GENETIC VEGETALCurs introductiv

Ce este genetica?TerminologieIstoricAplicaii practice i teoreticePrezent i perspectivNoile tehnologii i agriculturaLa ce ne putem atepta n viitor?

Cine a definit genetica?W. Bateson, 1905 propune denumirea de genetic pentru tiina care se ocup cu studiul ereditii i variabilitii vieuitoarelorGennao gr.- a da natereHereditas lat. motenirenfiineaz prima catedr de genetic din lume la Universitatea din Cambridge 1909.

Istoricul preocuprilor Cunoatere de tip meditativ Extins din neolitic pn n secolul XIXCunoatere de tip experimentalncepe cu Gregor Mendel, Genetica molecularncepe cu descoperirea structurii moleculei ereditii

Istoricul preocuprilor...Primele observaii sunt legate de primul val al civilizaiei umane cnd omul a devenit din culegtor i vntor cultivator de plante i cresctor de animale

Primele plante cultivate meiul i grul iar primul anumal domesticit cinele i apoi calul

Istoricul preocuprilor...Sngele ap nu se faceAchia nu sare departe de trunchiDin stejar stejar rsareCe nate din pisic oareci mnnc.....

Istoricul preocuprilor...

6000 . C., popoarele asiro caldeene din Orientul mijlociu, Elam, Ur, MesopotamiaPiatr ceramic ce atest pentru prima dat arborele genealogic la calW. Amschler, 1935, Redei, 1982

Istoricul preocuprilor...Hamurabi, 1792 -1750 .C. Asiria Codul lui Hamurabi 1785 - privind drepturile omului cu 282 prevederi inclusiv maxima: ochi pentru ochi, dinte pentru dinte An eye for an eye, a tooth for a tooth Polenizri ncruciate la smochini, curmali i plamierSe realizeaz distincia ntre cal i catr

Istoricul preocuprilor...India anticFora i inteligena se transmit ereditarChina anticSe creaz soiuri valoroase de orezEgiptul anticPolenizare artificial la plante i se cunosc deja date despre ameliorarea raselor la animale

Istoricul preocuprilor..."iwiw"

Istoricul preocuprilor...Grecia anticCele mai coerente cunotine despre ereditateExist speculaii teoretice despre fenomenul transmiterii caracterelor ereditareAnaxagora (500 428 . C.) primele idei de tramsitere direct a caracterelor ereditare homunculus toate organele viitorului organism se regses n form miniatural n speramtozoizi

Istoricul preocuprilor...Aristotel (384 322 . C. ) cerceteaz dezvoltarea ontogenetic la gin i pune bazele embriologiei din antichitate elaboreaz teoria hematogen a spermeiconsider brbatul ca avnd un rol esenial n transmiterea caracterelor ereditare, femeia avnd rol de material ce urmeaz a fi modelat

Istoricul preocuprilor...Platon (427 347 . C) eugenia recomand reproducerea selectiv a oamenilor sntoi, detepi i curajoi (Sparta)Hipocrate (460 375 . C.) admite echivalena celor dou sexe i enun teoria pangenezei sau panspermiei

Istoricul preocuprilor...Claudius Galenus din Pergam (n. 129 - d. 200 sau 216)ultimul mare medic al Antichitatii, considerat unul dintre fondatorii anatomiei si farmacologiei, a avut o influenta, timp de peste un mileniu, asupra medicinei ebraice, crestine si musulmane. susine echivalena celor dou sexe n transmiterea caracterelor ereditare.

Istoricul preocuprilor...Lucretius, marele poet roman (98 55 . C.) De rerum nature red cu foarte mare claritate probleme de variabilitate i ereditateRomanii au ameliorat plante i animale (cai, porumbei)

Istoricul preocuprilor...Evul mediu Roger Bacon (1214 1294) a introdus principiul sine experientia nihil sufficientu riciri potest sau scientia este experientiaA. van Leewenhock (1632 1694) a descoperit microscopul

Istoricul preocuprilor...R. J. Cammerarius din Tubingen 1694 descoper existena sexelor la plante i le compar cu sexele de la animaleEpistola de sexu plantarum idei despre hibridare la plante

Istoricul preocuprilor...Carol von Linne, 1735, Systema naturae Introduce sistemul de nomenclatur binar

Istoricul preocuprilor...Christian F. Wolff, 1759, filozof german, enun teoria epigenezei - care susine existena unei serii de transformri/ modificri succesive ale oului fecundat care prin diviziune i difereniere n esuturi i organe conduce n timp la formarea unui organism

Istoricul preocuprilor...A. J. G. Kolreuter, 1761 Hibridri la plante ntre specii diferiteNicotiana rustica x N. Paniculata

