Генетика использует в настоящее время различные методы изучения наследственности и изменчивости: гибридологический метод, генеалогический метод, близнецовый метод, цитогенетический метод, метод гибридизации соматических клеток, мутационный метод, биохимический метод, молекулярно-генетический метод, онтогенетический метод, биометрический метод, метод математического моделирования, методы химии и биохимии, иммунологии и иммунохимии, физики, зоологии, ботаники, микробиологии и других дисциплин.

Гибридологический метод исследования является одним из основных методов изучения законов наследственности и изменчивости, основанный на скрещивании заранее подобранных родительских особей, различающихся по одному, двум или трем альтернативным признакам, наследование которых изучается. Этот метод имеет большое значение для селекции растений и животных, широко используют для составления генетических карт, а также для создания рекомбинантных молекул ДНК, содержащие генетические системы различных организмов.

Одним из вариантов гибридологического метода является генеалогический метод.

Генеалогический метод – метод изучения наследования признаков потомством от предков в чреде поколений организмов одной семьи (или рода). Метод заключается в составлении родословной и выявлении генетических закономерностей наследования нормальных или патологических признаков в ряде поколений с указанием родственных связей между членами родословной.

Этот метод используют при изучении наследственности у человека и животных. Генеалогический метод позволяет преодолеть сложности, возникающие в связи с невозможностью направленных скрещиваний (например, у человека) или малоплодностью организмов (например, у лошадей).

Близнецовый метод основан на изучении влияния определенных факторов внешней среды на генотип особи, а также для выявления относительной роли генотипической и модификационной изменчивости в общей изменчивости признака.

Различают два типа близнецов: монозиготные (однояйцевые, идентичные) и дизиготные (разнояйцевые, неидентичные). Монозиготные близнецы представляют собой очень удобный объект для изучения влияния наследственности и среды на развитие того или иного признака. Частота рождения близнецов у человека по разным данным: 10 на 1000, среди них 25 % составляют монозиготные близнецы (Дубинин, 1985); 10 на 840, среди них 33 % – монозиготные близнецы (Слюсарёв, Жукова, 1995). Монозиготные близнецы рождаются, хотя и редко, у крупного рогатого скота, овец, свиней.

Цитогенетический метод используется при исследовании структуры как отдельных хромосом, так и хромосомных наборов в целом. Объектами цитогенетических исследований служат соматические и генеративные клетки, находящиеся на стадии подготовки клетки к делению (интерфазы) или в процессе кариокинеза. С помощью данного метода выявляют аномалии и болезни, связанные с нарушением в структуре хромосом и их количестве.

Метод гибридизации соматических клеток. В 1960 году французский биолог Ж. Барск доказал, что при совместном культивировании в питательной среде клеток двух различных линий мышей, эти клетки могут сливаться, образуя гибриды, содержащие наборы хромосом обоих родительских форм. На более поздних этапах получены гибриды между клетками, принадлежащими к разным видам (например, человек и мышь). В таких гибридных клетках происходят очень интересные процессы, обусловленные работой сразу двух геномов.

Мутационный метод (мутагенез) позволяет установить характер влияния мутагенных факторов на генетический аппарат клетки, ДНК, хромосомы, на изменения признаков или свойств. Мутагенез используют в микробиологии для создания новых штаммов бактерий, в селекции сельскохозяйственных животных и растений – для создания исходного материала для селекции.

Биохимические методы в исследовании генетики животных и человека применяются с начала XX века. Биохимические показатели (например, первичный белковый продукт гена или накопление патологических метаболитов внутри клетки или во внеклеточной жидкости) лучше характеризуют болезнь, чем её клинические симптомы. Значимость биохимических методов возрастала по мере изучения наследственных заболеваний и совершенствования биохимических методов

Биохимические методы направлены на выявление биохимического фенотипа организма. Объектами биохимической диагностики могут быть моча, пот, плазма и сыворотка крови, форменные элементы крови, культуры клеток. Анализ фенотипа может выполняться на разных уровнях – от первичного продукта гена (полипептидной цепи) до конечных метаболитов.

Молекулярно-генетический метод. Основными объектами генетических исследований на молекулярном уровне являются молекулы нуклеиновых кислот – ДНК и РНК, обеспечивающие сохранение, передачу и реализацию наследственной информации. Изучение нуклеиновых кислот вирусов, бактерий, грибов, клеток растений и животных, культивируемых вне организма (in vitro); позволяет установить закономерности действия генов в процессе жизнедеятельности клетки и организма.

Онтогенетический (феногенетический) метод позволяет установить степень влияния генов и условий среды на развитие изучаемых свойств и признаков в онтогенезе. Изменение условий содержания и кормления животных влияет на характер проявления в онтогенезе наследственно обусловленных признаков и свойств.

Популяционный метод используют при изучении явлений наследственности в популяциях. Этот метод дает возможность установить частоту доминантных и рецессивных аллелей, определяющих тот или иной признак, частоту доминантных и рецессивных гомозигот и гетерозигот, динамику генетической структуры популяций под влиянием мутаций, изоляции и отбора. Метод является теоретической основой современной селекции животных.

Составной частью каждого из перечисленных выше методов является статистический анализ – биометрический метод. Само рождение генетики как точной науки стало возможным благодаря использованию методов математики в анализе биологических явлений. Г. Мендель применил количественный подход к изучению результатов скрещиваний и построению гипотез, объясняющих полученные результаты. С тех пор методы биологической статистики (биометрии) стали неотъемлемой частью генетического анализа. Он представляет собой ряд математических приемов, позволяющих определить степень достоверности полученных данных, установить вероятность различий между показателями опытных и контрольных групп животных. Биометрический метод незаменим при изучении наследования количественных признаков, а также при изучении изменчивости, особенно ненаследственной, или модификационной.

Метод математического моделирования. В генетике широко используют метод моделирования с помощью ЭВМ для изучения наследования количественных признаков в популяциях, для оценки селекционных методов – массового отбора, отбора животных по селекционным индексам. Особенно широкое применение данный метод нашел в области генетической инженерии и молекулярной генетики.

Генетика активно использует и другие методы смежных естественных наук. Методы химии и биохимии применяются для более детальной характеристики наследуемых признаков обмена веществ, для изучения свойств молекул белков и нуклеиновых кислот. Для этих же целей служат методы иммунологии и иммунохимии, позволяющие идентифицировать весьма специфично даже мизерные количества тех или иных генных продуктов, прежде всего белков.

Генетика широко использует методы физики: оптические, седиментационные, методы меченых атомов для маркирования и идентификации различных классов макромолекул. Наиболее широко физические, химические и физико-химические методы применяются в молекулярной генетике и генной инженерии.

Генетики, работающие с различными объектами, не могут обойтись и без методов зоологии, ботаники, микробиологии и других дисциплин. В то же время возрастающая роль генетики в понимании эволюционного процесса повышает значение для генетики сравнительного метода.

Генетические методы исследования значительно обогатили теоретические области биологии, а также зоотехнию, ветеринарию, племенное дело и разведение сельскохозяйственных животных, селекцию и семеноводство растений, медицину.

Таким образом, генетика тесно связана с цитологией, химией, физикой, математикой, биохимией, микробиологией, селекцией растений и животных, эволюционным учением, а также с экологией, и рядом других наук.