Ветеринарная генетика. Ветеринарная генетика Содержание

Название	Ветеринарная генетика Содержание
Анкор	Ветеринарная генетика
Дата	28.12.2021
Размер	422.82 Kb.
Формат файла
Имя файла	Ветеринарная генетика.docx
Тип	Задача #321210

Ветеринарная генетика

Содержание

8. Понятие о генотипе и фенотипе. Аллели и аллеломорфные признаки. 2

57. Специфические и неспецифические факторы иммунитета 11

98. Задача 16

106 Задача 18

117. Термины 19

Список используемой литературы 20

8. Понятие о генотипе и фенотипе. Аллели и аллеломорфные признаки.

1909 год – датский биолог и генетик Вильгельм Иогансен вводит понятие генотипа и фенотипа, без которых невозможно сегодня изучать генетику.

Генотип – это набор генов, присущий определённому организму. Гены передаются по наследству от родителей и влияют друг на друга, формируя индивидуальный генотип.¹

Фенотип – совокупность внешних и внутренних признаков, свойств, черт организма, приобретённых в процессе онтогенеза (индивидуального развития).

Фенотип базируется на генотипе.

К внешним признакам фенотипа относятся:

окраска;
структура волос или шерсти;
цвет и разрез глаз;
размер и форма уха;
форма носа.

Внутренние признаки фенотипа:

анатомические – строение и расположение внутренних органов и тканей;
физиологические – строение и работа клеток;
биохимические – структура белка, воздействие ферментов, состав гормонов.

Между фенотипом и генотипом прослеживается прочная связь. Генотип определяет фенотип. Однако большое влияние на фенотип оказывает окружающая среда. В определённых условиях разные генотипы могут создавать схожие фенотипы, и наоборот, одинаковые генотипы – разные фенотипы под действием разных условий окружающей среды.

Для каждой особи характерен индивидуальный генотип и фенотип. Не всегда гены определяют внешнее и внутреннее строение тела. Например, гены определяют склонность к ожирению, но под действием окружающей среды (здоровое питание) ожирение не является признаком фенотипа.

Изменчивость по фенотипу в процессе жизни называется модификационной или фенотипической и появляется под действием факторов окружающей среды. Она приобретается в течение жизни, но не передаётся по наследству.

Аллельные гены - гены, определяющие альтернативное развитие одного и того же признака и расположенные в идентичных участках гомологичных хромосом.²

Итак, гетерозиготные особи имеют в каждой клетке два гена – А и а, отвечающих за развитие одного и того же признака. Такие парные гены называют аллельными генами или аллелями. Любой диплоидный организм, будь то растение, животное или человек, содержит в каждой клетке два аллеля любого гена. Исключение составляют половые клетки – гаметы. В результате мейоза в каждой гамете остается один комплект гомологичных хромосом, поэтому любая гамета имеет лишь по одному аллельному гену. Аллели одного гена располагаются в одном и том же месте гомологичных хромосом. Схематически гетерозиготная особь обозначается так: А/а.Гомозиготные особи при подобном обозначении выглядят так: А/А или а/а, но их можно записать и как АА и аа. Таким образом, каждый диплоидный организм может иметь не более двух аллелей одного гена, однако в пределах вида число аллелей может быть и существенно больше. В таких случаях говорят о серии множественных аллелей.

Анализирующее скрещивание.

По фенотипу особи далеко не всегда можно определить ее генотип. У самоопыляющихся растений генотип можно определить в следующем поколении. Для видов, использующих другие системы полового размножения, применяют так называемое анализирующее скрещивание. Скрещивание гибридной особи с особью, гомозиготной по рецессивным аллелям, называется анализирующим. При анализирующем скрещивании особь, генотип которой следует определить, скрещивают с особями, гомозиготными по рецессивному гену, т.е. имеющими генотип аа. Анализирующее скрещивание – один из основных методов, позволяющих установить генотип особи, по этой причине оно широко используется в генетике и селекции.

