Основы генетики

Основы  генетики. 

Генетика- наука о закономерностях наследования и изменчивости организмов. 
 

Хромосомная теория наследственности. 

      Основой современной генетики является хромосомная теория наследственности. Ее сформулировали в 1902 году Т.Бовери и Уильям Сеттон на основании закономерностей наследования признаков организмов, открытых Г.Менделем , работ Г. де Фриза , К. Коренса, Е.Чермака и Т. Моргана.

Согласно этой теории, каждая пара факторов локализована в паре гомологичных хромосом , причем каждая хромосома несет по одному фактору данного признака. В 1909г. Иогансен заменил термин фактор, термином ген. 

Основные  положения хромосомной  теории наследственности. 

1. Признаки организмов определяются дискретными элементарными единицами наследственности- генами; 

2. Ген - часть молекулы ДНК; 

3. Гены находятся  в хромосомах.

  Каждая хромосома  является группой сцепления генов.  Число групп сцепления равно  гаплоидному набору хромосом. 

4. Гены в хромосомах  расположены линейно. Каждый ген  в хромосоме занимает определенное место(локус) 

5. Между гомологичными  хромосомами может происходить  обмен аллельными генами      ( кроссинговер) 

6. Расстояние  между генами в хромосоме пропорционально  % кроссинговера. 

7. Существуют  структурные и регуляторные гены. 

8. Структурные гены кодируют биосинтез белков. 

9. Регуляторные  гены контролируют и направляют  деятельность структурных генов. 

10. В гене могут  происходить рекомбинации и мутации. 

11. Генотип функционирует  как единое целое. На функцию генов влияют факторы внутриклеточной и внешней среды.

 

Взаимодействие  генов. 

      Генотип представляет собой систему взаимодействующих генов. Взаимодействуют между собою как аллельные гены, так и неаллельные гены, расположенные в разных локусах. 

Взаимодействие  аллельных генов.

  

 Таблица. 

I Комплементарное взаимодействие 
 

Ген-1 – фермент 1

                                                    Признак

Ген-2 – фермент 2  
 

II Эпистатическое взаимодействие 

Ген 1 – фермент 1-           признак

                                         запрещающее действие

Ген 2 – фермент 2      

                                       

III Полимерия  

Ген 1 

Ген 2                   фермент- признак 

Ген 3 
 

IV Модификационное действие 

Ген1 – фермент 1-        признак

         ослабляет

                                       или усиливает действие

Ген2 – фермент 2 
 
 
 
 
 
 

1. Доминирование.

 

       Аллельные гены вступают в соотношение доминантности – рецессивности.

В случае полного  доминирования фенотипы гетерозигот  и гомозигот по доминантному аллелю  идентичны. 
 

Задача

Фенилкетонурия  наследуется как рецессивный  признак. Какими могут быть дети в  семье, если родители гетерозиготны по этому признаку?

Дано:                                  Р               Аа                        Аа

А- норма                                                н.                          н.                 

а-  фенилкетонурия          гаметы

АА- норма

Аа- норма                                       АА       Аа       Аа      аа                                                               

аа- фенилкетонурия                       н.            н.          н.          ф. 

   F₁-?                                                          75%                 25% 

Ответ: вероятность  рождения детей здоровых составляет – 75%, больных- 25%. 
 
 

          
 

Неполное  доминирование 

      Известны случаи, когда два и более аллелей не проявляют в полной мере доминантность или рецессивность, так что в гетерозиготном состоянии ни один из аллелей не доминирует над другим. Это явление неполного доминирования или кодоминантности, пример:

 

Андалузские куры ( голубоватый отлив), получаются в  результате скрещивания чистопородных  черных и «обрызганных белых» кур. Черное оперение обусловлено наличием аллеля , определяющего синтез черного пигмента меланина. У «обрызганных кур» этот аллель отсутствует. У гетерозигот меланин развивается не в полной мере, создавая лишь голубоватый отлив на оперении. 
 
 
 
 
 
 
 

Дано:

В- черная окраска

В^w- аллель «обрызганной окраски» 

 Генотип      Р   ВВ                     В^w В^w

  Фенотип          ^{Черн.                             Обрызг. белые}

 Мейоз

 Гаметы    

Случ.оплод.  

Генотип  F₁       ВВ^w    ВВ^w       ВВ^w     ВВ^w 

Фенотип    ^{ГОЛУБЫЕ ГЕТЕРОЗИГОТЫ}

                                                             ^{АНДАЛУЗСКИЕ КУРЫ} 

Скрещивание кур  андалузской породы 

Генотип        ВВ^w     ВВ^w   

Фенотип            ^{голуб.                                        голуб.}

Мейоз

Гаметы 
 

F₂    ВВ          ВВ^w       ВВ^w                 В^wВ^w

          ^{черн.                   голуб.      голуб.              «обрызганные белые»}

          ^{1           2                           1}

         ^{25%           50%         25%}

     

 

   

Примеры неполного доминирования: 

 
 

Наддоминирование 

В случае наддоминирования доминантный аллель в гетерозиготном состоянии имеет более сильное проявление в фенотипе, чем в гомозиготе. 
 

 Взаимодействие неаллельных генов. 

      Существуют доказательства того, что один и тот же ген  может влиять на развитие нескольких признаков у организма, а также существует взаимодействие неаллельных генов, когда один и тот же признак формируется под воздействием нескольких генов. 

Комплементарность 

      Комплементарное действие генов наблюдается в случае, когда неаллельные гены отдельно не проявляют своего действия,  но при одновременном присутствии в генотипе обуславливают развитие нового признака. При этом признак развивается в результате взаимодействия двух ферментов , образованных под контролем неаллельных генов. 
 

Расщепление 9:3:3:1 

    У  попугайчиков встречается голубой и желтый цвет перьев. Оба они рецессивны по отношению к зеленому цвету и доминантны к белому цвету.

    При  скрещивании голубых птиц с  желтыми гибриды F₁ были зеленого цвета.

А в F₂ наблюд. расщепление 9 : 3 : 3 : 1.

                                              _{зел.  гол. ж.  бел.}

Генетический  анализ показал, что в этом случае берут участие две пары аллелей. Вывод    А- голубой цвет,  В- желтый, а вместе А-В- дают зеленый  цвет. Рецессивные аллели дают белый  цвет  ааbb. 

  Р                 ААbb        ааВВ

                       ^{голуб.                              желт.} 

гаметы   
 

F₁ АаВb – 100% зел. попугайчики 
 

Р              АаВb                      АаВb              Зеленый цвет является результатом

                              ^{зел.                                            зел.}                     смешивания двух пигментов -

                                                                     голубого и желтого. Рецессивный

гаметы                                                         аллель(а) блокирует синтез голубого

                                                    пигмента и у птицы появляется

                                                                   желтый окрас. Другая рецесс. аллель(b)