Современная генетика

hr?neasc? cu frunze de copac de pe p?r?ile inferioare ale coroanelor, apoi

?i de pe cele superioare. Pentru aceasta animalele о?i оntindeau gвtul ?i-l

exersau. Opera?ia fiind repetat? de nenum?rate ori, оncetul cu оncetul

lungimea gвtului crescu. Ap?ru astfel un nou caracter, care s-a transmis

prin ereditate genera?iilor ulterioare. Exerci?iul impus de condi?iile de

via?? continu? ?i оn final apar girafele contemporane, animale care au cel

mai lung gвt.

E simplu, nu? Оn aparen??-da, оn realitate, оns?, unei astfel de

explica?ii a eredit??ii оi scap mecanismele propriu-zise ale procesului de

mo?tenire a caracterelor dobвndite. S? zicem, c? animalele mature au

dobвndit un caracter nou – gвtul lung. Informa?ia cu privire la acest

caracter dobвndit (nu mo?tenit) trebuie s? se transmit? оntr-un mod

oarecare оn celulele sexuale, deoarece numai prin acestea ea poate deveni

un bun al urm?toarelor genera?ii ale organismului dat. Care, оns?, e

modalitatea de transmitere a acestei informa?ii? Nici Lamark ?i nici

oricare altul dintre adep?ii teoriei sale n-au oferit explica?ia

mecanismului real al acestei transmiteri.

De men?ionat c? оnc? Jorj de Buffon (1707-1788) constata categoric оn

operele sale: «Cвinii, c?rora li se taie din genera?ie оn genera?ie

urechile ?i cozile, transmit aceste defecte urma?ilor lor». ?arl Bone (1720-

1793), negвnd aceast? afirma?ie, spunea: «Nu este oare destul exemplul

cailor engleze?ti, c?rora li se taie cozile timp de dou? secole ?i care se

nasc cu cozi, pentru a-l combate pe domnul de Buffon ?i a pune la оndoial?

faptul pe care el оl prezint? drept veridic».

Ideea despre mo?tenirea caracterelor dobвndite p?rea atвt de elocvent?,

оncвt timp оndelungat ea a fost considerat? inatacabil?. Оnsu?i cunoscutul

fiziolog I. P. Pavlov a f?cut оncercarea de a explica transformarea

reflexelor condi?ionate (dobвndite, ne ereditare) ?i necondi?ionate

(оnn?scute, mo?tenite) la ?oareci.

Reflexe оnn?scute, sunt de exemplu, primul ?ip?t al copilului imediat

dup? na?tere, obi?nuin?a cucului de a-?i depune ou?le оn cuiburi str?ine ?.

a. Ele nu se formeaz? оn cursul vie?ii, ce se transmit descenden?ilor de la

p?rin?i.

De categoria reflexelor condi?ionate ?ine obi?nuin?a de a lua masa la

anumite ore, fumatul tutunului ?i altele, care nu se transmit prin

ereditate, ce se formeaz? ?i dispar pe parcursul vie?ii individuale.

I. P. Pavlov i-a dat colaboratorului s?u N. P. Studen?ov misiunea s?

studieze posibilitatea transform?rii reflexelor condi?ionate оn

necondi?ionate.

Formarea reflexului condi?ionat consta оn оnv??area ?oarecelui supus

experien?ei s? alerge spre locul de hr?nire la emiterea unui semnal sonor.

Rezultatele experien?ei au ar?tat c? pentru formarea acestui reflex la

prima genera?ie de ?oareci sunt necesare 300 de lec?ii. La genera?ia a doua

- de numai 100 de lec?ii, genera?ia a trei s-a оnv??at dup? 30 de lec?ii, a

patra dup? 10, iar a cincia - dup? 5 lec?ii. Pe baza acestor date Pavlov a

f?cut concluzia, c? peste o perioad? de timp o nou? genera?ie de ?oareci,

la auzul semnalului sonor, va alerga spre locul de hr?nire f?r? lec?ii

prealabile.

Оn leg?tur? cu aceasta un alt savant cu faim? - N. C. Col?ov - i-a f?cut

o vizit? lui I. P. Pavlov special pentru a-l convinge de imposibilitatea

mo?tenirii reflexelor condi?ionate, el fiind de p?rerea, c? «se оnv??au nu

?oarecii, ce experimentatorul, care pвn? la momentul respectiv nu avea

experien?? de lucru cu ?oarecii». Nu este inutil s? amintim, c? artistul de

circ V. Durov, ne оntrecut оn arta dres?rii animalelor, s-a mirat mult,

cвnd a auzit despre cele 300 de lec?ii de оnv??are a ?oarecilor. El avea

nevoie doar de cвteva ore pentru a оnv??a ?oarecii s? execute anumite

procedee. Ca urmare, rezultatele experien?elor lui Studen?ov au fost puse

sub semnul оndoielii ?i dup? cвteva verific?ri оn diferite laboratoare s-a

stabilit definitiv c? ele nu se confirm?. Nu s-au mai confirmat nici оn

laboratorul lui I. P. Pavlov.

