История генетики: от опытов Менделя до генома человека

Вечером 8 февраля 1865 года в здании реального училища в Брюнне (ныне Брно) собралось Общество естествоиспытателей — около сорока человек: врачи, учителя, аптекари, любители ботаники. Перед ними выступил 42-летний монах августинского монастыря Святого Фомы и учитель физики Грегор Мендель. Он рассказал об опытах, которые восемь лет ставил на грядках монастырского сада с горохом, и показал таблицы чисел. Через месяц он прочёл вторую часть доклада. Слушатели вежливо поблагодарили, вопросов почти не задавали, и в протоколе заседания не осталось следов обсуждения. Статья «Опыты над растительными гибридами», вышедшая в 1866 году в трудах общества, разошлась по библиотекам Европы и почти никем не была прочитана. Мендель умер в 1884 году аббатом монастыря, так и не узнав, что заложил основу новой науки. Её рождение отсчитывают от 1900 года, когда три ботаника независимо друг от друга пришли к тем же законам и нашли его забытую статью.

Это первая статья серии о генетике — понятиях, методах и закономерностях наследственности (элементы 3.2 и 3.3 кодификатора ЕГЭ). Здесь — история науки: как люди представляли наследственность до Менделя, что именно он открыл и почему его не поняли, как возникли основные понятия генетики, хромосомная теория, генетика популяций, молекулярная генетика и как развивалась генетика в нашей стране. Основные понятия и символика подробно разобраны в статье «Основные понятия генетики и генетическая символика», методы — в статье «Методы генетики»; закономерности наследования — в следующих статьях серии.

• 1. Наследственность до Менделя
• 2. Опыты Грегора Менделя
• 3. 1900 год: рождение генетики
• 4. Гены в хромосомах
• 5. Мутации, гомологические ряды, популяции
• 6. От гена к ДНК
• 7. Генетика становится технологией
• 8. Организмы, на которых построена генетика
• 9. Отечественная генетика
• 10. Генетика сегодня
• 11. Итог: что важно знать
• 12. Частые ошибки
• 13. Интересные факты
• 14. Частые вопросы
• 15. ЕГЭ
• 16. Для олимпиад
• 17. Задания с разбором
• Литература

1. Наследственность до Менделя

Наследственность — свойство организмов передавать потомкам свои признаки и особенности развития. Люди пользовались им задолго до появления науки: тысячи лет выводили сорта растений и породы животных, отбирая лучших производителей. Но как именно признаки передаются от родителей к детям, никто не понимал.

До середины XIX века господствовало представление о «слитной» наследственности: считали, что свойства родителей смешиваются в потомке, как смешиваются две краски или два раствора. Ребёнок высокого и низкого родителей получается среднего роста, потомок чёрной и белой лошади — серым. Это казалось очевидным. Но у такой картины было тяжёлое следствие, которое в 1867 году заметил шотландский инженер Флеминг Дженкин в рецензии на «Происхождение видов». Если признаки смешиваются, любой новый полезный признак, возникший у одной особи, при скрещивании с обычными особями будет «разбавляться» вдвое в каждом поколении и через несколько поколений исчезнет. Значит, естественному отбору будет не на чем работать. Дарвин понимал серьёзность возражения, но ответить на него не мог: он сам придерживался гипотезы пангенезиса, по которой каждая часть тела выделяет мельчайшие частицы — «геммулы», которые собираются в половых клетках и смешиваются при оплодотворении.

Первые гибридизаторы

Первые систематические опыты по скрещиванию растений поставил в 1760-х годах немецкий ботаник Йозеф Кёльрейтер, работавший некоторое время в Петербургской академии наук. Он скрещивал разные виды табака и получал гибриды, показав, что в образовании семян участвуют и пыльца, и семязачаток, — то есть что у растений есть половое размножение. В XIX веке гибридизацией занимались немецкий врач Карл Гертнер, проведший около десяти тысяч скрещиваний, и француз Шарль Ноден. Они видели, что гибриды первого поколения бывают единообразны, а во втором поколении снова появляются формы, похожие на исходных родителей. Ноден в 1863 году прямо писал о «расхождении» признаков у потомков гибридов.

Почему же закономерностей не увидели? Гибридизаторы рассматривали организм в целом: сравнивали общий облик гибридов с родителями, не выделяя отдельных признаков, и не считали, сколько потомков каждого типа появилось. Без подсчёта простые числовые отношения — 3 : 1 или 9 : 3 : 3 : 1 — остаются незаметными в пёстрой картине. Решающим новшеством Менделя стали анализ отдельных признаков и количественный учёт потомства.

2. Опыты Грегора Менделя

Иоганн Мендель родился в 1822 году в бедной крестьянской семье в Силезии. Чтобы получить образование, в 21 год он вступил в августинский монастырь в Брюнне и принял монашеское имя Грегор. Монастырь Святого Фомы был необычным: его монахи преподавали в школах и занимались наукой, при нём был ботанический сад и богатая библиотека. Мендель два года учился в Венском университете физике, математике, ботанике, — и, вероятно, именно это сделало его взгляд на биологию необычным: он подошёл к наследственности как физик, ожидающий найти в природе простые числовые закономерности.

Почему горох

Выбор объекта во многом определил успех. Горох посевной оказался почти идеальным: его сорта — чистые линии, которые при самоопылении из поколения в поколение сохраняют свои признаки; у него много чётких контрастных признаков; цветок самоопыляется ещё до раскрытия, поэтому случайное опыление чужой пыльцой исключено, а для скрещивания достаточно удалить тычинки в бутоне и нанести пыльцу другого сорта кисточкой; растения дают много семян, и потомков легко сосчитать. Два года Мендель проверял 34 сорта гороха на постоянство признаков и отобрал 22 из них.

С 1856 по 1863 год Мендель вырастил десятки тысяч растений гороха. Он скрещивал растения, различающиеся сначала по одному признаку, затем по двум и трём, и в каждом поколении тщательно подсчитывал потомков каждого типа. Во втором поколении, по какому бы признаку ни шло скрещивание, всегда получалось примерно три растения с одним признаком на одно с другим. А при скрещивании по двум признакам — 9 : 3 : 3 : 1.

Из этих чисел Мендель сделал выводы, которые и составили основу генетики. Признаки определяются отдельными наследственными «факторами», которые не смешиваются и не разбавляются, а передаются потомкам в неизменном виде. У каждого растения два фактора для каждого признака — от двух родителей, — а в половую клетку попадает только один из них. Один фактор может быть доминантным, подавляющим проявление другого, рецессивного, но рецессивный фактор не исчезает и снова проявляется у части потомков. Мендель обозначил факторы буквами — заглавными для доминантных, строчными для рецессивных, — и эта символика сохранилась до сих пор.

