. Yüksək aqroekoloji adaptasiyaya malik hibridlər yaradılmışdır. Hazırkı tədqiqatlar hibridlərin yüksək məhsuldar olmasına və biotik və abiotik streslərə tab gətirməsinə yönəlib.
Seçim üsulları
Genetika irsi məlumatların ötürülməsi qanunlarını və belə bir prosesə nəzarət etməyin yollarını nəzərdən keçirir. Yetişdirmə genetikadan əldə edilən biliklərdən istifadə edir və orqanizmləri qiymətləndirmək üçün başqa üsullardan istifadə edir.
Əsas olanlar bunlardır:
- Seçim üsulu. Seçmə təbii və süni (şüursuz və ya metodik) seçimdən istifadə edir. Müəyyən bir orqanizm (fərdi seçim) və ya onların bir qrupu (kütləvi seçim) də seçilə bilər. Seleksiya növünün tərifi heyvanların və bitkilərin çoxalmasının xüsusiyyətlərinə əsaslanır.
- Hibridləşmə yeni genotiplər əldə etməyə imkan verir. Metodda növdaxili (kəsişmə bir növ daxilində baş verir) və növlərarası hibridləşmə (müxtəlif növlərin kəsişməsi) fərqləndirilir. Inbreedinqin aparılması orqanizmin həyat qabiliyyətini az altmaqla irsi xüsusiyyətləri düzəltməyə imkan verir. Əgər autbreedinq ikinci və ya sonrakı nəsillərdə aparılırsa, o zaman damazlıq yüksək məhsuldar və davamlı hibridlər alır. Uzaqdan keçidlə nəslin steril olduğu müəyyən edilmişdir. Burada genetikanın heyvandarlıq üçün əhəmiyyəti genlərin öyrənilməsi və orqanizmlərin məhsuldarlığına təsir imkanları ilə ifadə olunur.
- Poliploidiya sonsuz hibridlərdə məhsuldarlığa nail olmağa imkan verən xromosom dəstlərinin artırılması prosesidir. Poliploidiyadan sonra bəzi mədəni bitkilərin əlaqəli növlərindən daha yüksək məhsuldarlığa malik olduğu müşahidə edilmişdir.
- İnduksiya edilmiş mutagenez orqanizmin mutagenlə müalicə olunduqdan sonra süni şəkildə induksiya edilmiş mutasiya prosesidir. Mutasiya başa çatdıqdan sonra seleksiyaçı faktorun orqanizmə təsiri və onun tərəfindən yeni keyfiyyətlər əldə etməsi haqqında məlumat alır.
- Hüceyrə mühəndisliyi kultivasiya, rekonstruksiya və hibridləşmə yolu ilə yeni hüceyrə növü yaratmaq üçün nəzərdə tutulub.
- Gen mühəndisliyi sizə genləri təcrid etməyə və öyrənməyə, orqanizmlərin keyfiyyətlərini yaxşılaşdırmaq və yeni növlər yetişdirmək üçün onlarla manipulyasiya etməyə imkan verir.
Bitkilər
Bitkilərin böyüməsi, inkişafı və faydalı xüsusiyyətlərinin seçilməsinin öyrənilməsi prosesində genetika və seleksiya bir-biri ilə sıx bağlıdır. Bitki həyatının təhlili sahəsində genetika ilə məşğul oluronların inkişaf xüsusiyyətlərinin və orqanizmin normal formalaşmasını və fəaliyyətini təmin edən genlərin öyrənilməsi məsələləri.
Elm aşağıdakı sahələri öyrənir:
- Bir spesifik orqanizmin inkişafı.
- Zavod siqnalizasiya sistemlərinə nəzarət.
- Gen ifadəsi.
- Bitki hüceyrələri və toxumaları arasında qarşılıqlı təsir mexanizmləri.
