I bob. Genetika fanining rivojlanish tarixi. 1 Genetika fanining rivojlanish tarixi va genetikasi

II.BOB.GENETIKA FANI TARAQQIYOTIGA HISSA QO‘SHGAN OLIMLAR
2.1. Genlarning o‘zaro ta’siri
Genlarning tuzilishi va faoliyatining molekulyar asoslarini kimyoviy, fizik, kibernetik metodlar va matematik modellashtirish orqali tadqiq qilish molekulyar genetikaning rivojlanishiga olib keldi. Molekulyar genetika sohasida erishilgan muvaffaqiyatlar DNK kodining kashf etilishi (James D. Watson va Francis Crick, 1953); oqsil molekulalari tarkibiga kiruvchi aminokislotalarning biosintez jarayonida oqsil hosil boʻlishidagi ishtirokini taʼmin etuvchi irsiy axborot (kod) birligi boʻlgan nukleotidlar tripletining aniqlanishi (Marshall Nirenberg, G. Mattey, Severo Ochoa va Francis Crick, 1961—62); genning molekulyar-genetik taʼrifi izohlanishi (George Wells Beadle va Edward Lawrie Tatum); laboratoriya sharoitida DNK molekulasining sunʼiy sintez kilinishi (A. Kornberg, 1958); gen funksiyasi, yaʼni oqsil sintez qilinishi regulyatsiyasi molekulyar mexanizmining ochib berilishi (Francois Jacob, J. Mono, 1961-62) bilan bogʻliq. Bu sohada nazariy tadqiqotlarning rivojlanishi natijasida genetikaning amaliy sohasi — gen injeneriyasi va biotexnologiya paydo boʻldi.
Irsiyatning mutatsiya nazariyasi kashf etilishi (de Vries, 1903) genetika tarixidagi muhim voqealardan biri boʻldi. Bu nazariyaga binoan kuchli taʼsir etuvchi omillar (mutagenlar) taʼsirida organizmlarning genlari tubdan oʻzgarib, yangi turgʻun xolatda nasldan-naslga beriladigan oʻzgaruvchanlik paydo boʻladi. Bu jarayon mutagenez, irsiy oʻzgargan belgi esa mutatsiya; mutatsiyaga ega boʻlgan organizm oʻz navbatida mutant deb ataladi. Ushbu nazariya dastlab rus olimi S. I. Korjinskiy tomonidan yangi dalillar bilan tasdiklandi. Nemis olimi Gregor Meller 1927-yilda drozofila pashshasiga radiatsiya nurlarini taʼsir ettirib, sunʼiy sharoitda koʻplab mutatsiya olish mumkin ekanligini isbotladi. U tajribada hosil boʻlayotgan mutatsiyalarni hisobga olish, ularning tabiatini oʻrganish metodini ishlab chikdi.