Дигибридное скрещивание при неполном доминировании.

По аналогии с моногибридным скрещиванием ясно, что неполное доминирование по одной или двум парам аллелей может изменить классическое расщепление по фенотипу в f2 – 9:3:3:1 таким образом, что каждому генотипу будет соответствовать определенный фенотип.³ По решетке Пеннета можно подсчитать, что при дигибридном скрещивании возникает 9 различных генотипов в следующих числовых отношениях. Следовательно, при неполном доминировании по двум парам генов, участвующим в дигибридном скрещивании, следует ожидать 9 фенотипических классов. Именно такое расщепление наблюдается, например, при дигибридном скрещивании у кур, гетерозиготных по гену курчавости оперения и гену, формирующему разбрызганную окраску оперения – черные перышки на белом фоне.

Полигибридное скрещивание.

Понятно, что количество пар генов, по которым могут быть гетерозиготны скрещивающиеся организмы, часто оказываются больше двух. Такое скрещивание называют полигибридным. Количество генотипов и фенотипов, возникающих в таких полигибридных скрещиваниях, резко возрастает, хотя закономерности, которым оно подчиняется, те же, что и в моно- и дигибридном скрещиваниях.

Исходя из этого, все живые организмы обладают парными аллельными генами. Внутри организма гены взаимодействуют 3 различными способами:

кодоминирование;
сверхдоминирование;
полное и неполное доминирование.

Кодоминирование.

В случае такого взаимодействия аллельные гены проявляют свое действие независимо друг от друга. Для варианта кодоминирования аллельных генов пример — это система групп крови ABO. Здесь гены A и B функционируют независимо.

Сверхдоминирование.⁴

В этой ситуации качество фенотипический проявлений доминантного гена увеличивается только тогда, когда он тесно связан с рецессивным. В случае если в одной аллели находится два доминантных гена, то, как правило, их действие и проявление сильно хуже, чем в предыдущем варианте с одним доминантным и одним рецессивным геном.

При полном перекрытии доминантным геном рецессивного говорят о полном доминировании. Неполное доминирование — вариант взаимодействия генов, когда рецессивный ген не подавляется полностью и может оказывать влияние (хотя бы минимальное) на фенотипическое проявление признака. В таком случае фенотипическое проявление признака является промежуточным — между родительскими формами.

В генетике встречается такое явление как множественный аллелизм. В каждом организме есть два аллельных гена, при этом самих аллелей может быть больше двух. При таком раскладе только одна пара аллелей может проявлять фенотипические признаки: другие гены не задействуются. Гомологичные аллели, то есть одинаковые, «работают» над развитием одного и того же признака. При этом качество его проявления будет различаться.

При множественном аллелизме формы взаимодействия генов могут быть различными. Даже несмотря на то, что они отвечают за один и тот же признак

Самый простой пример — окраска шерсти кролика. Здесь могут быть следующие варианты: белая, гималайская, шиншилловая, черная и коричневая. И это при том, что есть целая серия разных аллелей генов, ответственных за окрас. И таких примеров в биологии достаточно. Несмотря на всю парадоксальность множественного аллелизма, в половую клетку живого существа проникает только одна пара гомологичных аллелей, и какая именно — вопрос случая. Так обеспечивается изменчивость каждого отдельного вида, играющая важнейшую роль в эволюции. Благодаря изучению аллельных генов, становятся понятными закономерности наследования признаков. А еще это помогает исключить негативные последствия изменения наследственного набора организма.

18. Наследование признаков, сцепленных с полом
С помощью схемы скрещивания проанализируйте особенности наследования признаков, сцепленных с полом у млекопитающих и птиц.

Наследование признаков, определяемых генами, локализованными в Х и Y-хромосомах, называют сцепленным с полом.X и Y-хромосомы различаются по форме, величине и генному составу. X-хромосома относится к крупным хромосомам с большим количеством генов. Y-хромосома меньше по размерам, и генов в ней содержится меньше.⁵

Многие из генов, расположенных в половых хромосомах, определяют признаки, не имеющие отношения к развитию пола. Но гены находятся в половых хромосомах, и признаки оказываются сцепленными с полом.

