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DESCUBRIMIENTOS CIENTÍFICOS MÁS IMPORTANTES
Conceptos básicos de genética. Historia y esencia del descubrimiento científico.
Directorio / Los descubrimientos científicos más importantes. Le tomó a la humanidad más de 2500 años poder descubrir los patrones de la herencia. "... Los antiguos filósofos naturales y médicos no podían comprender correctamente los fenómenos de la herencia debido al conocimiento limitado y parcialmente erróneo de la anatomía y fisiología de los órganos de reproducción y los procesos de fertilización e incluso desarrollo", señala el conocido El genetista soviético A.E. Gaisinovich: "Tenían las estructuras de estudio más accesibles de los animales, y no es de extrañar que transfirieran a los humanos las características de la anatomía de sus órganos genitales que se encuentran en los animales... El origen de la semilla masculina era desconocido en la antigüedad, y esto llevó a la creación de ideas erróneas sobre la formación de la semilla a partir de partículas separadas por todos los órganos del cuerpo y repitiendo su forma y estructura en miniatura. Fue, de hecho, la primera teoría de la herencia, que mostró una extraordinaria vitalidad hasta el siglo XIX, cuando fue revivida por c darwin en su hipótesis de la pangénesis… “Dos puntos de vista combatían. El primero, que permitía la existencia de la semilla femenina y su participación en la fecundación. Y el segundo, uno de los más brillantes representantes del cual era Aristóteles. la forma del futuro embrión está determinada únicamente por la semilla masculina.El desarrollo de la teoría epigenética de Aristóteles y la teoría de la pangénesis y la preformación han sufrido siglos de lucha. "Revivido en el siglo XNUMX por W. Harvey", escribe A. E. Gaisinovich, "sin embargo, fue rechazado por la mayoría de los biólogos basándose en las observaciones de los microscopistas de los siglos XNUMX y XNUMX. Solo en la segunda mitad del siglo XNUMX la doctrina de preformación sacudida y se hicieron nuevos intentos de formular teorías epigenéticas del desarrollo y la herencia basadas en el reconocimiento de la existencia de semillas masculinas y femeninas y el principio de pangénesis (P. Maupertuis, J. Buffon). sentaron las primeras bases de la embriología, sin embargo, el conocimiento de la esencia de los procesos de fecundación permaneció oculto para él, y sus ideas sobre los fenómenos de variabilidad y herencia fueron prematuras y erróneas.Un gran paso adelante en el estudio de los fenómenos de la herencia fue la uso de plantas para experimentos sobre su hibridación Los experimentos de hibridadores del siglo XVIII finalmente confirmaron la presencia de dos sexos en las plantas vagamente asumidas en la antigüedad y su participación igualitaria en los fenómenos de la herencia (I. Ke Lreiter y muchos otros). Sin embargo, la doctrina de la inmutabilidad de las especies y su confirmación imaginaria durante la hibridación interespecífica no les permitió demostrar de manera confiable la transmisión independiente de especies individuales y rasgos individuales por herencia. Este fue un gran mérito del monje-científico Gregor Mendel, legítimamente considerado el fundador de la ciencia de la herencia. Gregor Johann Mendel (1822–1884) nació en Heisendorf en Silesia en una familia campesina. En la escuela primaria, mostró habilidades matemáticas sobresalientes y, ante la insistencia de sus maestros, continuó su educación en el gimnasio en el pequeño pueblo cercano de Opava. Sin embargo, no había suficiente dinero en la familia para la educación superior de Mendel. Con gran dificultad se las arreglaron para juntarse para completar el curso de gimnasia. La hermana menor Teresa acudió al rescate: donó la dote acumulada para ella. Con estos fondos, Mendel pudo estudiar un tiempo más en cursos de preparación universitaria. Después de eso, los fondos de la familia se agotaron por completo. El profesor de matemáticas Franz sugirió una solución. Aconsejó a Mendel que se uniera al monasterio agustino de Brno. Estaba dirigida en ese momento por el abad Cyril Napp, un hombre de opiniones amplias que fomentaba la búsqueda de la ciencia. En 1843, Mendel ingresó en este monasterio y recibió el nombre de Gregor (al nacer recibió el nombre de Johann). Cuatro años más tarde, el monasterio envió al monje Mendel, de veinticinco años, como profesor en una escuela secundaria. Luego, de 1851 a 1853, estudió ciencias naturales, especialmente física, en la Universidad de Viena, tras lo cual se convirtió en profesor de física e historia natural en la Escuela Real de Brno. Su actividad docente, que duró catorce años, fue muy apreciada tanto por la dirección del colegio como por los alumnos. Según las memorias de este último, Mendel fue uno de los maestros más queridos. Durante los últimos quince años de