45 Генная инженерия.

Генная инженерия — это метод биотехнологии, который занимается исследованиями по перестройке генотипов. Генотип является не просто механическая сумма генов, а сложная, сложившаяся в процессе эволюции организмов система. Генная инженерия позволяет путем операций в пробирке переносить генетическую информацию из одного организма в другой перенос генов дает возможность преодолевать межвидовые барьеры и передавать отдельные наследственные признаки одних организмов другим. Наиболее распространенным методом генной инженерии является метод получения. рекомбинантных, т.е. содержащих чужеродный ген, плазмид. Плазмиды представляют собой кольцевые двухцепочные молекулы ДНК, состоящие из нескольких тысяч пар нуклеотидов. Этот процесс состоит из нескольких этапов

1. Рестрикция — разрезание ДНК, например человека, на фрагменты.

2. Лигирование — фрагмент с нужным геном включают в плазмиды и сшивают их.

3. Трансформация — введение рекомбинантньгх плазмид в бактериальные клетки. Трансформированные бактерии при этом приобретают определенные свойства. Каждая из трансформированных бактерий размножается и образует колонию из

многих тысяч потомков клон.

4. Скрининг — отбор среди клонов трансформированных бактерий тех, которые плазмиды, несущие нужный ген человека.

Весь этот процесс называется клонированием.

Эксперименты по клонированию животных ведутся давно. Достаточно убрать из яйцеклетки ядро, имплантировать в нее ядро другой клетки, взятой из эмбриональной ткани, и вырастить ее — либо в пробирке, либо в чреве приемной матери. Клонированная овечка Доли была создана нетрадиционным путем. Ядро из клетки вымени 6-летней взрослой овцы одной породы пересадили в безъядерное яйцо овцы другой породы. Развивающийся зародыш поместили в овцу третей породы. Так как родившаяся овечка получила все гены от первой овцы — донора, то является ее точной генетической копией. Этот эксперимент открывает массу новых возможностей для клонирования элитных пород, взамен многолетней селекции.

46 ИЗМЕНЧИВОСТЬ. ФОРМЫ ИЗМЕНЧИВОСТИ.

Изменчивость - это способность организма приобретать новые признаки в процессе онтогенеза.

Формы изменчивости

1 Ненаследственная модификационная (фенотипическая)

Изменение условий среды, в результате чего организм изменяется в пределах нормы реакции, заданной генотипом

2 Наследственная (генотипическая) Мутационная

Влияние внешних и внутренних мутагенных факторов, в результате чего происходит изменение в генах и хромосомах

Комбинативная

Возникает стихийно в рамках популяции при скрещивании, когда у потомков появляются новые комбинации генов

3 механизма:

Два из них связаны с мейозом. При кроссинговере аллельный состав хромосом половых клеток потомка изменяется в сравнении с таковы гамет родителей. В связи с неизвестным характером расхождения отцовских и материнских хромосом представлены одновременно хромосомы унаследованные от обоих родителей, третий механизм связан с оплодотворением. При случайном подборе гамет создается разнообразие сочетаний хромосом

Соотносительная (коррелятивная)

Возникает в результате свойства генов влиять на формирование не одного, а двух и более признаков

47 МОДИФИКАЦИОННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ. НОРМА РЕАКЦИИ. ФЕНОКОПИИ. Ненаследственная модификационная (фенотипическая)

Изменение условий среды, в результате чего организм изменяется в пределах нормы реакции, заданной генотипом

Особенности модификационной изменчивости — не передается по наследству, так как не затрагивает гены и генотип, имеет массовый характер (проявляется одинаково у всех особей вида), обратима — изменение исчезает, если вызвавший его фактор прекращает действовать. Например, у всех растений пшеницы при внесении удобрений улучшается рост и увеличивается масса; при занятиях спортом масса мышц у человека увеличивается, а с их прекращением уменьшается.