Selahiyyət, öz növbəsində, genetika vasitəsilə əldə edilən biliklər əsasında mövcud bitki növlərinin yenilərinin yaradılmasını və ya keyfiyyətlərinin təkmilləşdirilməsini təmin edir. Elm təkcə fermerlər və bağbanlar tərəfindən deyil, həm də tədqiqat təşkilatlarında seleksiyaçılar tərəfindən öyrənilir və uğurla istifadə olunur.
Semazlıq və toxumçuluqda genetikanın istifadəsi bitkilərə tibb və ya kulinariya kimi insan həyatının müxtəlif sahələrində faydalı ola biləcək yeni keyfiyyətlər aşılamağa imkan verir. Həmçinin, genetik xüsusiyyətlərə dair biliklər digər iqlim şəraitində yetişə bilən yeni məhsul növlərini əldə etməyə imkan verir.
Genetika sayəsində heyvandarlıqda kəsişmə və fərdi seçim üsulundan istifadə edilir. Genlər elminin inkişafı poliploidiya, heteroz, eksperimental mutagenez, xromosom və gen mühəndisliyi kimi üsulları seleksiyada tətbiq etməyə imkan verir.
Heyvanlar Dünyası
Heyvanların seleksiyası və genetikası heyvanlar aləminin nümayəndələrinin inkişaf xüsusiyyətlərini öyrənən elm sahələridir. Genetika sayəsində insan irsiyyət, genetik xüsusiyyətlər və dəyişkənlik haqqında biliklər qazanırorqanizm. Seçim isə istifadə üçün yalnız keyfiyyətləri insanlar üçün zəruri olan heyvanları seçməyə imkan verir.
Uzun müddətdir insanlar, məsələn, kənd təsərrüfatında və ya ovçuluqda istifadə üçün daha uyğun olan heyvanları seçirlər. İqtisadi əlamətlər və eksteryer çoxalma üçün böyük əhəmiyyət kəsb edir. Beləliklə, təsərrüfat heyvanları nəsillərinin görünüşünə və keyfiyyətinə görə qiymətləndirilir.
Seçkiçilikdə genetika biliklərindən istifadə heyvanların nəslini və onların zəruri keyfiyyətlərini idarə etməyə imkan verir:
- virus müqaviməti;
- süd məhsuldarlığında artım;
- fərdi ölçü və bədən quruluşu;
- iqlim tolerantlığı;
- məhsuldarlıq;
- övlad cinsi;
- nəsillərdə irsi pozğunluqların aradan qaldırılması.
Heyvandarlıq təkcə insanların qidalanmaya olan ilkin ehtiyaclarını ödəmək üçün deyil, geniş yayılmışdır. Bu gün süni şəkildə yetişdirilmiş bir çox ev heyvanı cinslərini, həmçinin gəmiriciləri və balığı, məsələn, quppiləri müşahidə edə bilərsiniz. Heyvandarlıqda damazlıq və genetika aşağıdakı üsullardan istifadə edir: hibridləşdirmə, süni mayalanma, eksperimental mutagenez.
Seleksionerlər və genetiklər tez-tez hibridlərin birinci nəsli arasında növlərin yetişdirilməməsi və nəslin məhsuldarlığının əhəmiyyətli dərəcədə azalması problemi ilə üzləşirlər. Müasir alimlər bu cür sualları fəal şəkildə həll edirlər. Elmi işin əsas məqsədi gametlərin, dölün və ananın orqanizminin genetik səviyyədə uyğunluq nümunələrini öyrənməkdir.
Mikroorqanizmlər
Müasir heyvandarlıq biliyi vəgenetika insanın əsasən heyvandarlıqdan əldə edilən qiymətli qida məhsullarına olan tələbatını ödəməyə imkan verir. Lakin alimlərin diqqətini digər təbiət obyektləri - mikroorqanizmlər də cəlb edir. Elm çoxdan hesab edir ki, DNT fərdi xüsusiyyətdir və başqa bir orqanizmə ötürülə bilməz. Ancaq araşdırmalar göstərdi ki, bakterial DNT uğurla bitki xromosomlarına daxil edilə bilər. Bu proses vasitəsilə bakteriya və ya virusa xas olan keyfiyyətlər başqa orqanizmdə kök salır. Həmçinin, virusların genetik məlumatlarının insan hüceyrələrinə təsiri çoxdan məlumdur.