Почему открытие не поняли

Мендель разослал оттиски своей статьи известным ботаникам. Самый влиятельный из них, мюнхенский профессор Карл Нэгели, ответил вежливо, но скептически и посоветовал проверить выводы на ястребинке — растении, которым занимался сам. Мендель послушался и несколько лет скрещивал ястребинки, но получал совсем другие результаты: потомки гибридов не расщеплялись. Это обескуражило его. Только в XX веке выяснилось, что у ястребинки семена обычно образуются без оплодотворения (апомиктически), поэтому потомки — копии матери, и законы Менделя на ней проверить нельзя. С 1868 года Мендель стал настоятелем монастыря, хозяйственные дела и спор с властями о налогах на монастырь отнимали всё его время, и он почти оставил науку.

Были и более глубокие причины непонимания. Биологи XIX века мыслили описательно, и статья, построенная на числах и вероятностях, казалась им странной. О хромосомах и мейозе тогда ещё почти ничего не знали, и «факторам» Менделя не было материального объяснения. А сам Мендель изучал простые признаки, а большинство натуралистов интересовалось сложными, плавно изменяющимися признаками, которые на первый взгляд расщеплению не подчиняются. Работа опередила своё время на 35 лет.

Ирония истории в том, что Мендель и Дарвин были современниками и, возможно, решили бы друг за друга главные трудности. Мендель читал «Происхождение видов» — немецкий перевод книги с его пометками на полях сохранился в монастырской библиотеке. Дарвин же статьи Менделя не знал: её оттиска у него не было, а в книгах, которые он читал, она упоминалась мимоходом. Законы Менделя как раз и давали ответ на возражение Дженкина: если наследственные задатки не смешиваются, новый полезный признак не «растворяется» в потомстве и может распространяться под действием отбора. После смерти Менделя в 1884 году его преемник на посту настоятеля сжёг часть его бумаг, и многие подробности опытов навсегда утрачены.

Слишком хорошие числа?

В 1936 году великий британский статистик Рональд Фишер заново проанализировал данные Менделя и пришёл к неожиданному выводу [1]: они слишком близки к ожидаемым. По расчётам Фишера, при таком числе растений случайные отклонения от 3 : 1 должны были бы быть заметно больше, а вероятность получить столь точное совпадение во всех опытах подряд — очень мала. Кроме того, в одном из опытов Мендель, по мнению Фишера, ожидал не то соотношение, которое должен был бы ожидать при его способе проверки, но получил именно его. Фишер предположил, что кто-то из помощников, знавших, что «должно» получиться, невольно подправил результаты. Этот спор идёт до сих пор. Многие исследователи считают, что Мендель мог останавливать подсчёт, когда числа «устраивали» его, или отбирать для статьи самые ясные опыты, а некоторые возражения Фишера объясняют особенностями техники Менделя. Но никто не сомневается в главном: законы Менделя верны и проверены миллионы раз.

3. 1900 год: рождение генетики

Весной 1900 года почти одновременно три ботаника опубликовали работы о расщеплении гибридов: нидерландец Хуго де Фриз, немец Карл Корренс и австриец Эрих Чермак. Каждый из них, ставя собственные опыты, пришёл к тем же закономерностям и, разыскивая литературу, обнаружил статью Менделя. Корренс назвал свою статью «Правило Г. Менделя о поведении потомства гибридов» [2] и подчеркнул приоритет Менделя. С этого года начинается систематическое изучение наследственности, и 1900 год считают годом рождения генетики.

Вскоре оказалось, что законы Менделя действуют не только у гороха, но и у кукурузы, мышей, кур, человека. Британский биолог Уильям Бэтсон стал самым горячим пропагандистом менделизма: он перевёл статью Менделя на английский и в 1902 году ввёл термины «аллеломорф» (позже сокращённый до «аллеля»), «гомозигота» и «гетерозигота», а в 1906 году предложил и название новой науки — генетика (от греческого слова «происхождение»). Он же со своим коллегой Реджиналдом Паннетом обнаружил первые случаи взаимодействия генов и сцепления, хотя объяснить сцепление не смог. Паннет придумал знаменитую решётку для записи скрещиваний — решётку Пеннета.

Ген, генотип, фенотип

Датский ботаник Вильгельм Иогансен в 1903 году поставил классический опыт с фасолью. Он взял семена одного сорта, которые сильно различались по массе, и вырастил из самых крупных и самых мелких семян отдельные растения. Фасоль самоопыляется, и потомство каждого растения — чистая линия. Оказалось, что внутри одной чистой линии отбор не действует: потомки самых крупных и самых мелких семян одной линии давали семена одинаковой средней массы. Различия внутри линии были вызваны условиями выращивания — положением семени в бобе, питанием растения — и не наследовались. Отбор в смеси разных линий давал результат только потому, что выделял линии с разными наследственными задатками. В 1909 году Иогансен предложил слова «ген», «генотип» и «фенотип» и чётко разделил наследственную основу организма и его признаки, складывающиеся под влиянием и генов, и среды [3].

Менделисты против биометриков

Первые годы XX века прошли в ожесточённом споре. В Англии двоюродный брат Дарвина Фрэнсис Гальтон и его ученик Карл Пирсон изучали наследование роста, умственных способностей и других признаков, изменяющихся плавно, методами статистики. Они установили, что дети очень высоких родителей в среднем ниже родителей, а дети очень низких — выше («возврат к среднему»), и считали, что плавно изменяющиеся признаки не подчиняются законам Менделя. Бэтсон, наоборот, отстаивал дискретную наследственность и не признавал статистических методов. Спор был настолько резким, что учёные отказывались печататься в одних журналах. Примирил стороны в 1918 году молодой Рональд Фишер: он показал математически, что если признак определяется многими генами, каждый из которых наследуется по Менделю, а среда добавляет свои небольшие различия, то распределение признака в популяции будет плавным, как у роста. Менделизм и статистика оказались двумя сторонами одной картины (о таких признаках — в статье серии о полимерии).

Ошибка де Фриза

Хуго де Фриз, один из переоткрывателей законов Менделя, создал и мутационную теорию: он считал, что новые виды возникают внезапно, одним скачком. Основанием служили наблюдения за растением энотерой Ламарка, у которой в посевах время от времени появлялись резко отличающиеся формы. Позже выяснилось, что у энотеры необычно устроены хромосомы: они образуют в мейозе кольца и цепи, и «новые формы» — это не новые мутации, а редкие перекомбинации уже существующих хромосомных перестроек. Само понятие мутации, однако, прочно вошло в науку.