Th. FairchildDianthus barbatus x D. caryophyllus

Istoricul preocuprilor...F. R. Malthus 1798 Eseu asupra principiului populaieiCh. Darwin 1859elaborarea conceptului de lupt pentru existen speciaie, Originea speciilorGoss i Herbert, 1822descoper fenomenul dominanei i segregrii caracterelor la plante confirmat la Cucurbitaceae de ctre M. Sageret

Istoricul preocuprilor...1832, Dumortier, descrie diviziunea celular la alga Conferva aurea1831, R. Brown descrie nucleul celulelor eucariote1832 Schneider, Schwann, Schleiter, Virchow Elaboreaz teoria celular omnis cellula ex cellulae

Istoricul preocuprilor...1859, Ch. Naudin, Nouvelles recherches sur lhibridite dans les vegetaux, descrie uniformitatea hibrizilor din prima generaie, diversitatea hibrizilor n a doua generaie i segregarea esenelor specifice n polenul i ovulele hibrizilor Papaver, Primula, Datura, Nicotiana

Istoricul preocuprilor...1865, Johan Gregor MendelVersuche uber PflanzenhibridenPune bazele tiinifice experimentale ale geneticii introducnd modelarea matematic n biologie i enun legile ereditii

Istoricul preocuprilor...1870 - 1890 sunt descrii cromozomii (chromos culoare, soma corp gr.) 1840, W. Hofmeister i observ pentru prima dat n celulele de Tradescantia sp. aflate n diviziune1870, W. Flemming i studiaz n celula animal iar Strasburger, n celula vegetal, ca aprnd n timpul diviziunii nucleului, aceste corpuri cromatice (chromos = culoare, soma = corp, n limba greac) nucleare sunt descrise 1888, W. Waldeyer i-a descris sub numele de cromozomi, dup ce n 1880 Baranetzky i descrie ca pe nite structuri erpuitoare, sinuoase.

Istoricul preocuprilor...1880, Flemming studiind meioza la salamandr, observ despicarea longitudinal a cromozomilor, fiecare celul-fiic primind cte o jumatate a fiecrui cromozom. Aa cum se va dovedi ulterior, acesta este procesul prin care, n timpul diviziunii celulare, fiecare celul-fiic, primete de la celula-mam un acelai set de cromozomi i deci o aceeai informaie ereditar. Flemming introduce noiunea de mitoz pentru a desemna diviziunea celular cu apariia cromozomilor.

Istoricul preocuprilor...1875 C. Hertwig, efectund un studiu la ariciul de mare susine c fecundarea nseamn contopirea unor celule difereniate sexual, fapt dovedit n 1876 la plante de ctre E. Strasburger.

Istoricul preocuprilor...sfritul secolului XIX, T. Boveri, citolog i embriolog german, remarc individualitatea cromozomilor i existena omologiei dintre cei doi membri ai fiecrei perechi de cromozomi. Acestea erau argumente solide n sprijinul implicrii cromozomilor n ereditate, ca purttori ai substanei ereditare i avnd un comportament asemntor factorilor ereditari mendelieni.

Istoricul preocuprilor...1901, T. H .Montgomery realizeaz un studiu amplu privind meioza la 42 de specii de insecte i constat c se formeaz perechi de cromozomi n profaza primei diviziuni meiotice, n fiecare pereche, un cromozom fiind de origine matern, iar cellalt, omologul su, de origine patern.

Istoricul preocuprilor...1902 - 1909 W. Bateson, prin experiene de ncruciare ntre rase de gini cu creast diferit, descoper valabilitatea legilor lui Mendel la animale, introducnd n tiina ereditii termeni precum homozigot, heterozigot, generaia F1, F2, alelomorf i gene epistatice.

Istoricul preocuprilor...1905 botanistul genetician danez W. Johannsen public prima carte de genetic din lume intitulat Elemente de genetic. noi termeni: gen ca sinonim pentru factori ereditari, genotip constituia genetic, adic constelaia de gene a unui organism i fenotip exprimarea acestor gene, sub forma diferitelor caractere pe care le determin, manifestare care apare n urma interaciunii genotip mediu.

Istoricul preocuprilor...1902, doi zoologi, americanul W. S. Sutton i germanul T. Boveri, aduc dovezi citologice i genetice prin care demonstreaz c substratul citologic al ereditii i, deci, sediul genelor sunt cromozomii, enunnd astfel teoria cromozomial a ereditii. Aceast teorie a fost fundamentat tiinific, ncepnd din anul 1910, de ctre zoologul american T. H. Morgan, punnd bazele unei noi ramuri a geneticii Citogenetica care studiaz fenomenul ereditar la nivel celular.

