Metode de cercetare în anatomia umană. Prezentare de biologie „Metode moderne de studiu a unei persoane” (clasa a 8-a)

Majoritatea metodelor de diagnostic cunoscute astăzi, de laborator și instrumentale, au fost create pentru a studia modificările structurale ale organelor umane. Diverse tipuri de examinare a pacientului, microscoape, analize biochimice, diverse tipuri de examinări cu raze X, inclusiv cele cu substanțe radioopace, diverse modificări ale aparatelor de imagistică computerizată sau prin rezonanță magnetică, ultrasunete, instrumente cu fibră optică, catetere, dispozitive de analiză a pacientului. activitatea electrică a organelor (inima, creierul) sunt utilizate pe scară largă. ) etc. Cu toate acestea, chiar și cele mai moderne și foarte scumpe echipamente fac posibilă doar studierea separată a diferitelor sisteme fiziologice ale unei persoane și ale organelor acesteia.

În prezent, medicina folosește cele mai informative cinci metode vizuale (permițând obținerea unei imagini a organelor și țesuturilor) de examinare a pacienților.

Raze X (radiografie).În orice modificare a acestei metode, se folosesc raze X. Practic, această metodă vă permite să vedeți părțile constitutive ale scheletului uman.

ecografie.În timpul examinării cu ultrasunete, undele sonore emise de piezocristal și reflectate de țesuturile organelor sunt înregistrate pentru construcția ulterioară a imaginilor stratificate. Metoda are o rezoluție limitată și o calitate slabă a imaginii. Cu toate acestea, este relativ sigur, practic și ieftin, așa că este adesea folosit pentru diagnostic.

Cu tomografie computerizată cu raze X (metoda CT) imaginile secțiunilor obiectului sunt obținute prin calcule bazate pe raze X luate în mai multe direcții. Metoda permite recrearea imaginilor anatomice cu un nivel ridicat de rezoluție spațială în orice plan ales.

Metoda rezonanței magnetice nucleare (RMN sau MR) sau imagistica prin rezonanță magnetică (RMN). Obiectul cercetării este plasat în centrul unui magnet puternic, care servește la alinierea dipolilor magnetici ai diferitelor nuclee din elementele corpului uman. Acest echilibru este perturbat de impulsurile de radiofrecvență. Ratele cu care diferiți atomi și molecule revin la starea lor originală, stabilă, sunt măsurate cu instrumente speciale. Acest lucru vă permite să afișați nu numai densitatea țesuturilor, ci și parametrii lor biochimici.

Mai multe configurații CT și MR au atins rezoluții mai mici de un milimetru.

Tomografia cu emisie de pozitroni (PET) - una dintre cele mai noi metode de diagnosticare a funcționării organelor și țesuturilor din corpul uman sau animal prin metode de fizică nucleară.

Amintiți-vă câteva concepte de la cursul de fizică din școală. dezintegrare radioactivă sau radioactivitate- modificarea spontană a compoziției sau structurii nucleelor ​​atomice prin radiația cuante gamma sau particule elementare. Orice substanță care conține nuclei radioactivi se numește radioactiv.

Metoda PET se bazează pe un fenomen binecunoscut din fizica nucleară dezintegrarea beta a pozitronilor. Esența acestui fenomen poate fi explicată după cum urmează. Introdus în corpul uman radiofarmaceutic(RFP), care este un compus biologic activ marcat cu o substanță radioactivă care emite pozitroni. Mai mult, produsul radiofarmaceutic cu fluxuri de sânge și limfa se răspândește în tot corpul. În timpul dezintegrarii radioactive în țesuturile unui organism viu, pozitronii sunt antiparticulele electronului. Când un pozitron interacționează cu un electron, anihilare(distrugerea) a două particule materiale și două gamma cuantică (foton) câmp electromagnetic (două unde). Prin urmare, poate fi numită și metoda PET tomografie cu emisie de doi fotoni.În plus, cu ajutorul unor echipamente speciale de detectare, sunt înregistrate cuante gamma emise în timpul dezintegrarii radioactive.

Prin urmare, PET este o metodă de examinare tridimensională a corpului, bazată pe capacitatea radiofarmaceuticilor de a se acumula în țesuturi cu activitate biologică ridicată, de exemplu, tumori, creier, inimă etc. Evident, în ciuda conținutului de informații destul de ridicat, această metodă are o serie de efecte secundare grave și periculoase.

Aceste metode sunt cele mai informative dintre toate cele existente, dacă pacientul are deja leziuni ale țesuturilor sau organelor, dar nici una dintre aceste metode nu va ajuta la evaluarea modului în care organele funcționează efectiv. Vom apela în continuare metode pentru a determina modul în care organele sau sistemele umane funcționează de fapt diagnosticare funcțională.

Instrumentele de diagnosticare funcționale includ diverse modificări ale dispozitivului Dr Voll(bazat pe metodele medicinei orientale). În acest caz, sunt măsurați curenții de microamperi care curg prin anumite canale din corpul uman. Unele valori curente sunt considerate normale, iar abaterile de la aceste valori într-o direcție sau alta sunt interpretate ca încălcări ale funcționării organelor sau sistemelor fiziologice din corpul uman. Totuși, datorită repetabilității scăzute a rezultatelor măsurătorilor și a unei anumite subiectivitati în interpretarea rezultatelor obținute, metoda nu este foarte informativă.

Atenţie!

Niciun studiu nu este complet exact. Gradul de fiabilitate al rezultatelor obținute este mai mare, cu atât starea pacientului este mai proastă.

Uneori, la o persoană sănătoasă, se găsesc abateri de la normă (rezultat fals pozitiv), iar pacientul nu poate fi identificat (rezultat fals negativ). Cu cât echipamentul este mai sensibil și mai scump, cu atât este mai probabil să indice prezența unor boli care nu există cu adevărat. Pentru a evita erorile sau cel puțin a reduce probabilitatea acestora, este necesar să folosiți mai multe metode fundamental diferite în timpul examinării.

Atenţie!

Medicina modernă nu are o singură metodă de diagnosticare instrumentală a bolilor umane care să nu afecteze organismul (adesea diagnosticarea este dăunătoare sănătății).

Atenţie!

Toate metodele existente de diagnosticare a unei persoane pot înregistra doar faptul prezenței unei boli, iar cauzele majorității bolilor umane sunt necunoscute științei moderne.

De regulă, toate noile dezvoltări ale echipamentelor de diagnosticare au ca scop creșterea sensibilității (rezoluției) dispozitivelor existente și îmbunătățirea metodelor de cercetare existente. Până acum, medicina modernă nu are metode fundamental noi și sigure de diagnosticare și studiere a unei persoane.

Omenirea a fost de mult obișnuită cu toate beneficiile civilizației noastre: electricitate, aparate electrocasnice moderne, un nivel de trai ridicat, inclusiv un nivel ridicat de îngrijire medicală. Astăzi, o persoană are la dispoziție cele mai moderne echipamente, care detectează cu ușurință diverse tulburări în funcționarea organelor și indică toate patologiile. Astăzi, omenirea folosește în mod activ descoperirea lui Kondrat Roentgen - raze X, care mai târziu au fost numite „raze X” în onoarea sa. Metodele de cercetare care utilizează raze X sunt utilizate pe scară largă în întreaga lume. Razele X găsesc defecte în structuri de natură foarte diferită, scanează bagajele pasagerilor și, cel mai important, protejează sănătatea umană. Dar cu puțin peste o sută de ani în urmă, oamenii nici nu-și puteau imagina că toate acestea sunt posibile.

Până în prezent, metodele de cercetare care utilizează raze X sunt cele mai populare. Și lista de studii efectuate cu ajutorul diagnosticului cu raze X este destul de impresionantă. Toate aceste metode de cercetare ne permit să identificăm o gamă foarte largă de boli și ne permit să oferim un tratament eficient într-un stadiu incipient.

În ciuda faptului că în lumea modernă se dezvoltă rapid noi metode de studiere a sănătății umane și de diagnosticare, metodele de cercetare cu raze X rămân în poziții puternice în diferite tipuri de examinări.
Acest articol discută cele mai frecvent utilizate metode de examinare cu raze X:
. Radiografia este cea mai cunoscută și populară metodă. Folosit pentru a obține o imagine finală a unei părți a corpului. Aici, radiația cu raze X este folosită pe un material sensibil;
. Fluorografie - o imagine cu raze X este fotografiată de pe ecran, se realizează folosind dispozitive speciale. Cel mai adesea, această metodă este utilizată în examinarea plămânilor;
. Tomografia este un studiu cu raze X, care se numește stratificat. Folosit în studiul majorității părților corpului și a organelor umane;
. Fluoroscopie - primiți o imagine cu raze X pe ecran, această imagine permite medicului să examineze organele chiar în procesul muncii lor.
. Radiografie cu contrast - folosind această metodă, un sistem sau organe individuale sunt studiate prin introducerea de substanțe speciale care sunt inofensive pentru organism, dar fac ținta de cercetare clar vizibilă pentru studiile cu raze X (aceștia sunt așa-numiții agenți de contrast). Această metodă este utilizată atunci când alte metode mai simple nu oferă rezultatele necesare diagnosticului.
. Radiologia intervențională s-a dezvoltat rapid în ultimii ani. Vorbim despre efectuarea unei intervenții chirurgicale care nu necesită bisturiu, sub Toate aceste metode fac ca operația chirurgicală să fie mai puțin traumatizantă, eficientă și rentabilă. Acestea sunt metode inovatoare care vor fi folosite în medicină în viitor și vor fi îmbunătățite din ce în ce mai mult.