4. Гены в хромосомах

К 1900 году цитологи уже подробно описали митоз, мейоз и оплодотворение. В 1902–1903 годах американский студент Уолтер Сеттон, изучавший сперматогенез у кузнечиков, и немецкий зоолог Теодор Бовери, работавший с морскими ежами, независимо обратили внимание на поразительный параллелизм [4]. Хромосомы в клетках парные — и наследственные факторы Менделя парные. В мейозе гомологичные хромосомы расходятся в разные гаметы — и факторы расходятся. При оплодотворении парность хромосом восстанавливается — и факторов снова два. Разные пары хромосом расходятся независимо друг от друга — и разные пары факторов комбинируются независимо. Отсюда следовала гипотеза: факторы Менделя находятся в хромосомах.

Комната с мухами

Доказать это удалось американскому зоологу Томасу Ханту Моргану. Вначале он относился к менделизму скептически. Около 1908 года в Колумбийском университете в Нью-Йорке он начал разводить плодовых мушек дрозофил в молочных бутылках, надеясь найти у них мутации. Дрозофила оказалась прекрасным объектом: поколение сменяется примерно за две недели, мухи плодовиты и неприхотливы, а хромосом у них всего четыре пары. В 1910 году среди красноглазых мух появился самец с белыми глазами [5]. Изучая наследование этого признака, Морган обнаружил, что он связан с полом, и объяснил это расположением гена в X-хромосоме (подробнее — в статье «Наследование, сцепленное с полом»).

Лабораторию Моргана — тесную комнату, уставленную бутылками с мухами, — прозвали «мушиной комнатой». В ней работали студенты Альфред Стёртевант, Кэлвин Бриджес и Герман Мёллер. За несколько лет они нашли десятки мутаций и показали, что гены, лежащие в одной хромосоме, наследуются вместе — сцепленно, а сцепление нарушается при кроссинговере тем чаще, чем дальше гены друг от друга. В 1911 году 19-летний Стёртевант за одну ночь, отложив домашние задания, построил по частотам кроссинговера первую генетическую карту — расположение шести генов X-хромосомы дрозофилы в линию [6]. Бриджес в 1916 году доказал, что гены лежат в хромосомах, изучив мух с нарушенным расхождением половых хромосом. Так была создана хромосомная теория наследственности, и в 1933 году Морган получил за неё Нобелевскую премию. Подробно о сцеплении и хромосомной теории — в статьях серии о сцепленном наследовании и о хромосомной теории.

Нетти Стивенс и половые хромосомы

Одно из ключевых звеньев хромосомной теории добавила американский цитолог Нетти Стивенс. В 1905 году, изучая сперматогенез мучного хрущака, она увидела, что у самцов одна пара хромосом неравная — крупная и мелкая хромосомы, — а у самок обе крупные, и что половина сперматозоидов несёт мелкую хромосому, половина — крупную. Она сделала вывод, что пол определяется хромосомами, полученными от отца. Почти одновременно к тем же выводам пришёл американец Эдмунд Уилсон. Это была первая связь определённого признака — пола — с определёнными хромосомами (подробнее — в статье «Генетика пола»).

Доказательство Бриджеса

Окончательно связь генов с хромосомами доказал Кэлвин Бриджес. Скрещивая белоглазых самок с красноглазыми самцами, он должен был получать белоглазых сыновей и красноглазых дочерей, но изредка появлялись «исключения» — красноглазые сыновья и белоглазые дочери. Бриджес предположил, что у матери-исключения обе X-хромосомы иногда не расходятся в мейозе и попадают в одну яйцеклетку. Тогда исключительные дочери должны иметь лишнюю Y-хромосому (XXY), а сыновья — одну X без Y (XO). Он рассмотрел клетки таких мух под микроскопом — и увидел именно эти наборы хромосом. Необычное наследование признака точно совпало с необычным набором хромосом. Работа вышла в 1916 году в первом номере нового журнала «Genetics».

5. Мутации, гомологические ряды, популяции

Разобравшись, где находятся гены, генетики задались вопросом: откуда берутся новые аллели? Хуго де Фриз ещё в 1901 году назвал внезапные наследственные изменения мутациями. Но мутации возникали редко и случайно, и изучать их было трудно, пока не научились вызывать их искусственно. В 1925 году советские микробиологи Георгий Надсон и Григорий Филиппов получили мутации у дрожжей, облучая их радием. В 1927 году ученик Моргана Герман Мёллер облучал дрозофил рентгеновскими лучами и получил примерно в 150 раз больше мутаций, чем возникает самопроизвольно [7]. Так возник экспериментальный мутагенез; в 1946 году Мёллер получил Нобелевскую премию. В 1933–1937 годах Мёллер работал в Ленинграде и Москве, в институте генетики Вавилова, и привёз в СССР коллекции линий дрозофилы; но с усилением кампании против генетики ему пришлось уехать. А в 1946 году независимо друг от друга британка Шарлотта Ауэрбах и советский генетик Иосиф Рапопорт открыли химический мутагенез — способность некоторых веществ вызывать мутации.

Закон гомологических рядов

В 1920 году на съезде селекционеров в Саратове 32-летний Николай Вавилов выступил с докладом о законе гомологических рядов в наследственной изменчивости [8]. Изучая тысячи сортов пшеницы, ячменя, ржи, овса, он заметил, что у родственных видов и родов встречаются сходные ряды наследственных форм: если у пшеницы есть формы с остистым и безостым колосом, с красным и белым зерном, озимые и яровые, то такие же формы можно найти и у ячменя, и у ржи. Закон позволял предсказывать ещё не найденные формы — подобно тому как периодическая система Менделеева предсказывала не открытые элементы, — и слушатели аплодировали стоя. Вавилов создал и учение о центрах происхождения культурных растений: собрав со своими сотрудниками в экспедициях по пяти континентам более 250 тысяч образцов семян, он выделил районы мира, где возникли и сосредоточено наибольшее разнообразие форм пшеницы, картофеля, кукурузы и других культур.

Генетика популяций

В 1926 году московский генетик Сергей Четвериков опубликовал работу, связавшую генетику с учением Дарвина. Он показал, что мутации, возникающие в природе, в основном рецессивны и в гетерозиготном состоянии скрыты от отбора, поэтому природные популяции «насыщены» рецессивными мутациями, как губка водой. Его сотрудники проверили это на диких дрозофилах из-под Москвы и действительно нашли множество скрытых мутаций. Этот скрытый резерв наследственной изменчивости становится материалом для отбора, когда условия меняются. Почти одновременно британцы Рональд Фишер и Джон Холдейн и американец Сьюэл Райт построили математическую теорию изменения частот аллелей в популяциях. Их работы легли в основу синтетической теории эволюции 1930–1940-х годов (подробнее — в статье «Популяция и закон Харди — Вайнберга»).

