Genetică generală

1. Din istoricul cercetarilor de genetica

Termenul "genetica" a fost propus, la cel de-al III-lea Congres International de Hibridare si Ameliorare a Plantelor (Londra), de catre W. Bateson, cel ce avea sa devina titularul primei catedre de profil din lume (catedra de Genetica de la Cambridge - Anglia, infiintata in 1909).

Civilizatia Greciei antice ne-a lasat marturii, de o deosebita profunzime si corectitudine, relative la fenomenul ereditatii. In privinta omului, de pilda, grecii au reluat idei ale filosofiei indiene, idei de sorginte eugenica, in conformitate cu care omul poate fi imbunatatit daca generatiile succesive sunt asigurate de indivizi sanatosi, inteligenti, frumosi etc.

Un punct de reper in orice analiza a antichitatii grecesti il constituie momentul Aristotel (384-322 i.e.n.). Aristotel a pus bazele embriologiei, urmarind ontogenia puiului de gaina - proces in care se pot face magistrale demostratii relative la fenomenul ereditatii. In Roma antica si-a etalat si dezvoltat conceptiile Galenos Claudios (129-199). Renumitul medic a efectuat experimente si observatii, a adunat si prelucrat date referitoare la procese de incrucisare la animale si a ajuns la concluzia ca cele doua sexe au rol egal in transmiterea caracterelor ereditare.

Dupa Evul Mediu, toate acumularile de pana atunci, combinate cu noile date furnizate de dezvoltarea fara precedent a agriculturii (productia vegetala si animala), a industriei (solicitanta a noi cantitati si a noi materii si materiale) si a relatiilor interumane, au fundamentat noua conceptie stiintifica, noua pozitie a omului in cadrul naturii.

In anul 1651, W. Harwey, cel ce a descoperit si a descris circulatia sangelui, stabileste un adevar incontestabil si incomensurabil ca valoare - toate vietuitoarele provin din oua fecundate. In 1665, in premiera mondiala, R. Hooke (1635-1703) descrie celula. Simultan, Antony van Leeuwenhoeck (1632-1723) descopera (cu microscopul perfectionat de el insusi) si descrie multe microorganisme si spermatozoizii de om, caine si iepure.

La mai putin de 50 de ani, adica in 1735, apare opera suedezului Carol Linne (1707-1778), Systema nature, opera fundamentala pentru teoreticieni si practicieni intrucat, in numai 12 pagini, oferea criterii clare de delimitare si caracterizare a speciilor, obiectul concret de lucru pentru cei ce investigau anatomia, fiziologia, reproducerea si comportamentul organismelor vegetale si animale.

Un punct nodal in demersurile pentru o conceptie biologica moderna il reprezinta descrierea nucleului celular de catre Schneider, Schwann, Schleiden, Virchow. Mai precizam ca daca diviziunea celulei animale fusese observata in 1827, iar cea a celulei vegetale (la o alga) in 1832, meioza a fost descrisa abia in 1870.

Dar, pentru o istorie a geneticii, este obligatorie prezentarea descoperirilor efectuate de Ch. Naudin care, in anul 1859, a publicat lucrarea Nouvelles recherches sur l'hibridite dans les vegetaux. In respectiva lucrare, Naudin sublinia aspecte importante ale transmiterii caracterelor ereditare, si anume: uniformitatea hibrizilor din prima generatie, diversitatea lor in generatiile urmatoare, segregarea "esentelor" (asa numeste Naudin factorii ereditari), revenirea la formele parentale etc. Naudin a lucrat cu specii ale genurilor Papaver, Primula, Datura, Nicotiana. Din pacate, el nu a reusit sa surprinda si sa enunte legitatile transmiterii caracterelor, legitatile ereditatii. Acest merit ii va reveni lui Mendel.

2. Legile ereditatii

2.1. Johann Gregor Mendel (1822-1884) - fondatorul geneticii

Pregatit de o multitudine de descoperiri, observatii si experimente, diseminate pe intregul parcurs al istoriei umane, momentul nasterii geneticii ca stiinta este momentul Mendel, mai precis, anul 1865, an in care opera sa Versuche uber Pflanzenhybriden (Experiente asupra hibrizilor la plante, tradusa si la noi, abia in 1945, de A. Piescu, in Buletinul Cultivarii si Fermentarii Tutunului) a primit bun de tipar si a fost publicata intr-o modesta revista provinciala - "Revista Naturalistilor din Brunn".

Pentru a nu exista neclaritati, precizam: in 1900 copilul minune al biologiei a fost regasit si inscris in actele oficiale. Nasterea lui, insa, avusese loc in 1865.

2.2. Experimentele efectuate de Johann Gregor Mendel

Mendel a experimentat pe diverse specii de plante apartinand genurilor Hieracium, Phaseolus si Pisum, atentie deosebita acordand insa mazarii (Pisum sativum).

In primul rand, Mendel a ales ca obiect de studiu o specie autogama - Pisum sativum. A avut, astfel, posibilitatea de a urmari, in descendenta, comportarea hibrizilor pe care i-a obtinut, in ritm si in proportii strict determinate.

In cel de al doilea rand, Mendel a facut ceea ce nu au gandit predecesorii sai - a verificat puritatea genotipica a plantelor luate in studiu. Pentru a fi sigur, Mendel a verificat descendenta fiecarui individ, timp de 3-4 generatii.

Se impune, cu aceasta ocazie, inca o remarca. Alegerea mazarii ca obiect pentru investigatii a fost benefica deoarece:

- specia este autogama, alterarea rezultatelor prin polenizari necontrolate fiind exclusa;

- perioada de vegetatie este scurta;

- trasaturile fenotipice contrastante (dominante-recesive) sunt distincte;

- castrarea plantelor este relativ usoara;

- sunt multe soiuri in cadrul speciei,

- hibrizii dintre diferitele soiuri sunt fertili;

2.2.1. Monohibridarea

In multe manuale de biologie se afirma ca monohibridarea presupune incrucisarea intre doua organisme deosebite intr-o singura pereche de caractere. Intrucat se pot naste confuzii, grave uneori, supunem atentiei urmatoarele aspecte ale problemei. Este vorba de manifestari diferite ale aceluiasi caracter, nu de caractere diferite. Culoarea verde sau galbena nu reprezinta caractere diferite, ci manifestari diferite (fenotipic) ale aceluiasi caracter (caracterul culoare, in cazul de fata). Prin urmare, monohibridarea reprezinta procesul de incrucisare (hibridare) a doi indivizi apartinand aceleiasi specii, genotipic puri (adica homozigoti), deosebiti intre ei prin manifestarea fenotipica a unui singur caracter.

Mendel a utilizat, pentru monohibridare, doua soiuri de mazare: unul cu boabe de culoare galbena si altul cu boabe de culoare verde. Reamintim ca, inainte de a efectua hibridarea, Mendel a perpetuat timp de 3-4 ani fiecare soi, spre a se convinge ca este stabil (ca ester genotipic pur, in terminologia genetica actuala). Recurgand la castrare si fecundare artificiala, in prima generatie hibrida, notata cu F1 (adica prima generatie filiala - in latina filius, filia = "fiu, fiica"), a obtinut numai plante cu boabe de o singura culoare - galbena, in experimentul de acest tip.