Сцепленное с полом наследование имеет ряд особенностей. Так как большинство генов, локализованных в X-хромосоме, не имеют своих аллелей в Y-хромосоме, то у гетерогаметного пола (XY) проявляются все гены, содержащиеся в единственной X-хромосоме.

У млекопитающих в качестве примера можно привести наследование черепахового окраса у кошек

Интересно происходит наследование окраса кошек.

Ген, отвечающий за цвет шерсти находится в половой х-хромосоме.

— рыжая окраска

— черная окраска

Соответственно:

— рыжая кошка

— черная кошка

— черепаховая кошка

— рыжий кот

— черный кот

Черепаховые коты встречаются очень редко — только в случае нарушения, когда у кота набор половых хромосом XXY.

Рисунок 1 – Схема наследования черепахового окраса у кошек
В качестве примера наследования признаков сцепленных с полом у птиц возьмем окраску оперения у канареек. У этих птиц ген, определяющий цвет перьев, локализован в Z-хромосоме. При этом доминантный аллель (А) обусловливает зеленую окраску оперения, а рецессивный (а) — коричневую. Рассмотрим реципрокные скрещивания особей, отличающихся цветом перьев (рис. 2).

Рисунок 2 – Наследование окраски оперения у канареек
При скрещивании зеленой самки с коричневым самцом все потомки мужского пола наследуют признак матери, а потомки женского пола — признак отца. Такой механизм передачи генов и соответствующих признаков указывает на их сцепление с полом и называется крисс-кросс (крест-накрест) наследованием.

Если же скрестить коричневую самку и зеленого гомозиготного самца, все гибриды первого поколения независимо от пола унаследуют зеленое оперение. Таким образом, при наследовании, сцепленном с полом, реципрокные скрещивания дают разные результаты.

57. Специфические и неспецифические факторы иммунитета

Иммунитет — это невосприимчивость организма к воздействию на него болезнетворных агентов, продуктов их жизнедеятельности, а также чужеродных веществ. Если же рассматривать иммунитет в широком его понимании, то иммунитет — есть система защитных реакций организма против факторов внешней среды (в т.ч. и микробных), которые нарушают функциональную целостность организма. При рассмотрении иммунитета с точки зрения генетики—это способность организма отличать чужеродный материал («чужой» белок от «своего»), что очень важно, т.к. поступление в организм веществ, имеющих признаки чужеродной информации, приведет к структурному и химическому нарушению клеток организма. У животных иммунитет определяется генетически обусловленными факторами. И Для защиты от антигенов эволюция создала у теплокровных да и у низших представителей живой природы специфическую систему противодействия им. Эта система получила название иммунной, а её функция защиты от антигенов именуется иммунитетом. ⁶

Следовательно, иммунитет - это способ защиты организма от генетически чужеродных веществ - антигенов экзогенного и эндогенного происхождения, направленный на поддержание и сохранение гомеостаза, структурной и функциональной целостности организма, биологической (антигенной) индивидуальности каждого организма и вида в целом.

Этот способ защиты организма от чужеродных антигенов имеет наследственный характер или приобретается в течение жизни животного.

В соответствии с современной классификацией иммунитет по его происхождению подразделяют на два вида: наследственный (видовой, естественный, врожденный, генетический, конституционный) и приобретенный. (схема 3).

Рисунок 3 – Виды иммунитета у животных
Кроме того, по направленности действия (механизму) различают - антибактериальный, антитоксический и антивирусный иммунитет.

Наследственным иммунитетом называют такую невосприимчивость, которая генетически присуща животным данного вида и передается по наследству.

Приобретенным иммунитетом называют такую невосприимчивость, которая формируется в процессе индивидуального развития организма в течение его жизни.

