ПУТИ «ГЕНЫ-ПРИЗНАКИ» НЕИСПОВЕДИМЫ

В.А. Драгавцев, С.И. Малецкий

Аннотация


Сегодня мы наблюдаем победное шествие эпигенетической парадигмы в понимании наследования, развития и изменчивости и сдачу позиций традиционной геноцентрической парадигмой, базирующейся на «центральной догме» молекулярной генетики, которая уподобляет соотношение между генами и признаками ситуации, когда генералы посылают по рельсовому пути «ген-признак» штабной вагон с офицером связи, который в пакете везет приказы признакам: качественным – какую структуру или цвет они должны иметь, а количественным – какой величины должно быть их среднее (генотипическое) значение и генотипическая дисперсия. Эта «железная дорога» стоит на многих «мостах» геноцентрических гипотез, выдвинутых в начале XX века и пока строго не доказанных, хотя во многих учебниках генетики эти гипотезы преподносятся как общепринятые теории. Эпигенетические исследования постепенно «взрывают мосты» под «рельсами», ведущими от генов к признакам. История открытий этих феноменов и их изучения и современное состояние проблемы рассмотрены в этом очерке.

Ключевые слова


парадигмы, менделизм, эпигенетика, наследование, развитие, качественные и количественные признаки, полигены, локусы количественных признаков.

Полный текст:

PDF

Литература


Астауров БЛ. Наследственность и развитие. М.: Наука; 1974.

Баранов ВС, Баранова ЕВ. Геном человека, эпигенетика многофакторных болезней и персонифицированная медицина. Биосфера. 2012;4(1):76-85.

Белоусов ЛВ. Морфогенез, морфомеханика и геном. Вестник ВОГиС. 2009;13(1):29-35.

Богданова ЕД, Махмудова КХ. Эпигенетика мягкой пшеницы. Алматы; 2012.

Вавилов НИ. Избранные труды. Т. 5. М.Л.; 1965.

Ванюшин БМ. Материализация эпигенетики или небольшие изменения с большими последствиями. Химия и жизнь. 2004;(2):32-7.

Ванюшин БФ. Метилирование ДНК у растений. Механизмы и биологическая роль. М.: Наука; 2009.

Васильева ЛА, Ратнер ВА. Полигенная система количественного признака radius incompletus у дрозофилы: генетические особенности, взаимодействие с другими генами и паттерном МГЭ, эволюционные свойства. В кн. Современные концепции эволюционной генетики. Новосибирск: ИЦиГ СО РАН; 2000. с. 117-27.

Войников ВК. Митохондрии растений при температурном стрессе. Новосибирск: Новое академическое издание ГЕО; 2011.

Глазко ВИ. Экологическая генетика как основа современного этапа развития аграрной цивилизации. В кн.: Материалы к библиографии деятелей с/х науки. А.А. Жученко. М.: 2005. с. 27-8.

Голубовский МД. Век генетики, эволюция идей и понятий. СПб.: Borey Art; 2000.

Голубовский МД. Причуды концептуальной истории генетики. Семь искусств. 2015;12(69). http://7iskusstv.com/2015/Nomer12/ Golubovsky1.php.

Гусейнова ИМ, Сулейманов СЮ, Алиев ДА. Регуляция синтеза и сборки пигмент-белковых комплексов пшеницы. М.: Наука; 2009.

Драгавцев ВА, Сахаров ВИ. К методике статистического анализа длительных модификаций в растительных популяциях. Журн общ биол. 1972;(6):733-9.

Драгавцев ВА, Литун ПП, Шкель НМ, Нечипоренко НН. Модель эколого-генетического контроля количественных признаков растений. ДАН СССР. 1984;274(3):720-3.

Драгавцев ВА. Проблемы преодоления разрывов между генами и признаками в современной селекции. Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2009;(2):110-22.

Драгавцев ВА. Эколого-генетическая организация количественных признаков растений и теория селекционных индексов. Экологическая генетика культурных растений. 2012;4(3):251-62.

Драгавцев ВА, Макарова ГА, Кочетов АА, Мирская ГВ, Синявина НГ. Новые подходы к эспрессной оценке генотипической и генетической (аддитивной) дисперсий свойств продуктивности растений. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2012;16(2):427-36.

Драгавцев ВА. Уроки эволюции генетики растений. Биосфера. 2012;4(3):251-62.

Жученко АА. Генетическая природа адаптивного потенциала возделываемых растений. В кн. Идентифицированный генофонд растений и селекция. СПб.: ВИР; 2005. с. 36-101.

