| р.), играет аллополиплоидия. После открытия действия алкалоида колхицина, препятствующего расхождению удвоившихся хромосом к разным полюсам клетки, для получения новых, иногда очень ценных форм широко используется автополиплоидия. Сочетая методы отдалённой гибридизации и цитогенетики, изучают роль отд. хромосом (и их участков) в наследовании признаков и разрабатывают приёмы, позволяющие получать вставки участков хромосом диких растений, обусловливающие развитие ценных признаков (напр., устойчивости к ржавчине), в хромосомы культурных растений. Роль ядра и цитоплазмы в наследовании и развитии признаков исследуют, применяя отдалённую гибридизацию и анализируя природу мужской цитоплазматич. стерильности, используемой при получении гетерозисных форм. В Г. р. широко исследуются апомиксис и явление самонесовместимости, т. е. неспособности растений к самооплодотворению, а также генетич. особенности растений само- и перекрёстноопылителей, вегетативно и апомиктически размножающихся форм.
В Г. р. всё больше проникают идеи и методы молекулярной биологии (гибридизация ДНК, ДНК - РНК, изучение изозимов и др.). Методы популяционной генетики и биометрии применяют в Г. р. для разграничения генотипич. и паратипич. элементов в общей фенотипич. изменчивости признаков, что усиливает эффективность искусств, отбора. Все эти методы используют для улучшения хозяйственно ценных свойств с.-х. растений: урожайности, устойчивости к неблагоприятным условиям среды, ряда биохим. и технологич. особенностей растения (или его зерна), особенностей развития (озимость, яровость, раннеспелость и т. д.). Из высших растений генетически наиболее изучены кукуруза, арабидопсис (растение сем. крестоцветных, растительная дрозофила - модельный объект генетич. исследований), горох, томаты, ячмень. У этих растений методами гибридизации установлена локализация генов и составлены карты хромосом. Интенсивно изучается цитогепетика мягкой пшеницы - сложного 42-хромосомного аллополиплоида, возникшего в процессе эволюции при естеств. гибридизации трёх разных злаков с последующим удвоением числа хромосом у гибридов. Вклад Г. р. в селекцию огромен. Это, напр., использование гетерозиса в селекции кукурузы на основе мужской стерильности; введение высокоурожайным гибридам и сортам кормового ячменя генов, обеспечивающих высокое содержание лизина в зерне; создание низкорослых неполегающих высокоурожайных сортов пшеницы с использованием генов карликовости (-зелёная революция в Индии и др. странах); выведение урожайных и сахаристых триплоидных гибридов сахарной свёклы. Лит.: Вавилов Н. И., Избр. произв., т. 1, Л., 1967; Мичурин И. В., Соч., т. 1 - 4, М., 1948; Брюбейкер Дж. Л.,Сельскохозяйственная генетика, пер. с англ., М., 1966; Эллиот Ф., Селекция растений и цитогенетика, пер. с англ. ,М.. 1961: М юнтцинг А., Генетика, пер. с англ., М., 1967; Уильяме У., Генетические основы и селекция растений, пер. с англ., М., 1968; Цитогенетика пшеницы и ее гибридов, М., 1971; Генетические основы селекции растений, М., 1971.
В. В. Хвостова.
ГЕНЕТИКА ЧЕЛОВЕКА, отрасль генетики, тесно связанная с антропологией и медициной. Г. ч. условно подразделяют на антропогенетику, изучающую наследственность и изменчивость нормальных признаков человеческого организма, и генетику медицинскую, к-рая изучает его наследственную патологию (болезни, дефекты, уродства и др.). Г. ч. связана также с эволюционной теорией, т. к. исследует конкретные механизмы эволюции человека и его место в природе, с психологией, философией, социологией. Из направлений Г. ч. наи-бЪлее интенсивно развиваются цитогенетика, биохимич. генетика, иммуногенетика, генетика высшей нервной деятельности, физиологич. генетика.
