Предмет и значение генетики

Трудно переоценить значение генетики (как науки парадигмальной) для развития биологии (как науки в основном до-парадигмальной), основы теоретической биологии. Это объясняется тем, что генетика - количественная биология, оперирующая дискретными биологическими сущностями – генами. При этом нужно помнить, что теория гена сформирована на базе методологии генетического анализа, методологии биологически адекватной: анализ результатов скрещиваний и расщеплений, количественный анализ изменчивости. При этом генетика вскрывает универсальные биологические закономерности, касающиеся наследственности и изменчивости, вплоть до постановки проблемы периодической системы в биологии. Все это и определяет соотношение генетики и общей биологии. Увы, часто мы встречаем выражение «биология и генетика». Союз «и» выдает наши исторические проблемы, связанные с гонениями на генетику в период торжества лысенковщины. Во всем цивилизованном мире генетика давно стала основой современной биологии. История генетики полезна генетикам, общим биологам и всем людям именно тем, что демонстрирует неотъемлемость генетики от биологии как науки. Методология генетического анализа – биологически адекватный, при этом количественный подход к исследованию наследственности и изменчивости как универсальных свойств биологических объектов.

Знакомство с происхождением и эволюцией основных понятий и идей генетики предоставляет возможность видеть их смысл (или слабость) сегодня и в историческом развитии. Позволяет следовать не букве, а смыслу науки (определения моно-, ди- гибридного скрещиваний в историческом развитии и в разных школах). Это помогает видеть парадоксы и формулировать новые парадигмы. Пример такой попытки – наш курс “Механизмы модификаций. К общей теории изменчивости”.

История помогает понять, почему не существует двух генетик в отечественной науке, чем опасны и почему безграмотны и вненаучны лысенки и лепешинские.

Лекция 2.

Что есть генетика? Предыстория. Предшественники Менделя.

Прежде, чем обратиться непосредственно к истории генетики, точнее именно к истории ее методологии, договоримся еще раз о том, что представляет собой наша наука-генетика.

Как известно, генетика – наука о наследственности и изменчивости (согласно У.Бэтсону, 1906, «физиология наследственности и изменчивости») – универсальных свойствах всех живых существ. Несмотря на прогрессирующую дифференцированность генетики, она остается единой наукой благодаря единой методологии генетического анализа. В наши дни сходную объединительную функцию играют методы генной инженерии. Не расползтись окончательно генетике помогает объективное существование дискретных биологических (генетических?) единиц. Что это за единицы? Это не гены, как мы с вами привыкли считать или не столько гены, сколько дискретные макромолекулы – генные продукты: белки и нуклеиновые кислоты, синтезируемые по матричному принципу. Генетическому материалу при этом отводится не менее важная роль – служить воспроизводимыми матрицами этих самых макромолекул, а также хранить сигналы регуляции действия генов. Не случайно геномика – область производная от генетики встречается с трудностями различения генов и не-генов, прочих генетических элементов.

Познание этой дискретности в генетике идет тремя путями:

1. Гибридологический анализ, развивавшийся еще до Менделя и оформленный им в окончательном виде.

2. Клеточная теория (и – шире – исследование материальных носителей наследуемых свойств), развивавшаяся преимущественно после Менделя. Особенно важен этап до переоткрытия законов Менделя.

3. Теория мутационного процесса, или общие представления об изменчивости. Это направление развивалось, начиная с мутационной теории Коржинского - Де Фриза. Почувствуйте разницу между мутационной теорией (происхождения видов) и теорией мутационного процесса, которая развивалась уже после переоткрытия законов Менделя и становления Менделизма.

Сюда можно добавить направление 4. – генную (генетическую) инженерию как отдельное, синтетическое направление. В то же время его можно считать вариациями на тему направления 1.

В результате развития этих направлений возникло представление об универсальных свойствах генетического материала: относительной стабильности, дискретности, непрерывности, линейности. На этой базе формируются основные принципы генетики и биологии в целом:

Матричный принцип, предложенный Н.К.Кольцовым в 1928 г. (см. Кольцов, 1936) для воспроизведения хромосом и воплощенный позже Ф.Криком в форме центральной догмы молекулярной биологии (Crick, 1958, 1970).

Принцип конвариантной редупликации Н.В.Тимофеева-Ресовского сформулированный в 30-е гг ХХ в (Тимофеев-Ресовский, 2009).

Принцип олигомеризации В.А.Догеля (1936), предложенный для описания эволюционных преобразований органов, оказался справедлив и на молекулярном уровне как принцип олигомеризации генов в эволюции (Инге-Вечтомов, 1989; 2010). Не все зоологи согласны с таким расширительным толкованием принципа олигомеризации.

Рискну отнести сюда и принцип поливариантности матричных процессов (Инге-Вечтомов, 1976, 2001).

В последние годы жизни Н.В.Тимофеев-Ресовский сетовал, что в биологии недостаточно основополагающих форомализованных принципов (положений, имеющих общее значение), которые могли бы лечь в основу теоретической биологии. Возможно, это связано с до-парадигмальным характером биологии. Нужна ли такая дисциплина (теоретическая биология)? Какова будет ее структура? Ее компоненты? Генетика, повидимому, будет играть в теоретической биологии ту же роль, что и математика в теоретической физике.

Значение генетики для человечества определяется ее прикладными аспектами – возможностью управлять живыми системами и конструировать их. Не меньше ее значение связано с мировоззренческим аспектом: открытия Менделя поставили биологию в число наук, развивающих принцип атомизма, или атомистическую парадигму, лежащую в основе количественного подхода. Модульный принцип в теории эволюции – вариации на ту же тему.

Это принцип комбинаторики неделимых сущностей (атомов) – т.н. «линия Демокрита» в науке (рис. 4). Она восторжествовала в химии в начале XIX в.: 1803 г – учение об атомном весе элементов (Дж.Дальтон); середина XIX в – Ф.Кекуле в Германии и А.М.Бутлеров (1861) в России – учение о валентности; 1869-71 гг – периодическая система Д.И.Менделеева и т.д.

В физике: в 1897 г Дж.Дж.Томсон открыл электрон; в 1900 г. М.Планк создал теорию квантов; в 1905 г. А.Эйнштейн ввел понятие фотона.

На этом фоне…..: до начала XIX в. биология не была вовлечена в продолжение линии Демокрита, в формирование атомистического мировоззрения. Эти обстоятельства и определяют значение Менделя в истории биологии. Они же объясняют не признание его открытий в 1865 г и признание в 1900 г.

Дата добавления: 2015-07-20