Стерильный иммунитет - когда после перенесенной болезни организм освобождается от возбудителя болезни, сохраняя при этом невосприимчивость.

Нестерильный (инфекционный) иммунитет - когда при некоторых инфекционных болезнях иммунитет сохраняется только при наличии в организме возбудителя болезни (туберкулез, бруцеллез, сап, сифилис и т.д.).

Антибактериальный иммунитет - при котором защитные реакции организма непосредственно влияют на микроба, убивая или задерживая его размножение.

Антитоксический иммунитет - когда защитное действие направлено на обезвреживание токсических продуктов микроба (например, при столбняке).

Наряду с общим иммунитетом, связанным с защитными механизмами всего организма, существует относительно автономный - местный иммунитет. Такой иммунитет формируется без участия сывороточных антител (А.М. Безредка). Доказано, что в иммунитете слизистых оболочек большое значение имеют секреторные антитела - иммуноглобулины класса А.

Различают также иммунитеты гуморальный, при котором защита преимущественно обеспечивается сывороточными антителами; клеточный (тканевый) - невосприимчивость обуславливается защитными функциями тканей; фагоцитарный - связан со специфически сенсибилизированными (иммунными) фагоцитами.

Все виды иммунитета по биологической сущности едины и взаимосвязаны и направлены на поддержание гомеостаза.

Механизмы и факторы иммунитета

Они довольно разнообразны. Большинство из них неспецифические, т.е. одинаково эффективны по отношению к любому патогенному микробу. Специфические механизмы и факторы, проявляющиеся в процессе формирования иммунитета, эффективны только к строго определенному виду или серотипу микроба.

Факторы иммунитета по времени появления делят на постоянные и проявляющиеся после проникновения патогенного микроба; по характеру и диапазону действия - на специфические и неспецифические.

К факторам постоянного действия относятся неспецифические:

1)защитные свойства кожи и слизистых оболочек;

2) защитные функции нормальной микрофлоры;

3) воспаление и фагоцитоз, барьерные функции лимфоидной системы;

4) гуморальные факторы (лизоцим, комплемент, нормальные антитела и др.;

5) физиологические факторы (температура и метаболизм обменных процессов);

6) генетическая фенотипическая реактивность клеток и тканей.

К факторам, появляющимся после проникновения патогенного возбудителя, относятся:

1) неспецифические (воспаление, С-реактивный белок, интерферон)

2) специфические (макрофаги, клетки плазмоцитарного и лимфоидного рядов, иммунтела).⁷

Иммунитет при вирусных болезнях по своей биологической сущности не отличается от иммунитета при бактериальных инфекциях, хотя и имеет свои особенности. Это объясняется тем, что репродукция вирусов происходит на субклеточном и молекулярном уровне, а процессы метаболизма связаны с питанием поражаемых клеток.

При врожденном (видовом) иммунитете невосприимчивость обуславливается отсутствием у клеток рецепторов, необходимых для адсорбции вируса, вследствие чего вирус разрушается, не проникнув в клетку.

Иммунитет к вирусам обуславливается многими неспецифическими и специфическими факторами. В противовирусном иммунитете огромную роль играют:

ингибиторы (полисахариды, липиды, А и В-ингибиторы) - они действуют как антитела;

антитела - действуют вне клетки. Фагоцитоз роли не играет (только комплекс вирус+антитело);
тканевой иммунитет.

В крупных предприятиях промышленного типа, где сосредоточены десятки тысяч животных, успех вакцинации зависит от скорости её проведения. Разрывы в сроках вакцинации могут привести к эпизоотическим вспышкам.

Важность создания в короткие сроки иммунитета объясняется еще и тем, что для иммунизации используются живые ослабленные вакцины с остаточной вирулентностью. Если у 85% животных имеется 100%-ный иммунитет (стадный иммунитет) эпизоотии нет. ⁸

В связи с этим в настоящее время все шире используется групповой метод иммунизации: перорально (корм, вода), аэрозольно. Разрабатываются и уже нашли применение безигольные методы внутрикожного и подкожного введения вакцин. В комплексах сконцентрировано большое поголовье животных, поэтому специалисты испытывают большие трудности при проведении массовых профилактических и лечебных обработок животных

С этой целью разработана комплексная иммунизация против ряда инфекционных болезней.