В Г. ч. вместо классич. гибридологического анализа применяют генеалогический метод, к-рый состоит в анализе распределения в семьях (точнее, в родословных) лиц, обладающих данным признаком (или аномалией) и не обладающих им, что раскрывает тип наследования, частоту и интенсивность проявления признака и т. д. При анализе семейных данных получают также цифры эмпирического риска, т. е. вероятность обладания признаком в зависимости от степени родства с его носителем. Генеалогич. методом уже показано, что более 1800 морфологич., биохимич. и др. признаков человека наследуется по законам Менделя (см. Генетика). Напр., тёмная окраска кожи и волос доминирует над светлой; пониженная активность или отсутствие нек-рых ферментов определяется рецессивными генами, а рост, вес, уровень интеллекта и ряд др. признаков-полимерными генами, т. е. системами из мн. генов. Мн. признаки и болезни человека, наследующиеся сцепленно с полом, обусловлены генами, локализованными в Х- или У-хромосоме. Таких генов известно ок. 120. К ним относятся гены гемофилии А н В, недостаточности фермента глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы, цветовой слепоты и др. Др. метод Г. ч.- близнецовый метод (см. Близнецы). Однояйцевые близнецы (ОБ) развиваются из одной яйцеклетки, оплодотворённой одним спермием; поэтому набор генов (генотип) у ОБ идентичен. Разнояйцевые близнецы (РБ) развиваются из двух и более яйцеклеток, оплодотворённых разными спермиями; поэтому их генотипы различаются так же, как у братьев и сестёр (сибсов). Сравнение внутрипарных различий между ОБ и РБ позволяет судить об относит, значении наследственности и среды в определении свойств человеческого организма. В близнецовых исследованиях особенно важен показатель конкордантности, выражающий (в % ) вероятность обладания данным признаком одним из членов пары ОБ или РБ, если его имеет другой член пары. Если признак детерминирован преим. наследств, факторами, то процент конкордантности намного выше у ОБ, чем у РБ. Напр., конкордантность по группам крови, к-рые детерминированы только генетически, у ОБ равна 100%. При шизофрении конкордантность у ОБ достигает 67%, в то время как у РБ - 12,1%; при врождённом слабоумии (олигофрении) - 94,5% и 42,6% соответственно. Подобные сравнения проведены в отношении ряда заболеваний. Т. о., исследования близнецов показывают, что вклад наследственности и среды в развитие самых разнообразных признаков различен и признаки развиваются в результате взаимодействия генотипа и внешней среды. Одни признаки обусловлены преим. генотипом, при формировании др. признаков генотип выступает в качестве предрасполагающего фактора (или фактора, лимитирующего норму реакции организма на действия внешней среды).
Геном человека включает неск. миллионов генов, способных к тому же по-разному влиять на развитие признаков. В результате мутаций и перекомбинации генов возникает присущее человеку разнообразие по самым разным признакам. Гены человека мутируют каждый с частотой от 1 на 100 000 до 1 на 10 000 000 гамет на поколение. Распространение мутаций среди больших групп населения изучает популяционная Г. ч., позволяющая составить карты распространения генов, определяющих развитие нормальных признаков и наследственных болезней. Особый интерес для популяционной Г. ч. представляют изоляты - группы населения, в к-рых по к.-л. причинам (географич., экономич., социальным, религиозным и др.) браки заключаются чаще между членами группы. Это приводит к повышению частоты кровного родства вступающих в брак, а значит, и вероятности того, что рецессивные гены перейдут в гомозиготное состояние и проявятся, что особенно заметно при малочисленности изолята.
Исследования в области Г. ч. продемонстрировали наличие естественного отбора в человеческих популяциях. Однако отбор у человека приобретает специфич. черты; он интенсивно действует только на эмбриональной стадии (т. н. самопроизвольные аборты - отражение такого отбора). Отбор в человеческом обществе осуществляется посредством дифференциальной брачности и плодовитости, т. е. в результате взаимодействия социальных и биологич. факторов. Мутационный процесс и отбор обусловливают огромное разнообразие (полиморфизм) по ряду признаков, присущее человеку, что делает его с биологич. точки зрения необычайно пластичным и приспособленным видом.
Широкое использование в Г. ч. цитологич. методов способствовало развитию цитогенетики, где осн. объект исследования - хромосомы, т. е. структуры клеточного ядра, в к-рых локализованы гены. Установлено (1946), что хромосомный набор в клетках тела человека (соматических) состоит из 46 хромосом, причём женский пол определяется наличием двух Х-хромосом, а мужской - Х-хромосомы и Y-хромосомы. В зрелых половых клетках находится половинное (гаплоидное) число хромосом. Митоз, мейоз и оплодотворение поддерживают преемственность и постоянство хромосомного набора как в ряду клеточных поколений, так и в поколениях организмов. В результате нарушений указанных процессов могут возникать аномалии хромосомного набора с изменением числа и структуры хромосом, что приводит к возникновению т.н. хромосомных болезней, к-рые нередко выражаются в слабоумии, развитии тяжёлых врождённых уродств, аномалий половой дифференцировки или обусловливают самопроизвольные аборты.