Diagnosticul cu raze X este, de asemenea, unul dintre principalele în care este nevoie de expertiză, iar uneori este singura metodă posibilă de stabilire a unui diagnostic. Diagnosticarea cu raze X îndeplinește cele mai importante cerințe ale oricărei cercetări:
1. Tehnica oferă o calitate ridicată a imaginii;
2. Echipamentul este cât se poate de sigur pentru pacient;
3. Reproductibilitate informativă ridicată;
4. Fiabilitatea echipamentelor;
5. Nevoie redusă de întreținere a echipamentelor.
6. Economia cercetării.

Supuse controlului dozei, sunt sigure pentru sănătatea umană. Efectul biologic al dozelor mici de raze X, clasificate drept radiații ionizante, nu are efecte nocive vizibile asupra organismului, iar cu ecranare suplimentară, studiul devine și mai sigur. Studiile cu raze X vor fi folosite de omenire în medicină pentru mulți ani de acum înainte.

Metodologie - un set de manipulări, a căror implementare oferă rezultatele necesare în conformitate cu sarcina.

Metoda de cercetare analitico-sintetică- o modalitate de a studia funcționarea organismului în mod holistic, în unitatea și interconectarea tuturor componentelor sale.

Metode de cercetare în fiziologie

Pentru a studia diferitele procese și funcții ale unui organism viu, se folosesc metode de observare și experiment.

Supraveghere - o metodă de obținere a informațiilor prin înregistrarea vizuală directă, de regulă, a fenomenelor și proceselor fiziologice care au loc în anumite condiții.

Experiment- o metodă de obținere a unor noi informații despre relațiile cauză-efect dintre fenomene și procese în condiții controlate și controlate. Un experiment acut este un experiment care este implementat pentru un timp relativ scurt. Un experiment cronic este un experiment care durează o perioadă lungă de timp (zile, săptămâni, luni, ani).

Metoda de observare

Esența acestei metode este de a evalua manifestarea unui anumit proces fiziologic, funcția unui organ sau țesut în condiții naturale. Aceasta este prima metodă care a apărut în Grecia antică. În Egipt, în timpul mumificării, cadavrele erau deschise, iar preoții analizau starea diferitelor organe în legătură cu datele înregistrate anterior privind ritmul pulsului, cantitatea și calitatea urinei și alți indicatori la oamenii pe care i-au observat.

În prezent, oamenii de știință, care efectuează studii observaționale, folosesc în arsenalul lor o serie de dispozitive simple și complexe (impunerea de fistule, implantarea de electrozi), ceea ce face posibilă determinarea mai fiabilă a mecanismului de funcționare a organelor și țesuturilor. De exemplu, observând activitatea glandei salivare, se poate determina cât de multă salivă este secretată într-o anumită perioadă a zilei, culoarea, densitatea acesteia etc.

Cu toate acestea, observarea unui fenomen nu răspunde la întrebarea cum se realizează acest sau acel proces sau funcție fiziologică.

Metoda observațională este utilizată mai pe scară largă în zoopsihologie și etologie.

metoda experimentala

Un experiment fiziologic este o intervenție intenționată în corpul unui animal pentru a afla influența diferiților factori asupra funcțiilor sale individuale. O astfel de intervenție necesită uneori pregătirea chirurgicală a animalului, care poate fi acută (vivisecție) sau cronică (chirurgical experimental). Prin urmare, experimentele sunt împărțite în două tipuri: acute (vivisecție) și cronice.

Metoda experimentală, spre deosebire de metoda de observare, vă permite să aflați motivul implementării unui proces sau funcție.

vivisecţie au fost efectuate în stadiile incipiente ale dezvoltării fiziologiei pe animale imobilizate fără utilizarea anesteziei. Dar din secolul al XIX-lea în experimentul acut s-a folosit anestezie generală.

experiment acut are propriile sale merite și demerite. Avantajele includ capacitatea de a simula diferite situații și de a obține rezultate într-un timp relativ scurt. Dezavantajele includ faptul că, într-un experiment acut, influența sistemului nervos central asupra corpului este exclusă atunci când se folosește anestezia generală și este încălcată integritatea răspunsului organismului la diferite influențe. În plus, animalele trebuie adesea eutanasiate după un experiment acut.

Prin urmare, s-au dezvoltat metode ulterioare experiment cronic, în care se efectuează monitorizarea pe termen lung a animalelor după intervenția chirurgicală și recuperarea animalului.

Academicianul I.P. Pavlov a dezvoltat o metodă de aplicare a fistulelor pe organe goale (stomac, intestine, vezică urinară). Utilizarea tehnicii fistulei a făcut posibilă elucidarea mecanismelor de funcționare a multor organe. În condiții sterile, un animal anesteziat este supus unei operații chirurgicale care permite accesul la un anumit organ intern, se implantează un tub de fistulă sau se îndepărtează ductul glandular și se sutură pe piele. Experimentul în sine începe după vindecarea rănii postoperatorii și recuperarea animalului, când procesele fiziologice revin la normal. Datorită acestei tehnici, a devenit posibil să se studieze imaginea proceselor fiziologice în condiții naturale pentru o lungă perioadă de timp.

Metoda experimentală, ca și metoda observației, presupune utilizarea unor echipamente moderne simple și complexe, dispozitive incluse în sisteme menite să influențeze un obiect și să înregistreze diverse manifestări ale activității vitale.

Invenția kimografului și dezvoltarea unei metode de înregistrare grafică a tensiunii arteriale de către omul de știință german K. Ludwig în 1847 a deschis o nouă etapă în dezvoltarea fiziologiei. Kimograful a făcut posibilă realizarea unei înregistrări obiective a procesului studiat.

Ulterior, au fost dezvoltate metode de înregistrare a contracției inimii și a mușchilor (T. Engelman) și o metodă de înregistrare a modificărilor tonusului vascular (pletismografie).

obiectiv înregistrare grafică fenomenele bioelectrice au devenit posibile datorită galvanometrului cu corzi, inventat de fiziologul olandez Einthoven. A fost primul care a înregistrat o electrocardiogramă pe film. Înregistrarea grafică a potențialelor bioelectrice a servit drept bază pentru dezvoltarea electrofiziologiei. În prezent, electroencefalografia este utilizată pe scară largă în practică și cercetarea științifică.

Un pas important în dezvoltarea electrofiziologiei a fost inventarea microelectrodului. Cu ajutorul micromanipulatoarelor, acestea pot fi injectate direct în celulă și pot fi înregistrate potențialele bioelectrice. Tehnica microelectrodului a făcut posibilă descifrarea mecanismelor de generare a biopotenţialului în membranele celulare.

Fiziologul german Dubois-Reymond este fondatorul metodei de stimulare electrică a organelor și țesuturilor folosind o bobină de inducție pentru stimularea electrică dozată a țesuturilor vii. În prezent, stimulatoarele electronice sunt folosite pentru aceasta, permițându-vă să primiți impulsuri electrice de orice frecvență și putere. Stimularea electrică a devenit o metodă importantă pentru studiul funcțiilor organelor și țesuturilor.

Metodele experimentale includ multe metode fiziologice.

Îndepărtarea(extirparea) unui organ, de exemplu, o anumită glandă endocrină, vă permite să aflați efectul său asupra diferitelor organe și sisteme ale animalului. Îndepărtarea diferitelor părți ale cortexului cerebral a permis oamenilor de știință să afle efectul lor asupra organismului.

Progresele moderne în fiziologie s-au datorat utilizării tehnologiei electronice.

Implantarea electrozilorîn diferite părți ale creierului a ajutat la stabilirea activității diferiților centri nervoși.

Introducere izotopi radioactiviîn organism permite oamenilor de știință să studieze metabolismul diferitelor substanțe din organe și țesuturi.

Metoda tomografică folosirea rezonanței magnetice nucleare este foarte importantă pentru elucidarea mecanismelor proceselor fiziologice la nivel molecular.

BiochimicȘi biofizic metodele ajută la identificarea diferiților metaboliți în organe și țesuturi la animale în stare normală și în patologie cu mare precizie.

Cunoașterea caracteristicilor cantitative ale diferitelor procese fiziologice și a relației dintre acestea a făcut posibilă crearea modelele lor matematice. Cu ajutorul acestor modele, procesele fiziologice sunt reproduse pe computer și sunt explorate diverse variante de reacții.

Metode de bază ale cercetării fiziologice

Fiziologia este o știință experimentală, adică. toate prevederile sale teoretice se bazează pe rezultatele experimentelor și observațiilor.

Observare

Observare a fost folosit încă de la primii pași în dezvoltarea științei fiziologice. Când efectuează o observație, cercetătorii oferă o descriere descriptivă a rezultatelor acesteia. În acest caz, obiectul observației se află de obicei în condiții naturale, fără influențe speciale asupra acestuia de către cercetător. Dezavantajul observării simple este imposibilitatea sau complexitatea mare a obținerii unor indicatori cantitativi și perceperea unor procese rapide. Deci, la începutul secolului al XVII-lea. V. Harvey, după ce a observat activitatea inimii la animalele mici, a scris: „Viteza mișcării cardiace nu ne permite să distingem cum apar sistola și diastola și, prin urmare, este imposibil să știm în ce moment și în ce parte expansiunea. și are loc contracția.”

Experienţă

Oportunități mai mari decât simpla observare în studiul proceselor fiziologice vor fi date prin setare experimente. Atunci când efectuează un experiment fiziologic, cercetătorul va crea artificial condiții pentru dezvăluirea esenței și tiparelor cursului proceselor fiziologice. La un obiect viu se pot aplica efecte fizice și chimice dozate, introducerea diferitelor substanțe în sânge sau organe și înregistrarea unui răspuns la efecte.