Rus olimlari genetika A. Nadson va genetika S. Filippov (1925) rentgen nurlari taʼsir ettirib, madaniy oʻsimliklarning har xil mutatsiyalarini olishdi. Ingliz olimi Sh. Auerbax, rus olimi I. A. Rapoport ayrim kuchli taʼsir etuvchi kimyoviy moddalar taʼsirida mutatsiya olish metodini ishlab chikdi. Bu tadqiqotlar mutatsion genetika yoʻnalishining paydo bulishiga olib keldi. Evolyutsion genetika organizmlardagi genetik qonuniyatlarni populyatsiya darajasida tekshiradi. Bunday maʼlumotlar evolyutsion taʼlimotni genetik asoslashga imkon berdi. Evolyutsion genetika duragaylash, mutagenez, alohidalanish (izolyatsiya), kuchish (migratsiya), tanlash, genlar dreyfi, populyatsiya toʻlqini kabi omillarning evolyutsiyadagi ahamiyatini tushunib olishga imkon beradi. Turlar evolyutsiyasi, hayvonlar zoti va oʻsimlik navlari yaratishning genetik asoslarini urganish imkonini beruvchi genetikmatematik metodlar ishlab chikildi (ingliz olimlari R. Fisher, J. Xoldeyn, amerikalik olim S. Rayt, 1920—30; rus olimlari S. S. Chetverikov, N. P. Dubinin va boshqalar). N. I. Vavilovning irsiy oʻzgaruvchanlikning gomologik qatorlar qonuni, madaniy oʻsimliklarning kelib chiqish genotsentrlari haqidagi taʼlimoti hamda geografik jihatdan uzoq formalarni chatishtirish va immunlik toʻgʻrisidagi nazariyalari oʻsimliklar seleksiyasi samaradorligini oshirishda katta ahamiyatga ega boʻldi. Bu gʻoyalar mevali daraxtlarning bir qancha serhosil va sovuqqa chidamli navlarini yetishtirish uchun asos boʻldi. Soʻnggi yillarda radiatsiya va kimyoviy mutagenlar yordamida mutatsiya vujudga keltirish usuli tobora keng qoʻllanilmoqda. Bir qator antibiotiklar, aminokislotalar va biologik faol moddalarning mutant shtammlari vujudga keltirilgan.
Oʻzbekistonda madaniy oʻsimliklar genetikasi va seleksiyasi sohasidagi ilmiy tadqiqot ishlari boshlangʻich material hisoblangan oʻsimliklar genofondini yaratish bilan bogʻliq. Oʻsimliklar genofondi oʻsimliklarning ikki kolleksiyasini oʻz ichiga oladi. Ulardan biri oʻsimliklarning madaniy navlari, chala yovvoyi va yovvoyi ajdodlarining dunyo kolleksiyasidir.
Oʻzbekistonlik olimlar genetika S. Zaysev, F. M. Mauyer, A. A. Abdullayev va boshqalarning saʼy harakatlari tufayli mamlakatimizda madaniy oʻsimliklarning boy kolleksiyasi barpo etildi. Soʻnggi yillarda gʻoʻzaning sof gomozigotali izogen, mutant, monosomik va translokatsion liniyalar genetik kolleksiyasini yaratish ustida tadqiqotlar olib borildi (J. A. Musayev). Toshkent davlat universiteti (hozirgi Oʻzbekiston milliy universiteti)ning bir guruh olimlari tomonidan gʻoʻzaning muhim morfologik, biologik, xoʻjalik ahamiyatiga ega belgilarning genetik asoslari oʻrganib chiqildi va genetik kolleksiyasi yaratildi. Kolleksiyaning asosiy qismi izogen liniyalar majmuasidan iborat boʻlib, oʻzining sifati va soni jihatidan mamlakatlar ichida yagona hisoblanadi. Bunday kolleksiyalar gʻoʻzaning monosom va translokatsion liniyalari boʻyicha ham barpo etilgan.
Keyingi yillarda genetika sohasidagi tadqiqotlar Genetika va oʻsimliklar eksperimental biologiyasi institutit ham olib borildi. Gʻoʻza sitogenetikasi va seleksiyasi sohalaridagi tadqiqotlarning rivojlanishiga S. S. Kanash, L. Genetika Arutyunova, F. M. Mauyer, A. A. Abdullayev, A. I. Avtonomov, L. V. Rumshevich, S. M. Mirahmedov, S. S. Sodiqov, B. P. Straumal va boshqalar katta hissa qoʻshdi. N. N. Nazirov, O. J. Jalilov olib borgan tadqiqotlar asosida radiobiologiya, radiatsion seleksiyaning nazariy va amaliy asoslari ishlab chiqildi. Gʻoʻza mutagenezi sohasida bir qancha muhim tadqiqotlar olib borildi (Sh. I. Ibrohimov, A. E. Egamberdiyev va boshqalar). Genetika sohasidagi tadqiqotlar bogʻdorchilik va tokchilik, donchilik, sholichilik, sabzavotchilik, botanika intlarida hamda bir qancha oliy oʻquv yurtlari kafedralarida olib boriladi.
