ژنتیک "Genetics"
ژنتیک علم جدیدی است که در سالهای اخیر پیشرفتهای قابل توجهی داشته است، به طوریکه امروزه هسته اغلب علوم بیولوژیکی را تشکیل می دهد. درواقع ژنتیک از چگونگی انتقال صفات از والدین به نتاج (اولاد) و از نسلی به نسل دیگر بحث می کند. انتقال صفات از والدین به فرزندان از قوانین خاصی پیروی می کند که در مورد تمام موجودات زنده یکسان می باشد.
تاریخچه علم ژنتیک
در قرون گذشته وراثت را امری تصادفی می دانستند و پایه و اساسی برای آن قایل نبودند. ژنتیک به عنوان یک علم نوین دارای قدمتی در حدود یک قرن می باشد. در اولین فرضیه وراثت که توسط بقراط ارائه شد، آمده است: پدر و مادر در تشکیل جنین دارای سهم مساوی هستند. پس از بقراط نیز ارسطو در فرضیه خود اینطور آورد: پدر و مادر در تشکیل جنین سهم مساوی دارند، ولی نقش پدر مهم تر است.
لامارک (1829-1744) بیولوژیست فرانسوی، تئوری صفات اکتسابی را در سال 1802 مطرح کرد و معتقد است بعضی از موجودات زنده جهت تنازع بقاء ناچارند عضوی را بیشتر از عضو دیگر برای تغذیه مورد استفاده قرار دهند، در نتیجه عضو مورد استفاده به تدریج قوی شده و عضو فاقد استفاده احتمالاً به تدریج از بین می رود. چارلز داروین(1882-1809) در تئوری تکامل خود، معتقد است موجودی که خود را با محیط بهتر وفق می دهد، امکان بیشتری برای زنده ماندن دارد. به علاوه اظهار داشت که دو نوع تغییرات در طبیعت دیده می شود: تغییرات پیوسته؛ که منجر به تکامل می شود و تغییرات ناپیوسته که به جهش ژنی (موتاسیون) می انجامد.
وایزمن بیولوژیست آلمانی (1892) به اهمیت تکامل پی برد و تئوری صفات اکتسابی لامارک را با استفاده از آزمایش بر روی موشها رد کرد. او در طی 20 نسل دم موشها را برید و مشاهده کرد که در هر نسل دم موشها ظاهر می شود.
ژنتیک در قرن اخیر
از حدود 140 سال پیش که مندل (1884-1822) کشیش اتریشی، تحقیقات خود را بر روی نخود فرنگی (Pisum Sativum L.) انجام داد، قوانین وراثت کشف شد و پیشرفتهای فوق العاده ای در علم ژنتیک مشاهده گردید، به طوریکه درتاریخ علوم طبیعی به کمتر علمی برمی خوریم که در چنین مدت کوتاهی به این سرعت پیشرفت داشته باشد.
کشفیات مندل درزمان خودش مورد توجه واقع نشد، لیکن درسال 1900 سه دانشمند معروف به نامهای Devries در هلند، کورنز Cornes در آلمان و چرمارک (Techermarh) در اتریش تحقیقاتی در رابطه با دو رگ گیری انجام دادند و به اهمیت مطالعات ارزشمند مندل که 35 سال پیش صورت گرفته بود، پی بردند و از روی قدرشناسی قوانین هیبریداسیون رابه نام کاشف اصلی آن، قوانین مندل نامگذاری کردند.
بیستون(Biston) با مطالعات خود بر روی لینکاژ یا پیوستگی ژنی (Linkage) و کراسینگ اور (Crossing Over) پایه های علم ژنتیک را محکم تر ساخت. اساس ژنتیکی هتروزیس (قدرت هیبرید) اولین بار توسط ایست (East) و شول(shull) در سال 1908 بیان شد، بدین مفهوم که هیبرید بدست آمده از تلاقی دو والد، از لحاظ ژنتیکی برتر از والدین خود است.
مورگان و همکارانش (.Morgan et al ) نیز در اوایل قرن 19 میلادی، عوامل انتقال دهنده صفات از نسلی به نسل دیگر را کشف کردند و آنها را ژن نامیدند. بیدل و تاتوم ( Beadle& Tatum) در سال 1941 فرضیه "یک ژن - یک آنزیم" راعنوان کردند و به خطاهای مادر زادی متابولیسمی پی بردند.
در سال 1953، مدل مارپیچی مولکول DNA توسط واتسون و گریک (Watson & Grick) مطرح شد و در سال 1961 ، نیز نخستین کشف در باره وجود خواص سه حرفی کد ژنتیک و یا رمز ژنها توسط نیرنبرگ Nirenberg)) صورت پذیرفت و بدین ترتیب از زمان انتشار نظریه مندل تا کنون، علم وراثت آنقدر پیشرفت کرده است که در حال حاضر تخصص درهر یک از رشته های آن محتاج سالیان دراز تحصیل می باشد.
شناخت ماهیت و نقش ماده ژنتیکی و چگونگی انتقال ژنها از یک نسل به نسل دیگر از اهم مسائلی است که در علم ژنتیک به آن می پردازند. روشن است که آگاهی به علوم دیگر نظیر بیوشیمی،فیزیولوژی و تکامل، درک مفاهیم ژنتیکی را راحت تر خواهد کرد.
علم سیتولوژی نیز با ژنتیک قرابت زیادی دارد و به کمک این علم مورفولوژی، فیزیولوژی و وظایف مختلف یک یاخته گیاهی مورد بررسی قرار می گیرد. از سویی سیتوژنتیک نیز بخشی از علوم زیستی است که بر روی کروموزومها، ضمایم یاخته وارتباط آنها با پدیده های ژنتیکی بحث می کند و در واقع علم دورگی از سیتولوژی و ژنتیک به شمار می آید.
براثر رشد تسلسلی مفاهیم ژنتیکی یافته های زیر بخشی ازمراحل رشد علم ژنتیک راخاطر نشان می سازند:
-توارث از صفات ویژه تمام موجودات زنده است.
-در تولید مثل عامل یا عواملی از والدین به نتایج منتقل می شود.
- در داخل یک گونه تغییرات توارثی وجود دارد.
- تغییرات ژنتیکی رامی توان از تغییرات محیطی جدا نمود.
- ماده ای که از یک نسل به نسل دیگر منتقل می شود حاصل کلیه اطلاعات و خصوصیات یک فرد بالغ به صورت رمز می باشد.
- تغییرات آنی، نادر و غیرقابل پیش بینی در ماده ارثی موجود به وجود می آید.
-ژنها واحدهای ارثی هستند که خود از سلول کوچکترمی باشند.
- عوامل ارثی یا ژنها روی کروموزم ها قرار دارند.
- طبق قوانین مندل واحدهای ژنتیکی به صورت جفت وجود دارند و تفرق صفات در طی نسلها مستقل از هم و به صورت تصادفی است. البته متمم قوانین مندل آنست که ژنها همیشه به صورت دسته های دو تایی ممکن است یافت نشوند و در یک مکان ژنی ممکن است بیش از دو آلل (چند آللی) دیده شود.
- وظیفه یک ژن تولید یک نوع پروتئین یا یک نوع آنزیم می باشد.
- ژنها قسمت های کوچکی از ملکول DNA هستند که در طول کروموزوم گسترده شده اند .
- واحدهای ارثی دیگری نیز وجود دارند که خود از ژن کوچکترند (کدون و رکون).
جزوه درسی ژنتیک عمومی کشاورزی (150 ص ورد)