Жученко АА. Экологическая генетика культурных растений как самостоятельная научная дисциплина. Теория и практика. Краснодар: Просвещение-Юг; 2010.

Инге-Вечтомов СГ. Прионы дрожжей и центральная догма молекулярной биологии. Вестник РАН. 2000;70(4):299-306.

Корочкин ЛИ. Биология индивидуального развития. М.: Изд-во МГУ; 2002.

Кузнецов ВВ, Дмитриева ГА. Физиология растений. М.: Абрис; 2011.

Кэксер Г. Кинетические модели развития и наследственности. В кн. Моделирование в биологии. М.: Иностранная литература; 1963. с. 42-64.

Лобашев МЕ. Генетика. 2-е изд. Л.: ЛГУ; 1967.

Малахов ВВ. Великий симбиоз: происхождение эукариотной клетки. В мире науки. 2004;(2):70-9.

Малецкий СИ, Левитес ЕВ (Ред.). Эпигенетика растений. Новосибирск: ИЦиГ СО РАН; 2005.

Малецкий СИ, Роик НВ, Драгавцев ВА. Третья изменчивость, типы наследственности и воспроизводства семян у растений. Сельскохозяйственная биология. 2013;(5):3-29.

Малецкий СИ, Драгавцев ВА. Комментарии к статье М. Мелони и Дж. Теста Scrutinising the epigenetic revolution. Биосфера. 2015;7(4):468-70.

Мацке М, Шейд М. Эпигенетическая регуляция у растений. В кн. Эпигенетика. Москва: Техносфера; 2010:167-90.

Мелони М, Теста Дж. Эпигенетическая революция в пристальном рассмотрении. Биосфера. 2015;7(4):450-67.

Ратнер ВА. Генетика, молекулярная кибернетика. Личности и проблемы. Новосибирск: Наука; 2002.

Серебровский АС. Генетический анализ. М.; 1970.

Толковый словарь по общей и молекулярной биологии, общей и прикладной генетике, ДНК-технологии и биоинформатике. Т. 2. Москва: Академкнига; 2008. с. 308.

Уоддингтон КХ. Морфогенез и генетика. М.: МИР; 1964.

Чесноков ЮВ, Почепня НВ, Бёрнер А, Ловассер У, Гончарова ЭА, Драгавцев ВА. Эколого- генетическая организация количественных признаков растений и картирование локусов, определяющих агрономически важные признаки у мягкой пшеницы. Доклады РАН. 2008;418(5):1-4.

Чураев РН. О синтезе эпигенов. Новосибирск: ИЦиГ СО РАН; 1981.

Чураев РН. Прикладные аспекты концепции эпигенов. Журн общ биол. 1982;43(1):79-87.

Шабанов Д. Парамутациями не ограничимся. Компьютерра. 2006;(13). http://old. computerra.ru/2006/643/274552/

Шпорк П. Читая между строк ДНК. М.: ЛомоносовЪ; 2014.

Юданова СС. Миксоплоидия клеточных популяций сахарной свеклы и ее связь с репродуктивными признаками. Дисс. канд. биол. наук. СПб: ВИР; 2004.

Энгельгардт ВА. Молекулярная биология. Развитие биологии в СССР. М.; 1967.

Яблонка Е, Лэмб М. Эпигеном в эволюции. За пределами современного синтеза. Вестник Украинского общества генетиков и селекционеров им. Н.И. Вавилова. 2008;6(2)337-55.

Astaurov BL. Nasledstvennost’ i Razvitiye. Moskow: Nauka; 1974. (In Russ.)

Baranov VS, Baranova EV. Human genome, epigenetics of multifactorial diseases and personalized medicine. Biosfera 2012;4(1):76-85. (In Russ.)

Belousov LV. Morphogenesis, morphomechanics and genome. Vestnik VOGiS. 2009;13(1):29-35. (In Russ.)

Bogdanova ED, Makhmudova KKh. Epigenetika Myagkoi Pshenitsy. Almaty; 2012. (In Russ.)

Vavilov NI. Izbrannye Trudy. Tom 5. Moscow- Leningrad: 1965. p. 275. (In Russ.)

Vanyushin BF. Materialization of epigenetics, or small changes with big aftereffects. Khimiya i Zhizn. 2004;(2):32-7. (In Russ.)

Vanyushin BF. Metilirovaniye DNK u Rasteniy. Mekhanizmy i Biologicheskaya rol’. Moscow: Nauka; 2009. (In Russ.)