Experimentele în fiziologie sunt împărțite în acute și cronice. Efecte asupra animalelor de experiment în experimente acute pot fi incompatibile cu conservarea vieții animale, de exemplu, efectul dozelor mari de radiații, substanțe toxice, pierderi de sânge, stop cardiac artificial, oprire a fluxului sanguin. Organele individuale pot fi îndepărtate de la animale pentru a studia funcțiile fiziologice ale acestora sau posibilitatea de transplant la alte animale. Pentru a menține viabilitatea, organele îndepărtate (izolate) sunt plasate în soluții saline răcite care sunt similare ca compoziție sau cel puțin în conținutul celor mai importante substanțe minerale din plasma sanguină. Astfel de soluții se numesc fiziologice. Printre cele mai simple soluții fiziologice se numără o soluție izotopică de NaCl 0,9%.

Efectuarea experimentelor folosind organe izolate a fost deosebit de populară în perioada secolului al XV-lea - începutul secolului al XX-lea, când se acumulau cunoștințe despre funcțiile organelor și structurile lor individuale. Pentru realizarea unui experiment fiziologic, cel mai convenabil este să folosiți organe izolate ale animalelor cu sânge rece care își păstrează funcțiile pentru o lungă perioadă de timp. Astfel, o inimă de broască izolată, spălată cu soluție salină Ringer, se poate contracta la temperatura camerei timp de multe ore și poate răspunde la diferite influențe prin modificarea naturii contracției. Datorită ușurinței de pregătire și a importanței informațiilor obținute, astfel de organe izolate sunt utilizate nu numai în fiziologie, ci și în farmacologie, toxicologie și alte domenii ale științei medicale. De exemplu, preparatul izolat de inimă de broaște (metoda Straub) este utilizat ca obiect standardizat pentru testarea activității biologice în producția în lot a unor medicamente și dezvoltarea de noi medicamente.

Cu toate acestea, posibilitățile de experiment acut sunt limitate nu numai din cauza problemelor etice asociate cu faptul că animalele în timpul experimentului sunt expuse la durere și mor, ci și pentru că studiul este adesea efectuat cu încălcarea mecanismelor sistemice care reglementează cursul funcțiilor fiziologice, sau în condiții artificiale - în afara întregului organism.

experiență cronică lipsit de unele dintre dezavantajele de mai sus. Într-un experiment cronic, studiul este efectuat pe un animal practic sănătos în condiții de impact minim asupra acestuia și în același timp salvându-i viața. Înainte de studiu, pe animal pot fi efectuate operații pentru a-l pregăti pentru experiment (se implantează electrozi, se formează fistule pentru accesul în cavitățile și canalele organelor). Experimentele pe astfel de animale încep după vindecarea suprafeței rănii și restabilirea funcțiilor afectate.

Un eveniment important în dezvoltarea metodelor de cercetare fiziologică a fost introducerea înregistrării grafice a fenomenelor observate. Omul de știință german K. Ludwig a inventat kimograful și a fost primul care a înregistrat fluctuațiile (valurile) ale tensiunii arteriale într-un experiment acut. În urma acesteia, au fost dezvoltate metode de înregistrare a proceselor fiziologice folosind roți dințate mecanice (pârghii Engelmann), angrenaje pneumatice (capsula lui Marey), metode de înregistrare a umplerii cu sânge a organelor și a volumului acestora (pletismograf Mosso). Curbele obținute în astfel de înregistrări sunt de obicei numite kimograme.

Fiziologii au inventat metode de colectare a salivei (capsule Lashley-Krasnogorsky), care au făcut posibilă studierea compoziției sale, a dinamicii formării și secreției și, ulterior, a rolului său în menținerea sănătății țesuturilor bucale și a dezvoltării bolilor. Metodele dezvoltate pentru măsurarea forței de presiune a dinților și distribuția acesteia în anumite zone ale suprafeței dintelui au făcut posibilă cuantificarea forței mușchilor de mestecat, a naturii potrivirii suprafeței de mestecat a dinților de sus și de jos. fălci.

Oportunități mai largi în studiul funcțiilor fiziologice ale organismului uman și animal au apărut după descoperirea de către fiziologul italian L. Galvani a curenților electrici în țesuturile vii.

Înregistrarea potențialelor electrice ale celulelor nervoase, procesele lor, structurile individuale sau întregul creier a permis fiziologilor să înțeleagă unele dintre mecanismele de funcționare a sistemului nervos al unei persoane sănătoase și tulburările lor în bolile neurologice. Aceste metode rămân printre cele mai comune în studiul funcțiilor sistemului nervos în laboratoarele și clinicile moderne de fiziologie.

Înregistrarea potențialelor electrice ale mușchiului inimii (electrocardiografia) a permis fiziologilor și clinicienilor nu numai să înțeleagă și să studieze profund fenomenele electrice din inimă, ci și să le aplice în practică pentru a evalua activitatea inimii, detectarea precoce a tulburărilor sale în boli de inima și monitorizarea eficacității tratamentului.

Înregistrarea potențialelor electrice ale mușchilor scheletici (electromiografia) a permis fiziologilor să studieze multe aspecte ale mecanismelor de excitare și contracție musculară. În special, electromiografia mușchilor masticatori îi ajută pe stomatologi să evalueze în mod obiectiv starea funcției lor la o persoană sănătoasă și la o serie de boli neuromusculare.

Aplicarea unor influențe (stimuli) electrice sau electromagnetice externe moderate ca forță și durată asupra țesuturilor nervoase și musculare nu provoacă leziuni structurilor studiate. Acest lucru le permite să fie utilizate cu succes nu numai pentru evaluarea răspunsurilor fiziologice la influențe, ci și pentru tratament (stimularea electrică a mușchilor și nervilor, stimularea magnetică transcraniană a creierului).

Bazat pe realizările fizicii, chimiei, microelectronicii, ciberneticii la sfârșitul secolului al XX-lea. au fost create condiţii pentru perfecţionarea calitativă a metodelor de cercetare fiziologică şi medicală. Printre aceste metode moderne, care au făcut posibilă pătrunderea și mai adânc în esența proceselor fiziologice ale unui organism viu, evaluarea stării funcțiilor sale și identificarea modificărilor acestora în stadiile incipiente ale bolilor, se remarcă metodele de cercetare prin vizualizare. Acestea sunt sondarea cu ultrasunete a inimii și a altor organe, tomografia computerizată cu raze X, vizualizarea distribuției izotopilor de scurtă durată în țesuturi, rezonanța magnetică, emisia de pozitroni și alte tipuri de tomografie.

Pentru utilizarea cu succes a metodelor fiziologice în medicină au fost formulate cerințe internaționale care trebuiau îndeplinite în dezvoltarea și implementarea în practică a metodelor de cercetare fiziologică. Dintre aceste cerințe, cele mai importante sunt:

• siguranța studiului, absența traumei și deteriorarea obiectului studiat;
• sensibilitate ridicată, viteza senzorilor și dispozitivelor de înregistrare, posibilitatea de înregistrare sincronă a mai multor indicatori ai funcțiilor fiziologice;
• posibilitatea înregistrării pe termen lung a indicatorilor studiați. Acest lucru face posibilă dezvăluirea ciclicității cursului proceselor fiziologice, determinarea parametrilor ritmurilor circadiene (circadiene), identificarea prezenței tulburărilor paroxistice (episodice) ale proceselor;
• respectarea standardelor internaționale;
• dimensiunile mici și greutatea dispozitivelor permit efectuarea cercetărilor nu numai într-un spital, ci și acasă, în timp ce lucrați sau faceți sport;
• utilizarea tehnologiei informatice și a realizărilor ciberneticii pentru înregistrarea și analiza datelor obținute, precum și pentru modelarea proceselor fiziologice. Când se utilizează tehnologia computerizată, timpul petrecut cu înregistrarea datelor și procesarea lor matematică este redus drastic și devine posibilă extragerea mai multor informații din semnalele primite.

Cu toate acestea, în ciuda numeroaselor avantaje ale metodelor moderne de cercetare fiziologică, corectitudinea determinării indicatorilor funcțiilor fiziologice depinde în mare măsură de calitatea educației personalului medical, de cunoașterea esenței proceselor fiziologice, de caracteristicile senzorilor și de principiile funcționarea dispozitivelor utilizate, capacitatea de a lucra cu un pacient, de a-i oferi instrucțiuni, de a monitoriza progresul implementării acestora și de a corecta acțiunile pacientului.

Rezultatele măsurătorilor unice sau ale observațiilor dinamice efectuate de diferiți profesioniști medicali la același pacient nu se potrivesc întotdeauna. Prin urmare, rămâne problema creșterii fiabilității procedurilor de diagnosticare și a calității cercetării.

Calitatea studiului se caracterizează prin acuratețea, corectitudinea, convergența și reproductibilitatea măsurătorilor.

Caracteristica cantitativă a unui indicator fiziologic determinată în timpul studiului depinde atât de valoarea reală a parametrului acestui indicator, cât și de o serie de erori introduse de aparat și de personalul medical. Aceste erori sunt numite variabilitate analitică. De obicei se cere ca variabilitatea analitică să nu depășească 10% din valoarea măsurată. Deoarece adevărata valoare a indicatorului la aceeași persoană se poate modifica din cauza ritmurilor biologice, condițiilor meteorologice și a altor factori, termenul în cadrul variaţiilor individuale. Se numește diferența în același indicator la persoane diferite variatii interindividuale. Se numește totalitatea erorilor și fluctuațiilor parametrilor variabilitate generală.

Test de funcționare

Un rol important în obținerea de informații despre starea și gradul de încălcare a funcțiilor fiziologice revine așa-numitelor teste funcționale. În locul termenului „test funcțional” este adesea folosit „test”. Efectuarea de încercări funcționale - testare. Cu toate acestea, în practica clinică, termenul „test” este folosit mai des și într-un sens puțin mai extins decât „test funcțional”.

