Golubovsky M. D. The Century of Genetics: Evolution of Ideas and Concepts

The book contains historical and scientific analysis of new discoveries in genetics, their impact on theory of evolution and medicine. The main attention is given to drastic changes on eukaryotic genome organization and hereditary variation since last 15–20 years.

There were detailly overviewed series of unpredictable discoveries that gave birth to the conception of dynamic genome. The new conceptual approach to the description of eukaryotic hereditary system is presented, so called obligate—facultative principle in organization and function of hereditary system. The set of postulates of both classical and modern mobile genetics is compared. It was shown the great importance of different forms of noncanonical, non-mendelian hereditary changes for theory and practice of medicine.

The book is orientated on biologists, medical geneticists and students interested in history and essence of current genetics.

Reviewers: Professors Ya. M. Gall and A. L. Yudin

ISBN 5-7187-0304-3

© M. Д. Голубовский, 2000

© M. D. Golubovsky, 2000

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение.....................................................................................................................8

Глава 1. Историко-методологическне основания исследования..................17

1.1. О полярных подходах к истории науки: диалог.........................................17

1.2. Концепция личностного знания...................................................................19

1.2.1. Неявное знание и его особая роль в биологии....................................19

1.2.2. Концептуальные открытия....................................................................21

1.2.3. Комплекс Пигмалиона и принцип сочувствия....................................24

1.2.4. Обратное соотношение между правильностью и точностью............27

1.3. Плюралистическая методология в истории науки.....................................29

1.3.1. Принцип несовместимости и контраста...............................................29

1.3.2. Многообразие эвристик. Особенности биологии......:.........................32

Глава 2. Генетика и теория эволюции. Динамика взаимодействия.............38

2.1. Синтетическая теория эволюции. Традиции и утраты..............................41

2.2. Генетический антидарвинизм в период становления генетики................44

2.2.1. Номогенетический аспект законов Менделя.......................................46

2.2.2. Ограничение сферы отбора: понятия генотипа и фенотипа..............50

2.2.3. Мутационная теория де Фриза в аспекте видообразования...............51

2.2.4. Мутационное видообразование и биогеография. Исследования Виллиса и их оценка де Фризом...........................................................59

2.2.5. Номогенетические аспекты закона гомологических рядов................63

2.2.6. Неадаптивные процессы в эволюции...................................................66

2.2.7. О восприятии концепции макроэволюции...........................................67

2.2.8. Заключение по разделу 2.2....................................................................74

2.3. Неполнота хромосомной теории наследственности как фундамента СТЭ............................................................................................76

2.3.1. Понятие "мутация": дилемма точности и полноты............................77

2.3.2. Концепция "главной молекулы" и редукционизм.............._;...............78

Глава 3. Переход от классической к "подвижной" генетике на рубеже 80-х годов..............................................................................................81

3.1. Количество ДНК в эволюции видов или С-парадокс................................81

3.2. Методическая революция в молекулярной генетике................................82

3.3. История открытия мобильных элементов..................................................84

3.3.1. Первые попытки анализа нестабильных генов (1914—1941)..............85

3.3.2. Гипотеза МакКлинток и отношение к ней...........................................87

3.3.3. Инсерционный мутагенез и вспышки мутаций у дрозофилы............89

3.3.4. Открытие мобильных элементов у прокариот и их иерархия...........91

3.3.5. Мобильные гены эукариот: случайность и целевой поиск................92

3.4. Мозаичность генов эукариот: непредсказуемое открытие.......................96

3.4.1. "Почему гены кусками?" — необычная судьба заметки Гилберта.....97

3.5. Дискуссия по эгоистичной ДНК................................................................100

3.6. Что есть ген?: от Моргана до наших дней........:.......................................102

3.7. Общее заключение. Сопоставление парадигм в генетике......................110

Глава 4. Обобщенная концепция генома. Облигатно-факультативный принцип структуры и функции........................................113

4.1. О семантической динамике понятий. Примеры из генетики..................113

4.2. О понятиях "наследственность", "генотип" и "геном"...........................114

4.3. Системные свойства клетки.......................................................................117

4.4. Подразделение генома на две подсистемы. Облигатный и факультативный компоненты........................................................................119

4.4.1. Взаимодействие облигатного и факультативного компонентов.....122

4.5. Два компонента генотипа — две формы наследственной изменчивости. Мугации и вариации................................................................124

4.6. Эпигенетическая изменчивость.................................................................127

4.6.1. Динамическая наследственность: теоретические предпосылки......127

4.6.2. Концепция эпигена: понятийная и логическая схема.......................132

4.6.3. Транспозоны и эпигены.......................................................................134

4.6.4. Эпигенетические изменения структуры хромосом...........................136

4.7. Сопоставление трех форм изменчивости; мутационной, вариационной и эпигенетической.....................................................................143

Глава 5. Некоторые проблемы теории эволюции в их соотношении с современной генетикой....................................................................................147

5.1. Наследственные изменения как процесс. Вехи познания.......................147

5.1.1. Наследственные изменения как ошибки матричных и генетических процессов..............................................................................150

5.1.2. Адаптивные преобразования генома в ответ на вызов среды..........157

5.1.3. Дискуссия об адаптивных или отбор-зависимых мутациях............161

5.2. Ревизия проблемы наследования приобретенных признаков.................166

5.2.1. Факультативные элементы и наследование приобретенных признаков........................................................................................................168

5.2.2. Передача в ряду поколений эпигенетических изменений. Опыты П. Г. Светлова....................................................................................172

5.2.3. Наследственные изменения и пищевой режим.................................173

5.2.4. Динамическая память и наследование приобретенных признаков......174

5.3. Наследственность и инфекция. Горизонтальный перенос и симбиоз...175

5.4. Вирусы и информационный обмена в биосфере.....................................184

5.5. Информационный фактор в эволюции.....................................................189

5.6. Автогенез на уровне ДНК и хромосом, эволюционно-генетический потенциал и видообразование...........................................................................195

5.7. Заключение. Наследственная изменчивость в классической и современной генетике.....................................................................................201

Глава 6. Некоторые историко-научные уроки...........................................203

6.1. Лаг-период "непризнания" в 25 и более лет – инварианта для судьбы крупных открытий.........................................................................203

6.2. Сопоставление судьбы открытий Менделя и МакКлинток....................204

6.3. О причинах непризнания открытия Барбары МакКлинток....................211

Глава 7. Медицинская генетика и неканонические формы наследования...........................................................................................218

7.1. Мобильные элементы, ретровирусы и наследственные изменения.......218

7.2. Наследственные изменения и онтогенез...................................................223

7.3. Переключение генов и импринтинг в аспекте медицинской генетики.......225

7.3.1. Эпигенетика детерминации пола........................................................226

7.3.2. Инактивация Х-хромосомы как эпигенетическое изменение..........229

7.3.3. Геномный импринтинг и аномалии оплодотворения.......................231

7.3.4. Импринтинг хромосом и генов...........................................................235

7.4. Новый тип нестабильных мутаций............................................................236

7.4.1 Экспансия повторов: парадоксы нестабильности..............................237

Общее заключение...............................................................................................240

Литература............................................................................................................244