Pentru el, experimentator iscusit, aceast? оntвmplare a fost cвt se poate

de ne pl?cut?. La 13 mai 1927 Pavlov scria оn ziarul «Pravda» urm?toarele:

«Experien?ele ini?iale asupra transmiterii prin ereditate reflexelor

condi?ionate la ?oarecii albi, folosindu-se o metodic? оmbun?t??it? ?i

aplicвndu-se un control mai riguros, pвn? оn prezent nu au dat rezultatele

scontate, de aceea nu am motive s? m? consider adept al acestei

transmiteri».

S? ne imagin?m pentru o clip?, c? mo?tenirea caracterelor dobвndite (ne

ereditare) este posibil?. Оn acest caz оn familiile atle?ilor ar trebui s?

se nasc? numai atle?i, la muzicieni - numai muzicieni, iar copiii tuturor

intelectualilor n-ar mai avea nevoie de ?coal? - ar ?ti cu to?ii s? scrie

?i s? citeasc?. Doar toate aceste capacit??i se ob?in оn cursul vie?ii.

Mo?tenirea lor ar fi o performan?? remarcabil?.

S? presupunem, c? avem de rezolvat sarcina ob?inerii unui nou soi de

p?pu?oi, care d? roade bogate chiar ?i pe soluri obi?nuite, f?r? a se

introduce оngr???minte. Nimic mai simplu! Am proceda оn felul urm?tor: pe

parcursul cвtorva genera?ii am trata cu оngr???minte Iotul, pвn? vom ob?ine

roada cea mai bogat? posibil?, iar оn continuare acest caracter dobвndit

(rodnicia оnalt?) se va transmite prin ereditate ?i se va manifesta chiar

?i pe solurile care n-au fost introduse оngr???minte. Dar lucr?torii din

agricultur? ?tiu foarte bine c? atunci cвnd оn sol se introduc

оngr???mintele necesare, se ob?ine o road? bogat? ?i invers. Acela?i adev?r

este valabil ?i referitor la animale. Buna оntre?inere duce la indicatorii

dori?i, iar оntre?inere rea - la indicatorii corespunz?tori.

Faptul ?i-a g?sit o bun? reflectare оn aceste versuri ale lui A. Busuioc:

«Eu nu ?tiu zootehnie,

Dar cunosc un adev?r:

Dac? dai la porc hвrtie,

Nu vezi carne m?i b?die,

Cum nu vezi pe broasc? p?r»

Este cunoscut c? T. D. Lвsenco a experimentat timp de peste 20 de ani,

pentru a putea ob?ine o ras? de vaci cu lapte gras. ?i totul a fost

zadarnic. De?i vi?eii mai multor genera?ii succesive, au fost оntre?inu?i

dup? o diet? special? (erau hr?ni?i cu lapte cu un procent ridicat de

gr?sime), acest caracter nu s-a transmis prin ereditate. Dar s? revenim la

tem?.

Оn anul 1859 marele savant englez Charlz Darwin a dat publicit??ii

lucrarea «Originea speciilor», оn care a expus bazele teoriei

evolu?ioniste. Оn acest context ereditatea a fost acceptat? ca unul din

factorii evolu?iei, de?i ?i pentru Darwin mecanismul eredit??ii, esen?a ei,

au r?mas necunoscute.

Оn vederea explic?rii eredit??ii Darwin a apelat, la concep?ia respectiv?

a lui Hipocrat, a reоnviat-o, aprofundвnd-o, ?i a expus-o ca pe o «ipotez?

provizorie a pangenezei». Darwin era de p?rerea c? toate celulele

organismelor pluricelulare secret? particule foarte mici (corpusculi) pe

care le-a numit gemule. Deplasвndu-se cu u?urin??, aceste gemule se

concentreaz? оn locurile unde are loc formarea produselor sexuale. Оn

procesul dezvolt?rii noului organism gemulele diferitelor celule,

formatoare de produse sexuale, condi?ioneaz? dezvoltarea unor celule

similare celor care le-au generat pe ele.