Test de funcționare presupune studiul parametrilor fiziologici în dinamică, înainte și după efectuarea anumitor efecte asupra organismului sau acțiuni arbitrare ale subiectului. Cele mai frecvent utilizate teste funcționale cu activitate fizică dozată. Testele sunt efectuate și prin efecte de intrare, în care modificări ale poziției corpului în spațiu, încordare, modificări ale compoziției gazului aerului inhalat, introducerea de medicamente, încălzirea, răcirea, consumul unei anumite doze de soluție alcalină , și mulți alți indicatori sunt dezvăluiți.

Fiabilitatea și validitatea sunt printre cele mai importante cerințe pentru testele funcționale.

Fiabilitate - capacitatea de a efectua testul cu o precizie satisfăcătoare de către un specialist cu calificare medie. Fiabilitatea ridicată este inerentă testelor destul de simple, a căror execuție este puțin afectată de mediu. Cele mai fiabile teste care reflectă starea sau magnitudinea rezervelor funcției fiziologice recunosc standard de referință sau referenţial.

concept valabilitate reflectă adecvarea unui test sau a unei metode pentru scopul propus. Dacă se introduce un nou test, atunci validitatea acestuia este evaluată prin compararea rezultatelor obținute cu ajutorul acestui test cu rezultatele unor teste de referință recunoscute anterior. Dacă testul nou introdus permite într-un număr mai mare de cazuri găsirea răspunsurilor corecte la întrebările puse în timpul testării, atunci acest test are o valabilitate ridicată.

Utilizarea testelor funcționale crește semnificativ capacitățile de diagnosticare numai dacă aceste teste sunt efectuate corect. Selecția, implementarea și interpretarea lor adecvată necesită cunoștințe teoretice extinse și experiență suficientă în munca practică din partea lucrătorilor medicali.

Instituție de învățământ municipală

gimnaziu №37

Metode de cercetare genetică umană

Smolensk 2010

Introducere

1. Genetica ca știință

1.1 Principalele etape ale dezvoltării geneticii

1.2 Principalele sarcini ale geneticii

1.3 Secțiunile principale ale geneticii

1.4 Influența geneticii asupra altor ramuri ale biologiei

2. Genetica umana (antropogenetica)

3.Metode de studiere a eredității

3.1 Metoda genealogică

3.2 Metoda twin

3.3 Metode citogenetice (cariotipice).

3.4 Metode biochimice

3.5 Metode de populare

Concluzie

Literatură

Aplicație

Introducere

Dacă secolul al XIX-lea a intrat pe drept în istoria civilizației mondiale ca Epoca Fizicii, atunci secolul care se termină rapid din secolul al XX-lea, în care am avut norocul să trăim, după toate probabilitățile, este destinat Epocii Biologiei și, probabil, Epoca Geneticii.

Într-adevăr, în mai puțin de 100 de ani de la a doua descoperire a legilor lui G. Mendel, genetica a parcurs un drum triumfător de la înțelegerea natural-filosofică a legilor eredității și variabilității prin acumularea experimentală a faptelor geneticii formale la înțelegerea biologică moleculară a esenței genei, a structurii și funcției sale. De la construcții teoretice despre o genă ca unitate abstractă a eredității până la înțelegerea naturii sale materiale ca fragment al unei molecule de ADN care codifică structura de aminoacizi a unei proteine, până la clonarea genelor individuale, crearea hărților genetice detaliate ale oamenilor și animalelor, identificarea genelor ale căror mutațiile sunt asociate cu boli ereditare, dezvoltând metode de biotehnologie și inginerie genetică, ceea ce face posibilă obținerea intenționată a organismelor cu trăsături ereditare date, precum și efectuarea corectării direcționate a genelor umane mutante, de exemplu. terapia genică pentru boli ereditare. Genetica moleculară ne-a aprofundat în mod semnificativ înțelegerea esenței vieții, a evoluției naturii vii și a mecanismelor structurale și funcționale de reglare a dezvoltării individuale. Datorită succesului său, a început soluționarea problemelor globale ale omenirii legate de protecția fondului său genetic.

Mijlocul și a doua jumătate a secolului al XX-lea au fost marcate de o scădere semnificativă a frecvenței și chiar eliminarea completă a unui număr de boli infecțioase, o scădere a mortalității infantile și o creștere a speranței de viață. În țările dezvoltate ale lumii, accentul serviciilor de îngrijire a sănătății a fost mutat către lupta împotriva patologiei umane cronice, a bolilor sistemului cardiovascular și a bolilor oncologice.

Scopurile și obiectivele eseului meu:

· Luați în considerare principalele etape de dezvoltare, sarcinile și obiectivele geneticii;

· Dați o definiție precisă a termenului „genetică umană” și luați în considerare esența acestui tip de genetică;

· Luați în considerare metode de studiere a eredității umane.

1. Genetica ca știință

1 Principalele etape ale dezvoltării geneticii

Originile geneticii, ca orice știință, ar trebui căutate în practică. Genetica a apărut în legătură cu creșterea animalelor domestice și cultivarea plantelor, precum și cu dezvoltarea medicinei. De când omul a început să folosească încrucișarea animalelor și plantelor, s-a confruntat cu faptul că proprietățile și caracteristicile urmașilor depind de proprietățile indivizilor părinți aleși pentru încrucișare. Selectând și încrucișând cei mai buni descendenți, din generație în generație, o persoană a creat grupuri înrudite - linii, apoi rase și soiuri cu proprietăți ereditare caracteristice acestora.

Deși aceste observații și comparații nu au putut deveni încă baza pentru formarea științei, dezvoltarea rapidă a creșterii și creșterii animalelor, precum și a producției de culturi și semințe în a doua jumătate a secolului al XIX-lea, a dat naștere unui interes sporit pentru analiza fenomenului de ereditate.

Dezvoltarea științei eredității și variabilității a fost promovată în mod deosebit de puternic de teoria lui Charles Darwin despre originea speciilor, care a introdus metoda istorică de studiere a evoluției organismelor în biologie. Darwin însuși a depus mult efort în studiul eredității și variabilității. A adunat o cantitate imensă de fapte, a făcut o serie de concluzii corecte pe baza lor, dar nu a reușit să stabilească legile eredității.

Contemporanii săi, așa-numiții hibridizatori, care au încrucișat diverse forme și au căutat gradul de asemănare și diferență dintre părinți și descendenți, nu au reușit, de asemenea, să stabilească modele generale de moștenire.

O altă condiție care a contribuit la dezvoltarea geneticii ca știință au fost progresele în studiul structurii și comportamentului celulelor somatice și germinale. În anii '70 ai secolului trecut, un număr de cercetători citologici (Chistyakov în 1972, Strasburger în 1875) au descoperit diviziunea indirectă a celulelor somatice, numită cariokineză (Schleicher în 1878) sau mitoză (Flemming în 1882). Elementele permanente ale nucleului celular în 1888, la sugestia lui Valdeyre, au fost numite „cromozomi”. În aceiași ani, Flemming a rupt întregul ciclu al diviziunii celulare în patru faze principale: profază, metafază, anafază și telofază.

Concomitent cu studiul mitozei celulelor somatice, au fost în curs de desfășurare studii privind dezvoltarea celulelor germinale și mecanismul de fertilizare la animale și plante. O. Hertwig în 1876 pentru prima dată la echinoderme stabileşte fuziunea nucleului spermatozoidului cu nucleul oului. N.N. Gorozhankin în 1880 și E. Strasburger în 1884 au stabilit același lucru pentru plante: primul - pentru gimnosperme, al doilea - pentru angiosperme.

În același van Beneden (1883) și alții, se dezvăluie faptul cardinal că, în procesul de dezvoltare, celulele sexuale, spre deosebire de celulele somatice, suferă o reducere a numărului de cromozomi exact la jumătate, iar în timpul fertilizării - fuziunea nuclee feminine și masculine - se restabilește numărul normal de cromozomi, constant pentru fiecare specie. Astfel, s-a demonstrat că un anumit număr de cromozomi este caracteristic fiecărei specii.

Deci, aceste condiții au contribuit la apariția geneticii ca disciplină biologică separată - o disciplină cu subiect și metode de cercetare proprii.

Primăvara anului 1900 este considerată a fi nașterea oficială a geneticii, când trei botanici, independent unul de celălalt, în trei țări diferite, la obiecte diferite, au ajuns la descoperirea unora dintre cele mai importante modele de moștenire a trăsăturilor la descendenți. a hibrizilor. G. de Vries (Olanda), pe baza lucrărilor cu primula, macul, dopa și alte plante, a raportat „legea scindării hibrizilor”; K. Korrens (Germania) a stabilit modele de despicare a porumbului și a publicat un articol „Legea lui Gregor Mendel privind comportamentul descendenților la hibrizii rasiali”; în același an, K. Cermak (Austria) a publicat un articol (On artificial crossing in Pisum Sativum).

Știința nu cunoaște aproape deloc descoperiri neașteptate. Cele mai strălucite descoperiri, creând etape în dezvoltarea sa, au aproape întotdeauna predecesorii lor. Așa s-a întâmplat cu descoperirea legilor eredității. S-a dovedit că cei trei botanişti care au descoperit modelul de scindare la descendenţii hibrizilor intraspecifici au „redescoperit” doar modelele de moştenire descoperite încă din 1865 de Gregor Mendel şi expuse de acesta în articolul „Experimente asupra hibrizilor de plante” publicat în „Proceedings” ale Societăţii Naturaliştilor din Brunn (Cehoslovacia).

G. Mendel a dezvoltat metode de analiză genetică a moștenirii trăsăturilor individuale ale unui organism pe plantele de mazăre și a stabilit două fenomene fundamental importante:

Semnele sunt determinate de factori ereditari individuali care se transmit prin celulele germinale;

Caracteristicile separate ale organismelor nu dispar în timpul încrucișării, ci sunt păstrate la descendenți în aceeași formă în care au fost la organismele părinte.