Hayvonlar genetikasi va seleksiyasi sohasidagi tadqiqotlar chorvachilik, qorakoʻlchilik va ipakchilik ilmiy tadqiqot intlarida amalga oshiriladi. S. I. Shodmonov ishlab chiqqan immunogenetik metod krramollar seleksiyasi samaradorligini oshirish imkonini berdi. S. A. Azimov olib borgan genetik va seleksion tadqiqotlar natijasida sermahsul tovuq zotlari yetishtirildi. V. A. Strunnikov, U. N. Nasrullayev va boshqalar olib borgan izlanishlar tufayli ipak qurtining kelgusida erkak kapalaklar rivojlanib chiqadigan tuxumlarini tuxumlik davridan ajratib olish imkoniyati tugʻildi. Odam genetikasi va molekulyar biologiyaga oid ilmiy tadqiqot ishlari tibbiyot va pediatriya oliy oʻquv yurtlari kafedralarida hamda endokrinologiya, biokimyo, immunologiya, virusologiya, onkologiya va radiologiya ilmiy tadqiqot institutlarida amalga oshiriladi. Molekulyar genetika, biokimyo, gen injeneriyasi va biotexnologiya sohasidagi ilmiy izlanishlar genetika va oʻsimliklar eksperimental biologiyasi, bioorganik kimyo, mikrobiologiya kabi ilmiy tadqiqot intlari va OʻzMUda olib boriladi.
Tekshiradigan obʼyektiga binoan genetika odam genetikasi, hayvonlar genetikasi, oʻsimliklar genetikasi, mikroorganizmlar genetikasi, viruslar genetikasi kabi bir qancha fanlarga boʻlinadi. Bu fanlar ham oʻz navbatida bir qancha xususiy fanlarga (masalan: oʻsimliklar genetikasi, gʻoʻza genetikasi, bugʻdoy genetikasi, sholi genetikasiga) ajratiladi. Qoʻllaniladigan ilmiy metodlariga binoan klassik genetikani (Mendel), sitogenetika, biokimyo, molekulyar, fiziologik, ekologik genetika kabi tarmoklarga boʻlish mumkin
Ma’lumki har bir fanning tarixini insoniyat tarixidan izlash kerak. Xuddi shunday genetika fanining tarixi ham tajriba va hayot bilan bog‘liq. Inson juda qadimdan yaxshi narsalardan foydalanishga intilgan: misol uchun o‘simlik va chorva mollarini chatishtirib, yaxshi zot va navlar olgan. Bularni yanada takomillashtirib o‘z eҳtiyojini qondirish uchun ishlatgan.
Asrimizning 2-chi yarmida naslchilik va urug‘chilikda, o‘simlikshunoslikda erishilgan yutuqlar irsiyat masalalarini o‘rganishga katta qiziqish tug‘dirdi. Genetika, seleksiya fanlarining rivojlanishida angliyalik olim Ch. Darvinning (1809-1882) organik olamning rivojlanishi to‘g‘risidagi evolyutsion ta’limot muhim ahamiyatga ega. Darvingacha bo‘lgan davrda fan K.Linney (1707-1779) va J.Kyuve (1768-1832) ta’limoti asosida rivojlandi. Ularning ta’limotida o‘lik va tirik tabiat o‘zgarmas, o‘simlik va hayvonlar avval qanday bo‘lsa doimiy shunday bo‘ladi deyilgan. Ammo oz bo‘lsada Darvinga qadar ham «tabiat o‘zgaradi va rivojlanadi» degan elementar g‘oyalar bo‘lgan. J.Batist Lamark, Jorj Byuffon, Erazm Darvin, Lomonosov, Rule va boshqalar. Lekin shunday bo‘lsada, fan 18 asrda juda ko‘pgina savollarga javob bera olmas edi. (Nomi genetika bo‘lmasada, O‘rta Osiyoda ko‘pgina genetik ta’limotlar bor edi. Masalan: qaysi yoshda tug‘ish, naslning qiz-o‘g‘illigini bilish, yaxshi nav va zotli hayvon va o‘simliklar yaratish va hokazo. Suruvga qo‘chqor qo‘yish, yaxshi urug‘ ekish).
