Генетика - Гуляев Г.В.
Скачать (прямая ссылка):
Важнейшим вопросом в проблеме онтогенеза является механизм действия и проявления генов. Решающий момент роста и развития — включение и выключение в отдельных группах клеток определенных генов в строго определенные моменты времени. Этот вопрос современная генетика решает, изучая функции генов в ;био-
синтезе специфических белков на разных этапах развития организма.
Онтогенез (от греч. ontos — существо, genesis — происхождение) процесс индивидуального развития организма от оплодотворенной яйцеклетки до его естественной смерти. Сигналом для начала деления воспроизводящей клетки и развития нового организма служит проникновение в яйцеклетку сперматозоида (спермия у растений) или действие какого-либо внешнего фактора.
У некоторых видов рыб, развивающихся исключительно парте-ногенетически, для начала развития зародыша необходимо, чтобы в икринку проник сперматозоид любого другого вида, который не вносит в ядро яйцеклетки свой хромосомный комплекс и в дальнейшем элиминируется. Но известны случаи, когда такого сигнала до начала развития яйцеклетки не требуется. Некоторые виды ящериц размножаются партеногенетически без какого-либо участия мужских гамег. Среди тлей есть виды с чередующимся половым и бесполым способом размножения: летом потомство развивается из неоплодотворенных яиц, весной и осенью у тех же насекомых яйца оплодотворяются самцами. Следовательно, сигналом для начала развития яйцеклетки этих организмов служит проникновение в нее сперматозоида или внешнее воздействие, например определенная температура.
Основные этапы онтогенеза. Развитие любого организма можно разделить на четыре последовательно проходящих периода.
I. Эмбриональное развитие. В этот период из оплодотворенной яйцеклетки возникает зародыш, а затем молодая, способная к самостоятельной жизни особь. Развитие нового организма начинается с момента оплодотворения. При этом ядро яйцеклетки сливается с ядром сперматозоида, материнские и отцовские хромосомы объединяются в одном общем ядре, и создается новый генотип, на основе реализации которого происходит все дальнейшее развитие организма. Оплодотворенная яйцеклетка (яйцо) сначала делится на две клетки, а затем последовательно на 4, 8, 16 и т. д. клеток.
II. Постэмбриональное развитие. Этот период продолжается от рождения организма до наступления у него половой зрелости.
III. Зрелость и размножение.
IV. Старость. Этот последний период заканчивается смертью организма.
Жизненный цикл покрытосеменного растения осуществляется в процессе формирования и развития органов, т. е. органогенезаг когда последовательно реализуется наследственная информация, запрограммированная в генотипе растения. Основные этапы органогенеза следующие: развитие зародыша, формирование семени, развитие почки, затем листа, корня, стебля и репродуктивных органов.
Генетическая программа индивидуального развития. Онтогенез представляет собой процесс реализации генетической информации. Он начинается с момента оплодотворения яйцеклетки, с зиготы.
По современным представлениям, зигота содержит записанную в структуре молекул ДНК генетическую программу развития буду-щего организма. Генетическая программа — система дискретных, наследственных единиц, генов, определяющая целостность, специфику и закономерную смену этапов развития организма от оплодотворенной яйцеклетки до взрослой особи. На основе взаимодействия ядра и цитоплазмы действующая на принципе обратных связей кибернетическая система регуляции осуществляет в онтогенезе наследственную программу развития организма.
Дочерние клетки развивающейся зиготы получают информацию, которая позволяет им во взаимодействии с условиями внеш*-ней среды вырасти в заранее предопределенный организм. В со^-вершенио одинаковых условиях выращивания ржи и пшеницы, например в водных питательных растворах, при одном и том же питании, освещении, влажности, температуре, будет реализоваться наследственность, присущая этим двум различным родам растений. Следовательно, наследственность нельзя определять как свойство организмов требовать для своего развития определенных; условий. В любых условиях, если они не вызывают гибели организма, зигота пшеницы развивается в растение пшеницы, а из> оплодотворенной яйцеклетки ржи вырастает рожь.
Хорошо известно, что комнатное растение бегонию можно размножать путем окоренения отдельных очень небольших участков ткани листа, деревья какао в тропиках разводят, высаживая в грунт отдельные листья. Небольшой кусочек корневища пырея ползучего, если на нем имеется хотя бы одна почка, вырастает в новое растение. Если из зрелого яйца лягушки извлечь или убить, в нем ультрафиолетовыми лучами собственное ядро и пересадить
Рис. 119. Схема регенерации растения моркови из кусочка флоэмной ткани корнеплода:
1 — исходный корнеплод моркови; 2 — получение каллуса на кусочке флоэмной ткани корне* плода; 3 — искусственно выращиваемая культура ткани из каллуса; 4 — культура клеточных: суспензий; 5 —закладка почек в каллусе; 6 — рост этих почек; 7 — зародышеобразные структуры, полученные из отдельных клеток; 8 — регенерация целого растения (по Р. Г. Бутенко)*