su vida, Mendel fue el abad del monasterio. Desde su juventud, Gregor se interesó por las ciencias naturales. Más biólogo aficionado que profesional, Mendel experimentaba constantemente con varias plantas y abejas. En 1856 comenzó el trabajo clásico sobre hibridación y análisis de la herencia de rasgos en guisantes. Mendel trabajaba en un diminuto jardín de monasterio, de menos de dos acres y medio. Sembró guisantes durante ocho años, manipulando dos docenas de variedades de esta planta, de diferente color de flor y tipo de semilla. Hizo diez mil experimentos. Al estudiar la forma de las semillas en plantas obtenidas como resultado de cruces, para comprender los patrones de transmisión de un solo rasgo ("liso - arrugado"), analizó 7324 guisantes. Examinó cada semilla a través de una lupa, comparando su forma y tomando notas. Mendel formuló el propósito de esta serie de experimentos de la siguiente manera: "La tarea del experimento era observar estos cambios para cada par de rasgos diferentes y establecer la ley por la cual pasan en generaciones sucesivas. Por lo tanto, el experimento se divide en una serie de experimentos separados de acuerdo con el número de características distintivas constantes. Con los experimentos de Mendel, comenzó otra cuenta regresiva, cuya principal característica distintiva fue el análisis hibridológico nuevamente introducido por Mendel de la herencia de los rasgos individuales de los padres en la descendencia. Pero fue precisamente esto lo que le permitió al modesto maestro de la escuela monástica ver una imagen completa del estudio; verlo solo después de haber tenido que despreciar las décimas y centésimas debido a las inevitables variaciones estadísticas. Solo entonces los rasgos alternativos literalmente "marcados" por el investigador le revelaron algo sensacional: ciertos tipos de cruces en diferentes descendientes dan una proporción de 3:1, 1:1 o 1:2:1. Mendel recurrió a las obras de sus predecesores para confirmar la suposición que pasó por su mente. Aquellos a quienes el investigador respetaba como autoridades llegaron en diferentes momentos, y cada uno a su manera, a la conclusión general: los genes pueden tener propiedades dominantes (supresoras) o recesivas (suprimidas). Y si es así, concluye Mendel, entonces la combinación de genes heterogéneos produce la misma división de caracteres que se observa en sus propios experimentos. Y en los mismos ratios que se calcularon mediante su análisis estadístico. “Comprobando con álgebra la armonía” de los cambios que se producen en las generaciones resultantes de guisantes, el científico introduce designaciones de letras. Marca el estado dominante con una letra mayúscula y el estado recesivo del mismo gen con una letra minúscula. Multiplicación de series combinadas. (A+2Aa+a)x(B-2Bb+b), Mendel encuentra todos los tipos posibles de combinación. “La serie, por tanto, consta de 9 miembros, de los cuales 4 están representados en ella una vez cada uno y son constantes en ambos caracteres; las formas AB, ab son similares a las especies originales, las otras dos representan las únicas combinaciones constantes posibles entre las caracteres combinados A. , a, B, b. Cuatro términos aparecen dos veces cada uno y son constantes en un carácter, híbrido en otro. Un término aparece 4 veces y es híbrido en ambos caracteres... Esta serie es sin duda una serie combinacional en la que término por término, ambas series de desarrollo para los caracteres A y a, B y b. Como resultado, Mendel llega a las siguientes conclusiones: "Los descendientes de híbridos que combinan varios rasgos significativamente diferentes son miembros de una serie de combinación en la que las filas de desarrollo de cada par de rasgos diferentes están conectadas. Esto prueba simultáneamente que el comportamiento en un combinación híbrida de cada par de rasgos diferentes es independiente de otras diferencias en ambas plantas originales", y por lo tanto "caracteres constantes que ocurren en varias formas de un grupo de plantas relacionadas pueden entrar en todos los compuestos que son posibles de acuerdo con las reglas de combinaciones". Resumidos, los resultados del trabajo del científico se ven así: 1) todas las plantas híbridas de la primera generación son iguales y muestran el rasgo de uno de los padres; 2) entre los híbridos de segunda generación, aparecen plantas con caracteres tanto dominantes como recesivos en una proporción de 3:1; 3) dos personajes en la descendencia se comportan de forma independiente en la segunda generación. 