Pentru teoria evoluției, aceste principii au avut o importanță capitală. Ei au descoperit una dintre cele mai importante surse de variabilitate, și anume, mecanismul de menținere a aptitudinii trăsăturilor unei specii într-un număr de generații. Dacă trăsăturile adaptative ale organismelor, care au apărut sub controlul selecției, ar fi absorbite, ar dispărea în timpul încrucișării, atunci progresul speciei ar fi imposibil.

Toată dezvoltarea ulterioară a geneticii a fost asociată cu studiul și extinderea acestor principii și aplicarea lor la teoria evoluției și selecției.

Din prevederile fundamentale stabilite ale Mendel, urmează în mod logic o serie de probleme care, pas cu pas, sunt rezolvate pe măsură ce genetica se dezvoltă. În 1901, de Vries a formulat teoria mutațiilor, care afirmă că proprietățile și caracteristicile ereditare ale organismelor se schimbă în salturi și limite - mutații.

În 1903, fiziologul danez al plantelor W. Johannsen și-a publicat lucrarea „Despre moștenirea în populații și linii pure”, în care s-a stabilit experimental că plantele similare în exterior aparținând aceluiași soi sunt diferite ereditar - ele constituie o populație. Populația este formată din indivizi ereditar diferiți sau grupuri înrudite - linii. În același studiu se stabilește cel mai clar existența a două tipuri de variabilitate în organisme: ereditară, determinată de gene, și neereditară, determinată de o combinație aleatorie de factori care acționează asupra manifestării trăsăturilor.

La următoarea etapă a dezvoltării geneticii, s-a dovedit că formele ereditare sunt asociate cu cromozomii. Primul fapt care dezvăluie rolul cromozomilor în ereditate a fost dovada rolului cromozomilor în determinarea sexului la animale și descoperirea mecanismului de divizare a sexului 1:1.

Din 1911, T. Morgan împreună cu colegii de la Universitatea Columbia din SUA a început să publice o serie de lucrări în care a formulat teoria cromozomală a eredității. Demonstrând experimental că principalii purtători ai genelor sunt cromozomii și că genele sunt localizate liniar în cromozomi.

În 1922 N.I. Vavilov formulează legea seriei omologice în variabilitatea ereditară, conform căreia speciile de plante și animale înrudite ca origine au serii similare de variabilitate ereditară.

Aplicând această lege, N.I. Vavilov a stabilit centrele de origine ale plantelor cultivate, în care se concentrează cea mai mare varietate de forme ereditare.

În 1925, la noi, G.A. Nadson și G.S. Filippov pe ciuperci, iar în 1927 G. Möller în SUA pe musca de fructe Drosophila a obținut dovezi ale influenței razelor X asupra apariției modificărilor ereditare. S-a demonstrat că rata mutațiilor crește de peste 100 de ori. Aceste studii au demonstrat variabilitatea genelor sub influența factorilor de mediu. Dovezile influenței radiațiilor ionizante asupra apariției mutațiilor au condus la crearea unei noi ramuri a geneticii - genetica radiațiilor, a cărei importanță a crescut și mai mult odată cu descoperirea energiei atomice.

În 1934, T. Painter, pe cromozomii giganți ai glandelor salivare ale Diptera, a dovedit că discontinuitatea structurii morfologice a cromozomilor, exprimată sub formă de diferite discuri, corespunde aranjarii genelor în cromozomi, stabilită anterior de pur și simplu. metode genetice. Această descoperire a pus bazele studiului structurii și funcționării genei în celulă.

În perioada anilor 1940 până în prezent, s-au făcut o serie de descoperiri (în principal pe microorganisme) de fenomene genetice complet noi, care au deschis posibilitățile de analiză a structurii unei gene la nivel molecular. În ultimii ani, odată cu introducerea unor noi metode de cercetare în genetică, împrumutate din microbiologie, am ajuns să dezvăluim modul în care genele controlează secvența de aminoacizi dintr-o moleculă de proteine.

În primul rând, trebuie spus că acum s-a dovedit pe deplin că purtătorii eredității sunt cromozomii, care constau dintr-un mănunchi de molecule de ADN.

Au fost efectuate experimente destul de simple: din bacteriile ucise ale unei tulpini, care aveau o caracteristică externă specială, ADN-ul pur a fost izolat și transferat la bacteriile vii ale unei alte tulpini, după care bacteriile care se înmulțesc ale acesteia din urmă au dobândit caracteristica primei tulpini. . Astfel de numeroase experimente arată că ADN-ul este purtătorul eredității.

În 1953, F. Crick (Anglia) și J. Watstone (SUA) au descifrat structura moleculei de ADN. Ei au descoperit că fiecare moleculă de ADN este alcătuită din două lanțuri polidezoxiribonucleice, răsucite spiralat în jurul unei axe comune.

În prezent, s-au găsit abordări pentru rezolvarea problemei organizării codului ereditar și a decodării experimentale a acestuia. Genetica, împreună cu biochimia și biofizica, au fost aproape de elucidarea procesului de sinteză a proteinelor într-o celulă și a sintezei artificiale a unei molecule de proteine. Aceasta începe o etapă complet nouă în dezvoltarea nu numai a geneticii, ci și a întregii biologie în ansamblu.

Dezvoltarea geneticii până în prezent este un fond de cercetare în continuă expansiune privind discretitatea funcțională, morfologică și biochimică a cromozomilor. S-au făcut deja multe în acest domeniu, s-au făcut deja multe și în fiecare zi piața de vârf a științei se apropie de obiectiv - dezvăluirea naturii genei. Până în prezent, au fost stabilite o serie de fenomene care caracterizează natura genei. În primul rând, gena din cromozom are proprietatea de a se auto-reproduce (autoreproducere); în al doilea rând, este capabil de schimbare mutațională; în al treilea rând, este asociat cu o anumită structură chimică a acidului dezoxiribonucleic - ADN; în al patrulea rând, controlează sinteza aminoacizilor și secvențele acestora într-o moleculă de proteine. În legătură cu studiile recente, se formează o nouă idee a genei ca sistem funcțional, iar efectul genei asupra trăsăturilor de determinare este considerat într-un sistem integral de gene - genotipul.

Perspectivele de deschidere pentru sinteza materiei vii atrag o mare atenție a geneticienilor, biochimiștilor, fizicienilor și a altor specialiști.

1.2 Principalele sarcini ale geneticii

genetică biologie ereditate genealogică

Cercetarea genetică urmărește obiective de două feluri: cunoașterea legilor eredității și variabilității și căutarea modalităților de utilizare a acestor legi în practică. Ambele sunt strâns legate: soluționarea problemelor practice se bazează pe concluziile obținute în studiul problemelor genetice fundamentale și oferă în același timp date faptice care sunt importante pentru extinderea și aprofundarea conceptelor teoretice.

Din generație în generație, se transmit informații (deși uneori într-o formă oarecum distorsionată) despre toate diversele trăsături morfologice, fiziologice și biochimice care ar trebui să se realizeze la descendenți. Pe baza acestei naturi cibernetice a proceselor genetice, este convenabil să se formuleze patru probleme teoretice principale investigate de genetică:

În primul rând, problema stocării informațiilor genetice. Se studiază în ce structuri materiale ale celulei este conținută informația genetică și cum este codificată acolo.

În al doilea rând, problema transferului de informații genetice. Sunt studiate mecanismele și modelele de transmitere a informațiilor genetice de la celulă la celulă și de la generație la generație.

În al treilea rând, problema realizării informației genetice. Se studiază modul în care informația genetică este întruchipată în trăsăturile specifice ale unui organism în curs de dezvoltare, interacționând în același timp cu influențele mediului, ceea ce modifică într-o oarecare măsură aceste trăsături, uneori semnificativ.

În al patrulea rând, problema schimbării informațiilor genetice. Sunt studiate tipurile, cauzele și mecanismele acestor modificări.

Realizările în genetică sunt folosite pentru a selecta tipurile de încrucișări care afectează cel mai bine structura genotipică (diviziunea) la descendenți, pentru a selecta cele mai eficiente metode de selecție, pentru a regla dezvoltarea trăsăturilor ereditare, a controla procesul de mutație, a direcționa modificări ale genomului. a unui organism care utilizează inginerie genetică și mutageneză specifică locului. Cunoașterea modului în care diferite metode de selecție afectează structura genotipică a populației inițiale (rasă, soi) vă permite să utilizați acele metode de selecție care vor schimba cel mai rapid această structură în direcția dorită. Înțelegerea modalităților de realizare a informațiilor genetice în cursul ontogenezei și influența exercitată asupra acestor procese de către mediu ajută la selectarea condițiilor care să conducă la cea mai completă manifestare a trăsăturilor valoroase într-un anumit organism și la „suprimarea” celor nedorite. Acest lucru este important pentru creșterea productivității animalelor domestice, a plantelor cultivate și a microorganismelor industriale, precum și pentru medicină, deoarece ajută la prevenirea manifestării unui număr de boli ereditare umane.

Studiul mutagenilor fizici și chimici și mecanismul lor de acțiune face posibilă obținerea artificială a multor forme modificate ereditar, ceea ce contribuie la crearea unor tulpini îmbunătățite de microorganisme benefice și soiuri de plante cultivate. Cunoașterea regularităților procesului de mutație este necesară pentru elaborarea măsurilor de protejare a genomului uman și animal de deteriorarea cauzată de mutageni fizici (în principal, radiații) și chimici.

