- •Лекция 1. Законы наследования
- •Методы работы Менделя.
- •Основные термины.
- •Закон расщепления (второй закон Менделя)
- •Доказательство при полном доминировании.
- •3Ий закон Менделя не соблюдается, если наследование сцеплено с полом и если гены сцеплены между собой, кроме того закон не соблюдается во всех случаях описанных для второго закона.
- •Хромосомная теория наследования.
- •Сцепленное с полом наследование.
- •Генетика пола.
- •Лекция 2. Сцепленное наследование
- •Лекция 3. Генотип и фенотип
- •Лекция 4. Взаимодействие генов
- •Ген и его свойства.
- •Генные мутации.
- •Репарации.
- •Хромосомные мутации.
- •Последствия делеции и дупликации.
- •Межхромосомные мутации.
- •Геномные мутации.
- •Эуплоидия. В этом случае число хромосом изменяется на число равное гоплоидному набору хромосом. Эуплоидия может быть вызвана двумя различными механизмами и сэтой точки зрения делятся на:
- •Аллоплоидия.
- •Аннеуплоидия.
- •Эпигеномная изменчивость.
- •Модификационная изменчивость.
- •Генетика человека.
- •Генеалогический метод.
- •Близнецовый метод.
- •Цитологический метод.
- •Молекулярно-генетический метод.
- •Сравнительно-популяционный метод.
- •Сравнительно-генетический метод.
- •Медико-генетическое консультирование.
3Ий закон Менделя не соблюдается, если наследование сцеплено с полом и если гены сцеплены между собой, кроме того закон не соблюдается во всех случаях описанных для второго закона.
К полигибридному скрещиванию относится вариант тригибридного скрещивания, при котором расщепление будет равно 27 : 9 : 9 : 9 : 3 : 3 : 3 : 1
Анализирующее скрещивание.
А- желтый аа – зеленый В – гладкий вв - морщинистый |
РА: АаВв+ аавв FA: АаВв:ааВв:Аавв:аавв Расщепление: 1:1:1:1 |
Хромосомная теория наследования.
Была сформулирована на основе законов Менделя в основном благодаря группе ученых под руководством Томаса Ханта Моргана.
К концу 19 века стали известны закономерности митоза и мейоза. Молодой американский ученый Сеттен предположил, что менделевские наследственные факторы локализованы в хромосомах, однако первым это смог доказать Морган. В современном виде можно выделить следующие положения хромосомной теории наследственности:
-
гены локализованы в хромосомах. Место положения гена называется локусом.
-
гены, локализованные в одной хромосоме, образуют группу сцепления и наследуются совместно
-
гены располагаются в хромосомах линейно. Расстояние между генами зависит от частоты кроссинговера, который может протекать между ними. Частота кроссинговера выражается в процентах.
Сцепленное с полом наследование.
Первые доказательства хромосомной теории наледования было получено Морганом на плодовой мушке дрозофиле. Этот объект является наиболее удобным в генетике, т.к. существует много вариантов признаков и поэтому можно легко получить гомозиготные линии, которые будут отличаться по ряду альтернативных признаков. Мушка образует большое количество потомков срок между двумя генерациями не велик, всего 10 дней. Заслуга Моргана состоит в том, что он первым ввел этот объект в генетику
.Еще до Моргана было известно, что представители разных полов отличаются друг от друга по набору половых хромосом и возможны два варианта наборов:
-
XX – гомогаметный пол
-
XY – гетерогаметный пол
У дрозофилы гомогаметный пол женский, гетерогаметный – мужской. Морган вывел гомозиготные линии мух с красными глазами и с белыми глазами и проводил гибридизацию в том порядке, в котором это делал Мендель. Он предположил, основываясь на работах Сеттена, что ген, определяющий цвет глаз, локализован в X-хромосоме, а в Y-хромосоме его нет. Благодаря своим работам Морган смог это доказать.
Дано: ХА-красные Ха-белый |
Доказательство: Р:♀ХАХА +♂ХаY F: ХАХа ♂ХАY |
Подтверждает первый закон Менделя, т.е. закон единообразия первого поколения.
Р: ♀ХАХа +♂ХАY
F: ♀ХАХА: ХАХа
♂ХаY: ХАY
Подтверждается закон расщепления. Однако Морган обратил внимание на то, что белоглазыми в данном скрещивании были только самцы, следовательно, Морган делает вывод, что ген, определяющий цвет глаз, локализован в Х-хромосоме, а в Y-хромосоме его нет. Морган проводит рецепрокное скрещивание.
Р: :♀ХаХа+♂ХАY
F:♀ХАХа ♂ХаY
1:1
Нарушается закон единообразия первого поколения. Наблюдается крисс-кросс наследование, т.е. дочери наследуют признак отцов, а сыновья – матерей. Явление крисс-кросс наследования это нарушение первого законы Менделя, которое возможно благодаря тому, что признак локализован в Х-хромосоме.
Р: ♀ХАХа +♂ХаY
F: ♀ХаХа: ХАХа
♂ХаY:ХАY
1:1
Полученные результаты Морган объяснял тем, что ген локализован в Х-хромосоме, а в Y-хромосоме его нет. Т.о. Морган подтверждает, что гены находятся в половых хромосомах.