4) es necesario distinguir entre los rasgos y sus inclinaciones hereditarias (las plantas que exhiben rasgos dominantes pueden tener latentemente las características de los rasgos recesivos); 5) la asociación de gametos masculinos y femeninos es aleatoria en relación con las inclinaciones de qué caracteres llevan estos gametos. En febrero y marzo de 1865, en dos informes de las reuniones del círculo científico provincial, llamado Sociedad de Naturalistas de la ciudad de Brno, uno de sus miembros ordinarios, Gregor Mendel, informó sobre los resultados de sus muchos años de investigación, finalizados en 1863. . A pesar de que sus informes fueron recibidos con bastante frialdad por los miembros del círculo, decidió publicar su trabajo. Fue publicado en 1866 en las obras de la sociedad bajo el título "Experimentos sobre híbridos de plantas". Los contemporáneos no entendieron a Mendel y no apreciaron su trabajo. Demasiado simple, poco sofisticado les parecía un esquema en el que, sin dificultad y chirriando, encajaban fenómenos complejos que, en la mente de la humanidad, eran el fundamento de una pirámide inquebrantable de evolución. Además, había vulnerabilidades en el concepto de Mendel. Así, al menos, les parecía a sus oponentes. Y el propio investigador también, porque no pudo disipar sus dudas. Uno de los "culpables" de sus fracasos fue un halcón. El botánico Karl von Naegeli, profesor de la Universidad de Munich, después de leer el trabajo de Mendel, sugirió que el autor probara las leyes que descubrió en la vellosilla. Esta pequeña planta era el tema favorito de Naegeli. Y Mendel estuvo de acuerdo. Gastó mucha energía en nuevos experimentos. Hawkweed es una planta extremadamente incómoda para el cruce artificial, ya que es muy pequeña. Tuve que forzar la visión, pero empeoraba cada vez más. La descendencia resultante del cruce de la vellosilla no obedecía la ley, que él creía correcta para todos. Solo años más tarde, después de que los biólogos establecieron el hecho de que la tortuga carey tenía otra reproducción no sexual, las objeciones del profesor Naegeli, el principal oponente de Mendel, fueron eliminadas de la agenda. Pero, por desgracia, ni Mendel ni el propio Nägeli ya estaban vivos. Muy en sentido figurado, el mayor genetista soviético Académico B.L. Astaurov: "El destino de la obra clásica de Mendel es perverso y no ajeno al drama. Aunque descubrió, mostró claramente y comprendió en gran medida leyes muy generales de la herencia, la biología de esa época aún no había madurado para darse cuenta de su naturaleza fundamental. El propio Mendel, con una perspicacia asombrosa, previó el significado universal de los descubiertos en los guisantes y recibió alguna evidencia de su aplicabilidad a algunas otras plantas (tres tipos de frijoles, dos tipos de levkoy, maíz y belleza nocturna). Sin embargo, sus persistentes y tediosos intentos de aplicar los patrones encontrados al cruce de numerosas variedades y especies de halcones no justificó las esperanzas y sufrió un completo fiasco "Qué feliz fue la elección del primer objeto (guisantes), igual de fallida fue la segunda. Solo que mucho más tarde, ya en nuestro siglo, quedó claro que los patrones peculiares de herencia de rasgos en un halcón son una excepción que solo confirma la regla. En la época de Mendel, nadie podía para madurar que los cruces de variedades de vellosilla realizados por él en realidad no se produjeron, ya que esta planta se reproduce sin polinización y fecundación, de forma virgen, mediante la denominada "apogamia". El fracaso de arduos y extenuantes experimentos, que le provocaron una pérdida casi total de la visión, los onerosos deberes de prelado que recayó sobre Mendel y su avanzada edad le obligaron a abandonar sus estudios favoritos. La gloria y el honor llegarán a Mendel después de la muerte. Saldrá de la vida sin desentrañar los secretos del halcón, que no "encajó" en las leyes de uniformidad de los híbridos de la primera generación y el desdoblamiento de signos en la descendencia que derivó. Demasiado pronto, el gran explorador informó de sus descubrimientos al mundo científico. Este último aún no estaba preparado para esto. Solo en 1900, después de haber redescubierto las leyes de Mendel, el mundo se asombró de la belleza de la lógica del experimento del investigador y la elegante precisión de sus cálculos. Y aunque el gen siguió siendo una hipotética unidad de herencia, finalmente desaparecieron las dudas sobre su materialidad. El papel revolucionario del mendelismo en biología se hizo cada vez más evidente. A principios de la década de XNUMX, la genética y las leyes subyacentes de Mendel se habían convertido en la base reconocida del darwinismo moderno. El mendelismo se convirtió en la base teórica para el desarrollo de nuevas variedades de plantas cultivadas de alto rendimiento, razas de ganado más productivas, tipos útiles de microorganismos... También dio impulso al desarrollo de la genética médica. físico famoso Erwin Schrodinger creía que la aplicación de las leyes de Mendel equivale a la introducción del principio cuántico en biología Autor: Samin D.K.
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