Генетика на поле

Генетика очень быстро стала практической наукой. В 1908 году американский генетик Джордж Шелл заметил, что гибриды двух чистых линий кукурузы растут намного мощнее обоих родителей [9]. Это явление назвали гетерозисом. К 1940-м годам почти вся кукуруза в США выращивалась из гибридных семян, и урожаи выросли в несколько раз. В 1950–1960-х годах американский селекционер Норман Борлоуг вывел низкорослые сорта пшеницы, которые не полегали под тяжестью колоса и хорошо отзывались на удобрения; эти сорта, а также сорта риса, выведенные в Азии, удвоили урожаи в Мексике, Индии и Пакистане. Это назвали «зелёной революцией», и в 1970 году Борлоуг получил Нобелевскую премию мира. Коллекция Вавилова и закон гомологических рядов тоже служили селекции: по закону можно было искать нужные признаки у родственных видов.

В 1927 году Николай Кольцов, основатель Института экспериментальной биологии в Москве, высказал смелую гипотезу: наследственные свойства записаны в гигантских молекулах, которые при делении клетки воспроизводятся «матричным» путём — каждая старая молекула служит образцом для построения новой. Кольцов думал, что это молекулы белка, и в этом ошибся, но сама идея матричного копирования была подтверждена через четверть века открытием двойной спирали ДНК.

6. От гена к ДНК

К концу 1920-х годов было известно, что гены лежат в хромосомах, а хромосомы состоят из белков и ДНК. Большинство учёных считало носителем наследственности белки: в них 20 разных аминокислот, а в ДНК только четыре нуклеотида, и она казалась слишком простой для такой задачи.

Трансформация

В 1928 году британский врач Фредерик Гриффит изучал пневмококки [10]. Одна их форма, с капсулой, убивала мышей, другая, без капсулы, была безвредна. Убитые нагреванием капсульные бактерии мышей не убивали. Но если мышам вводили смесь убитых капсульных и живых бескапсульных бактерий, мыши погибали, а из их крови выделялись живые капсульные бактерии. Что-то из убитых клеток превратило безвредные бактерии в болезнетворные. Это явление назвали трансформацией. В 1944 году американские исследователи Освальд Эйвери, Колин Мак-Леод и Маклин Мак-Карти выделили «трансформирующее начало» в чистом виде и доказали, что это ДНК [11]: его разрушали ферменты, расщепляющие ДНК, но не ферменты, расщепляющие белки.

Многие отнеслись к этому выводу с сомнением. Окончательно убедил всех в 1952 году опыт Альфреда Херши и Марты Чейз [12]. Они пометили белок одной группы бактериофагов радиоактивной серой, а ДНК другой группы — радиоактивным фосфором. После заражения бактерий внутрь клеток попадал фосфор, то есть ДНК фага, а белковые оболочки оставались снаружи. Новые фаги образовывались в клетке по информации, принесённой ДНК.

Один ген — один фермент

Как гены управляют признаками? В 1941 году американцы Джордж Бидл и Эдуард Тейтем облучали плесневый гриб нейроспору и получали мутанты, которые не росли на простой среде, пока в неё не добавляли определённое вещество — например, одну аминокислоту [13]. Каждая мутация нарушала одну стадию синтеза этого вещества, то есть выводила из строя один фермент. Отсюда вывод: ген определяет строение фермента. Позже его уточнили: ген кодирует один белок или одну цепь белка, а многие гены кодируют РНК.

Двойная спираль

В 1953 году в Кембридже американец Джеймс Уотсон и британец Фрэнсис Крик предложили модель строения ДНК — двойную спираль из двух цепей, соединённых парами комплементарных оснований [14]. Они опирались на правила соотношения оснований, открытые Эрвином Чаргаффом, и на рентгенограммы, полученные в Лондоне Розалинд Франклин и Морисом Уилкинсом. Из модели сразу следовал способ копирования наследственной информации: цепи расходятся, и на каждой строится новая комплементарная цепь (подробнее — в статье «Репликация ДНК»). В 1962 году Уотсон, Крик и Уилкинс получили Нобелевскую премию; Франклин к этому времени умерла от рака в 37 лет, а посмертно премию не присуждают.

Код и регуляция

Следующим вопросом стало, как последовательность нуклеотидов определяет последовательность аминокислот. В 1961 году американские биохимики Маршалл Ниренберг и Генрих Маттеи добавили в бесклеточную систему синтеза белка искусственную РНК, состоящую только из урацила, и получили белок только из фенилаланина: тройка UUU кодирует фенилаланин. К 1966 году генетический код был расшифрован полностью (подробнее — в статье «Генетический код и его свойства»). В том же 1961 году французы Франсуа Жакоб и Жак Моно описали оперон — участок ДНК бактерий, работа которого включается и выключается в зависимости от условий. Стало понятно, что гены не только кодируют белки, но и регулируются.

Прыгающие гены

В 1940-х годах американский генетик Барбара Мак-Клинток, изучавшая пёструю окраску зёрен кукурузы, обнаружила, что некоторые участки хромосом способны перемещаться с места на место и, встраиваясь рядом с генами, включать или выключать их [15]. Именно такие перемещения создавали пятнистую окраску зерна. Её открытие много лет оставалось непризнанным: оно противоречило представлению о генах как о «бусинах» на неподвижной нити. Лишь когда подвижные элементы ДНК нашли у бактерий, дрозофилы и человека, стало ясно, что Мак-Клинток была права; сейчас известно, что такие элементы составляют почти половину генома человека. В 1983 году, в 81 год, она получила Нобелевскую премию — одна, без соавторов.

Хромосомы человека

Долгое время считали, что у человека 48 хромосом. В 1956 году индонезийский генетик Джо Хин Тийо и швед Альберт Леван, работавшие в Лунде, применили новые способы приготовления препаратов и надёжно подсчитали: 46 [16]. В 1959 году французский врач Жером Лежён обнаружил, что у людей с синдромом Дауна в клетках 47 хромосом — лишняя 21-я. Так возникла медицинская цитогенетика (подробнее — в статье «Кариотип»).

7. Генетика становится технологией

С 1970-х годов генетики научились работать с генами напрямую. В 1972 году американец Пол Берг соединил в пробирке ДНК двух разных вирусов, а в 1973 году Стэнли Коэн и Герберт Бойер ввели рекомбинантную ДНК в бактерии, где она размножалась. Так родилась генная инженерия; уже в 1978 году бактерии стали производить человеческий инсулин. В 1977 году британец Фредерик Сэнгер (а также американцы Аллан Максам и Уолтер Гилберт) разработал способ определения последовательности нуклеотидов в ДНК — секвенирование. В 1983 году американский биохимик Кэри Мюллис придумал полимеразную цепную реакцию, позволяющую за несколько часов получить миллиарды копий нужного участка ДНК. В 1984 году британский генетик Алек Джеффрис обнаружил, что некоторые участки ДНК так разнообразны у разных людей, что позволяют узнать человека по его ДНК, — так появилась геномная дактилоскопия, которую используют в криминалистике и для установления родства.