Ch. Darvinning 1859 yilda nashr etilgan «Turlarning kelib chiqishi» nomli asari bu savollarga anchagina javob beradi.
Darvin bu asarida turlar doimiy o‘zgarmas degan g‘oyaga barham berdi. U bu asarida irsiyat va o‘zgaruvchanlik tufayli tashqi sharoit ta’sirida bir necha formadagi organizmlar vujudga kelishini isbotlab berdi.
Darvin irsiyat, o‘zgaruvchanlik va tanlashning (tabiiy, sun’iy) evolyutsiya faktorlari sifatidagi ahamiyatini ko‘rsatib berdi. Uning ta’rificha, sifatlar vujudga kelsa, irsiyat bu xususiyatlarni avlodlarga mustahkamlaydi, tabiiy tanlanish esa ma’lum sharoitga moslanishni vujudga keltiradi, natijada foydali o‘zgaruvchanlikka ega bo‘lgan organizmlar yashaydi, aks holdagilari nobud bo‘ladi.Darvinning «Xonakilashtirish ta’sirida hayvon va o‘simliklarning o‘zgarishi» (1868), «Odamning paydo bo‘lishi va jinsiy tanlanish» (1871) kabi asarlari biologiyada evolyutsion ta’limotning nazariy asosini tashkil etdi.
Nemis olimi Gofmeyster hujayra yadrosining bo‘linishi va ona hujayradan 2 ta qiz hujayra hosil bo‘lishini 1848 yilda aniqladi.
Keyinroq Ru o‘simlik va hayvon hujayralari bo‘linishi umumiyligini belgilab berdi. V.Valdeyer xromosomani aniqladi.1874 yilda I.D.CHistyakov somatik hujayraning bo‘linishini o‘rganib Gofmeyster fikrini tasdiqladi. O.Gertvig tipratikonlarda tuxum hujayra yadrosining spermatozoid yadrosi bilan qo‘shilishini 1875 yilda birinchi marta aniqladi. Bu hodisa 1880-1883 yillarda ochiq urug‘li o‘simliklarda Gorojankin, 1884 yilda yopiq urug‘lilarda Strasburgerlar tomonidan o‘rganildi. 18-asr oxirida Karl Ber sut emizuvchilar tuxum hujayrasini kashf etib, barcha organizmlar yagona hujayradan hayot boshlashini ko‘rsatib berdi. Ya’ni, hujayra tirik organizmlarning faqat tuzilish birligi bo‘lib qolmay, balki rivojlanish birligi hamdir.
Darvin o‘zgaruvchanlikda va yangi organizmlar vujudga kelishida duragaylanish muhim ahamiyatga ega ekanligini aniqladi. Shuning uchun ham genetikaning fan sifatida maydonga kelishini 1900 yilning bahori hisoblaymiz.
Yuqorida nomlari qayd etilgan uchchala botanik olim ham chex olimi G.Mendelning 1865 yilda e’lon qilingan irsiyat qonunlarini «qaytadan kashf etdilar». Bu qonun Mendelning 1865 yilda nashr etilgan «O‘simlik duragaylari ustida tajribalar» asarida bayon etilgan edi. Mendel no‘xat ustida tajriba olib borib, ularning ayrim belgilarining keyingi bo‘g‘inda berilishini o‘rgandi va 2 ta muhim masalani hal etdi.
Belgi va xususiyatlar jinsiy hujayralar orqali beriladigan ayrim irsiy omillar bilan belgilanadi.Organizmlar chatishtirilganda ularning ayrim belgi va xususiyatlari yo‘qolib ketmaydi, balki ota va onada qanday bo‘lsa, kelgusi bo‘g‘inlarda ham shunday saqlanadi.