98. Задача

У кроликов карликовость обусловлена доминантным геном «D». Нормальный рост – аллелем «d», черный волос – геном «В», волос типа агути (серые) с широкой полосой – «b».

Целью установления типа наследования (сцепленного или независимого) генов D и В было осуществлено анализирующее скрещивание кроликов с генотипами DdBb и ddbb. Среди потомков наблюдалось следующее расщепление потомства: крольчат черных карликовых – 25; с волосом типа агути нормального размера – 29; черных нормального размера – 145 и с волосом типа агути карликовых – 147. Составьте схему анализирующего скрещивания и определите, наследуются ли гены сцеплено или независимо? Как располагаются гены в хромосомах у дигетерозиготного родителя? Если гены сцеплены, то какое расстояние между ними?

Решение:
А — окраска агути (рыжевато-серая);
а — черная окраска;
В — способствует проявлению окраски;
b — супрессор (подавляет действие А и а).

Так как рецессивная аллель (b) подавляет цветность, то наблюдается тип наследования - рецессивный эпистаз.

Эпистаз - тип взаимодействия генов, при котором один ген подавляет действие другого неаллельного гена.
Гены, подавляющие действие других генов, называются ингибиторами (супрессорами, эпистатичными, а подавляемые гипостатичными). При рецессивном эпистазе в качестве ингибитора выступает рецессивный ген (b).
Исходя из этого можно предположить наличие следующих фенотипов с генотипами:

А_В_ - окраска агути;
ааВ- - чёрная окраска;
А_bb - альбинос;
aabb - альбинос.

Среди потомков наблюдалось следующее расщепление потомства: крольчат черных карликовых – 25; с волосом типа агути нормального размера – 29; черных нормального размера – 145 и с волосом типа агути карликовых – 147., то агути дигетерозиготен (AaBb), а x`hysq кролик, вероятнее всего, ааBb, даёт 2 типа гамет.

Схема скрещивания
Р: AaBb x aabb
Г: AB; Ab; aB; ab
aB; ab
F₁: 1AaBB - 12.5%; 2AaBb - 25%; 1aaBB - 12,5%; 2aaBb - 25%; 1Aabb - 12,5% 1aabb - 12,5%.
Наблюдается 6 типов генотипа. Расщепление по генотипу - 1:2:1:2:1:1.
Фенотип:
AaBB - окраска агути - 12,5%;
AaBb - окраска агути - 25%;
aaBB - чёрная окраска - 12,5%;
aaBb - чёрная окраска - 25%;
Aabb - альбинос - 12,5%;
aabb - альбинос - 12,5%.
Наблюдаемый фенотип:
окраска агути - 37,5%;
чёрная окраска - 37,5%;
альбинос - 25%.
Наблюдается 3 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу - 37,5% : 37,5% : 25% = 1,5 : 1,5 : 1 = 3:3:2.

Выводы:
1) тип наследования - рецессивный эпистаз;
2) генотипы родителей: кролика агути - AaBb; чёрного кролика - aaВb.

106 Задача

Какова концентрация доминантного гена «R» (при условии применимости закона Харди-Вайнберга), если гомозиготы по рецессивному гену «r» составляют такой процент от всей популяции: 49, 36, 25, 4? Определите генетическую структуру этих популяций.

Решение:

rr(гомозигота по рецессиву) = 49% = 0,49 (1)

= 36% = 0,36 (2)

= 25% = 0,25 (3)

= 4% = 0,04 (4)

концентрация R -?