Tot odat?, Darwin considera, c? celulele modificate produc gemule

modificate, care genereaz? ulterior celule de asemenea modificate,

presupunвnd c? aceast? particularitate a gemulelor reprezint? baza

materiala a mo?tenirii modific?rilor care au loc оn procesul dezvolt?rii

individuale.

Оn acest fel, Darwin accepta ideea materialit??ii ?i segment?rii

(caracterul discret) al eredit??ii ?i considera c? unit??ile materiale ale

eredit??ii - gemulele se deplaseaz? liber prin tot corpul ?i оntr-o anumit?

m?sur? se pot transmite independent una de alta.

Оn prezent teza lui Darwin referitoare la materialitatea ?i caracterul

discret al eredit??ii a c?p?tat o recunoa?tere unanim?, de?i teoria despre

migrarea gemulelor prezint? doar un interes istoric.

Оn 1892 zoologul german August Waisman a emis оn calitate de antitez? a

«ipotezei provizorii a pangenezei» a?a-numita teorie a plasmei germinative

(idioplasma). Waisman considera c? corpul organismelor pluricelulare este

compus din dou? componente diferite sub raport calitativ - soma

(totalitatea celulelor somatice sau corporale, excep?ie f?cвnd cele

sexuale) ?i plasma germinativ?, care condi?ioneaz? ansamblul de оnsu?iri

ereditare ale organismelor ?i care оn cantitate deplin? se con?ine doar оn

celulele sexuale.

Conform teoriei lui Waisman, plasma germinativ? este deosebit de

constant?, fapt care-i asigur? p?strarea оn stare neschimbat? оn decursul

multor mii de genera?ii. Waisman a numit particulele materiale heterogene,

din care este alc?tuit? plasma germinativ?, determinan?i. Determinan?ii au

facultatea de a se multiplica ?i de a forma particule de acela?i fel cu ei.

Plasma germinativ? ?i determinan?ii se afl? оn nucleul ovulului fecundat

(zigotului). Concomitent cu prima diviziune are loc o оmp?r?ire inegal? a

determinan?ilor оn celulele-fiice. Nucleele unor celule о?i men?in оntreaga

plasm? germinativ? f?r? modific?ri, оn cadrul nucleelor altor celule ea se

repartizeaz? оn a?a fel, оncвt, spre sfвr?itul procesului de divizare a

ovulului, оn nucleele acestor celule r?mвne un num?r ne оnsemnat de

determinan?i. Datorit? repartiz?rii inegale a plasmei germinative, оn

embrionul оn dezvoltare se formeaz? dou? tipuri de celule: pe de o parte,

celulele c?ii germinative, din care se formeaz? celule sexuale ?i care

con?in оntreaga garnitur? de determinan?i, iar pe de alta - celulele

somatice, ale c?ror nucleu con?ine un num?r variabil de determinan?i, de

aceea ele pun оnceputul diferitelor ?esuturi din organism.

Conform acestei teorii, plasma germinativ? este un tot ?i se transmite

integral de la o genera?ie la alta. Mai tвrziu, оns?, s-a constatat c?

informa?ia ereditar? este localizat? nu numai оn celulele sexuale, dar ?i

оn cele somatice. Astfel, se cunosc cazuri de dezvoltare a plantelor numai

din celule somatice (ne sexuale).

Оn prezent оmp?r?irea organismului оn dou? p?r?i - som? ?i plasm?

germinativ? - propus? de Waisman, care considera c? ele ar fi diferite prin

ereditate, a fost categoric respins? de genetic?. Оn acest fel, ideile

despre ereditate, оncepвnd cu cele mai vechi timpuri ?i pвn? оn secolul

XIX, s-au dovedit a fi оn bun? parte naive ?i bazate pe intui?ie.

Dezvoltarea оn continuare a teoriei despre ereditate putea fi fructuoas?

doar bazвndu-se pe numeroasele experien?e privind оncruci?area оntre ele a

diferitelor specii de plante ?i animale.

II. LEGILE EREDIT??II

2.1 Descoperirea celulei

Analizвnd opiniile marilor savan?i a dou? epoci оndep?rtate, a

antichit??ii ?i a Rena?terii, оn?elegem c? concep?iile lor asupra esen?ei

eredit??ii con?in acelea?i no?iuni intuitive. Ei оncercau s? оn?eleag? ?i

s? descrie fenomenele pe care le observau, dar pe care nu le puteau dovedi

оn mod experimental. Pentru ca aceste fenomene s? fie dovedite оn mod

experimental, a fost nevoie de mult timp, pe parcursul c?ruia savan?ii au

acumulat cuno?tin?e noi, p?trunzвnd treptat оn microuniversul proceselor ?i

fenomenelor biologice.