В 1990 году стартовал международный проект «Геном человека». Черновую последовательность опубликовали в 2001 году [17], а «завершили» проект в 2003 году, на 50-летие открытия двойной спирали. Но около 8 % генома — самые повторяющиеся участки — оставались непрочитанными ещё почти двадцать лет; полностью, от конца до конца каждой хромосомы, геном человека прочитали только в 2022 году [18]. Стоимость прочтения генома за это время упала с миллиардов долларов до нескольких сотен.

В 2012 году француженка Эмманюэль Шарпантье и американка Дженнифер Дудна показали, что бактериальную систему защиты от вирусов CRISPR/Cas9 можно использовать как «генетические ножницы», разрезающие ДНК в заранее выбранном месте [19]. Это сделало редактирование генов простым и доступным; в 2020 году Шарпантье и Дудна получили Нобелевскую премию по химии, а в 2023 году в США и Великобритании одобрили первое лечение наследственной болезни крови — серповидноклеточной анемии — с помощью редактирования генов клеток пациента.

8. Организмы, на которых построена генетика

Каждый новый этап генетики был связан со своим «модельным» организмом — удобным для опытов и быстро размножающимся.

Вывод, сделанный на одном организме, генетики постоянно проверяют на других. Удивительно, насколько часто закономерности, открытые на горохе, мухе или бактерии, оказываются верными и для человека: у всех живых организмов общий генетический код и общие основные механизмы наследственности.

Нобелевские премии за генетику

9. Отечественная генетика

В 1920–1930-е годы советская генетика была одной из сильнейших в мире. В Москве работали школы Николая Кольцова, Сергея Четверикова и Александра Серебровского; в Ленинграде Николай Вавилов создал Всесоюзный институт растениеводства с крупнейшей в мире коллекцией семян культурных растений; Юрий Филипченко основал в Ленинграде первую в стране кафедру генетики. Серебровский и его ученики в 1929–1930 годах впервые показали, что ген можно разделить на части мутациями, — это предвосхитило представление о сложном строении гена. Николай Тимофеев-Ресовский, работавший в Берлине, вместе с физиками Карлом Циммером и Максом Дельбрюком в 1935 году оценил размер гена по действию излучения — работа, вдохновившая физика Эрвина Шрёдингера на книгу «Что такое жизнь?», которую потом называли своим вдохновением многие основатели молекулярной биологии.

В конце 1930-х годов положение резко изменилось. Агроном Трофим Лысенко, отрицавший существование генов и утверждавший, что наследственность можно изменить «воспитанием» растений, получил поддержку руководства страны. Вавилов был арестован в 1940 году и в 1943 году умер в саратовской тюрьме от истощения. В августе 1948 года на сессии Всесоюзной академии сельскохозяйственных наук генетика была объявлена «лженаукой»; лаборатории закрыли, преподавание генетики прекратили, сотни учёных лишились работы. Иосиф Рапопорт, открывший химический мутагенез, публично отказался признать свои взгляды ошибочными и был уволен. Многие генетики продолжали работать, сменив тему или уехав в другие города; ученица Четверикова Раиса Берг изучала мутации у диких дрозофил, а лаборатории Тимофеева-Ресовского, вернувшегося из Германии, приходилось работать под видом радиобиологии. Восстанавливаться отечественная генетика начала с середины 1960-х годов, когда Лысенко был отстранён от руководства. Эта история показывает, что наука развивается, только когда гипотезы проверяют фактами и свободно обсуждают, а не объявляют «правильными» по указанию сверху.

Тёмная страница: евгеника

Генетику использовали и во зло. Фрэнсис Гальтон в 1883 году придумал слово «евгеника» — «учение об улучшении человеческой породы». В начале XX века евгенические идеи стали модными во многих странах. В США с 1907 года по законам разных штатов были насильственно стерилизованы десятки тысяч людей, признанных «неполноценными». В нацистской Германии евгеника стала частью расовой политики и привела к массовым убийствам людей с наследственными болезнями и инвалидностью. Научно эти идеи были несостоятельны: большинство признаков и болезней зависит от многих генов и от среды, а рецессивные аллели редких болезней почти все находятся в гетерозиготах у здоровых людей, и «очистить» от них популяцию запретами на брак невозможно. Сейчас медицинская генетика решает совсем другие задачи: диагностирует наследственные болезни, помогает семьям оценить риск и принять решение самостоятельно, разрабатывает лечение.

10. Генетика сегодня

Сейчас генетика — одна из самых быстро развивающихся наук, и её результаты касаются каждого. Новорождённых во многих странах, в том числе в России, проверяют на десятки наследственных болезней обмена веществ — начиная с фенилкетонурии, для которой в 1963 году придумали простой анализ капли крови; вовремя начатая диета позволяет таким детям расти здоровыми. Беременным предлагают анализ ДНК плода по крови матери. Генетический анализ опухолей помогает подобрать лекарство, действующее именно на эту опухоль.

Генетика проникла и в историю. Шведский биолог Сванте Пэабо научился выделять ДНК из костей возрастом в десятки тысяч лет и в 2010 году вместе с коллегами прочитал геном неандертальца [20]. Оказалось, что у современных людей вне Африки 1–2 % генома унаследовано от неандертальцев: наши предки скрещивались с ними. В 2022 году Пэабо получил за эти работы Нобелевскую премию. Анализ древней ДНК позволяет проследить переселения народов, происхождение домашних животных и растений, распространение болезней.

Но многие вопросы ещё открыты. Мы знаем последовательность генома человека, но для большинства генов не знаем точно, что они делают; не понимаем до конца, как тысячи генов вместе определяют рост, способности или риск сложных болезней; изучаем, как метки на ДНК и белках хромосом — эпигенетические изменения — передаются от клетки к клетке, а иногда и от родителей к детям. Генетика, родившаяся в монастырском саду с горохом, всё ещё молода.