Успехи в развитии Г. ч. сделали возможными предупреждение и лечение наследственных заболеваний. Один из эффективных методов их предупреждения - медико-генетическое консультирование с предсказанием риска появления больного в потомстве лиц, страдающих данным заболеванием или имеющих больного родственника. Достижения биохимич. Г. ч. раскрыли первопричину (молекулярный механизм) мн. наследственно обусловленных дефектов, аномалий обмена веществ, что способствовало разработке методов экспресс-диагностики, позволяющих быстро и рано выявлять больных, и лечения мн. прежде неизлечимых наследств, болезней. Чаще всего лечение состоит во введении в организм веществ, не образующихся в нём вследствие генетич. дефекта, или в составлении специальных диет, из к-рых устранены вещества, оказывающие токсич. действие на организм в результате наследственно обусловленной неспособности к их расщеплению. Мн. генетич. дефекты исправляются с помощью своеврем. хирургич. вмешательства или педагогич. коррекции. Практич. мероприятия, направленные на поддержание наследств, здоровья человека, на охрану генофонда человечества, осуществляются через систему медико-генетических консультаций. Осн. цель медико-генетич. консультирования - информировать заинтересованных лиц о вероятности риска появления в потомстве больных. К медико-генетич. мероприятиям относится также пропаганда генетич. знаний среди населения, т. к. это способствует более ответственному подходу к деторождению. Медико-генетич. консультация воздерживается от мер принудительного или поощрительного характера в вопросах деторождения или вступления в брак, принимая на себя лишь функцию информации. Большое значение имеет система мер, направленных на создание наилучших условий для проявления положит, наследств, задатков и предотвращение вредных воздействий среды на наследственность человека.
Г. ч. представляет собой естественнонаучную основу борьбы с расизмом, убедительно показывая, что расы - это формы адаптации человека к конкретным условиям среды (климатич. и иным), что они отличаются друг от друга не наличием хороших или плохих генов, а частотой распространения обычных генов, свойственных всем расам. Г. ч. показывает, что все расы равноценны (но не одинаковы) с биологич. точки зрения и обладают равными возможностями для развития, определяемого не генетич., а социально-историч. условиями. Констатация биологич. наследственных различий между отд. людьми или расами не может служить основанием для к.-л. выводов морального, юридического или социального порядка, ущемляющих права этих людей или рас (см. Геноцид, Сегрегация).
Лит.: Ниль Дж. и Шэлл У., Наследственность человека, пер. с англ., М., 1958; К а н а е в И. И., Близнецы, М.- Л., 1959; Штерн К., Основы генетики человека, пер. с англ., М., 1965; Маккьюсик В., Генетика человека, пер. с англ., М., 1967; Биология человека, пер. с англ., М., 1968; Эфроимсон В. П., Введение в медицинскую генетику, 2 изд., М., 1968; Основы цитогенетики человека, [М., 1969]; Li Ching-chun, Human genetics, N. Y., 1961.
К. Н. Гринберг, А. А. Прокофьева-Белъговская.
ГЕНЕТИКО-АВТОМАТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, вероятностные процессы, определяющие изменение частоты разных аллелей в популяции. В больших, свободно скрещивающихся популяциях в отсутствие отбора и давления мутаций соотношение аллелей, независимо от их абсолютной исходной частоты, должно сохраняться во всех поколениях. Однако в реальных, ограниченных по численности популяциях частота генов не остаётся постоянной не только под давлением мутаций и отбора, но и в силу случайных отклонений. Детальный анализ Г.-а. п. был проведён сов. генетиками Н. П. Дубининым (1931), Н. П. Дубининым и Д. Д. Ромашовым (1932), англ.- Р. Фишером (1931) и амер.- С. Райтом (1931). Случайные колебания частоты аллелей в популяции связаны с тем, что распределение аллелей между гаметами и комбинирование гамет в зиготе - вероятностные процессы. Г.-а. п. оказывают несистематич. эффект, т. к. частота аллелей в разных поколениях может повышаться или понижаться. В малых популяциях или в популяциях, к-рые распадаются под действием изоляционных механизмов на отдельные подгруппы, может происходить чисто случайная стабилизация аллелей (гомозиготы) или их элиминация; в результате довольно быстро проявляются новые стабилизированные комбинации генов. Наиболее отчётливо Г.-а. п. проявляются при возникновении новых изолированных популяций. Напр., в секте мен-нонитов (Ланкастер, штат Пенсильвания, США), насчитывающей ок. 8000 человек, значителен процент карликов с многопа-лостью (13% меннонитов гетерозиготны по гену, к-рый в гомозиготном состоянии обусловливает появление таких карликов); это объясняется тем, что члены секты вступают в брак только между собой, а такая изоляция способствует появлению гомозиготных индивидуумов. В больших популяциях Г.-а. п. не могут обусловить такой стабилизации или элиминации аллелей, т. к. влияние этих процессов компенсируется за счёт разных факторов в последующих поколениях или в разных подразделениях популяции. Теория Г.-а. п. объяснила генетич. последствия изоляции, судьбу рецессивных мутаций на уровнях малых концентраций и эволюцию популяций по нейтральным признакам. Г.-а. п. объясняют мн. расовые различия человека, возникшие без действия отбора. Наряду с термином Г.-а. п. широко используется термин дрейф генов, предложенный С. Райтом. Сов. генетик С. С. Четвериков, подчёркивая роль вероятностно-статистич. закономерностей при дрейфе генов, предлагал назвать это явление генетико-стохастич. процессами.