Cu peste trei secole оn urm? olandezul Antoni van Levenhuc (1632-1723) оn

timpul liber a оnv??at s? ?lefuiasc? sticla ?i a ob?inut оn acest sens mari

succese. El a izbutit s? observe, privind prin aceste sticle, ni?te obiecte

foarte mici, care erau m?rite de 200 ?i chiar de mai multe ori. Aparatul

s?u Levenhuc l-a numit microscop. Оn compara?ie cu realiz?rile tehnice

moderne microscopul lui Levenhuc era destul de primitiv, dar la sfвr?itul

secolului XVII el a reu?it s? observe cu ajutorul lui lucruri pe care nu le

v?zuse pвn? la el nici un om din lume. Cu ajutorul microscopului s?u el a

descoperit, c? o pic?tur? de ap? con?ine o cantitate enorm? de animale

neobi?nuite, foarte mici, de diferite forme. El a numit aceste fiin?e

bizare «animalcula», ceea ce оnseamn? оn traducere din limba latin?

«animal».

Astfel, un naturalist amator necunoscut a descoperit o lume necunoscut?

pвn? la el. Savan?ii englezi au acordat aten?ie scrisorilor ?i desenelor

microuniversului v?zut de Levenhuc, pe care acesta le-a trimis Societ??ii

regale din Londra, lucru foarte important pentru ?tiin??. Оn anul 1680 el a

fost alese membru-corespondent al acestei societ??i.

Robert Huc (1635-1703), naturalist englez, contemporan lui A. Levenhuc,

f?cea ?i el parte din num?rul celor оnseta?i de cuno?tin?e. Odat? i-a atras

aten?ia un dop de sticl?. El a t?iat o sec?iune foarte sub?ire din dop ?i a

cercetat-o la microscop, r?mвnвnd uluit de descoperirea f?cut?: pe

sec?iunea dopului a observat o structur? ce se asem?na mult cu fagurii de

miere. Huc a numit elementele observate ale sec?iunii sub?iri a dopului

«celula» - celul?.

Mai tвrziu, savan?ii s-au convins cu ajutorul unor microscoape mai

perfecte c? nu numai lemnul stejarului, dar c? ?i celelalte plante sunt

compuse din diferite celule. Cercet?torii au observat оn multe celule cвte

o «insuli??». Оn anul 1831 botanistul englez Robert Brown (1773-1858) a

numit aceast? «insuli??» «nucleus», adic? «nucleu» оn traducere din latin?.

Savantul german Matias ?chleiden (1804-1881), aflвnd despre descoperirea

nucleielor оn celulele vegetale, f?cut? de R. Brown, a emis teoria despre

originea ?esuturilor celulare. Aceast? teorie a produs o deosebit? impresie

asupra lui Teodor Schwan, tвn?r biolog, contemporan lui. Studiind embrionii

?i ?esuturile animalelor, Schwan a descoperit оn ele ni?te forma?iuni care

aminteau celulele vegetale. El a comunicat acest lucru compatriotului s?u

?cleiden. Discutвnd problema structurii celulare a ?esuturilor animale, ,

Schwan ?i ?chleiden se convingeau de adev?rul presupunerilor lor: оn celule

sunt concentrate temeliile vie?ii. Aceast? tez? cunoscut? sub denumirea de

teorie celular? Schleiden-Schwan o con?in majoritatea manualelor de

biologie.

Vom vedea оn continuare, оns?, c? lucrurile nu-s chiar a?a. Structura

?esuturilor organismelor vii a fost studiat? ?i de al?i savan?i, care au

contribuit la formarea teoriei celulare. Unul dintre ace?tia a fost

naturalistul ceh Ian Purchine (1787-1869). Оn anul 1837 Purchine a

prezentat la congresul naturali?tilor ?i medicilor germani un raport, оn

care a enun?at teoria (argumentele оn sus?inerea ei, el le-a prezentat

оnc? оn anul 1825), conform c?reia toate ^ celulele animale ?i vegetale au

nuclee. Astfel cu doi ani : pвn? la apari?ia operei fundamentale a lui

Schwan «Cercet?ri microscopice» (1839), оn care se descria structura

celular? a ?esuturilor plantelor ?i animalelor, Purchine a expus aceia?i

idee.

Pe baza cercet?rilor efectuate mai tвrziu s-a aflat c? nucleul este cea

mai important? parte component? a celulei, centrul ei de comand?. Оn nucleu

sunt concentrate toate dispozi?iile, aici se iau, de fapt, toate deciziile

ce ?in de activitatea vital? a celulei. Este important ?i faptul c?

celulele se deosebesc foarte pu?in оntre ele, iar sistemele lor de

reproduc?ie ?i de conducere s-au dovedit a fi absolut identice.