11. Итог: что важно знать

1. До Менделя господствовало представление о «слитной» наследственности; гибридизаторы XVIII–XIX веков (Кёльрейтер, Гертнер, Ноден) не выделяли отдельных признаков и не считали потомков.
2. Г. Мендель (опыты 1856–1863, доклад 1865, статья 1866) применил гибридологический метод: чистые линии, отдельные альтернативные признаки, количественный учёт потомства в нескольких поколениях; ввёл понятия доминантного и рецессивного признака и буквенные обозначения.
3. В 1900 году законы Менделя переоткрыли Х. де Фриз, К. Корренс и Э. Чермак — год рождения генетики.
4. У. Бэтсон ввёл термины «аллель», «гомозигота», «гетерозигота» и «генетика»; В. Иогансен — «ген», «генотип», «фенотип» (1909).
5. У. Сеттон и Т. Бовери предположили, что гены находятся в хромосомах; Т. Морган с сотрудниками на дрозофиле создал хромосомную теорию наследственности; А. Стёртевант построил первую генетическую карту.
6. Г. Мёллер, Г. Надсон и Г. Филиппов открыли искусственный мутагенез; Н. И. Вавилов сформулировал закон гомологических рядов; С. С. Четвериков заложил основы генетики популяций.
7. Молекулярный этап: доказательство роли ДНК (Гриффит, Эйвери, Херши и Чейз), модель двойной спирали (Уотсон и Крик, 1953), расшифровка кода, генная инженерия, секвенирование, ПЦР, геном человека, CRISPR/Cas9.

12. Частые ошибки

• «Генетика родилась в 1865 году, когда Мендель сделал доклад». Годом рождения генетики считают 1900 год — год переоткрытия законов Менделя; работа Менделя 35 лет оставалась непонятой.
• «Термин "ген" ввёл Мендель». Мендель говорил о «факторах» (задатках); термины «ген», «генотип» и «фенотип» ввёл В. Иогансен в 1909 году.
• «Мендель знал о хромосомах». О роли хромосом в наследственности в 1860-х годах ничего не знали; связь факторов с хромосомами предположили Сеттон и Бовери в 1902–1903 годах.
• «Хромосомную теорию создал Мендель». Её создали Т. Морган и его сотрудники в 1910-х годах на дрозофиле.
• «Двойную спираль открыла Розалинд Франклин» или «Франклин не имела отношения к открытию». Модель предложили Уотсон и Крик, но опирались на рентгенограммы Франклин и Уилкинса; её вклад был решающим, хотя модель она не строила.
• «Носителем наследственности сначала считали ДНК». До 1940-х годов большинство учёных считало носителем наследственности белки; роль ДНК доказали Эйвери с коллегами (1944) и Херши и Чейз (1952).
• «Закон гомологических рядов — о гомологичных хромосомах». Закон Вавилова — о сходных рядах наследственной изменчивости у родственных видов и родов.
• «Дарвин знал о работах Менделя и отверг их». Дарвин статьи Менделя не знал; Мендель же читал Дарвина.
• «Законы Менделя не объясняют наследование роста и других плавно изменяющихся признаков». Объясняют, если признак определяется многими генами и средой; это показал Р. Фишер в 1918 году.
• «Евгеника — раздел современной генетики». Евгеника — опровергнутое и осуждённое учение начала XX века, приведшее к насильственным стерилизациям и преступлениям; современная медицинская генетика помогает людям, а не ограничивает их права.
• «Вавилов открыл законы наследования». Законы наследования открыл Мендель; Вавилову принадлежат закон гомологических рядов в наследственной изменчивости и учение о центрах происхождения культурных растений.
• «Морган с самого начала поддерживал Менделя». Сначала Морган сомневался и в законах Менделя, и в хромосомной гипотезе; убедили его собственные опыты с дрозофилой.
• «Иогансен доказал, что отбор не действует». Отбор не действует внутри чистой линии, где все различия вызваны средой, но действует в смеси линий с разными генотипами.

13. Интересные факты

• Доклад Менделя в 1865 году слушали около сорока человек, и никто не задал существенных вопросов; статья 35 лет оставалась почти никем не прочитанной.
• Мендель, по совету ботаника Нэгели, проверял свои законы на ястребинке — и получил «неправильные» результаты: у этого растения семена образуются без оплодотворения.
• Слово «генетика» придумал Уильям Бэтсон, а решётку для записи скрещиваний — его коллега Реджиналд Паннет.
• Первую генетическую карту 19-летний студент Альфред Стёртевант построил за одну ночь, отложив домашние задания.
• Лабораторию Моргана называли «мушиной комнатой»: мух разводили в молочных бутылках, а кормили бананами.
• Николай Вавилов со своими сотрудниками собрал более 250 тысяч образцов семян; во время блокады Ленинграда сотрудники его института охраняли коллекцию, и некоторые умерли от голода, не тронув зерна.
• Немецкий перевод «Происхождения видов» с пометками Менделя на полях сохранился в монастырской библиотеке в Брно.
• Барбара Мак-Клинток открыла «прыгающие гены» в 1940-х годах, а Нобелевскую премию за это получила только в 1983 году, в 81 год.
• Подвижные элементы ДНК, открытые на кукурузе, составляют почти половину генома человека.
• У современных людей вне Африки 1–2 % генома унаследовано от неандертальцев.
• «Зелёная революция» 1960-х годов, основанная на низкорослых сортах пшеницы и риса, по оценкам, спасла от голода сотни миллионов людей.
• Половые хромосомы открыла в 1905 году Нетти Стивенс, изучая сперматогенез мучного хрущака.
• Работа Бриджеса, окончательно доказавшая, что гены лежат в хромосомах, открыла первый номер журнала «Genetics» в 1916 году.
• Мушек в лаборатории Моргана кормили бананами, а разводили в молочных бутылках, которые порой «заимствовали» у соседних домов.
• Слово «ген» Иогансен образовал от «пангенов» — частиц из гипотезы де Фриза, — оставив, по его словам, «короткое и удобное» слово без лишних предположений о природе наследственности.
• Мендель вёл и метеорологические наблюдения, и опыты с пчёлами; его записи погоды в Брно продолжались десятилетиями, а скрещивать пчёл у него не получилось: матки спариваются в полёте, и контролировать скрещивание невозможно.
• До 1956 года в учебниках писали, что у человека 48 хромосом.
• Полностью, без пробелов, геном человека прочитали только в 2022 году — через 69 лет после открытия двойной спирали.

14. Частые вопросы

15. ЕГЭ

Тема входит в элемент 3.2 кодификатора [21]: «История становления и развития генетики как науки». В заданиях части 1 спрашивают, кто какое открытие сделал, кто ввёл термины, в какой последовательности происходили события; в части 2 — почему Мендель выбрал горох, в чём суть гибридологического метода, в чём значение хромосомной теории.

Что обязательно знать к экзамену

• Мендель: объект, метод, законы, 1865–1866; 1900 — переоткрытие (де Фриз, Корренс, Чермак).
• Авторы терминов: Бэтсон (аллель, гомозигота, гетерозигота, генетика), Иогансен (ген, генотип, фенотип).
• Морган и хромосомная теория; дрозофила как объект.
• Вавилов (закон гомологических рядов, центры происхождения культурных растений), Четвериков (генетика популяций), Мёллер (мутагенез).
• Уотсон и Крик (1953), расшифровка кода, геном человека.