Mendelning bu ta’limoti genetikaning kelgusi rivojlanishiga nazariy asos bo‘ldi. Gugo de Frizning mutatsiya haqidagi ta’limoti ham genetikaning keyingi rivojiga yordam qildi. Iogannsan toza liniya va populyatsiyalarda belgilarning nasldan-naslga berilishiga doir tajribalar olib bordi. U bir oilaga oid va tashqi irsiy jihatdan bir xil bo‘lib, populyatsiyalardan iborat ekanligini aniqladi.
1909 yilda «toza liniya», «genotip», «fenotip» va «gen» degan tushunchalar fanga kiritildi. Irsiyat va o‘zgaruvchanlik haqidagi fanga 1906 yilda angliyalik olim V. Betson genetika deb nom berdi.
Ikkinchi bosqich irsiyatning moddiy negizini o‘rganish, xromosoma ta’limotining kashf etilishi bilan bog‘liq. T.Boveri, U.Setton, E.Vilson xromosomalarni o‘rganib (1902-1907) hujayraning bo‘linishi va jinsiy hujayraning vujudga kelishi jarayonida irsiy faktorlar (genlar) bilan xromosomalar o‘rtasida ma’lum bog‘lanish bo‘lishini aniqladi.
Amerikalik Tomos Morgan 1911 yilda o‘z shogirdlari bilan birga xromosoma ta’limotini yaratdi. Bu ta’limot xromosomalarda genlar bir chiziqda ketma-ket joylashishini va muayyan turda necha juft gomologik xromosoma bo‘lsa, shuncha birikish gruppasi hosil qilinishini tushuntirib berdi. Morgon fikricha genlar xromosomalarning moddiy bo‘lakchalaridir. Morgon ta’limoti organizmlarning irsiyati va o’zgaruvchanligini o‘rganishda Sitologik metodga asos soldi. Natijada genetikada yangi yo‘nalish – sitogenetika vujudga keldi.
Xromosoma ta’limoti genetikada buyuk kashfiyot bo‘ldi. Biroq bu davrda gen mutatsiyasi o’zidan-o’zi vujudga keluvchi, tashqi sharoitga bog‘liq bo‘lmagan irsiy o‘zgaruvchanlik deb qaralar edi. Sababi tashqi sharoit ta’sirida organizmdagi mutatsion o’zgarishlarni vujudga keltirish bo‘yicha olib borilgan ko’pgina ishlar natijasiz bo‘ldi. Faqat 1925 yilda G.A.Nadson va G.S.Filippovlar achitqi zamburuғiga radiy nurlari ta’sir ettirib, birinchi marta mutatsiya oldi. Amerikalik genetik G.Meller meva pashshasi (drozofila) ga rengent nurlari ta’sir ettirilib, mutatsiya chastotasining ko‘payishini isbotlab, mutatsiyalar miqdorini aniq hisobga olish usulini ishlab chiqdi.
1932 yilda AQSh da L.Stadler, Sapagen, Delonelar makkajo‘xori va bug‘doyning xo‘jalik uchun qimmatli navlarini yaratdi. Bu ishlari bilan radiatsion mutagenez usulidan foydalanishni taklif qildi. Natijada genetikada yangi yo‘nalish radiatsion genetika vujudga keldi. Saharov, Loboshev, Rapopport, Auerbixlar irsiy o‘zgaruvchanlikni vujudga keltirishda ximiyaviy moddalardan foydalanib, kimyoviy mutagen ta’limotini yaratdi.
1930 yillarda Serebrovskiy va Dubininlar gen to‘g‘risidagi ta’limotni yanada rivojlantirdi. Dubinin molekulyar genetika asoschisi hisoblanadi. U gen ham bir qancha qismlardan iborat ekanligini isbotladi, ya’ni gen xromosomaning bir qismi N.K.Koltsov genlarning ximiyaviy tarkibini o‘rganib molekulyar genetikani yanada rivojlantirdi. Genetikaning rivojlanishida N.I.Vavilovning xizmati katta. U irsiy o‘zgaruvchanlikda gomologik qatorlar qonunini ishlab chikdi. N.Vavilov bu qonun asosida madaniy o‘simliklarning kelib chiqishi va joylashish markazlarini aniqladi. Geografik tarqalishining va joylashishining sabablarini isbotladi.
