|
|
Ақпараттық-дидактикалық блок. Моногенді тұқым қуалау. 21-22ж.. Молекуалы биология жне медициналы генетика кафедрасы
|
«С.Ж. АСФЕНДИЯРОВ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ МЕДИЦИНА УНИВЕРСИТЕТІ» КЕАҚ
НАО «КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ
С.Д. АСФЕНДИЯРОВА»
|
Молекуалық биология және медициналық генетика кафедрасы
|
Ақпараттық блок
|
Редакция: 1
|
64 беттің беті
|
5- сабақ. Моногенді тұқым қуалау, моногенді белгілердің тұқым қуалау типтері
Ақпараттық-дидактикалық блок
Генетика – тұқымқуалаушылық және өзгергіштік туралы ғылым. «Генетика» терминін ғылымға 1906 жылы ағылшын ғалымы У. Бэтсон енгізген.
Генетика пәні-тірі ағзадағы гендердің тұқым қуалаушылығының материалдық негіздерін молекулалық-генетикалық, субжасушалық, жасушалық, ағзалық және популяциялық-түрлік деңгейде зерттеу.
Генетиканың міндеттері:
1) генетикалық ақпараттың сақталу жолдарын зерттеу (вирустар, бактериялар, өсімдіктер, жануарлар және адамдардағы);
2) тұқым қуалау ақпаратының ағзаларлармен жасушалардың бір ұрпағынан келесіне берілу жолдарын талдау;
3) онтогенез үрдісінде генетикалық ақпараттың іске асырылу механизмдері мен заңдылықтарын және оларға тіршілік ету ортасының әсерін анықтау;
4) өзгергіштік заңдылықтары мен механизмдері және оның ағзаның бейімделімен эволюциялық үрдістегі рөлін зерттеу;
5) бұзылған генетикалық ақпаратты түзету әдістерін қарастыру.
Адам генетикасы және медициналық генетикада генеалогиялық, цитогенетикалық, биохимиялық, иммунологиялық, иммуногенетикалық зерттеу әдістері, сонымен бірге адам геномын молекулалық-генетикалық талдау әдістері қолданылады.
Тұқымқуалаушылық – тұқым қуалау ақпаратын сақтайтын, екі еселейтін және ұрпақтар ұрпаққа берілуін қамтамасыз ететін барлық ағзаларға тән жалпы қасиет.
Өзгергiштiк - бұл тiрi ағзалардың орта факторларының әсерінен жаңа белгiлерге ие болу қасиеті.
Тұқым қуалау түсінігі белгілі биологиялық түр дараларының жеке белгілерінің структуралық-функциональдық құрылымдарының келесі ұрпаққа берілу процесін түсіндіреді. Тұқым қуалау – бұл тұқымқуалаушылықтың сыртқы көрінісі, тұқымқуалаушылықтың механизмдері тұқым қуалаудың ережелерін (заңдылықтарын) анықтайды.
Хромосомалардың диплоидты жинағындағы гендер жиынтығын генотип деп атайды. Генотип термині гендердің бір жұбы үшін және ағзадағы гендердің барлық жұбы үшін де пайдаланылады.
Ағзаның барлық белгілері мен қасиеттерінің жиынтығын фенотип дейді.
Гомологты хромосомалардың бірдей локустарында орналасқан гендер аллельді гендер деп аталады. Аллельді гендер бір белгінің дамуын бақылайды (бұршақ пішіні, бұршақ түсі, бұршақ гүлдерінің түсі, адамның көзінің түсі және т.б.).
Аллелді емес гендер – гомологты хромосомалардың әртүрлі локустарында немесе әртүрлі хромосомаларда орналасқан гендер.
Бірінші ұрпақ гибридтерінде жарыққа шыққан (көрініс берген) белгілерді Мендель доминатты, ал жасырын қалған не көрініс бермеген белгіні – рецессивті деп атады. Доминантты белгілерді ол үлкен латын әріптерімен, рецессивті – кіші әріптермен белгіледі. Егер гомологтық хромосомаларда орналасқан аллельді гендер бірдей белгінің дамуын анықтаса, ондай ағзаны гомозиготалы.
Егер аллельді гендер қарама-қарсы белгілердің дамуын анықтаса, ондай ағза гетерозиготалыдеп аталады.