Istoricul preocuprilor...Datele geneticii formale, factoriale, interfer acum cu datele citogeneticii. Este perioada clasic a tiinei despre ereditate. Pentru cercetrile sale care au condus la fundamentarea citogeneticii T. H. Morgan va primi laurii premiului Nobel n anul 1933. 1913, A. H. Sturtevant, colaborator al lui Morgan, elaboreaz metodologia alctuirii hrilor genetice, punnd la punct baza experimental de stabilire indirect a distanei dintre gene, i anume procentul cu care apar ntr-o experien de analiz genetic organisme recombinate genetic.

Istoricul preocuprilor...1908 G.H. Shull reuseste hibridarea la porumb prin autopolenizare n anul 1932 la cel de-al VI-lea Congres de genetic desfurat la New York sub conducerea lui Morgan, Emerson va face senzaie prin prezentarea hrii genetice la porumb.

Istoricul preocuprilor...Dup anul 1926, prin cercetrile lui Cetvericov, Fisher, Haldane, Wright, Hardy i Weinberg se pun bazele studiului frecvenei genelor n populaii, folosindu-se metode statisticeapare noul domeniu al geneticii Genetica populaiilor cu aplicaii n studiul evoluiei i al ameliorrii plantelor i animalelor.

Istoricul preocuprilor...Apogeul concepiei clasice despre gen este atins n anul 1940 1941 cnd pe baza unor cercetri minuioase desfurate ntre 1930-1940, G. Beadle i E. Tatum public rezultatele experienelor efectuate la ciuperca Neurospora crassa (mucegaiul rou al pinii), punnd bazele geneticii biochimice i elabornd principiul devenit un aforism genetic: o gen o enzim. Ei au dovedit c, mutaia unei gene date duce la sinteza unei enzime deficitare, ineficiente sau blocheaz sinteza acelei enzime astfel c, n absena unei enzime normale calea metabolic este blocat.

Istoricul preocuprilor...1944, O. T. Avery, C. M. Macleod i M. Mac Carty au dovedit implicarea acidului dezoxiribonucleic ADN, n ereditate1869, F. Miescher, descoper n nucleii celulelor din puroi o substan pe care a numit-o nuclein i pe care, ulterior o izoleaz i din lapii de somon1889, Altmann numete aceast substan acid nucleic, separnd din nuclein o fracie bogat n acid fosforic, reprezentnd acidul nucleic propriu-zis i o component proteinic. n aceeai perioad Kossel identific produii de hidroliz ai acidului nucleic: xanthina, hipoxanthina, adenina, guanina, timina i citozina. 1897, E. Fisher sintetizeaz purinele, 1903 E. Fisher sintetizeaz pirimidinele. 1908 n acizii nucleici este identificat pentoza..

Istoricul preocuprilor...Oswald T. AveryColin M. MacLeodMaclyn McCarty1944Rockefeller Institute for Medical Research, New York

Istoricul preocuprilor...1909, P. A. Levene stabilete structura de baz a ADN, introducnd termenii de nucleosid i nucleotid. 1912, mpreun cu Jacob, P. A. Leveneafirm existena unei structuri catenare cu legturi pentozo-fosfat, de tip 3'5.

Istoricul preocuprilor...1924, R. Feulgen i H. Rosenbeck pun la punct o metod de colorare specific a ADN cu ajutorul fuxinei bazice decolorate i constat localizarea acestuia la nivelul nucleului interfazic i al cromozomilor.1930, Feulgen i Levene realizeaz depolimerizarea enzimatic a ADN, aducnd astfel, prima dovad a naturii sale polimerice

Istoricul preocuprilor...1944, O. T. Avery, C. M. MacLeod i M. MacCarty, relund o experien din 1928 a medicului englez Griffith efectuat la pneumococ (Diplococcus pneumonie) prin care a descoperit, dar nu a putut explica cauzal, fenomenul de transformare bacterian prin care tipul nevirulent al bacteriei era transformat n tip virulent n prezena resturilor tipului virulent al bacteriei, dovedesc experimental c ADN este substratul chimic al ereditii, reprezentnd materialul ereditar al celulei. Descoperirea lui Avery, numit de Watson bomba lui Avery a avut ntr-adevr darul s surprind comunitatea tiinific n gndirea creia era adnc nrdcinat ideea dogmatic dup care proteinele reprezint substana ereditar.

Istoricul preocuprilor...1946, M. Delbrck i W. T. Bailey demonstreaz existena fenomenului de recombinare genetic la bacteriofagi, 1946, J. Lederberg i E. L. Tatum, evideniaz recombinarea genetic la bacterii1948-1952, Chargaff demonstreaz c n ADN provenit de la cele mai diferite specii (de la bacterii la om) raportul dintre bazele azotate purinice (A i G) i bazele azotate pirimidinice (T i C) adic A/T=G/C=1, pe cnd raportul A+T/G+C este specie specific.