Vasilyeva LA, Ratner VA. Polygenic system of quantitative trait radius incompletes of drosophila: genetic features, interaction with other genes and with MGE pattern, and evolutionary attributes. In: Sovremennye Kontseptsii Evolyutsionnoi Genetiki. Novosibirsk: ITSiG SO RAN; 2000. p. 117-27. (In Russ.)

Voinikov VK. Mitokhondrii Rasteniy pri Temperaturnom Stresse. Novoye Akademicheskoye Izdanye. GEO; 2011. (In Russ.)

Glazko VI. Ecological genetics as the basis of the modern stage of agrarian civilization. In: Materialy k Bibliografii Deyatelei S/Kh Nauki. A.A. Zhuchenko. Moscow: 2005;27-8. (In Russ.)

Golubovsky MD. Vek Genetiki, Evolyutsiya Idey i Ponyatiy. Saint Petersburg: Borey Art; 2000. (In Russ.)

Golubovsky MD. Whims in the conceptual history of genetics. http://7iskusstv.com/2015/ Nomer12/Golubovsky1.php. (In Russ.)

Guseinova IM, Suleimanov SYu, Aliyev DA. Regulyatsiya Sinteza i Sborki Pigment-Belkovykh Kompleksov Pshenitsy. Moscow: Nauka; 2009. (In Russ.)

Dragavtsev VA, Sakharov VI. On the methods of statistical analysis of long-term modifications in plant populations. Zhurnal Obschey Biologii. 1972;(6):733-9. (In Russ.)

Dragavtsev VA, Litun PP, Shkel NM, Nechiporenko NN. A model of ecological genetic control of quantitative traits of plants. Doklady AN SSSR. 1984:274(3):720-3. (In Russ.)

Dragavtsev VA. Problems in overcoming of gaps between genes and traits in modern breeding. Izvestiya Timiryazevskoy Selskokhoziaystvennoy Akademii. 2009;(2):110-22. (In Russ.)

Dragavtsev VA. Ecological genetic organization of quantitative plant traits and the theory of breeding indexes. Ekologicheskaya Genetika Kulturnykh Rasteniy. 2012;4(3):251-62. (In Russ.)

Dragavtsev VA, Makarova GA, Kochetov AA, Mirskaya GV, Sinyavina NG. New approaches to express estimation of genotypic and genetic (additive) variances of productivity attributes in plants. Vavilovskiy Zhurnal Genetiki i Selektsii. 2012;16(2):427-36. (In Russ.)

Dragavtsev VA. Lessons from the evolution of plant genetics. Biosfera. 2012;4(3):251-62. (In Russ.)

Zhuchenko AA. The genetic nature of adaptive potential of cultivated plants. In: Identifitsirovannyi Genofond Rasteniy i Selektsia. Saint Petersburg: VIR; 2005. p. 36-101. (In Russ.)

Zhuchenko AA. Ekologicheskaya Genetika Kulturnykh Rasteniy Kak Samostoyatelnaya Nauchnaya Distsiplina Teoria i Praktika. Krasnodar: Prosvescheniye-Yug; 2010. (In Russ.)

Inge-Vechtomov SG. Yeast prions of and the central dogma of molecular biology. Vestnik RAN. 2000;70(4):299-306. (In Russ.)

Korochkin LI. Biologiya Individualnogo Razvitiya. Moscow: Izdatelstvo MGU; 2002. (In Russ.)

Kuznetsov VV, Dmitrieva GA. Fiziologiya Rasteniy. Moscow: Abris; 2011. (In Russ.)

Kekser D (Kackser G). Kinetic models of development and heredity. In: Modelirovaniye v Biologii. Moscow: Inostrannaya Literatura; 1963. p. 42-64. (In Russ.)

Lobashov MYe. Genetika. Leningrad: LGU; 1967. (In Russ.)

Malakhov VV. Great symbiosis: the origin of the eukaryotic cell. V Mire Nauki. 2004;(2): 70-9. (In Russ.)

Maletskii SI, Levites EV (Ed.). Epigenetika Rasteniy. Novosibirsk: ITSiG SO RAN; 2005. (In Russ.)

Maletskii SI, Roik NN, Dragavtsev VA. Thethird variability, the types of heredity and the reproduction of seeds and plants. Selskokhoziaystvennaya Biologiya. 2013;(5):3-29. (In Russ.)

Maletskii SI, Dragavtsev VA. Comments on the paper by M. Meloni and D. Testa Scrutinising the epigenetic revolution. Biosfera. 2015;7(4):468-70. (In Russ.)

Matzke M, Scheid M. Epigenetic regulation in plants. In: Epigenetika. Moscow: Tekhnosfera; 2010; P. 167-90. (In Russ.)