Genetikanın öyrənilməsi və mikroorqanizmlərin seçilməsi bitkiçilik və heyvandarlıqla müqayisədə daha qısa müddətdə aparılır. Bu, mikroorqanizmlərin nəsillərinin sürətlə çoxalması və dəyişməsi ilə bağlıdır. Müasir yetişdirmə və genetika üsulları - mutagenlərin istifadəsi və hibridləşmə - yeni xüsusiyyətlərə malik mikroorqanizmlər yaratmağa imkan verdi:
- Mikroorqanizmlərin mutantları amin turşularının həddindən artıq sintezinə və vitaminlərin və provitaminlərin əmələ gəlməsinin artmasına qadirdir;
- azot fiksasiya edən bakteriyaların mutantları bitki böyüməsini əhəmiyyətli dərəcədə sürətləndirə bilər;
- Maya orqanizmləri yetişdirilib - birhüceyrəli göbələklər və bir çox başqaları.
Seleksionerlər və genetiklər bu mutagenlərdən istifadə edirlər:
- ultrabənövşəyi;
- ionlaşdırıcı şüalanma;
- ethyleneimine;
- nitrosomethylurea;
- nitratların tətbiqi;
- akridin boyaları.
Mutasiya effektivliyi üçünmikroorqanizmin mutagenin kiçik dozaları ilə tez-tez müalicəsi istifadə olunur.
Tibb və Biotexnologiya
Hekimlik və tibb üçün genetikanın mənasında ümumi olan odur ki, hər iki halda elm orqanizmlərin immunitetində özünü göstərən irsiyyətini öyrənməyə imkan verir. Bu cür biliklər patogenlərlə mübarizədə vacibdir.
Tibb sahəsində genetikanın öyrənilməsi sizə imkan verir:
- genetik anomaliyaları olan uşaqların doğulmasının qarşısını alır;
- irsi patologiyaların qarşısının alınması və müalicəsi;
- mühitin irsiyyətə təsirini öyrənin.
Bunun üçün aşağıdakı üsullardan istifadə olunur:
- şəcərə - nəsil ağacının öyrənilməsi;
- əkiz - uyğun əkiz cüt;
- sitogenetik - xromosomların öyrənilməsi;
- biokimyəvi - DNT-də mutant xiyabanları müəyyən etməyə imkan verir;
- dermatoglifik - dəri nümunəsi analizi;
- modelləşdirmə və başqaları.
Müasir tədqiqatlar təxminən 2000 irsi xəstəlik müəyyən edib. Əsasən psixi pozğunluqlar. Genetikanın öyrənilməsi və mikroorqanizmlərin seçilməsi əhali arasında insidenti azalda bilər.
Biotexnologiyada genetika və seleksiya sahəsindəki irəliləyişlər bioloji sistemlərdən (prokaryotlar, göbələklər və yosunlar) elm, sənaye istehsalı, tibb və kənd təsərrüfatında istifadə etməyə imkan verir. Genetika bilikləri belə texnologiyaların inkişafı üçün yeni imkanlar təqdim edir: enerjiyə və resursa qənaət edən, tullantısız, bilik tutumlu, təhlükəsiz. Biotexnologiyadaaşağıdakı üsullardan istifadə olunur: hüceyrə və xromosom seçimi, gen mühəndisliyi.
Genetika və seleksiya ayrılmaz şəkildə bağlı olan elmlərdir. Yetişdirmə işi əsasən orqanizmlərin ilkin sayının genetik müxtəlifliyindən asılıdır. Məhz bu elmlər kənd təsərrüfatının, təbabətin, sənayenin və insan həyatının digər sahələrinin inkişafı üçün biliklər verir.
