Закономерности моногенного и полигибридного скрещивания. З-ны Ме. Тема Закономерности моногенного и полигибридного скрещивания. Зны Менделя. Сцепленное наследование. Генетика пола. Сцепленное с полом наследование
 Скачать 27.07 Kb.
|
|
Тема: Закономерности моногенного и полигибридного скрещивания. З-ны Менделя. Сцепленное наследование. Генетика пола. Сцепленное с полом наследование. План: Предмет генетики. Наследственность и изменчивость. Основные понятия генетики: ген, аллель, доминантность, рецессивность, генотип, фенотип и др. Основные закономерности наследственности (законы Менделя) Основные типы наследования. Сцепленное наследование признаков. Хромосомная теория наследственности (Т.Морган) Наследование — это процесс передачи генетической информации в ряду поколений. Наследуемые признаки могут быть качественными (моногенными) и количественными (полигенными). Качественные признаки представлены в популяции, небольшим числом взаимоисключающих вариантов. Качественные признаки наследуются по законам Менделя (менделирующие признаки). Количественные признаки представлены в популяции множеством альтернативных вариантов. В зависимости от локализации гена в хромосоме и взаимодействия аллельных генов различают: 1. Аутосомный тип наследования. Различают доминантный, рецессивный и кодоминантный аутосомный тип наследования. 2. Сцепленный с половыми хромосомами (с полом) тип наследования. Различают Х-сцепленное (доминантное либо рецессивное) наследование и Y-сцепленное наследование. Первый закон Менделя Закон единообразия гибридов первого поколения, или закон доминирования. При моногибридном скрещивании гомозиготных по альтернативным признакам особей потомство первого гибридного поколения единообразно по генотипу и фенотипу. Второй закон Менделя Закон расщепления. Он гласит: после скрещивания потомков F1 двух гомозиготных родителей в поколении F2 наблюдалось расщепление потомства по фенотипу в отношении 3 : 1 в случае полного доминирования и 1 : 2 : 1 при неполном доминировании. Гибридологический анализ — это постановка системы скрещиваний, позволяющих выявить закономерности наследования признаков. Условия проведения: 1) родительские особи должны быть одного вида и размножаться половым способом; 2) родительские особи должны быть гомозиготными по изучаемым признакам; 3) родительские особи должны различаться по изучаемым признакам; 4) родительские особи скрещивают между собой один раз для получения гибридов первого поколения F1; 5) необходимо проведение строгого учета числа особей первого и второго поколения, имеющих изучаемый признак. Ди- и полигибридное скрещивание. Независимое наследование Дигибридное скрещивание — это скрещивание родительских особей, различающихся по двум парам альтернативных признаков и, соответственно, по двум парам аллельных генов. Полигибридное скрещивание — это скрещивание особей, различающихся по нескольким парам альтернативных признаков и, соответственно, по нескольким парам аллельных генов. Третий закон Менделя Закон о независимом наследовании: расщепление по каждой паре признаков идет независимо от других пар признаков. Опыты Менделя легли в основу новой науки — генетики. Генетика — это наука, изучающая наследственность и изменчивость. Аутосомным называется наследование генов, расположенных в аутосомах. Аутосомные гены представлены у всех организмов в двойном наборе. Каждая особь получает эти гены по одному от каждого из родителей, оба родителя в равной степени передают ген детям, потомки мужского и женского пола наследуют ген одинаково часто. Аутосомно - доминантное наследование это наследование, обусловленное передачей в ряду поколений доминантного аллелля гена, при достаточном числе потомков обнаруживается в каждом поколении (наследование по вертикали). Аутосомно-рецессивное наследование – это передача в ряду поколений рецессивного аллеля, даже при достаточно большом числе потомков признак проявляется с пропусками поколения (наследование по горизонтали). Признак пола у человека определяется в момент оплодотворения сочетанием половых хромосом в зиготе – ХХ – у женщин, ХУ – у мужчин. Главным фактором, определяющая мужской пол у человека является У-хромосома, поэтому, независимо от числа Х- хромосом, присутствие У- хромосомы в кариотипе обеспечивает формирование мужского пола. Существует 4 механизма определения пола, 2 из них условно можно охарактеризовать как количественные, и 2 – как качественные. 1.В данном случае имеется только одна половая хромосома Х, и от ее количества в генотипе особи зависит пол. ХХ дает женский пол, ХО – мужской 2.При этом варианте половые хромосомы отсутствуют вообще. Пол определяется количеством хромосом в генотипе особи. Диплоидный набор (2n) дает женский пол, гаплоидный (n) - мужской. 3.Если рассматривать данный вариант, в генотипе существуют 2 различные половые хромосомы (Х и У), и от их сочетания зависти пол. Гомогаметный (ХХ) – женский пол, гетерогаметный (ХУ) – мужской. 4.