Meloni M, Testa D. Scrutinising the epigenetic revolution. Biosfera. 2015;7(4):450-67. (In Russ.)

Ratner VA. Genetika, Molekulyarnaya Kibernetika. Lichnosty i Problemy. Novosibirsk: Nauka; 2002. (In Russ.)

Serebrovsky AS. Geneticheskiy Analiz. Moscow: Nauka; 1970. (In Russ.)

Tolkovyi Slovar po Obschey i Molekulyarnoy Biologii, Obschey i Prikladnoy Genetike, DNK- Tekhnologii i Bioinformatika. Tom 2. Moscow: Akademkniga. 2008. p. 308. (In Russ.)

Uoddington KKh (Waddington KH). Morfogenez i Genetika. Moscow: Mir; 1964. (In Russ.)

Chesnokov YuV, Pochepnya NV, Berner A, Lovasser I, Goncharova TA, Dragavtsev VA. Ecological genetic organization of plant quantitative traits and mapping of loci that determinate the agriculturally important characters of soft wheat. Doklady Rossiyskoi Akademii Nauk. 2008;418(5):1-4. (In Russ.)

Churayev RN. O sinteze Epigenov. Novosibirsk: ITSiG SO AN; 1981. (In Russ.)

Churaev RN. Applied aspects of the concept of epigenes. Zhurnal Obschey Biologii. 1982;43(1):79-87. (In Russ.)

Shabanov L. We will not be limited by paramutations. Kompyuterra. 2006;(13). http:// old.computerra.ru/2006/643/274552/ (In Russ.)

Shpork P. Chitaya Mezhdu Strok DNK. Moscow: Lomonosov; 2014. (In Russ.)

Yudanova SS. Miksoploidiya Letochnykh Populyatsii Sakharnoy Svekly i Yeyo Svyaz s Reproduktivnymi Priznakami. Candidate of Science Dissertation. Saint Petersburg: VIR; 2004. (In Russ.)

Engelgardt VA. Molekulyarnaya Biologiya. Razvitiye Biologii v SSSR. Moscow; 1967. (In Russ.)

Yablonka E, Lamb M. Epigenome in evolution. Beyond the limits of modern synthesis. Vestnik Ukrainskogo Obschestva Genetikov i Selektsionerov. 2008:6(2):337-55. (In Russ.)

Anderson W. Genetic divergence in M. Vetukhiv’s experimental populations of Drosophila pseudoobscura. 3. Divergence in bodysize. Genet Res.1996;7(2):255-66.

Bastow R, Mylie JS, Lister C, Lippman Z, Martiessen RA, Dean C. Vernalization requires epigenetic silencing of FLC by histone methylation. Nature. 2004;427:164-7.

Church D. The Genie in Your Genes: Epigenetic Medicine and the New Biology of Intention. Santa Rosa, CA: Elite Books; 2007.

Crick FHC. The genetic code – yesterday, today and tomorrow. Cold Spring Harbor Symp Quant Biol. 1966;31:3-9.

Dragavtsev VA, Pesek J. Estimation of genotypic and environmental variation in plants. In: Muhammed A, Aksel R, von Borstel RC (Eds.). Genetic Diversity in Plants. Encyclopedia of Basic Life Science. Vol. 8. New York, London: Plenum Press; 1977. p. 233-40.

Durrant A. The environmental induction of heritable changes in Linum. Heredity. 1962;47: 27-61.

Durrant A, Tyson H. A diallel cross of genotypes and genotrophs of Linum. Heredity. 1964;19(Pt 2):207-27.

Hayman BI. The theory and analysis of diallel crosses. Genetics. 1954;39(3):789-809.

Hayman BI. The theory and analysis of diallelcrosses. II. Genetics. 1958;43(1):63-85.

Kempthorne O. The theory of the diallel cross. Genetics. 1956;41:451-9.

Matsudo A, Takahashi M. Non-Mendelian inheritance induced by gene amplification in the germ nucleus of Paramecium tetranrelia. Genetics. 2005;169(1):137-47.

Meyer P (Ed.). Plant Epigenetics. Leeds: University of Leeds; 2005.

Molinier J, Ries G, Zipfel C, Hohn B. Transgenerational memory of stress in plants. Nature. 2006;442:1046-49.

Sung S, Amasino RM. Vernalization and epigenetics: how plants remember winter. Curr Opin Plant Biol. 2004;7:4-10.




DOI: http://dx.doi.org/10.24855/biosfera.v8i2.237

© ФОНД НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ "XXI ВЕК"