(RR + Rr) rr

р + g = 1 з-н Харди-Вайнберга

р — частота встречаемости доминантного гена

р + 0,49 = 1 р + 0,36 = 1 р + 0,25 = 1 р + 0,04 = 1

(RR + Rr) р1 = 0,51 р2 = 0,64 р3 = 0,75 р4 = 0,96

Rr = 2pg — частота гетерозигот

Rr = 2 x 0,51 х 0,49 = 0,50 22 х 0,36 х 0,64 = 0,46

rr = 0,49 = 49% rr = 36%

(RR + rr) = 0,51 RR = 0,64 — 0,46 = 18%

0,51 — 0,5 = 0,01 Rr = 46%

RR = 0,01 = 1%

Rr = 0,50 = 50%

32pg = 2 х 0,75 х 0,25 = 0,38 = 38% 4

2pg = 2 х 0,04 х 0,96 = 0,08

RR = 0,75 — 0,38 = 0,37 = 37% RR = 0,96 — 0,08 = 0,88

117. Термины

Выпишите и дайте объяснение всем терминам, встретившимся при выполнении работы.

Генотип – это набор генов, присущий определённому организму. Гены передаются по наследству от родителей и влияют друг на друга, формируя индивидуальный генотип.

Фенотип – совокупность внешних и внутренних признаков, свойств, черт организма, приобретённых в процессе онтогенеза (индивидуального развития).

Аллельные гены - гены, определяющие альтернативное развитие одного и того же признака и расположенные в идентичных участках гомологичных хромосом.

При скрещивании зеленой самки с коричневым самцом все потомки мужского пола наследуют признак матери, а потомки женского пола — признак отца. Такой механизм передачи генов и соответствующих признаков указывает на их сцепление с полом и называется крисс-кросс (крест-накрест) наследованием.

Иммунитет — это невосприимчивость организма к воздействию на него болезнетворных агентов, продуктов их жизнедеятельности, а также чужеродных веществ.

Эпистаз - тип взаимодействия генов, при котором один ген подавляет действие другого неаллельного гена.

Список используемой литературы

Бакай А.В. , Кочиш И.И. , Скрипниченко Г.Г.: «Генетика», М.: 2016 – 432 с.
Дубинин, Н.П. Генетика - страницы истории - М.: Штиинца, 2020- 400 c.
Жученко, А.А. Генетика - М.: КолосС, 2019. - 480 c.
.Киселева, З.С. Генетика / З.С. Киселева, А.Н. Мягкова. - М.: Просвещение; Издание 2-е, 2017 - 175 c.
Меркурьева Е.К., Абрамова З.В., Бакай А.В., Кочиш И.И. Генетика. Учебное пособие.-М.:Агропромиздат, 2016 - 445 с.
Петухов В.Л., Жигачев А.И., Назарова Г.А. Ветеринарная генетика с основами вариационной статистики.-М.:Агропромиздат, 2017.-368 с.

1 Бакай А.В. , Кочиш И.И. , Скрипниченко Г.Г.: «Генетика», М.: 2016 – С.43.

2 Петухов В.Л., Жигачев А.И., Назарова Г.А. Ветеринарная генетика с основами вариационной статистики.-М.:Агропромиздат, 2017.- С.36.

3 Жученко, А.А. Генетика - М.: КолосС, 2019. – С.45.

4 Дубинин, Н.П. Генетика - страницы истории - М.: Штиинца, 2020- С.40.

5 Меркурьева Е.К., Абрамова З.В., Бакай А.В., Кочиш И.И. Генетика. Учебное пособие.-М.:Агропромиздат, 2016 – С.45.

6 Киселева, З.С. Генетика / З.С. Киселева, А.Н. Мягкова. - М.: Просвещение; Издание 2-е, 2017 – С.17.

7 Бакай А.В. , Кочиш И.И. , Скрипниченко Г.Г.: «Генетика», М.: 2016 – С.43.

8 Петухов В.Л., Жигачев А.И., Назарова Г.А. Ветеринарная генетика с основами вариационной статистики.-М.:Агропромиздат, 2017.-С.68.