Genetika fanini rivojlanishga I.Michurinning xizmatlari katta. U sistematik jihatdan uzoq bo‘lgan formalarning chatishmasligi va olingan duragayning naslsiz bo‘lishiga barham berish mumkinligini isbotladi. Navashin esa qo‘sh urug‘lanish hodisasini isbotladi. Genetikaning metodlarini seleksiya bilan bog‘lab olib borish natijasida, geografik jihatidan uzoq bo‘lgan formalarning chatishmasligi va ulardan olingan duragaylarning naslsiz bo‘lishiga barham beradigan usullarni ishlab chiqqan olim Karpechenko Michurinni ishlarini yanada rivojlantirdi.
Astaurov radiatsion genetika metodi asosida ipak qurtining jinsini boshqarish mumkinligini isbotladi.
Uchinchi bosqich esa irsiyat va o‘zgaruvchanlikni o‘rganishda ximiya, fizika, matematika, kibernetika kabi aniq fanlarning usul va printsiplaridan foydalanish davri bo‘ldi. Natijada irsiyatning moddiy asosi bo‘lgan hujayraning molekulyar darajasida o‘rganildi. Bunda tez ko‘payuvchi va ko‘plab nasl beruvchi mikroorganizmlar, bakteriya va zamburug‘lardan foydalanildi.
1944 yilda amerikalik mikrobiolog olim O.Everi irsiyatning moddiy asosi – xromosomadagi oqsil komponentlari bo‘lmay, balki uning DNK si ekanligini isbotladi. Hozirgi kunda organizmlarning belgi va xususiyatlari xromosomalar orqali nasldan-naslga berilishi ma’lum. Xromosomalar ipsimon ikkita uzun molekula bog‘lamlaridan, ya’ni DNK dan iboratligi aniqlandi.
Gen xromosomada o‘ziga xos qismlardan iborat bo‘lib, vazifa va tuzilishiga ko‘ra uning asosiy qismini tashkil etadi. Gen xromosomadan ajratib olinsa, xromosomaning funktsiyasi buziladi. Gen xaqiqiy mavjud bo‘lib, alohida mutatsiyalanish, birikish yoki kombinatsiyalanish, ajralish va ma’lum ta’sir ko‘rsatish xususiyatiga ega bo‘lgan irsiyat birligidir. Genetikaning oldida turgan eng qiyin masala genning irsiyat birligi sifatida tabiatini va organizmlarda ma’lum belgilar orqali namoyon bo‘lish xususiyatlarini o‘rganishdir. Buni hozirgi kunda Sitologiya, bioximiya, biofizika kabi fanlar hal etdi. Gen birinchidan, xromosomada nusxa ko‘chirish (reduplikatsiya), ikkinchidan mutatsion o‘zgarish xususiyatiga ega, uchinchidan esa u aniq ximiyaviy struktura bilan bog‘langan, to‘rtinchidan, oqsil molekulasida aminokislotalarning tartib bilan o‘rin almashishini nazorat qiladi.
1953 yilda irsiy belgilarning nasldan-naslga o‘tishida DNK ning ahamiyati isbotlangan. Angliyalik F.Krik va amerikalik D.Uotson DNK molekulasining tuzilishini aniqlagan. 1961-1962 yil fransiyalik F.Jakob va J.Mono oqsil sintezining regulyatsiyasi ta’limotini ishlab chiqdi. F.Krik, S.Ochoa Nirenberg irsiyat kodini va oqsil molekulasiga kiradigan 20 ta aminokislota uchun nukleotidlar tripleti tarkibini aniqladi.