Сцепленное с полом наследование – это наследование генов, расположенных в половых хромосомах. Существует три варианта наследования сцепленного с полом:
-
Х+Y- - полностью сцепленное с полом наследование. Это значит, что ген локализован в Х-хромосоме
-
X+Y+ - частично сцепленное с полом наследование, ген локализован и в Х и в Y - хромосомах
-
X-Y+ - голандрическое наследование. Признак локализован только в Y- хромосоме
1). У человека приблизительно 200 генов локализовано в Х-хромосоме, которых нет в Y-хромосоме. Некоторые из них имеют медицинское значение:
-
а. Ген контролирующий свертываемость крови. Н-норма, h-гемофилия
-
б. ген, контролирующий цветовое зрение. D-норма, d-дальтоник.
Для млекопитающих характерен ряд особенностей при полностью сцепленном с полом наследовании. Одна из Х-хромосом у женского гомогаметного пола в клетке сильно спирализуется, превращается в тельце Барра и инактивируется, т.е. в соматических клетках у самок млекопитающих функционирует только одна Х-хромосома. Процесс инактивации случаен, поэтому полностью сцепленное наследование у млекопитающих имеет свои особенности. Классическим примером является наследование окраски шерсти у кошек.
Дано: ХА-черный Ха-рыжий |
Доказательство: Р: ♀ХАХА +♂ХаY F: ♀ХАХа ♂ХАY F2: ♀ХАХа ♂ХАY: ♂ХаY:♀ХАХА |
Иногда встречаются черепаховые самцы, которые имеют генотип ХХY, они стерильны. У человека также возможна инактивация одной из Х-хромосом, что приводит к определенному мозаицизму признаков. Например, существует болезнь, связанная с отсутствием потовых желез, у мужчин потовые железы могут полностью отсутствовать, а у женщин могут располагаться мозаично на теле. Мозаичность может проявлятся у женщин при дальтонизме. Женщина может быть дальтоником на один глаз, либо дальтонизм проявляется на уровне сетчатки. Полностью сцепленное с полом наследование у бабочек и птиц имеет свои особенности, т.к. у них гомогаметный пол – мужской, а гетерогаметный – женский.
Дано: ХВ-полосатые Хв-сплошные |
Доказательство: Р: ♂ХВХВ:+♀ХвY F:♂ХВХв: ♀ХВY F2: ♂ХВХВ :♂ХВХв:♀ХвY:♀ХВY Р: ♂ХвХв +♀ХВY
F1: ♂ХВХв: :♀ХвY |
У некоторых насекомых сцепленное с полом наследование имеет свои особенности, связанные с тем, что представители разных полов различаются по количеству хромосом. Самки таких насекомых имеют набор ХХ, а самцы ХО
|
♀ХХ |
♂ХО |
|
2n |
2n-1 |
гаметы |
⊗ ⊗ |
⊗O |
F: ♀ХХ: ♂ХО
1:1
2). Частично сцепленное с полом наследование. В данном случае признаки наследуются от гетерогаметного пола к гетерогаметному, а от гомогаметного к гомогаметному, т.е. крисс-кросс наследования не наблюдается. Биологический смысл частично сцепленного с полом наследования заключается в том, что это один из механизмов полового диморфизма. Ген, который контролирует толщину эмали на зубах располагается и в Х и в Y хромосомах. из-за того, что одна из Х-хромосом у гомогаметного пола спирализуется, эмаль на зубах толще у мужчин.
Дано: ХА-домин Ха-рецессив |
Доказательство: Р: ♀ХАХА +♂ХаYа F: ♀ХАХа ♂ХАYа F2: ♀ХАХа:♀ХАХА:♂ХАYа: ♂ХаYа |
Рецепроктное Р: ♀ХаХа ♂ХАYА F:♀ ХАХа:♂ХаYА F2: :♂ХаYА ХАYА:♀ ХАХа :ХаХа |
|
3). Голандрическое наследование, при котором аллели локализованы в Y-хромосоме. В Y-хромосоме находится не много генов, но как правило они определяют развитие первичных и вторичных мужских половых признаков. Голандрическое наследование лежит в основе полового деморфизма. В Y-хромосоме локализованы следующее гены:
SRY – этот ген отвечает за синтез белкового фактора, который стимулирует развитие семенников
SPY – ген, который отвечает за сперматогенез
HYA - ген, который отвечает за синтез белка, входящего в состав плазмы крови
Наследование идет по следующему принципу: от гетерогаметного пола к гетерогаметному полу.
Р: ХХ +ХY+ F: ХХ:ХY+ ⊗ F2: ХХ:ХY+ |
Существуют признаки, которые могут быть локализованы в аутосомах, но которые в норме проявляются только у одного пола. Это признаки ограниченные полом, например, оволосенение, яйценоскость у кур, этот ген лаколизован в аутосомах.
Существуют признаки, зависящии от пола, эти признаки по-разному проявляются у представителей разных полов, например, у человекав ранняя алопеция.
♂ |
АА лысый |
Аа плеш |
аа норма |
♀ |
АА р. в. |
Аа норм |
Аа норм |