03.00.15 – генетика

Специальность
Постановление президиума ВАК от 27 июня 2001 г. № 99
 

Введение

Хромосомная теория наследственности

Методы изучения наследственности

Теория гена

Генетическая изменчивость

Молекулярные механизмы генетических процессов

Нехромосомная наследственность

Генетика онтогенеза

  • Онтогенез как процесс реализации наследственой программы развития организма. Понятие тотипотентности и ее эксперимен­тальное доказательство. Этапы онтогенеза.
  • Молекулярные механизмы реализации действия генов в онтогенезе. Дифференци­альная репликация (селективная амплификация, образование политенных хромосом). Дифференциальная транскрипция генов (образование хромосом типа ламповых щеток, пуфов). Дифференциальная трансляция. Дифференциальная посттрансляционная моди­фикация белков и выборочная их активация или инактивация. Хромосомные перестройки как механизм дифференциального изменения генотипа в процессе онтогенеза. Переклю­чение типов спаривания у дрожжей. Процесс дифференцировки лимфоцитов. Мута­ции, затрагивающие дифференциацию клеток и тканей в процессе индивидуального развития. Гомеозисные мутации. Фенокопии.
  • Отличие наследования экспрессии генов в покоящихся, делящихся и дифференцирующихся соматических клетках от законов менделевской генетики. Значение эпигенетических процессов в явлениях старения и рака. Понятие о «двойном наследовании». Роль метилирования ДНК в эпигенетической наследственности и изменчивости. Эпимутации и эпимутагены. Импринтинг генома гамет. Феномен прионов. Проблема клонирования млекопитающих и человека. Случаи наследования эпигенетических изменений в половых поколениях (парамутации и контролирующие элементы у кукурузы) и значение этого явления для понимания процессов эволюции, генетического действия факторов среды и селекции.

Популяционная и эволюционная генетика

  • Понятие о виде и популяции. Популяция как естественноисторическая единица вида. Понятие о частотах генов и генотипов. Математические модели в популяционной генетике. Закон Харди – Вайнберга, возможности его применения. С.С. Четвериков – основоположник экспериментальной популяционной генетики. Классическая и балансовая модели, равновесная полпуляция.
  • Генетическая гетерогенность популяций. Факторы динамики генетического состава популяции: нарушение панмиксии, малая чис­ленность популяции (дрейф генов), мутационный процесс, межпопуляционные миграции, действие отбора. Взаимодействие факторов динамики генетической структуры в природ­ных популяциях. Понятие о внутрипопуляционном генетическом полиморфизме и гене­тическом грузе. Естественный отбор как направляющий фактор эволюции популяций. Понятие о приспособленности и коэффициенте отбора. Формы отбора: движущий, стаби­лизирующий, дизруптивный. Роль генетических факторов в эволюции. Коэффициент наследуемости. Неравномерность скорости эволюции (явление прерывистого равновесия в палеонтологии). Эволюция «по горизонтали» (идеоадаптация) и «по вертикали» (дегенерация и прогрессивная эволюция – ароморфоз).
  • Молекулярно-генетические основы эволюции. Задачи геносистематики. Значение генетики популяций для медицинской генетики, селекции, решения проблем сохранения генофонда и биологического разнообразия.