Здесь также наблюдается различное сочетание половых хромосом (Z, W) с той разницей, что гомогаметным является мужской пол. Следовательно гетерогаметный – женский. Признаки, обусловленные генами, расположенными в негомологичных участках половых хромосом, называются сцепленными с полом. Гемизиготность – наличие у особи гена в единственной дозе, а не в форме пары аллелей. В норме это понятие применяется к генам, локализованным в половых хромосомах у особей гетерогаметного пола (например, в Х- и У-хромосомах мужчин). В случае анэуплоидии, гемизиготность может наблюдаться и в соматических хромосомах. При локализации гена в у-хромосоме (наблюдается прямая передача признака от отца ко всем детям мужского пола. Такой тип наследования – голандрический). Наследование генов, находящихся в Х-хромосоме, называется Х-сцепленным, и может быть Х-сцепленным доминантным и Х-сцепленным рецессивным. Х-сцепленное доминантное наследование: а) женщины наследуют признак чаще, чем мужчины; б) если признак у матери и она гомозиготна, то признак наследуют все дети; если мать гетерозиготна, то 50% детей, независимо от пола; в) если признак наблюдается у отца, то он наследуется всеми детьми женского пола. Х-сцепленное рецессивное наследование: а) мальчики наследуют признак чаще; б) девочки наследуют признак только от отца; в) если мать гетерозиготна, то признак может проявиться у 50% мальчиков. Независимое комбинирование признаков (третий закон Менделя) осуществляется при условии, что гены, определяющие эти признаки, находятся в разных парах гомологичных хромосом. Следовательно, у каждого организма число генов, способных независимо комбинироваться в мейозе, ограничено числом хромосом. Однако в организме число генов значительно превышает количество хромосом. Например, у кукурузы до эры молекулярной биологии было изучено более 500 генов, у мухи дрозофилы — более 1 тыс., а у человека — около 2 тыс. генов, тогда как хромосом у них 10, 4 и 23 пары соответственно. То, что число генов у высших организмов составляет несколько тысяч, было ясно уже У. Сэттону в начале XX века. Это дало основание предположить, что в каждой хромосоме локализовано множество генов. Гены, локализованные в одной хромосоме, образуют группу сцепления и наследуются вместе. Совместное наследование генов Т. Морган предложил назвать сцепленным наследованием. Число групп сцепления соответствует гаплоидному числу хромосом, поскольку группу сцепления составляют две гомологичные хромосомы, в которых локализованы одинаковые гены. (У особей гетерогаметного пола, например, у самцов млекопитающих, групп сцепления на самом деле на одну больше, так как X- и У-хромосомы содержат разные гены и представляют собой две разные группы сцепления. Таким образом, у женщин 23 группы сцепления, а у мужчин — 24). Способ наследования сцепленных генов отличается от наследования генов, локализованных в разных парах гомологичных хромосом. Так, если при независимом комбинировании дигетерозиготная особь образует четыре типа гамет (АВ, Ab, аВ и ab) в равных количествах, то при сцепленном наследовании (в отсутствие кроссинговера) такая же дигетерозигота образует только два типа гамет: (АВ и ab) тоже в равных количествах. Последние повторяют комбинацию генов в хромосоме родителя. Было установлено, однако, что кроме обычных (некроссоверных) гамет возникают и другие (кроссоверные) гаметы с новыми комбинациями генов — Ab и аВ, отличающимися от комбинаций генов в хромосомах родителя. Причиной возникновения таких гамет является обмен участками гомологичных хромосом, или кроссинговер. Кроссинговер происходит в профазе I мейоза во время конъюгации гомологичных хромосом. В это время части двух хромосом могут перекрещиваться и обмениваться своими участками. В результате возникают качественно новые хромосомы, содержащие участки (гены) как материнских, так и отцовских хромосом. Особи, которые получаются из таких гамет с новым сочетанием аллелей, получили название кроссинговерных или рекомбинантных. Частота (процент) перекреста между двумя генами, расположенными в одной хромосоме, пропорциональна расстоянию между ними. Кроссинговер между двумя генами происходит тем реже, чем ближе друг к другу они расположены. По мере увеличения расстояния между генами все более возрастает вероятность того, что кроссинговер разведет их по двум разным гомологичным хромосомам. Расстояние между генами характеризует силу их сцепления. Имеются гены с высоким процентом сцепления и такие, где сцепление почти не обнаруживается. Однако при сцепленном наследовании максимальная частота кроссинговера не превышает 50 %. Если же она выше, то наблюдается свободное комбинирование между парами аллелей, не отличимое от независимого наследования. Биологическое значение кроссинговера чрезвычайно велико, поскольку генетическая рекомбинация позволяет создавать новые, ранее не существовавшие комбинации генов и тем самым повышать наследственную изменчивость, которая дает широкие возможности адаптации организма в различных условиях среды. Человек специально проводит гибридизацию с целью получения необходимых вариантов комбинаций для использования в селекционной работе. Основные положения хромосомной теории наследственности Анализ явлений сцепленного наследования, кроссинговера, сравнение генетической и цитологической карт позволяют сформулировать основные положения хромосомной теории наследственности: Гены локализованы в хромосомах. При этом различные хромосомы содержат неодинаковое число генов. Кроме того, набор генов каждой из негомологичных хромосом уникален. Аллельные гены занимают одинаковые локусы в гомологичных хромосомах. Гены расположены в хромосоме в линейной последовательности. Гены одной хромосомы образуют группу сцепления, то есть наследуются преимущественно сцепленно (совместно), благодаря чему происходит сцепленное наследование некоторых признаков. Число групп сцепления равно гаплоидному числу хромосом данного вида (у гомогаметного пола) или больше на 1 (у гетерогаметного пола). Сцепление нарушается в результате кроссинговера, частота которого прямо пропорциональна расстоянию между генами в хромосоме (поэтому сила сцепления находится в обратной зависимости от расстояния между генами). Каждый биологический вид характеризуется определенным набором хромосом — кариотипом |