Лит: Дубинин Н. П., Эволюция популяции и радиация, М., 1966, с. 421 - 33.
Н. П. Дубинин, В. Н. Сойфер.
ГЕНЕТИКОВ И СЕЛЕКЦИОНЕРОВ ОБЩЕСТВО Всесоюзное имени Н. И. Вавилова (ВОГИС), научно-общественная организация при АН СССР, объединяющая учёных и практиков СССР, работающих в области генетики и селекции. Создано в 1965. 30-31 мая 1966 в Москве состоялся учредительный съезд общества; был утверждён устав общества, избраны центральный совет (80 чел.) и президиум (23 чел.; находится в Москве). Президентом избран Б. Л. Астауров. К началу 1971 общество насчитывало 3670 чл., имело 26 отделений в столицах союзных республик, краевых, областных центрах и др. городах. Цели и задачи ВОГИС: активное участие в развитии всех отраслей генетики и селекции, повышение квалификации членов общества и реализация их исследований, популяризация и пропаганда новейших теоре-тич. и практич. достижений в области генетики и селекции, содействие преподаванию генетики и селекции в средней и высшей школе.
В. Ф. Мирек.
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ, заложенная в наследственных структурах организмов (в хромосомах, цитоплазме, клеточных органеллах), получаемая от предков в виде совокупности генов информация о составе, строении и характере обмена составляющих организм веществ (прежде всего белков и нуклеиновых кислот) и связанных с ними функциях. У многоклеточных форм при половом размножении Г. и. передаётся из поколения в поколение через посредство половых клеток - гамет, единственная функция к-рых - передача и хранение Г. и. У микроорганизмов и вирусов имеются особые типы передачи Г. и. (см. Сексдукция, Трансдукция, Трансформация). Г. и. заключена преим. в хромосомах, где она зашифрована в определённой линейной последовательности нуклео-тидов в молекулах дезоксирибонуклеи-новой кислоты - ДНК (см. Генетический код). Г. и. реализуется в ходе онтогенеза - развития особи -передачей Г. и. от гена к признаку. Все клетки организма возникают в результате делений единственной исходной клетки - зиготы - и потому имеют один и тот же набор генов - потенциально одну и ту же Г. и. Специфичность клеток разных тканей определяется тем, что в них активны разные гены, т. е. реализуется не вся Г.и., а только её часть, необходимая для функционирования данной ткани.
Ю. С. Дёмин.
ГЕНЕТИЧЕСКИЕ КАРТЫ ХРОМОСОМ, схемы относительного расположения сцепленных между собой наследств, факторов - генов. Г. к. х. отображают реально существующий линейный порядок размещения генов в хромосомах (см. Цитологические карты хромосом) и важны как в теоретич. исследованиях, так и при проведении селекционной работы, т. к. позволяют сознательно подбирать пары признаков при скрещиваниях, а также предсказывать особенности наследования и проявления различных признаков у изучаемых организмов. Имея Г. к. х., можно по наследованию сигнального гена, тесно сцепленного с изучаемым, контролировать передачу потомству генов, обусловливающих развитие трудно анализируемых признаков; напр., ген, определяющий сморщенный эндосперм у кукурузы и находящийся в 9-й хромосоме, сцеплен с геном, определяющим пониженную жизнеспособность растения. Многочисленные факты отсутствия (вопреки Менделя законам) независимого распределения признаков у гибридов второго поколения были объяснены хромосомной теорией наследственности. Гены, расположенные в одной хромосоме, в большинстве случаев наследуются совместно и образуют одну группу сцепления, количество к-рых, т. о., соответствует у каждого организма гаплоидному числу хромосом (см. Гаплоид). Амер. генетик Т. X. Морган показал, однако, что сцепление генов, расположенных в одной хромосоме, у диплоидных организмов (см. Диплоид) не абсолютное; в нек-рых случаях перед образованием половых клеток между однотипными, или гомологичными, хромосомами происходит обмен соответств. участками; этот процесс носит назв. перекреста, или |