Istoricul preocuprilor...1953, J. D. Watson i F. H. C. Crick propun modelul bicatenar de structur helicoidal a ADN, acesta reprezentnd cea mai mare descoperire n biologie din secolul XX. Iar n 1962 primesc Premiul Nobel1955, Gamow abordeaz teoretic, pe principii matematice i ale teoriei informaiei, problema codului genetic. 1955, M. Grunberg-Magano i S. Ochoa, realizeaz sinteza artificial a ARN, 1956, A. Kornberg realizeaz sinteza artificial a ADN.

Istoricul preocuprilor...1958 sunt aduse, de asemenea, dovezi experimentale privind modelul conservativ de replicare a ADN, preconizat de Watson i Crick nc din anul 1953. Astfel, la nivel cromozomial, Taylor, i la nivel molecular al ADN, Meselson i Stahl, dovedesc realitatea acestui model semiconservativ dup care se realizeaz sinteza a dou molecule identice de ADN dintr-o molecul iniial, prin care se asigur transmiterea informaiei ereditare de-a lungul generaiilor.

Istoricul preocuprilor...1961, F. Jacob i J. Monod sugereaz existena mesagerului genetic denumit ARN mesager care transcrie informaia genetic de la ADN sub forma mesajului genetic, acesta dirijnd apoi la nivelul ribozomilor sinteza catenelor polipeptidice.elaboreaz teoria reglajului genetic ( genele sunt organizate n operoni i funcionarea lor este dependent de sinteza n celule a unei proteine represoare avnd loc sinteza coordonat a tuturor enzimelor ce intervin ntr-o anumit cale metabolic).

Istoricul preocuprilor...1961se abordeaz descifrarea experimental a codului genetic de ctre M. W. Niremberg i J. H. Mattaei, stabilind experimental c fenilalanina este specificat de ctre codonul UUU. S-au pus la punct diferite metode experimentale prin care s-a descifrat semnificaia funcional a fiecruia din cei 64 de codoni ct cuprinde codul genetic.

Istoricul preocuprilor...1966, cercetrile lui Ochoa, Niremberg i Khorana conduc la descifrarea codului genetic, 1968, M. W. Niremberg i H. G. Khorana primesc Premiul Nobel 1967, A. Kornberg i M. Gonlian, dup 11 ani de cercetri, reuesc sinteza in vitro n sisteme acelulare a unui ADN biologic activ, respectiv a ADN al fagului X 174 al bacteriei E. coli.

Istoricul preocuprilor...1968, R. H. Holley obine Premiul Nobel pentru descifrarea secvenei complete de nucleotide a ARN de transfer (ARNt) care transfer alanina la locul sintezei proteice de la drojdia de bere. A. Kornberg devine i el laureat al Premiului Nobel pentru descoperirea enzimelor implicate n replicarea ADN, iar Okazaki descoper mecanismul de sintez discontinu al ADN.

Istoricul preocuprilor...1975 Descoperirea reverstranscriptazei i a reverstranscrierii i-a adus lui H. Termin laurii Premiului Nobel. 1973-1974, soii Olins i H.Kornberg elaboreaz modelul nucleosomului de organizare a cromatinei i cromozomului la eucariote, demonstrnd continuitatea de organizare la nivel molecular al cromozomului eucariot, de-a lungul ciclului celular.

Istoricul preocuprilor...1973 Stanley Cohen i Herbert Boyer au transferat pentru prima dat o gen de la un organism la altul1974,anul de debut al Ingineriei genetice care i-a propus s izoleze, s sintetizeze i s transfere gene ntre diferite sisteme biologice, desfiinnd astfel graniele dintre specii, fcnd ca gene umane, de exemplu, s fie transferate i s poat funciona n celula bacterian spre a dirija sinteza pe cale industrial a unor hormoni de mare utilitate n medicin.

Istoricul preocuprilor...Dup anul 1975 s-au descoperit: elementele genetice transpozabile, suprapunerea de gene, mozaicismul genelor eucariote, oncogenele.1975 se infiinteaza primul laborator de inginerie genetica microbiana in Romnia 1982 Biosinteza insulinei prin utilizarea microorganismelor modificate genetic1983 Se obine prima planta transgenic n lume.

Istoricul preocuprilor...1990, Se aprob producerea la nivel industrial a primului produs modificat genetic: chimozina pentru obinerea brnzeturilor.1994, Tomatele modificate genetic Flavr Savr cu timpul de coacere ntrziat.1997, oaia Dolly UK.Dup 1990 debuteaz secvenierea genic i cartarea genetic