Кариотип и его особенности у крс, овец, коз
 Скачать 359 Kb.
|
|
74. Молекулярно-генетические методы определения роли наследственности в этиологии болезней с аномалией. 56, 77. Классификация мутагенов среды. Лекарственные препараты и мутагенез. 1. Физические мутагены – ионизирующие излучения (рентгеновские лучи, гамма-лучи и бета-частицы, протоны, нейтроны и др.), УФИ, повышенная температура. Ионизирующие излучения на своём пути вырывают электроны из молекул. Что приводит к образованию положительно заряженных ионов. Освободившиеся электроны присоединяя.тся к другим молекулам, которые становятся отрицательно заряженными. Образуются свободные радикалы водорода и гидроксила, которые сразу дают новые соединения, в т.ч. активный пероксид водородв. Такие превращения в молекулах ДНК и кариотипе приводят к изменению функций генетического аппарата клеток, аберрациям хромосом и возникновению точковых мутаций. Чаще всего возникают структурные перестройки хромосом и реже – генные мутации. (В соматических клетках поросят, полученных при осеменении свиноматок облучённой спермой, наблюдали транслокации и инверсии; при облучении половых клеток их часть оказывается нежизнеспособной или с умеренными нарушениями, из которых образуются зиготы, которые быстро отмирают из-за сильных изменений в генотипе– «доминантные летали»). Облучения могут нарушать процессы деления в соматических клетках, вследствие чего возникают нарушения и злокачественные образования. Источники радиации – взрывы атомных и водородных бомб. 2. Химические мутагены – вещества химической природы, способные индуцировать мутации. К ним относятся алкилирующие соединения – их мутагенный эффект связан с введением в ДНК метиловых, этиловых, пропиловых и др. радикалов. Мутагенными свойствами обладают и аналоги азотистых оснований и нуклеиновых кислот (аминопурин, кофеин и др.), акридиновые красители, азотистая кислота, гидроксилами, формальдегид, пероксиды, уретан и д.п. Мутегенным действием обладают пестициды, гербициды, минеральные удобрения - нитраты, которые превращаются в нитриты, а потом в активные нитрозоамины. Химические мутагены индуцируют генные и хромосомные мутации. Их особенность – аккумуляция и передача при делении клеток в последующей генерации, более высокая частота индуцирования генных мутаций, чем аберрации хромосом. Гэп – хромосомная аберрация, заключающаяся в частичном разрушении хроматиды и образовании ахроматического пробела, а также в отсутствии одного или нескольких нуклеотидов в одной из цепей ДНК. 3. Биологические мутагены – простейшие живые организмы, вызывающие мутации у животных: вирусы, бактерии, гельминты, актиномицеты, растительные экстракты и др., а также живые вакцины. Действие: проникновение в клетку чужеродной ДНК. Вызывают широкий спектр мутаций в клетках животных (прим.: у телят, ягнят, поросят, заражённых вирусом свиной лихорадки обнаруживаются различные типы аберрации - делеции, хромосомные разрывы, полиплоидия и эндоредупликация хромосом. Многие лекарственные препараты (сульфаниламиды, производные тиазинового ряда, нитрофураны и др.), антибиотики, кормовые добавки и консерванты обладают мутагенными свойствами, особенно при передозировке. 78. Генетика микроорганизмов, роль в современной биотехнологии. Бактерии, вирусы. Бактерии. Клетки бактерий окружены оболочкой, внутри которой находятся цитоплазма, ядерный аппарат, рибосомы, ферменты и др. включения. У них отсутствуют митохондрии. Аппарат Гольджи и ЭПС. В центре – ядерный аппарат (нуклеотид=ядро (не изолировано от цитоплазмы мембраной и представлено очень длинной молекулой ДНК (хромосомой) и плазмиды). Плазмиды – это внехромосомные факторы, представляющие собой кольцевые молекулы ДНК, обладающие саойствами репликона – могут реплицироваться с помощью ферментов клетки бактерии независимо от основной хромосомы. Плазмида включает в себя последовательность из одного или нескольких генов. Плазмиды реплицируются в цитоплазме автономно и передаются при делении дочерним клеткам. В нуклеотиде ДНК суперспирализована и плотно уложена, один конец прикреплён к клеточной мембране. Репликация ДНК происходит полуконсервативным способом. Вирусы репродуцируются только внутри какого-то организма и используют для этого её ферментные системы и другие необходимые компоненты.Бактериофаги – вирусы, Вирусы. Частицы вирусов очень малы. Форма палочковидная, шарообразная или многогранная. Вирусная частица содержит одну из нуклеиновых кислот (ДНК или РНК), окружённую капсилом. Геном вирусов представлен одно- или двухцепочечной ДНК или РНК. Молекулы нуклеиновых кислот могут быть линейными или кольцевыми. паразитирующие в бактериях. Например, колифаги: они нумеруются от Т1 до Т7. Фаги Т-чётной группы состоят из головки гексагональной формы и хвостового отростка. В головке плотно упакована ДНК, окружённая белковой оболочной. Хвостовой отросток состоит из полого стержня, окружённого чехлом, способным к сокращению. Генотип и фенотип микроорганизмов. Генотип - совокупность генов бактериальной клетки, фенотип – совокупность всех признаков и свойств, проявляемых данной культурой. 