Succesul oricărei cercetări genetice este determinat nu numai de cunoașterea legilor generale ale eredității și variabilității, ci și de cunoașterea geneticii particulare a organismelor cu care se lucrează. Deși legile de bază ale geneticii sunt universale, ele au și caracteristici în diferite organisme datorită diferențelor, de exemplu, în biologia reproducerii și structura aparatului genetic. În plus, în scopuri practice, este necesar să se cunoască genele care sunt implicate în determinarea caracteristicilor unui anumit organism. Prin urmare, studiul geneticii trăsăturilor specifice unui organism este un element indispensabil al cercetării aplicate.

3 Secțiuni principale ale geneticii

Genetica modernă este reprezentată de multe secțiuni de interes atât teoretic, cât și practic. Dintre secțiunile de genetică generală, sau „clasică”, principalele sunt: ​​analiza genetică, bazele teoriei cromozomiale a eredității, citogenetica, ereditatea citoplasmatică (extranucleară), mutațiile, modificările. Genetica moleculară, genetica ontogeneticii (fenogenetica), genetica populațiilor (structura genetică a populațiilor, rolul factorilor genetici în microevoluție), genetica evolutivă (rolul factorilor genetici în speciație și macroevoluție), inginerie genetică, genetica celulelor somatice, imunogenetică , genetică privată - genetica se dezvoltă intens. bacterii, genetică a virusului, genetică animală, genetică a plantelor, genetică umană, genetică medicală și multe altele. etc.Cea mai recentă ramură a geneticii – genomica – studiază procesele de formare şi evoluţie a genomului.

4 Influența geneticii asupra altor ramuri ale biologiei

Genetica ocupă un loc central în biologia modernă, studiind fenomenele de ereditate și variabilitate, care determină într-o mai mare măsură toate principalele proprietăți ale ființelor vii. Universalitatea materialului genetic și a codului genetic stă la baza unității tuturor viețuitoarelor, iar diversitatea formelor de viață este rezultatul particularităților implementării sale în cursul dezvoltării individuale și istorice a ființelor vii. Realizările în genetică sunt o parte importantă a aproape tuturor disciplinelor biologice moderne. Teoria sintetică a evoluției este cea mai apropiată combinație de darwinism și genetică. Același lucru se poate spune despre biochimia modernă, ale cărei prevederi principale privind modul de control al sintezei principalelor componente ale materiei vii - proteine ​​și acizi nucleici - se bazează pe realizările geneticii moleculare. Citologia se concentrează pe structura, reproducerea și funcționarea cromozomilor, plastidelor și mitocondriilor, adică elementele în care este înregistrată informația genetică. Taxonomia animalelor, plantelor și microorganismelor folosește din ce în ce mai mult compararea genelor care codifică enzime și alte proteine, precum și compararea directă a secvențelor de nucleotide ale cromozomilor pentru a stabili gradul de relație a taxonilor și a elucida filogenia acestora. În modele genetice sunt studiate diverse procese fiziologice la plante și animale; în special, în studiile de fiziologie a creierului și a sistemului nervos, ei folosesc metode genetice speciale, linii de Drosophila și mamifere de laborator. Imunologia modernă se bazează în întregime pe date genetice privind mecanismul sintezei anticorpilor. Realizările în genetică, într-o măsură sau alta, adesea foarte semnificative, sunt o parte integrantă a virologiei, microbiologiei și embriologiei. Pe bună dreptate se poate spune că genetica modernă ocupă un loc central printre disciplinele biologice.

2. Genetica umana (antropogenetica)

1. Metode de studiere a eredității umane: genealogic, gemelar, citogenetic, biochimic și populațional

Boli genetice și boli ereditare. Valoarea consilierii genetice medicale și a diagnosticului prenatal. Posibilități de corectare genetică a bolilor.

Genetica umană este o ramură specială a geneticii care studiază caracteristicile moștenirii trăsăturilor la oameni, bolile ereditare (genetica medicală) și structura genetică a populațiilor umane. Genetica umană este baza teoretică a medicinei moderne și a asistenței medicale moderne.

Acum este ferm stabilit că în lumea vie legile geneticii sunt de natură universală și sunt valabile și pentru oameni.

Cu toate acestea, întrucât o persoană nu este doar o ființă biologică, ci și o ființă socială, genetica umană diferă de genetica majorității organismelor în mai multe moduri: - analiza hibridologică (metoda încrucișării) nu este aplicabilă studierii moștenirii umane; prin urmare, pentru analiza genetică se folosesc metode specifice: genealogic (metoda analizei pedigree), gemene, precum și citogenetic, biochimic, populațional și alte câteva metode;

o persoană se caracterizează prin semne sociale care nu se găsesc în alte organisme, de exemplu, temperament, sisteme complexe de comunicare bazate pe vorbire, precum și abilități matematice, vizuale, muzicale și alte abilități;

datorită sprijinului public, este posibilă supraviețuirea și existența unor oameni cu abateri evidente de la normă (în sălbăticie, astfel de organisme nu sunt viabile).

Genetica umană studiază caracteristicile moștenirii trăsăturilor la oameni, bolile ereditare (genetica medicală), structura genetică a populațiilor umane. Genetica umană este baza teoretică a medicinei moderne și a asistenței medicale moderne. Sunt cunoscute câteva mii de boli de fapt genetice, care depind aproape 100% de genotipul individului. Cele mai groaznice dintre ele includ: fibroza acidă a pancreasului, fenilcetonurie, galactozemie, diferite forme de cretinism, hemoglobinopatii, precum și sindroamele Down, Turner, Klinefelter. În plus, există boli care depind atât de genotip, cât și de mediu: boală ischemică, diabet zaharat, boli reumatoide, ulcere gastrice și duodenale, multe boli oncologice, schizofrenie și alte boli psihice.

Sarcinile geneticii medicale sunt identificarea în timp util a purtătorilor acestor boli în rândul părinților, identificarea copiilor bolnavi și elaborarea recomandărilor pentru tratamentul acestora. Un rol important în prevenirea bolilor determinate genetic îl au consultațiile medicale genetice și diagnosticele prenatale (adică depistarea bolilor în stadiile incipiente de dezvoltare a organismului).

Există secțiuni speciale de genetică umană aplicată (genetica mediului, farmacogenetică, toxicologie genetică) care studiază bazele genetice ale îngrijirii sănătății. Când se dezvoltă medicamente, când se studiază răspunsul organismului la impactul factorilor adversi, este necesar să se țină seama atât de caracteristicile individuale ale oamenilor, cât și de caracteristicile populațiilor umane.

Să dăm exemple de moștenire a unor trăsături morfofiziologice.

Trăsături dominante și recesive la om

(pentru unele trăsături sunt indicate genele care le controlează) (Tabelul nr. 1 vezi pr.)

Dominanță incompletă (sunt indicate genele care controlează trăsătura) (Tabelul nr. 2 vezi pr.)

Moștenirea culorii părului (controlată de patru gene, moștenite polimeric) (Tabelul nr. 3. Vezi pr.)

3. Metode de studiere a eredității umane

Un pedigree este o diagramă care reflectă relațiile dintre membrii familiei. Analizând pedigree, ei studiază orice trăsătură normală sau (mai des) patologică în generațiile de oameni care sunt rude.

3.1 Metode genealogice

Metodele genealogice sunt folosite pentru a determina natura ereditară sau neereditară a unei trăsături, dominanță sau recesivitate, cartografierea cromozomilor, legăturile sexuale, pentru a studia procesul de mutație. De regulă, metoda genealogică formează baza concluziilor în consilierea genetică medicală.

La compilarea pedigree-urilor, se folosește notația standard. Persoana (individul) de la care începe studiul se numește proband (dacă pedigree-ul este alcătuit în așa fel încât să coboare de la proband la descendenții săi, atunci se numește arbore genealogic). Progenitul unui cuplu căsătorit se numește frate, frații sunt numiți frați, verii sunt numiți veri și așa mai departe. Descendenții care au o mamă comună (dar tați diferiți) sunt numiți consanguini, iar descendenții care au un tată comun (dar mame diferite) sunt numiți consanguini; dacă familia are copii din căsătorii diferite și nu au strămoși comuni (de exemplu, un copil din prima căsătorie a mamei și un copil din prima căsătorie a tatălui), atunci se numesc consolidați.

Fiecare membru al pedigree-ului are propriul cifru, format dintr-o cifră romană și una arabă, indicând numărul generației și, respectiv, numărul individual, cu generațiile numerotate succesiv de la stânga la dreapta. Cu un pedigree, ar trebui să existe o legendă, adică o explicație a denumirilor acceptate. În căsătoriile strâns legate, există o probabilitate mare de a găsi aceeași alele nefavorabile sau aberații cromozomiale la soți.

Iată valorile lui K pentru unele perechi de rude în monogamie:

K [părinte-copii]=K [frați]=1/2;

K [bunic-nepot] = K [unchi-nepot] = 1/4;

K [veri] = K [străbunic-strănepot] = 1/8;

K [veri al doilea]=1/32;

K [verii al patrulea] = 1/128. De obicei, astfel de rude îndepărtate din cadrul aceleiași familii nu sunt luate în considerare.

Pe baza analizei genealogice se face o concluzie despre condiționalitatea ereditară a trăsăturii. De exemplu, moștenirea hemofiliei A în rândul descendenților reginei Victoria a Angliei a fost urmărită în detaliu. Analiza genealogică a stabilit că hemofilia A este o boală recesivă legată de sex.

2 Metoda Twin

Gemenii sunt doi sau mai mulți copii concepuți și născuți de aceeași mamă aproape în același timp. Termenul „gemeni” este folosit în relație cu oamenii și acele mamifere care în mod normal au un singur copil (vițel). Există gemeni identici și fraterni.