Гемизиготалы дара генотипінде бір ғана ген аллелі бар, мысалы, ер адамдарда Х - және Y жыныстық хромосомаларының (ХhY) гомологиялық емес локусындағы.
Белгілердің (гендердің) “тұқым қуалайтын факторларын” Мендель латын алфавитіндегі әріптермен белгілеуді ұсынды. Бір жұпқа жататын гендерді бірдей әріппен белгілеу енгізілді, бірақ белгінің доминантты жағдайдағы аллелін – үлкен, ал рецессивтісін – кіші әріптермен белгілейді. Доминантты аллель бойынша гомозиготалы дараны – АА, рецессивтіні – аа, гетерозиготаны Аа деп жазып көрсетеді. Рецессивті аллель тек ғана гомозиготалы жағдайда, ал доминантты – гомозиготалы және гетерозиготалы жағдайда да жарыққа шығатынын тәжірибе көрсетті.
Шағылыстыруды тәжірибе бойынша сызба түрінде жазу ұсынылды. Ата-аналарын Р (лат. рarentes – ата-ана) әріпімен атау, бірінші ұрпақтағы дараларды – F1 (лат. filii – балалар), екінші ұрпақтағы дараларды – F2 және т.с. ұсынылған. Шағылыстыруды көбейту (х) белгісімен көрсетеді, аналық дараның генотиптік формуласын бірінші, ал аталықтікін – екінші жазады. Бірінші қатарға ата-анасының генотиптік формуласын, екінші қатарға – олардың гаметалар типін, үшіншіге – бірінші ұрпақтардың генотипін жазады.
Тұқым қуалаудың негізгі заңдылықтарын Мендель 1865 жылы ашқан.
Зерттеу барысында Мендель гибридологиялық әдісті жетілдіре түсті. Мендельдің зерттеу обьектісі қарама-қарсы белгілермен ерекшеленетін көптеген белгілері бар бұршақ болды. Альтернативті белгілері -өзара ерекше, қарама-қарсы белгілер (бұршақ тұқымының түсі сары және жасыл, пішіні кедір-бұдырлы, кара және көк көзділік).
Моногибридті будандастыру, яғни бір жұп белгілерімен ажыратылатын (мысалы, тұқымның сары және жасыл түстері бар) дараларды будандастыру (Мысалы, сары және жасыл түсті тұқым).
.
Р (ата-аналық ұрпақ) АА х аа
Гаметалар А, А а, а
F1 (бірінші ұрпақ гибридтері) Аа, Аа
Бірінші ұрпақ гибридтерінде ата-аналарының бірінің белгісінің тұқым қуалауы бірінші ұрпақ гибридтерінің біркелкілік заңы деп аталады.
Бірінші ұрпақтың гибридтердің беркелілік заңы тек кез-келген белгісі бір геннің екі аллелімен анықталатын диплоидты ағзалар үшін дұрыс.
Белгінің бірінші гибридтік ұрпақта доминанттылығы толық (толық доминанттылық) не толымсыз (толық емес доминанттылық) болуы мүмкін.
Толық доминанттылық доминантты белгінің гомозиготаларда (АА), сонымен бірге гетерозиготаларда (Аа) да бірдей көрініс беруімен сипатталады, яғни АА = Аа.
Толымсыз доминаттылық белгінің гомозиготалар мен гетерозиготаларда әртүрлі көрініс беруімен сипатталады (АА >Аа).
Толымсыз доминанттылық рецессивті геннің белгінің гетерозиготаларда фенотиптік көрініс беруіне әсер етуімен түсіндіріледі.