79. Особенности наследования признаков, сцепленных с полом и ограниченных полом. Признаки ограниченные полом – это признаки, которые проявляются лишь только у одного пола, хотя гены определяющие эти признаки есть и у одного и у другого пола (наличие семенников, яичников, молочная продуктивность, жирность молока и т.д.). Признаки сцепленные с полом – это признаки, которые обусловлены генами, находящимися в Х хромосоме. Причины более высокой смертности среди самцов млекопитающих можно объяснить, исходя из особенностей наследования признаков, сцепленных с полом. Признаки, расщепление по которым при скрещивании связано с полом, называют сцепленными с полом. Наследование их зависит в основном от Х-хромосомы. В птицеводстве оказалась полезной рецессивная, сцепленная с Х-хромосомой мутация карликовости – куры отличаются резистентностью к отдельным болезням, требуется меньшая площадь содержания. А врожденная деформация передних конечностей в сочетании с анкилозом суставов, изученная у животных черно-пестрой, сычевской и костромской пород, проявляется, как правило, у бычков, родственных между собой, что указывает на сцепленное с полом наследование. Наследование признаков, контролируемых генами, локализованными в аутосомах, но фенотипически проявляющихся исключительно или преимущественно у одного пола – наследование, ограниченное полом. Расщепление по таким признакам соответствует правилам Менделя. 80. Понятие о популяции и чистой линии. Генофонд и методы его оценки. Популяция – совокупность особей одного вида, в течение длительного времени (большого числа поколений) населяющая определенное пространство, состоящая из особей, способных свободно скрещиваться друг с другом, и отдельная от таких же соседних совокупностей одной из форм изоляции (пространственной, сезонной, физиологической, генетической). Чистая линия – потомство, полученное только от одного родителя и имеющее с ним полное сходство по генотипу. Генофонд – совокупность аллелей, входяцих в остов популяции. Методы оценки генофонда: иммунологический, биохимический, физиологический, молекулярный. По способу размножения, генетической ценности популяции делятся на панмиктические (со свободно и случайно перемешиваемым генетическим материалом), клональные (с однородным генетическим материалом, происходящим от одной особи), клонально-панмиктические. По способности к самопроизводству различают постоянные и временные популяции. По размерам: карликовые, обычные локальные, суперпопуляции. Панмиктические популяции состоят из особей, размножающихся половым путем, для которых характерно перекрестное оплодотворение. 81, 87. Антимутагены и их характеристика. Антимутагены – вещества, снижающие уровень мутационного процесса; вещества, обладающие антимутагенным качеством, свойством. Восстанавливают до среднего уровня мутации в естественных условиях. Антимутагены: вещества химико-биологической природы, обусловливающие естественный процесс синтеза вещества, деления клетки, обеспечивающие синтез ДНК. На синтез ДНК влияют ионизирующее излучение, хим. состав почвы, микробы. Основным антимутагенным свойством обладают витамины (хим. активные вещества). Витамин А: провитаминная группа каротина – красный. Оранжевый краситель (морковь). Общеукрепляющий, жирорастворим, обеспечивает нормальный процесс пищеварения, усвоения и поступление белков, необходимых для синтеза ДНК. Витамин С: повышает усвояемость, обеспечивает резистентность организма к микробам – устойчмвость к биологическим мутагенным факторам, улучшает обменные процессы, улучшает строение и функции эпителия (защита ЖКТ от микробов). Витамины группы В: В12 – регенерация клеток (процесс митотического деления); терапия, хирургия (после операций). Витамин D: терапевтическое действие (как лекарство), особенно у молодняка, нехватка=рахит, нарушение кальциево-минерального обмена. Передоз витамина D ведёт к мутациям (оберрациям), снижению репродуктивно-воспроизводительных качеств. Особенно для наличия отдельных рецессивных мутаций специфического проявления. При изменении активных витаминных комплексов антимутагенные свойства усиливаются/проявляются. Механизм действия антимутагенов (витаминов) связывают с нейтрализацией мутагена до его взаимодействия с ДНК или взаимодействие с химическими мутагенами, препятствующее образованию мутагенного продукта в процессе жизнедеятельности клетки (перестройки и т.