Прикладные аспекты генетики

  • Генетика как теоретическая основа селекции. Уче­ние об исходном материале. Центры происхождения культурных растений по Н.И.Вавилову. Понятие о породе, сорте, штамме. Сохранение генофонда ценных культур­ных и диких форм растений и животных. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости (Н.И.Вавилов). Значение наследственной изменчивости для селекционного процесса и эволюции (микроорганизмы, растения, животные).
  • Частная генетика основных сельскохозяйственных культур. Генетические методы селекции сельскохозяйственных растений. Использование индуцированных мутаций и комбинативной изменчивости в селекции растений, живот­ных и микроорганизмов. Трансгрессивный рекомбиногенез в селекции растений.  Роль полиплоидии в селекции растений.
  • Системы скрещивания в селекции растений и животных. Аутбридинг Инбридинг. Отдаленная гибридизация. Особенности межвидовой и межродовой гибридизации, скре­щиваемость, фертильность. Методы преодоления несовместимости между видами и родами. Работы  Г.Д.Карпеченко по отдаленной гибридизации. Значение отдаленной гибридизации в селекции растений.  Работы И.В.Мичурина по отдаленной гибридизации плодовых культур.
  • Явление гетерозиса и его генетические механизмы. Методы   оценки и отбора  растений на комбинационную способность при гетерозисе. Использование гетерозиса у сельскохозяйственных растений.
  • Проблема нестабильности сортов растений. Возможные причины генетического разнообразия  «чистолинейного» материала. Явление генетической нестабильности и ее объяснение с позиций участия эпигенетических процессов. Возможности использования явлений генетической нестабильности в селекции и семеноводстве.
  • Методы биотехнологии растений. Особенности культуры клеток растений как мо­дельной биологической системы.  Каллусная культура: получение и поддержание. Цитогенетическая нестабильность каллусной и суспензионных культур. Сомаклональная изменчивость: природа и механизмы. Культу­ра пыльников, пыльцы, семяпочек, завязей и эндосперма. Спонтанная полиплоидизация, наблюдаемая при культивировании элементов генеративной сферы растений. Гаметоклональная изменчивость. Культура протопластов. Соматическая гибридизация: этапы и методы. Оплодотворение in vitro. Создание нового генетического материала зерновых (пшеницы, тритикале, риса) и технических культур (картофеля, сахарной свеклы, рапса) методами биотехнологии. Трансформация растительных тканей in vitro. Использование генетической трансформации для изучения экспрессии генов растений. Трансгенные растения. Перспективы методов генетической и клеточной инженерии в се­лекции и биотехнологии. Проблемы биобезопасности.

Генетика человека

Литература

  1. Айала Ф., Кайгер Дж. Современная генетика. – М.: Мир, 1987. – Т 1.– 295 с. Т 2 –368 с. Т.3 –335 с.
  2. Дубинин Н.П. Генетика.  – М., 1985 – 534 с.
  3. Бочков Н.П., Захаров А.Ф., Иванов В.И. Медицинская генетика. – М., 1984.
  4. Биотехнология растений: культура клеток. / Под. ред. Р.Г.Бутенко. – М: ВО Агропромиздат, 1989. – 280 с.
  5. Гершензон С. М. Основы современной генетики. – Киев: Наукова думка, 1983. – 560 с
  6. Инге–Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции. –М.: Высшая школа, 1989. – 591 с.  
  7. Картель Н.А. Биоинженерия: методы и возможности. – Мн.: Ураджай, 1989. – 143 с.
  8. Льюин В. Гены. – М.: Мир, 1987.
  9. Орлова Н.Н. Генетический анализ. – М.: Московский ун–т, 1991.
  10. Пехов А.П. Генетика бактерий. – М.: Медицина, 1977.
  11. Стент Г., Кэлиндар Р. Молекулярная генетика. – М.: Мир, 1981.
  12. Тихомирова М.М. Генетический анализ. – Л.: Ленинградский ун–т, 1990.
  13. Хигинс И., Бест Д., Джонс Дж. Биотехнология. Принципы и применение. Пер. с англ. – М, 1988. – 480 с.

Дополнительная литература

  1. Картель Н.А., Макеева Е.Н., Мезенко А.М. Генетика: энциклопедический словарь. – Мн:  Тэхналогія, 1999. – 447 с.
  2. Лобашев М.Е. Генетика. – Л.: Изд–во ЛГУ, 1967. – 752 с.
  3. Алиханян С.И. и др. Общая генетика. – М., 1985. – 446 с.     
  4. Сидоров В.А. Биотехнология растений: клеточная селекция. // Киев: Наукова думка, 1990. – 280 с.
  5. Скавронская А.Г. Теоретические и экспериментальные особенности генетического анализа бактерий. – М.: Медицина, 1976.
  6. Спирин А.С. Молекулярная биология. Структура и биосинтез нуклеиновых кислот. – М.: Высшая школа, 1990.
  7. Сэджер Р. Цитоплазматические гены и органеллы. – М.: Мир, 1975.
  8. Фогель Ф., Мотульский А. Генетика человека. – М.: Мир, 1989. Т. 1,2,3.
  9. Хесин Р.Б. Непостоянство генома. – М.: Наука, 1984.