Genetică

Genetica este stiinta biologica a carei obiect de studiu il constituie ereditatea si variabilitatea organismelor, stabilind mecanismele care asigura conservarea informatiei genetice precum si cele ale modificarii ereditare.

Genetica formala sau genetica clasica, studiaza legile ereditatii descoperite de GREGOR MENDEL (transmiterea in descendenta a caracterelor determinate de gene plasate pe cromozomi diferiti) si THOMAS HUNT MORGAN si colaboratorii sai (transmiterea in descendenta a caracterelor determinate de gene plasate pe aceiasi pereche de cromozomi).

In studiul mecanismelor ereditatii genetica a utilizat metode de lucru si baze de date oferite de alte stiinte. Din imbinarea acestora, au luat nastere numeroase ramuri ale geneticii, dintre care mentionam:

- Citogenetica, care studiaza structurile celulare cu rol genetic.

- Radiogenetica, studiaza efectele radiatiilor asupra bazei materiale a ereditatii.

- Genetica moleculara, studiaza ereditatea la nivel molecular, biochimic.

- Genetica populatiilor, studiaza structura genetica a organismelor vii, precum si factorii care modifica structura populatiilor.

- Genetica ecologica, studiaza procesele de adaptare a populatiilor naturale la mediul lor de viata.

- Genetica cantitativa, studiaza legitatea variabilitatii caracterelor, prin aplicarea metodelor matematice la studiul variabilitatii.

- Genetica umana, cu rol major in prevenirea, combaterea si tratarea bolilor ereditare la om.

Genetica moleculara este o ramura a geneticii care studiaza natura chimica a genei și modul in care funcția genelor afecteaza caracterele organismelor vii.

Inceputul geneticii moleculare dateaza imediat dupa descoperirea „Legilor ereditații” de Mendel (1865).

G. MENDEL a inceput cunoscutele sale experiente de hibridare la plante in 1857 si opt ani mai tarziu el sintetizeaza rezultatele obtinute in cele doua legi ale segregarii si anume:

- legea puritatii gametilor sau segregarii factorilor ereditari;

- legea liberei combinatii a factorilor ereditari, sau a segregarii independente a perechilor de caractere.

G. MENDEL a inceput experientele de hibridare la diferite specii de plante ca: Pisum, Hieracium, Phaseolus, Cirsium, Linaria, Mirabilis, Zea etc., insa in mod deosebit a facut cercetari la mazare (Pisum sativum), planta autogama care are caractere morfologice ce se pot usor recunoaste. El a inceput sa lucreze cu 34 de soiuri de mazare, dar dupa doi ani de experiente s-a fixat asupra a 22 de soiuri ce se deosebesc prin caracterele distincte (bob galben - bob verde, plante inalte - plante pitice, bob neted - bob zbarcit etc.) si constante, dand nastere unei descendente omogene.

Monohibridismul si legea puritatii gametilor

Monohibridarea consta in incrucisarea a doi indivizi, care se deosebesc printr-o singura pereche de caractere.

GREGOR MENDEL a incrucisat mazarea cu bobul neted (caracter datorat prezentei amidonului) cu mazarea cu bobul zbarcit (caracter datorat prezentei dextrinei), obtinand in prima generatie numai plante cu bob neted. Acest caracter a fost denumit dominant, in timp ce caracterul “bob zbarcit”, care nu a aparut in prima generatie, a fost denumit recesiv. Prin autopolenizarea plantelor din prima generatie, a obtinut in generatia a doua atat plante cu bob neted, cat si cu boabe zbarcite, proportia dintre caracterul dominant si cel recesiv fiind de 3:1. G. MENDEL a cercetat modul de segregare si la alte perechi de caractere, rezultatele fiind prezentate in tabelul 2.1.

G. MENDEL explica segregarea celor doua caractere studiate, bob neted si bob zbarcit, ca fiind datorate prezentei in celula a doua tipuri de factori ereditari, notati cu A si a. Plantele din soiul cu boabe netede (AA) contin excesiv factorul ereditar care determina acest caracter, iar cele din soiul cu boabe zbarcite (aa) contin exclusiv factorul ereditar al caracterului respectiv. La hibrizii din prima generatie, factorii ereditari ai mamei si tatalui se alatura (Aa), astfel ca atunci cand acestea formeaza gameti, factorii ereditari se separa, fiecare gamet neavand decat un singur tip de factor ereditar.

Gametii sunt, in felul acesta, puri din punct de vedere genetic. Prin unirea acestor gameti pe baza de probabilitate in F2, in procesul fecundarii, se obtin plantele generatiei a doua, care se comporta astfel:

- 25% din plante sunt pure cu bobul neted, avand un singur tip de factori ereditari (AA);

- 25% din plante sunt pure cu bobul zbarcit, avand exclusiv celalalt tip de factori ereditari (aa);

- 50% din plante cu bobul neted, poarta ambii factori ereditari alaturati (Aa).

MENDEL a denumit plantele, care contin un singur tip de factor ereditar homozigote, iar cele care contin ambele tipuri, heterozigote. La indivizii heterozigoti nu se manifesta decat unul dintre factorii ereditari, cel dominant (bob neted), celalalt ramanand in stare ascunsa (bob zbarcit). In acest fel, G. MENDEL a reusit sa descopere deosebirea dintre structura genetica a organismelor si infatisarea lor, notiune care mai tarziu a fost denumita de JOHANSEN genotip si respectiv fenotip. Genotipul reprezinta totalitatea genelor continute de un organism. Fenotipul reprezinta suma insusirilor morfologice, fiziologice, biochimice si de comportament a unui organism ca rezultanta a interactiunii dintre genotip si mediu. Din exemplul anterior se remarca faptul ca plantele cu acelasi fenotip.