п.) до естественного фона. Нормализуют ферментативную активность, расщепление, обеспечение исходных продуктов синтеза. Отдельные ферменты, гормоны могут быть антимутагенными: синтез, расщепление до аминокислот (заменимых и незаменимых), обеспечивающих жизненно необходимые процессы. Создаются искусственные ферменты, гормоны, антимутагенные средства (в поездку надо брать витамины, кремы от излучения). Отдельные группы антимутагенов можно отнести отдельные фармакологические препараты (интерферон, сульфанильные препараты), которые усиливают обмен, эффективнрость, защиту, резистентность (от микробов, вирусов), бактериальные вирусные препараты, используют специальное кормление: сбалансированное по компонентам и химически активным веществам. Тараканы живут в реакторе. Наряду с вышеперечисленными мутагенами основным путём снижения мутагенеза является создание и контроль биосферы окружающей среды; разработка современных технологий по утилизации мутагенных факторов (пластик, захоронения, свалки должны находиться в сухом месте, биопрепараты, другие активные вещества). Антимутагенное свойство – это свойство, присущее любому живому организму в той или иной степени. Отдельные группы, популяции, их устойчивость к химическим веществам, мутагенным свойствам. Также индивидуальные антимутагенные свойства присущи отдельным животным/особям. Современные биотехнологические методы, генно-модификационные методы: синтез недостающих элементов синтеза, повышающих антимутагенную активность. 82. Генетическая детерминация пола. Проблема раннего определения пола и изменения соотношения полов в практике животноводства. В ходе эволюции у большинства раздельнополых организмов сформировался механизм детерминации пола, обеспечивающий образование равного кол-ва самцов и самок, что необходимо для нормального самовоспроизведения вида. Детерминация пола может происходить на разных этапах размножения. 3 основных этапа: 1) эпигамный – пол особи определяется в процессе онтогенеза, детерминация значительно зависит от внешней среды; 2) прогамный – пол будущего дочернего организма определяется в ходе гаметогенеза у родителей особи; 3) сингамный – пол дочерней особи определяется в момент слияния гамет (наиболее распространенный). При 2) и 3) пол зависит от определенных половых хромосом. Определение пола в раннем периоде онтогенеза в отдельных случаях весьма целесообразно. В 20-30-х годах использовали сцепленную с полом окраску кур для различения пола у суточных цыплят. В настоящее время разработан способ распознавания пола цыплят по строению клоаки. У крупных малоплодных животных (КРС, лошади) разработаны методы раннего определения пола, основанные на микрохирургическом получении клеток трофобласта у эмбриона или взятии амниотической жидкости с последующим цитогенетическим анализом состава половых хромосом. 83. Экспрессивность и пенентрантность как факторы, влияющие на оценку продуктивности животных. Пенетрантностъ (способность признака проявится фенотепически) — доля особей (в %), у которых рассматриваемый признак, проявился (хотя бы в незначительной степени), среди всех особей данного генотипа. Экспрессивность - степень выраженности (в %) рассматриваемого признака по отношению к его максимальной выраженности среди всех особей данного генотипа. Доминантные признаки, которые не всегда проявляются в фенотипе, получили название признаков с неполной пенетрантностью. Различают признаки с полной и неполной, средней или низкой пенетрантностью, выраженные в % или долях единицы. К доминантным аномалиям с неполной пенетрантностью гена можно отнести анкилоз суставов в сочетании с волчьей пастью, летальную аномалию «баранья голова» у КРС. У коз комолость обусловлена рецессивным геном и сочетается с нарушением плодовитости вследствие закупорки придатка семенника. Примеры разной экспрессивности гена: адактилия у КРС варьирует от частичного до полного отсутствия фаланг конечностей. При исследовании пупочных грыж у телят обнаружили значительные различия в диаметре грыжевого оверстия. При изучении нарушения координации движений у телят черно-пестрой и симментальской пород наблюдали заметную разницу во внешнем проявлении аномалии – от дрожания головы и покачивающейся ходьбы до резко выраженной несогласованности движений головы и конечностей при попытках животных встать. Установлена различная степень гипоплазии мозжечка у телят, что положительно сочеталось со степенью фенотипического проявления аномалии. Генами-модификаторами называют такие гены, которые регулируют активность других генов, усиливая или ослабляя их проявления. В таком случае получается, что в формировании признаков, кроме «основных» генов, принимают участие гены-модификаторы. Такой тип наследования встречается очень часто. 