Gemenii identici (monozigoți, identici) apar în primele etape ale clivajului zigot, când două sau patru blastomere își păstrează capacitatea de a se dezvolta într-un organism cu drepturi depline în timpul izolării. Deoarece zigotul se divide prin mitoză, genotipurile gemenilor identici, cel puțin inițial, sunt complet identice. Gemenii identici sunt întotdeauna de același sex și împart aceeași placentă în timpul dezvoltării fetale.

Gemenii fraterni (dizigoți, neidentici) apar diferit - atunci când două sau mai multe ouă mature simultan sunt fertilizate. Astfel, ei împărtășesc aproximativ 50% din genele lor. Cu alte cuvinte, ei sunt similari cu frații și surorile obișnuite în constituția lor genetică și pot fi fie de același sex, fie de sex diferit.

Astfel, asemănarea dintre gemeni identici este determinată de aceleași genotipuri și de aceleași condiții de dezvoltare intrauterină. Asemănarea dintre gemenii fraterni este determinată doar de aceleași condiții de dezvoltare intrauterină.

Rata natalității gemenilor în termeni relativi este scăzută și este de aproximativ 1%, dintre care 1/3 sunt gemeni monozigoți. Cu toate acestea, în ceea ce privește populația totală a Pământului, există peste 30 de milioane de gemeni fraterni și 15 milioane de gemeni identici în lume.

Pentru studiile pe gemeni, este foarte important să se stabilească fiabilitatea zigozității. Cea mai precisă zigoză este determinată de transplantul reciproc de zone mici de piele. La gemenii dizigoți, grefele sunt întotdeauna respinse, în timp ce la gemenii monozigoți, bucățile de piele transplantate prind rădăcini cu succes. Rinichii transplantați, transplantați de la unul dintre gemenii monozigoți la celălalt, funcționează la fel de bine și pentru o lungă perioadă de timp.

Când comparăm gemeni identici și fraterni crescuți în același mediu, se poate trage o concluzie despre rolul genelor în dezvoltarea trăsăturilor. Condițiile dezvoltării postnatale pentru fiecare dintre gemeni pot fi diferite. De exemplu, gemenii monozigoți au fost separați la câteva zile după naștere și crescuți în medii diferite. Compararea acestora după 20 de ani în multe caracteristici externe (înălțime, volumul capului, numărul de caneluri pe amprentele digitale etc.) a evidențiat doar diferențe minore. În același timp, mediul afectează o serie de semne normale și patologice.

Metoda dublă vă permite să faceți concluzii rezonabile despre ereditatea trăsăturilor: rolul eredității, al mediului și al factorilor aleatori în determinarea anumitor trăsături ale unei persoane,

Eritabilitatea este contribuția factorilor genetici la formarea unei trăsături, exprimată ca o fracțiune dintr-o unitate sau un procent.

Pentru a calcula ereditatea trăsăturilor, se compară gradul de similitudine sau diferență într-un număr de trăsături la gemeni de diferite tipuri.

Să luăm în considerare câteva exemple care ilustrează asemănarea (concordanța) și diferența (discordanța) a multor caracteristici (Tabelul nr. 4. Vezi pr.)

Se atrage atenția asupra gradului ridicat de similitudine a gemenilor identici în boli atât de grave precum schizofrenia, epilepsia și diabetul zaharat.

Pe lângă caracteristicile morfologice, precum și timbrul vocii, mersul, expresiile faciale, gesturile etc., ei studiază structura antigenică a celulelor sanguine, proteinele serice și capacitatea de a gusta anumite substanțe.

Un interes deosebit este moștenirea trăsăturilor semnificative din punct de vedere social: agresivitate, altruism, creativitate, cercetare, abilități organizaționale. Se crede că semnele semnificative din punct de vedere social sunt determinate în proporție de aproximativ 80% de genotip.

3 Metode citogenetice (cariotipice).

Metodele citogenetice sunt utilizate, în primul rând, în studiul cariotipurilor indivizilor. Cariotipul uman este destul de bine studiat.Utilizarea colorației diferențiale vă permite să identificați cu exactitate toți cromozomii. Numărul total de cromozomi din setul haploid este de 23. Dintre aceștia, 22 de cromozomi sunt aceiași atât la bărbați, cât și la femei; se numesc autozomi. În setul diploid (2n=46), fiecare autozom este reprezentat de doi omologi. Cromozomul douăzeci și trei este cromozomul sexual, acesta poate fi reprezentat fie de cromozomul X, fie de cromozomul Y. Cromozomii sexuali la femele sunt reprezentați de doi cromozomi X, iar la bărbați, un cromozom X și un cromozom Y.

Modificările cariotipului sunt de obicei asociate cu dezvoltarea bolilor genetice.

Datorită cultivării celulelor umane in vitro, este posibil să se obțină rapid un material suficient de mare pentru prepararea preparatelor. Pentru cariotipizare, se utilizează de obicei o cultură pe termen scurt a leucocitelor din sângele periferic.

Metodele citogenetice sunt, de asemenea, utilizate pentru a descrie celulele de interfază. De exemplu, prin prezența sau absența cromatinei sexuale (corpii Barr, care sunt cromozomi X inactivați), este posibil nu numai să se determine sexul indivizilor, ci și să se identifice unele boli genetice asociate cu o modificare a numărului de X. cromozomii.

Cartografierea cromozomilor umani.

Metodele biotehnologice sunt utilizate pe scară largă pentru a mapa genele umane. În special, tehnicile de inginerie celulară fac posibilă combinarea diferitelor tipuri de celule. Fuziunea celulelor aparținând diferitelor specii biologice se numește hibridizare somatică. Esența hibridizării somatice este obținerea de culturi sintetice prin fuziunea protoplastelor diferitelor tipuri de organisme. Pentru fuziunea celulară sunt utilizate diverse metode fizico-chimice și biologice. După fuziunea protoplastelor, se formează celule heterocariote multinucleate. Ulterior, în timpul fuziunii nucleelor, se formează celule sincarotice, care conțin seturi de cromozomi de diferite organisme în nuclee. Când astfel de celule se divid in vitro, se formează culturi de celule hibride. În prezent, hibrizii celulari „umani × şoarece, om × șobolan” și mulți alții.

În celulele hibride obținute din diferite tulpini ale diferitelor specii, unul dintre genomii parentali pierde treptat cromozomi. Aceste procese au loc intens, de exemplu, în hibrizii celulari între șoareci și oameni. Dacă, în același timp, se monitorizează și un marker biochimic (de exemplu, o anumită enzimă umană) și se efectuează simultan controlul citogenetic, atunci, în final, este posibil să se asocieze dispariția unui cromozom concomitent cu o trăsătură biochimică. . Aceasta înseamnă că gena care codifică această trăsătură este localizată pe acest cromozom.

Informații suplimentare despre localizarea genelor pot fi obținute prin analiza mutațiilor cromozomiale (deleții).

4 Metode biochimice

Întreaga varietate de metode biochimice este împărțită în două grupuri:

a) Metode bazate pe identificarea anumitor produse biochimice datorate actiunii diferitelor alele. Cel mai simplu mod de a identifica alelele este prin modificarea activității enzimelor sau prin modificarea oricărei trăsături biochimice.

b) Metode bazate pe detectarea directă a acizilor nucleici și proteinelor alterați folosind electroforeza pe gel în combinație cu alte metode (hibridare blot, autoradiografie).

Utilizarea metodelor biochimice face posibilă identificarea purtătorilor heterozigoți de boli. De exemplu, la purtătorii heterozigoți ai genei fenilcetonuriei, nivelul de fenilalanină din sânge se modifică.

Metode genetice mutagenezei

Procesul de mutație la om la om, ca și în toate celelalte organisme, duce la apariția alelelor și a rearanjamentelor cromozomiale care afectează negativ sănătatea.

Mutații genetice. Aproximativ 1% dintre nou-născuți se îmbolnăvesc din cauza mutațiilor genetice, dintre care unele apar recent. Rata de mutație a diferitelor gene în genotipul uman nu este aceeași. Sunt cunoscute gene care mutează cu o rată de 10-4 per gamet pe generație. Cu toate acestea, majoritatea celorlalte gene suferă mutații cu o frecvență de sute de ori mai mică (10-6). Mai jos sunt exemple ale celor mai frecvente mutații ale genelor la om (Tabelul nr. 5. vezi pr.)

Mutațiile cromozomiale și genomice în majoritatea absolută apar în celulele germinale ale părinților. Unul din 150 de nou-născuți poartă o mutație cromozomială. Aproximativ 50% dintre avorturile precoce se datorează mutațiilor cromozomiale. Acest lucru se datorează faptului că unul dintre cei 10 gameți umani este purtător de mutații structurale. Vârsta părinților, în special cea a mamelor, joacă un rol important în creșterea frecvenței mutațiilor cromozomiale și, eventual, a genelor.

Poliploidia este foarte rară la om. Se cunosc nașteri triploide - acești nou-născuți mor devreme. S-au găsit tetraploizi printre embrionii avortați.

În același timp, există factori care reduc frecvența mutațiilor - antimutageni. Antimutagenii includ unele vitamine antioxidante (de exemplu, vitamina E, acizi grași nesaturați), aminoacizi care conțin sulf și diverse substanțe biologic active care cresc activitatea sistemelor de reparare.

5 Metode de populare

Principalele trăsături ale populațiilor umane sunt: ​​teritoriul comun pe care trăiește un anumit grup de oameni și posibilitatea căsătoriei libere. Factorii de izolare, adică restricțiile privind libertatea de alegere a soților, pentru o persoană pot fi nu numai bariere geografice, ci și religioase și sociale.

În populațiile umane, există un nivel ridicat de polimorfism în multe gene: adică aceeași genă este reprezentată de alele diferite, ceea ce duce la existența mai multor genotipuri și fenotipuri corespunzătoare. Astfel, toți membrii unei populații diferă genetic între ei: este practic imposibil să găsești chiar și doi oameni identici genetic într-o populație (cu excepția gemenilor identici).