Разбор вопроса части 2

Вопрос. Почему Г. Мендель смог открыть закономерности наследования, которых не увидели его предшественники? Укажите не менее трёх причин.

Ответ. 1) Удачный объект — горох: самоопыляющееся растение с чистыми линиями и чёткими альтернативными признаками. 2) Анализ отдельных пар альтернативных признаков, а не организма в целом. 3) Точный количественный учёт потомков каждого класса в нескольких поколениях и математическая обработка результатов. 4) Использование чистых линий в качестве родителей и буквенных обозначений наследственных задатков.

Разбор вопроса о хромосомной теории

Вопрос. Каков вклад Т. Моргана и его школы в генетику? Назовите не менее трёх достижений.

Ответ. 1) Доказали, что гены расположены в хромосомах, и создали хромосомную теорию наследственности. 2) Открыли сцепленное наследование и наследование, сцепленное с полом. 3) Показали, что сцепление нарушается кроссинговером, и по частоте кроссинговера построили первые генетические карты (А. Стёртевант, 1913). 4) Ввели дрозофилу как главный объект генетики.

Связь с другими темами

История генетики связана с законами Менделя и хромосомной теорией (следующие статьи серии), с молекулярной биологией (строение ДНК, генетический код, матричный синтез), с эволюцией (генетика популяций, синтетическая теория), с селекцией (закон гомологических рядов, центры происхождения).

16. Для олимпиад

Опыт Иогансена

Из смеси семян фасоли одного сорта отобрали самые крупные и самые мелкие семена, вырастили растения и собрали их семена. Средняя масса семян потомков крупных оказалась больше, чем у потомков мелких. Затем из потомства одного растения (чистой линии) снова отобрали крупные и мелкие семена — и средняя масса семян у их потомков не различалась. Объясните. Ответ: исходная смесь состояла из нескольких чистых линий с разными генотипами; отбор крупных семян выделил линии, у которых наследственно более крупные семена, поэтому в первом опыте отбор подействовал. Внутри чистой линии все растения генетически одинаковы (гомозиготны), различия массы семян вызваны условиями (положением в бобе, питанием) и не наследуются — отбор не действует. Опыт разделил генотип и фенотип и показал, что ненаследственные изменения отбором не закрепляются.

Трансформация Гриффита

Мышам ввели: 1) живые бескапсульные пневмококки; 2) убитые нагреванием капсульные; 3) смесь живых бескапсульных и убитых капсульных; 4) смесь живых бескапсульных и экстракта убитых капсульных, обработанного ферментом, разрушающим ДНК. В каких случаях мыши погибнут? Ответ поясните. Ответ: мыши погибнут только в случае 3: ДНК убитых капсульных бактерий проникает в живые бескапсульные и трансформирует их — они начинают образовывать капсулу и становятся болезнетворными. В случае 1 бактерии безвредны, в случае 2 бактерии мертвы, в случае 4 трансформирующее начало — ДНК — разрушено ферментом.

Первая генетическая карта

Стёртевант определил, что между генами A и B кроссинговер происходит в 1 % случаев, между B и C — в 29 %, а между A и C — в 30 %. 1) В каком порядке расположены гены в хромосоме? 2) Почему частоты складываются? 3) Почему для далёких генов частота кроссинговера, измеренная напрямую, бывает меньше суммы частот промежуточных отрезков? Ответ: 1) A — B — C: расстояние A–C (30) равно сумме A–B (1) и B–C (29), значит, B лежит между ними. 2) Гены расположены в хромосоме линейно, и вероятность разрыва между двумя генами пропорциональна длине отрезка между ними. 3) Между далёкими генами могут произойти два кроссинговера; второй возвращает гены в исходное сочетание, и такие события при подсчёте не видны, поэтому прямая оценка занижает расстояние.

Исключения Бриджеса

При скрещивании белоглазой самки дрозофилы (рецессивный признак, ген в X-хромосоме) с красноглазым самцом среди потомков изредка появляются белоглазые дочери и красноглазые сыновья. 1) Какие потомки ожидаются в норме? 2) Какие наборы половых хромосом должны быть у «исключительных» потомков, если причина — нерасхождение X-хромосом у матери? 3) Почему наблюдение этих наборов под микроскопом считают решающим доказательством хромосомной теории? Ответ: 1) В норме все дочери красноглазые (получают X с доминантным аллелем от отца), все сыновья белоглазые. 2) Если обе X матери попали в одну яйцеклетку, а другая яйцеклетка не получила X: яйцеклетка XX + сперматозоид Y → белоглазая дочь XXY; яйцеклетка без X + сперматозоид с X → красноглазый сын XO (у дрозофилы XO — самец). 3) Необычное наследование признака точно предсказало необычные наборы хромосом, и они действительно были найдены; значит, ген окраски глаз находится в X-хромосоме и следует за её движением при мейозе.

17. Задания с разбором

Задание 1

Установите последовательность событий: А) открытие двойной спирали ДНК; Б) переоткрытие законов Менделя; В) доклад Менделя в Брюнне; Г) создание хромосомной теории наследственности; Д) прочтение генома человека.

Задание 2

Установите соответствие между учёными и их вкладом. Учёные: А) В. Иогансен; Б) Т. Морган; В) Н. И. Вавилов; Г) У. Бэтсон; Д) С. С. Четвериков. Вклад: 1) закон гомологических рядов; 2) хромосомная теория наследственности; 3) термины «ген», «генотип», «фенотип»; 4) термин «генетика»; 5) основы генетики популяций.

Задание 3

Выберите три верных ответа. Горох оказался удобным объектом для Менделя, потому что: 1) самоопыляется; 2) сорта представляют чистые линии; 3) имеет чёткие альтернативные признаки; 4) имеет 4 пары хромосом; 5) размножается вегетативно; 6) поколение сменяется за две недели.

Задание 4

Найдите ошибки в тексте. (1) Мендель ставил опыты на горохе посевном. (2) Мендель ввёл термин «ген». (3) Законы Менделя переоткрыли в 1900 году. (4) Хромосомную теорию наследственности создал Н. И. Вавилов. (5) Модель двойной спирали ДНК предложили Дж. Уотсон и Ф. Крик.

Задание 5

Почему годом рождения генетики считают 1900 год, а не 1865-й?

Задание 6

Выберите три верных ответа. Дрозофила — удобный объект генетики, так как: 1) поколение сменяется примерно за две недели; 2) имеет 4 пары хромосом; 3) очень плодовита; 4) размножается партеногенезом; 5) все мутации у неё летальны; 6) имеет 23 пары хромосом.