2 эти показателя, характеризующие фенотипическое проявление генов контролируются разными генами-модификаторами, о чем свидетельствует возможность независимой селекции по каждому из показателей в отдельности с получением любых их комбинаций. 84. Гены – модификаторы и трансгены и их влияние на качество продукции. Гены – модификаторы – это гены, не проявляющие собственного действия, но усиливающие или ослабляющие эффект действия других генов. Они играют определённую роль в формировании резистентности к инфекционным болезням. Например: скот герефордской породы имеет белую голову, и при пастбищном содержании в условиях сильной солнечной инсоляции животные с непигментированными и слабопигментированными веками болеют раком глаз. При усилении пигментации век частота заболевания уменьшается, а при интенсивной пигментации в тех же условиях болезнь не возникает. Интенсивность пигментации кожи вокруг глаз у белоголовых животных наследственна, что говорит о существовании генов – модификаторов основного гена, обусловливающего белую окраску головы. Трансгены- это гены, искусственно внесённые в геном животных, выделенные из определённого генома или искусственно синтезированные. Такие животные называются трансгенными. Мыши, развивающиеся из зиготы, в которую была введена чужеродная ДНК, содержат в своём геноме фрагменты этой ДНК, а иногда у них происходит и экспрессия чужеродных генов. Метод микроинъекции чужеродной ДНК в мужской пронуклеус зиготы используется у всех млекопитающих. Созданы линии трансгенных мышей, которые различались между собой структурой чужеродной ДНК. Мышам вводили гены: гемоглобина кролика, бета-глобина человека, лейкоцитарного интерферона человека. Гормоны роста человека и крысы. Получали трансгенных кроликов и сельскохозяйственных животных. Этапы получения: 1. Выбор, получение и клонирование чужеродного гена 2. Получение зигот и выяление пронуклеусов 3. микроинъекция определённого числа копий генов в видимый пронуклеус 4. Трансплантация зиготы в половые пути гормонально подготовленной самки 5. Оценка родившихся животных по генотипу и фенотипу: интеграция чужеродной ДНК, экспрессия ДНК, влияние на признау (например высокая интенсивность роста), установление наследования гена. 85. Регуляция генной активности. Механизмы регуляции генной активности эукариот значительно сложнее и менее изучены, чем у прокариот, т.к. сложная дифференцировка клеток разных органов и тканей. Возможно, эукариоты используют такой же механизм регуляции синтеза белков, как и прокариоты, но кроме того, у них имеются и другие процессы регуляции, характерные для этих организмов. Опероны эукариот состоят из структурного гена и регуляторных генов, управляющих их активностью. У эукариот возможно одновременное групповое подавление активности генов: во всем ядре, в целой хромосоме или в большом ее участке. Групповое выключение активности генов в одной из Х-хромосом наблюдается в онтогенезе у самок млекопитающих. Большую роль в регуляции активности генов играют гормоны. В последние годы методами молекулярной биологии исследуется роль гистонов и негистоновых хромосомных белков в регуляции действия генов. Проблема регуляции действия генов у высших организмов имеет большое практическое значение в животноводстве и медицине. 86. Основные факторы генетической эволюции в популяциях. Основные факторы: мутации, естественный и искусственный отбор, миграции, дрейф генов. Спонтанные мутации каждого гена происходят с низкой частотой, однако общая частота мутаций всех генов популяции очень велика. Мутации, возникающие в половых клетках родительского поколения, приводят к изменению генетической структуры у потомства. В популяции постоянной численности в отсутствие отбора большинство возникающих мутаций быстро утрачивается, однако некоторые из них могут сохраниться в ряде поколений. Исчезновению мутантных генов из популяции противостоит действие мутационного процесса, в результате которого образуются повторные мутации. Генетическая структура популяций формируется и изменяется под действием естественного и искусственного отбора. Действие естественного отбора состоит в том, что преимущественное размножение имеют особи с высокой жизнеспособностью, скороспелостью, плодовитостью и т.п., т.е. более приспособленные к условиям окружающей среды. При искусственном отборе определяющее значение имеют признаки продуктивности. С точки зрения ветеринарной генетики имеет значение эффективность отбора против вредных мутаций, прежде всего рецессивного типа. Высокие частоты рецессивного типа могут быть быстро снижены до низких значений. |