Толық доминанттылық:
Р АА (сары бұршақтар) х аа (жасыл бұршақтар)
Гаметалар А , А а, а
F1 (бірінші ұрпақ гибридтері) Аа, Аа (сары бұршақтар )
F1 Аа, х Аа
Гаметалар А , а А, а
F2 (екінші ұрпақ гибридтері ) АА Аа Аа аа
 
(сары бұршақтар) (жасыл бұршақтар)
Толымсыз доминанттылық:
Р АА (қызыл гүлдер) х аа (ақ гүлдер)
Гаметалар А , А а, а
F1 (бірінші ұрпақ гибридтері) Аа (қызғылт гүлдер)
F1 Аа х Аа
Гаметалар А , а А, а
F2 (екінші ұрпақ гибридтері ) АА Аа Аа аа
қызыл қызғылт ақ
Мендель асбұршақты әртүрлі белгілері бойынша будандастыру бойынша көптеген тәжірбиелерінің нәтижелерін талдай отырып, рецессивті белгілер жойылып кетпейтіндігін,келесі ұрпақтарда жарыққа шығатындығын болжады. Өз болжамдарын дәлелдеу үшін Мендель бірінші ұрпақ гибридтерін өзара шағылыстырды:
F1 Аа х Аа
Гаметалар А , а А, а
F2 (екінші ұрпақ гибридтері) АА Аа Аа аа
Мендельдің екінші ережесі былай деп құрастырылған: бір жұп альтернативті белгі бойынша талданатын екі гетерозиготалы (будандарды) дараларды шағылыстырғанда, ұрпақтарында фенотипi бойынша 3:1, генотипі бойынша 1:2:1 арақатынасында ажырау жүредi.
Екінші ұрпақ будандарындағы белгілердің ажырау заңдылықтарын түсіндіру үшін Мендель гаметалардың тазалығы туралы гипотезаны ұсынды, осыған сәйкес әр ата-ананың гаметалары тек бір ғана тұқым қуалайтын факторларды алып жүреді. Бірінші будан гибридтері (Аа) екі типті, тең арақатынастағы доминантты (А) және рецессивті (а) факторларды береді. Аа гибридті ағзада рецессивті белгілерді анықтайтын тұқым қуалайтын факторлар жоғалып немесе қосылып кетпейді, бірақ гаметалардың пайда болуының кезекті циклінде басым (А) факторлармен ажыратылады.
Рецессивті белгісі жарыққа шыққан ағзаның генотипін, оның фенотипі бойынша анықтауға болады. Егер ол ағза гетерозиготалы болса, онда ол ағзада доминантты белгі жарыққа шығуға тиіс. Сондықтан, рецессивті белгі көрініс берсе, ол ағза рецессивті белгі бойынша гомозиготалы болуға тиіс.
Доминантты белгілердің жарыққа шығуы фенотипі бойынша гомозиготалы және гетерозиготалы дараларда бірдей болады. Ол гомозиготалы да, гетерозиготалы да болуы мүмкін. Генотипін анықтау үшін талдаушы шағылыстыру жүргізіп, ұрпақтары бойынша дараның генотипін анықтайды. Талдаушы шағылыстырудың маңызы, генотипі белгісіз дараның генотипін анықтау үшін, оны рецессивті белгісі бар дарамен шағылыстыру. Егер талдаушы шағылыстырудан алынған ұрпақтары біркелкілік байқалса, талдаушы ген бойынша дара гомозиготалы, егер ажырау жүрсе,ол гетерозиготалы. Талдаушы шағылыстыру медициналық генетика және адам генетикасын зерттеу үшін маңызды.
Полигибридті шағылыстыру кезінде ата-аналық ағзалар бірнеше белгілер бойынша талданады. Р. Пеннеттің әр түрлі гаметаларының комбинацияларын есептеуді жеңілдету үшін пеннет тор деп аталатын тор түрінде қиылысуды жазу формасы ұсынылды.
Дигибридті будандастыруда, онда бұршақтың ата-аналық даралар бір-бірінен екі белгімен ажыратылады : тұқымның пішіні (Тегіс немесе кедір-бұдырлы) және олардың түсі (сары немесе жасыл). Тұқымның сары түсі - А, жасыл түсі-а, тұқымның тегіс формасы-В гені, кедір-бұдыр-в гені.
1. Р ААВВ х аавв
Г: АВ ав
F1: АаВв
2. Р: (F1) АаВв х АаВв
|
АВ
|
Ав
|
аВ
|
ав
|
АВ
|
ААВВ
|
ААВв
|
АаВВ
|
АаВв
|
Ав
|
ААВв
|
ААвв
|
АаВв
|
Аавв
|
аВ
|
АаВв
|
АаВв
|
ааВВ
|
ааВв
|
ав
|
АаВв
|
Аавв
|
ааВв
|
аавв
|
Бұл нәтижелер Мендельге әртүрлі белгілерді анықтайтын гендер бір-біріне тәуелсіз тұқым қуалайды дейтін тәуелсіз үйлесу заңын қалыптастыруға мүмкіндік берді. (Алайда, кейін келе бұл заң тек гендер әртүрлі хромосомаларда орналасқанда ғана орындалатындығы дәлелденді).