În populațiile umane operează diverse forme de selecție naturală. Selectia actioneaza atat in starea prenatala cat si in perioadele ulterioare de ontogenie. Selecția stabilizatoare cea mai pronunțată este îndreptată împotriva mutațiilor nefavorabile (de exemplu, rearanjamente cromozomiale). Un exemplu clasic de selecție în favoarea heterozigoților este răspândirea anemiei falciforme.

Metodele de populație ne permit să estimăm frecvențele acelorași alele în diferite populații. În plus, metodele populației fac posibilă studierea procesului de mutație la om. Prin natura radiosensibilității, populația umană este eterogenă genetic. La unele persoane cu defecte determinate genetic în repararea ADN-ului, radiosensibilitatea cromozomilor este crescută de 5-10 ori în comparație cu majoritatea membrilor populației.

Concluzie

Așadar, să percepem în mod adecvat revoluția care are loc sub ochii noștri în biologie și medicină, să putem profita de fructele ei tentante și să evităm ispitele periculoase pentru umanitate - asta este ceea ce medicii, biologii, reprezentanții altor specialități și doar un educat. persoană are nevoie astăzi.

Protejarea fondului genetic al omenirii, protejându-l în orice mod posibil de intervenții riscante și, în același timp, extragerea maximului de beneficii din informațiile neprețuite deja primite în ceea ce privește diagnosticarea, prevenirea și tratamentul a multor mii de afecțiuni ereditare - acesta este sarcină care trebuie abordată astăzi și cu care vom intra într-un nou secol XXI.

În rezumatul meu, am stabilit sarcinile pe care trebuia să le iau în considerare. Am învățat mai multe despre genetică. Aflați ce este genetica. Considerat principalele sale stadii de dezvoltare, sarcinile și obiectivele geneticii moderne. Am considerat și una dintre varietățile geneticii - genetica umană. Ea a dat o definiție precisă a acestui termen și a considerat esența acestui tip de genetică. De asemenea, în eseul meu, am examinat tipurile de studiu ale eredității umane. Soiurile lor și esența fiecărei metode.

Literatură

·Enciclopedie. Uman. volumul 18. partea întâi. Volodin V.A. - M.: Avolta +, 2002;

·Biologie. Tipare generale. Zaharov V.B., Mamontov S.G., Sivoglazov V.I. - M.: Şcoală-Presă, 1996;

·<#"justify">Aplicație

Tabelul nr. 1 Trăsături dominante și recesive la om (pentru unele trăsături sunt indicate genele care le controlează)

Dominant Recesiv Pigmentarea normală a pielii, ochilor, părului AlbinismMiopie Vedere normală Vedere normală Orbire nocturnă Vedere a culoriiDaltonism Cataractă Absența cataracteiStrabism Absența strabism Buze groase Buze subțiri Polidactilie (degete suplimentare)Număr normal de degeteBrahidactilie Degete normale (degete normale) Nanism Creștere normală Absorbție normală de glucoză Diabet zaharat Coagulare normală a sângelui Hemofilie Față rotundă (R-) Față pătrată (rr) Gropiță pe bărbie (A-) Fără gropiță (aa) Gropite pe obraji (D-) Fără gropiță (dd) Sprâncene groase (B-) Sprâncene subțiri (bb) Sprâncene nu se conectează (N-) Sprâncenele se conectează (nn) Gene lungi ( L-) Gene scurte (ll) Nas rotund (G-) Nas ascuțit (gg) Nări rotunde (Q-) Nări înguste (qq)

Tabelul nr. 2 Dominanță incompletă (sunt indicate genele care controlează trăsătura)

Semne Variante Distanța dintre ochi - TLargeMediumSmall Dimensiunea ochilor - ELargeMediumSmall Dimensiunea gurii - MLargeMediumSmall Tipul de păr - Curly CurlyStraight Culoarea sprâncenelor - Noapte întunecatăDarkLightDimensiunea nasului - FLargeMediumSmall Tabelul nr. 3 Moștenirea culorii părului (controlată de patru gene, moștenite polimeric)

Numărul de alele dominante Culoarea părului 8 Negru 7 Maro închis 6 Castan închis 5 Castan 4 Blond deschis 3 Blond deschis 2 Blond 1 Blond foarte deschis 0 Alb

Tabelul nr. 4

a) Gradul de diferență (discordanță) într-un număr de trăsături neutre la gemeni

Trăsături controlate de un număr mic de gene.< 1 %≈ 55 %95 %Биохимические признаки0,0от 0 до 100100 %Цвет кожи0,055Форма волос0,021Форма бровей0,049Форма носа0,066Форма губ0,035

b) Gradul de similaritate (concordanță) pentru o serie de boli la gemeni

Trăsături controlate de un număr mare de gene și dependenți de factori non-genetici Frecvență de asemănare, %Heritabilitate, % identic fratern Retardare mintală973795Schizofrenie691066Diabet zaharat651857Epilepsie673053medie≈70%≈65%≈65%≈65%Cri2 (691066)

Tabelul nr. 5

Tipuri și denumiri de mutații Frecvența mutațiilor (la 1 milion de gameți)Boala polichistică de rinichi autosomal dominant65...120Neurofibromatoză65...120Polipoză multiplă a colonului10...50Anomalie leucocitară Pelger9...27Osteogeneza imperfectă7...13Sindromul Marfan neautozomic7... legată de sex) 11 Distrofie musculară Duchenne recesivă, legată de sex 43 ... 105 Hemofilie A37 ... 52 Hemofilie B2 ... 3 Ihtioză (legată de sex) 24

Cronologia dezvoltării astronomiei de la sfârșitul secolului al XIX-lea - de-a lungul secolului al XX-lea - și începutul secolului al XXI-lea
1860 a fost publicată cartea „Analiza chimică prin observații spectrale” de Kirchhoff și Bunsen, în care au fost descrise metodele de analiză spectrală. Începutul astrofizicii.
În 1862, a fost descoperit satelitul lui Sirius, despre care Bessel a vorbit în cercetările sale.
1872 Americanul G. Draper a făcut prima fotografie a spectrului unei stele.
1873 J.K. Maxwell publică „Tratat de electricitate și magnetism”, în care a schițat așa-numitele ecuații ale lui Maxwell, prezicând astfel existența undelor electromagnetice și efectul „Presiunea luminii”.
1877 A. Hall a descoperit sateliții lui Marte - Deimos, Phobos. În același an, canalele marțiane au fost descoperite de italianul J. Schiaparelli.
1879 Astronomul englez J. H. Darwin a publicat o ipoteză despre originea mareelor ​​a Lunii. S. Fleming propune împărțirea Pământului în fusuri orare.
1884 26 de țări au introdus ora standard propusă de Fleming. Greenwich este ales prin acord internațional ca prim meridian.
1896 a descoperit un satelit al lui Procyon prezis de Bessel.
1898 W. G. Pickering a descoperit satelitul lui Saturn Phoebe cu capacitatea sa de a se roti în direcția opusă față de planeta sa.
Început În secolul al XX-lea, oamenii de știință G. von Zeipel și G.K. Plummer au construit primele modele de sisteme stelare.
1908 George Hale a descoperit pentru prima dată un câmp magnetic într-un obiect extraterestre, care era Soarele.
1915-1916 Einstein a dedus teoria generală a relativității, definind o nouă teorie a gravitației. Omul de știință a concluzionat că schimbarea vitezei acționează asupra corpurilor ca forța gravitației. Dacă Newton a numit la un moment dat orbitele planetelor fixate în jurul Soarelui, atunci Einstein a susținut că Soarele are un câmp gravitațional, în urma căruia orbitele planetelor fac o întoarcere suplimentară lentă.
În 1918, americanul Harlow Shapley, pe baza observațiilor, a dezvoltat un model al structurii Galaxiei, în timpul căruia a fost descoperită locația reală a Soarelui - marginea Galaxiei.
1926-1927 - B. Lindblad și Jan Oort, analizând mișcarea stelelor, ajung la concluzia despre rotația Galaxiei.
În 1931, experimentele lui K. Jansky au pus bazele radioastronomiei.
1932 Jansky a descoperit emisia radio de origine cosmică. Sursa din centrul Căii Lactee a fost numită prima sursă radio de radiație continuă.
1937 Americanul G. Reber a proiectat primul radiotelescop parabolic, al cărui diametru era de 9,5 m.
anii 1950 a detectat razele X de la Soare. S-a pus începutul astronomiei cu raze X.
anii 1950 formarea astronomiei moderne în infraroșu. Studiul informațiilor în intervalul dintre radiațiile vizibile.
1953 J. de Vaucouleurs a descoperit primul supercluster de galaxii, numit și Local.
1957 Era spațială începe cu lansarea sateliților artificiali de pământ.
1961, prima lansare a unui om în spațiu. Yuri Gagarin a devenit primul cosmonaut.
În 1962 a fost lansat Observatorul Solar Orbital, cu ajutorul căruia a devenit posibilă efectuarea sistematică de observații privind radiațiile ultraviolete, care au dat naștere dezvoltării astronomiei ultraviolete.
1962 a descoperit prima sursă de raze X din afara sistemului solar - Scorpion X-
1965 prima plimbare spațială cu echipaj uman de Alexei Leonov. Durata ieșirii a fost de 23 de minute. 41 sec.
1969 Piciorul omului pune piciorul pe suprafața lunii. Primul astronaut de pe suprafața Lunii a fost Neil Armstrong.
Lansarea în 1991 a observatorului de raze gamma Compton, care a dat un impuls puternic dezvoltării astronomiei cu raze gamma.