Toate aceste realiz?ri au fost cu adev?rat epocale, deoarece ele nu au

descoperit numai un microunivers necunoscut ochiului ne оnarmat, ce au

determinat ?i direc?ia unor noi cercet?ri ?tiin?ifice, care ne-au apropiat

de tainele eredit??ii.

2.2 Experien?ele lui Gr. Mendel ?i formularea legilor eredit??ii

Primele lucr?ri importante de hibridizare a plantelor au fost efectuate

оn a doua jum?tate a secolu-lui XVIII de I. G. K(lreuter, membru al

Academiei din Sanct-Peterburg. K(lreuter a demonstrat definitiv existen?a

la plante a caracterelor de sex, fecunda?ia, precum ?i posibilitatea

ob?inerii hibrizilor interspecifici. Tot K(lreuter a descoperit fenomenul

numit heterozis, care se produce la оncruci?area unor soiuri diferite:

hibrizii din prima genera?ie sunt mai productivi ca formele parentale.

Cultivatorii de plante ?i selec?ionatorii au dat aprecierea cuvenit?

acestor descoperiri remarcabile, aplicвndu-le pe larg оn practica lor. O

aten?ie оnsemnat? au acordat metodelor de hibridizare T. Nait, mul?i ani

pre?edinte al societ??ii pomicultorilor din Londra, M. Sageret, naturalist

?i agronom-savant, membru al societ??ii agricole pariziene ?i al?i savan?i

din Europa. Оns? eroarea de baz?, оn care au c?zut, consta оn faptul c? ei

studiau transmiterea prin ereditate a unui grup оntreg de caractere formate

prin hibridizare ?i ignorau eviden?a cantitativ? a fiec?rui caracter оn

parte la descenden?ii dintr-un ?ir consecutiv de genera?ii. Anume din

aceast? cauz? ei n-au reu?it s? formuleze legile eredit??ii ?i s? explice

mecanismul acestui fenomen biologic.

Onoarea acestor descoperiri apar?ine lui Iohan Gregor Mendel, str?lucit

cercet?tor ceh.

Fiu de ??ran, I. Mendel n-a putut s?-?i termine studiile universitare ?i

din cauza greut??ilor de ordin material a fost nevoit s? se c?lug?reasc?

(c?p?tвnd cu acest prilej un nume nou – Gregor). Concomitent cu predarea

fizici, matematici, ?tiin?elor naturii la ?coala real?, el efectua

experien?e privind оncruci?area unor soiuri diferite de maz?re (comanda la

diferite firme, produc?toare de semin?e, 34 de soiuri de maz?re). Timp de

doi ani Mendel a examinat soiurile ob?inute sub aspectul purit??ii ?i,

numai dup? ce s-a convins c? fiecare soi d? na?tere unei descenden?e

absolut uniforme, a оnceput s? efectueze experien?e pentru cercetarea unor

caractere clar exprimate. Mendel ?i-a ales maz?rea pentru experien?e,

deoarece la aceast? plant? nu are loc polenizarea оncruci?at?: florile de

maz?re sunt bisexuate, adic? dispun ?i de sta-mine, ?i de pistil, al c?rui

stigmat se acoper? de polen оnc? оnainte de оnflorire. Оn acest fel se

produce autopolenizarea plantelor. Pentru ob?inerea hibrizilor de la

diferite soiuri, оns?, este necesar? polenizarea artificial?. Оn acest scop

Mendel alegea momentul cвnd butonul era gata de fecundare, оl deschidea,

оnl?tura una dup? alta toate staminele ?i pres?ra pe stigmatul pistilului

polen de pe alte plante. Mendel aplica aceast? opera?ie la mii de flori.

Erau supuse оncruci??rii artificiale plante prezentвnd caractere diferite:

cu semin?e galbene ?i verzi, netede ?i rugoase, cu flori ro?ii ?i albe. ?i

оn toate experien?ele se ob?ineau rezultate identice - un caracter era de

fiecare dat? mai exprimat decвt cel?lalt (domina). De exemplu, culoarea

galben? a semin?elor domina asupra culorii lor verzi, culoarea ro?ie a

florii – asupra celei albe, suprafa?a neted? a semin?elor – asupra celei

rugoase. Astfel, ca urmare a оncruci??rii plantelor cu semin?e galbene ?i

verzi, оntreaga descenden?? avea semin?ele galbene. Se isc? оntrebarea:

unde a disp?rut culoarea verde? Dar Mendel nu se gr?bea s? trag? concluzii.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34