Тегіс сары тұқымды өсімдіктерді (ААВВ) тұқымы кедір-бұдыр жасыл өсімдіктермен (аавв) шағылыстырды. F1 ұрпағында өсімдіктер тегіс сары түсті тұқымды болды (АаВв). Оларда жиілігі ¼ құрайтын төрт түрлі гаметалар түзіледі. Төрт түрлі аталық және аналық гаметалардың кездейсоқ үйлесімдері F2 тоғыз әртүрлі генетикалық класстар береді.
Белгілердің сыртқы көрінісі бойынша 16 ұяшықтың тоғызы тегіс сары бұршақ, үшеуі- тегіс жасыл, үшеуі- кедір-бұдыр сары және біреуі – кедір-бұдыр жасылға сәйкес келеді. Сонымен, бұл төрт тип 9:3:3:1 қатынасында көрініс береді.
Адамның Мендельденуші белгілері дегеніміз – Бұл Г. Мендель заңдылықтары бойынша тұқым қуалайтын, адамның моногенді белгілері (аурулары).
Мендель заңдары аутосомды гендер үшін жарамды. Егер гендер жыныс хромосомаларында немесе бір хромосомада тіркесіп орналасқан болса, онда шағылыстыру нәтижелері Г.Мендельдің заңдарына бағынбайды.
Сондай-ақ, адамда: аутосомды доминантты және аутосомды рецессивті типпен тұқым қуалайтын Менделденуші белгілері бар.
I. Аутосомно-доминантты типпен тұқым қуалау.
Аутосомды-доминантты типпен тұқым қуалайтын кейбір аурулармен белгілер:
1) бір тұтам ақ шаштың болуы;
2) тілді түтікке айналдыру мүмкіндігі;
3) полидактилия (от греч.polus – көп, daktylos- саусақ) – көпсаусақтылық, алты немесе көпсаусақты ;
4) брахидактилия (қысқасаусақтылық) – саусақтардың дистальды фалангтарының дамымауы;
5) Жетілмеген остеогенез (ЖО, сынғыш сүйектер ауруы, шыны сүйектер ауруы, Лобштейн-Вролик ауруы, остеопсатироз, Порак және Дуранте ауруы) - сүйектердің сынғыштығының жоғарылауымен, сүйек тіндерінің салмағының төмендеуімен және әртүрлі ауырлықтағы сүйектердің сынуына бейімділігімен сипатталатын генетикалық бұзылулардан болатын аурулар тобы;
6) нейрофиброматоз-факоматоздар тобындағы ауру.
II. Аутосомно-рецессивті тұқым қуалау типі.
Аутосомды-рецессивті типпен тұқым қуалайтын кейбір аурулармен белгілер:
1) теріс резус фактор Rh-;
2) фенилтиокарбамидтің ащы дәмін сезбеу;
3) фенилкетонурия-фенилаланиннің тирозинге айналуы бұзылады, ол нейротропты зат болып табылатын фенилпирожүзім қышқылына айналады (белгілері – ұстама синдромдары, психикалық дамудың артта қалуы, импульсивтілік, қозғыштық, агрессия);
4) галактоземия-қандағы галактозаның жинақталуы, ол глюкозаның сіңуін тежейді және бауырдың, мидың, көз бұршағының қызметіне токсикалық әсер етеді;
5) муковисцидоз (кистозды фиброз) - трансмембраналық өткізгіштіктің реттегіш генінің мутациясына байланысты және сыртқы секреция бездерінің бұзылуымен, тыныс алу мүшелерінің ауыр бұзылыстарымен сипатталатын жүйелі тұқым қуалайтын ауру.
Мендель зерттеулерінің маңыздылығы тұқым қуалайтын факторлардың дискреттілігін дәлелдеуде, әр белгі жеке тұқым қуалаушылық бірлікке (генге) сәйкес келеді. Тұқым қуалаудың бұл түрі кейінірек моногендік деп аталды. Белгінің тұқым қуалауы дискретті сипаты гомологты хромосомаларда орналасқан бір геннің екі аллелінің әртүрлі гаметаларға түсуіне байланысты (гаметалардың "тазалығы" ережесі).
| |
|
|
Скачать 127 Kb.