Задание 7

Установите соответствие между открытиями и годами. Открытия: А) у человека 46 хромосом; Б) модель двойной спирали ДНК; В) трансформирующее начало — ДНК; Г) метод ПЦР; Д) редактирование генов CRISPR/Cas9. Годы: 1) 1944; 2) 1953; 3) 1956; 4) 1983; 5) 2012.

Задание 8

В чём суть представления о «слитной» наследственности и почему законы Менделя его опровергли?

Задание 9

Выберите три верных ответа. Н. И. Вавилов: 1) сформулировал закон гомологических рядов; 2) создал учение о центрах происхождения культурных растений; 3) собрал крупнейшую коллекцию семян; 4) открыл двойную спираль ДНК; 5) ввёл термин «генетика»; 6) поставил опыты на горохе.

Задание 10

Какое наблюдение позволило Сеттону и Бовери предположить, что гены находятся в хромосомах?

Задание 11

Установите соответствие между терминами и их авторами. Термины: А) генотип; Б) гетерозигота; В) мутация; Г) доминантный признак; Д) генетика. Авторы: 1) Г. Мендель; 2) У. Бэтсон; 3) В. Иогансен; 4) Х. де Фриз.

Задание 12

Выберите три верных ответа. Доказательством роли ДНК как носителя наследственной информации стали: 1) опыты Эйвери с трансформацией пневмококков; 2) опыты Херши и Чейз с бактериофагами; 3) опыты Менделя с горохом; 4) опыты Иогансена с фасолью; 5) опыты Гриффита, показавшие явление трансформации; 6) закон гомологических рядов.

Задание 13

Что показал опыт Иогансена с чистыми линиями фасоли?

Задание 14

Установите последовательность этапов развития генетики: А) молекулярная генетика и генная инженерия; Б) менделизм и введение основных терминов; В) хромосомная теория наследственности; Г) расшифровка генома человека.

Задание 15

Выберите три верных ответа. С. С. Четвериков показал, что: 1) природные популяции насыщены рецессивными мутациями; 2) рецессивные мутации в гетерозиготе скрыты от отбора; 3) скрытый резерв изменчивости — материал для отбора; 4) гены находятся в хромосомах; 5) у человека 46 хромосом; 6) ДНК — двойная спираль.

Задание 16

Почему отечественная генетика в 1940–1950-е годы отстала от мировой?

Задание 17

Выберите три верных ответа. Т. Морган и его сотрудники: 1) работали с дрозофилой; 2) открыли сцепленное наследование генов; 3) построили первые генетические карты; 4) открыли двойную спираль ДНК; 5) ставили опыты на горохе; 6) открыли трансформацию.

Задание 18

Как опыт Херши и Чейз доказал, что генетическим материалом бактериофага служит ДНК?

Задание 19 (олимпиадное)

Мендель проверял законы на ястребинке и обнаружил, что потомки гибридов не расщепляются и похожи на материнское растение. Позже выяснилось, что у ястребинки семена обычно образуются без оплодотворения. 1) Как называется такое образование семян? 2) Почему у таких растений нет расщепления? 3) Какой вывод следует для выбора объекта генетических исследований?

Задание 20 (олимпиадное)

Фишер подсчитал, что данные Менделя слишком близки к теоретическим. Пусть ожидаемое соотношение 3 : 1 и всего 100 потомков. В десяти независимых опытах получено ровно 75 : 25 каждый раз. 1) Почему такой результат подозрителен? 2) Каков разумный разброс числа рецессивных потомков в одном опыте? 3) Означает ли это, что законы Менделя неверны?

Литература

1. Fisher R. A. Has Mendel’s work been rediscovered? // Annals of Science. 1936. Vol. 1. P. 115–137.
2. Correns C. G. Mendel’s Regel über das Verhalten der Nachkommenschaft der Rassenbastarde // Berichte der Deutschen Botanischen Gesellschaft. 1900. Bd. 18. S. 158–168.
3. Johannsen W. The genotype conception of heredity // The American Naturalist. 1911. Vol. 45. P. 129–159.
4. Sutton W. S. The chromosomes in heredity // Biological Bulletin. 1903. Vol. 4. P. 231–250.
5. Morgan T. H. Sex limited inheritance in Drosophila // Science. 1910. Vol. 32. P. 120–122.
6. Sturtevant A. H. The linear arrangement of six sex-linked factors in Drosophila, as shown by their mode of association // Journal of Experimental Zoology. 1913. Vol. 14. P. 43–59.
7. Muller H. J. Artificial transmutation of the gene // Science. 1927. Vol. 66. P. 84–87.
8. Vavilov N. I. The law of homologous series in variation // Journal of Genetics. 1922. Vol. 12. P. 47–89.
9. Shull G. H. The composition of a field of maize // Journal of Heredity. 1908. Vol. os-4. P. 296–301.
10. Griffith F. The significance of pneumococcal types // Journal of Hygiene. 1928. Vol. 27. P. 113–159.
11. Avery O. T., MacLeod C. M., McCarty M. Studies on the chemical nature of the substance inducing transformation of pneumococcal types // Journal of Experimental Medicine. 1944. Vol. 79. P. 137–158.
12. Hershey A. D., Chase M. Independent functions of viral protein and nucleic acid in growth of bacteriophage // Journal of General Physiology. 1952. Vol. 36. P. 39–56.
13. Beadle G. W., Tatum E. L. Genetic control of biochemical reactions in Neurospora // Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA. 1941. Vol. 27. P. 499–506.
14. Watson J. D., Crick F. H. C. Molecular structure of nucleic acids: a structure for deoxyribose nucleic acid // Nature. 1953. Vol. 171. P. 737–738.
15. McClintock B. The origin and behavior of mutable loci in maize // Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA. 1950. Vol. 36. P. 344–355.
16. Tjio J. H., Levan A. The chromosome number of man // Hereditas. 1956. Vol. 42. P. 1–6.
17. International Human Genome Sequencing Consortium. Initial sequencing and analysis of the human genome // Nature. 2001. Vol. 409. P. 860–921.
18. Nurk S., Koren S., Rhie A. et al. The complete sequence of a human genome // Science. 2022. Vol. 376. P. 44–53.
19. Jinek M., Chylinski K., Fonfara I. et al. A programmable dual-RNA-guided DNA endonuclease in adaptive bacterial immunity // Science. 2012. Vol. 337. P. 816–821.
20. Green R. E., Krause J., Briggs A. W. et al. A draft sequence of the Neandertal genome // Science. 2010. Vol. 328. P. 710–722.
21. ФИПИ. Кодификатор проверяемых требований к результатам освоения основной образовательной программы и элементов содержания для проведения ЕГЭ по биологии, 2027 г. М.: ФИПИ, 2026.