норма реакции - диапазон модификационной изменчивости, в пределах которого в зависимости от условий среды меняется фенотипнорма реакции определяется генотипомот среды зависит, какая модификация в пределах нормы реакции реализуется у данной особи различают широкую норму реакциий узкую норму реакции широкая норма реакции дает больше модификаций ПР: у коровы количество молока в зависимости от условий кормления узкая норма реакции дает меньше модификаций ПР: у коровы жирность молока в зависимости от условий кормления, модификационная изменчивость может характеризоваться количественными признаками ПР: поэтому к модификационной изменчивости применимы статистические закономерности:

Фенокопия, ненаследственное изменение фенотипа организма, вызванное действием определённых условий среды и копирующее проявление какого-либо известного наследственного изменения - мутации - у этого организма. Например, воздействуя на генетически нормальных эмбрионов и личинок некоторых насекомых повышенной температурой, парами эфира и т.п., можно вызвать ненаследственные уродства (изменение числа ног или крыльев, превращение усиков в лапки и др.), наблюдаемые у взрослых особей. Эти уродства являются Ф. таких же, но только наследственных изменений, которые регулярно развиваются без каких-либо внешних воздействий в ряде мутантных линий насекомых. Ф. различных мутаций могут быть вызваны экспериментально и у др. видов животных и растений. При этом спектр возникающих Ф. обычно не зависит от природы воздействующего фактора, а определяется стадией развития подопытного организма. Предполагают, что внешний фактор, вызывающий Ф. у нормальных особей, нарушает у них действие соответствующих нормальных генов, что и ведёт к появлению мутантного фенотипа. В связи с этим изучение Ф. широко применяется в исследованиях по феногенетике.

48 КОМБИНАТИВНАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ. СИСТЕМА БРАКОВ. Комбинативная изменчивость — также относится к наследственным формам изменчивости. Она обусловлена перегруппировкой генов в процессе слияния гамет и образования зиготы, то есть при половом процессе. Сходство между комбинативной и мутационной изменчивостью заключается в том, что в обоих случаях потомство получает набор генов каждого из родителей. Однако между этими видами изменчивости есть принципиальные отличия.

При комбинативной изменчивости в результате слияния родительских гамет возникают новые комбинации генов, однако сами гены и хромосомы остаются неизменными. Комбинативная изменчивость основывается на возникновении новых комбинаций генов родителей. При комбинативной изменчивости в результате слияния родительских гамет возникают новые комбинации генов, однако сами гены и хромосомы остаются неизменными (пример: каждый новый организм является новый комбинацией генов родителей).

Механизмы комбинативной изменчивости:

1) независимое расхождение хромосом в анафазу I мейоза.

2) Кроссенговер

3) Случайное слияние гамет

4) Случайный подбор родительских пар Система браков:

Случайный подбор пар - панмиксия ограничен социальными и религиозными причинами,

но могут быть отклонения в направлении имбридинга и аутбридинга.

Имбридинг- кровное родство, люди состоящие в родстве могут вступать чаще чем в

случайном подборе пар.

Аутбридинг- люди состоящие в родстве вступают в брак реже чем при случайном подборе

пар.

Браки между родственниками имеют большое значение с точки зрения медицины, так кА

вероятность обладания супругами многими генами будет выше если люди состоят в

близком родстве.

Близкородственние браки чаще встречались на ранних стадиях человечества.

3 группы инбридинга:

Запретные - первая степень родства, сейчас в подобные браки в вступают псих больные люди

Браки в изолированных популяциях имеют близкородственный характер.

Кровно родственные браки (троюродные).

49 МУТАЦИОННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ. МУТАЦИИ.

Мутационная изменчивость в основе этой изменчивости лежит изменение структуры гена, хромосомы или изменения числа хромосом.

Мутации (от лат. mutatio — изменение, перемена), внезапно возникающие естественные (спонтанные) или вызываемые искусственно (индуцированные) стойкие изменения наследственных структур живой материи, ответственных за хранение и передачу генетической информации. Способность давать М. — мутировать — универсальное свойство всех форм жизни от вирусов и микроорганизмов до высших растений, животных и человека; оно лежит в основе наследственной изменчивости в живой природе. М., возникающие в половых клетках или спорах (генеративные М.), передаются по наследству; М., возникающие в клетках, не участвующих в половом размножении (соматические мутации), приводят к генетическому мозаицизму: часть организма состоит из мутантных клеток, другая — из немутантных. В этих случаях М. могут наследоваться только при вегетативном размножении с участием мутантных соматических частей организма (почек, черенков, клубней и т. п.). Мутации обладают следующими свойствами:

* возникают внезапно, скачкообразно;

передаются из поколения в поколение (наследуются);

* не направленны, т.е. под действием одного фактора может мутировать любой участок хромосомы;

* одни и те же мутации могут возникать повторно;

В классификации, основанной на размерах сегментов генома, подвергающихся преобразованиям, мутации разделяют на геномные , хромосомные и генные.