20. Хромосомная теория и история ее создания

Хромосомная теория наследственности

Вступление в XX в. ознаменовалось в биологии бурным развитием генетики. Важнейшим исходным событием явилось новое открытие законов Менделя. В 1900 г. законы Менделя были переоткрыты независимо сразу тремя учеными — Г. де Фризом в Голландии, К. Корренсом в Германии и Э. Чермаком в Австрии. Далее последовала лавина эмпирических открытий и построение различных теоретических моделей. За относительно короткий срок (20—30 лет) в учении о наследственности был накоплен колоссальный эмпирический и теоретический материал.

Начало XX в. принято считать началом экспериментальной генетики, принесшей множество новых эмпирических данных о наследственности и изменчивости. К такого рода данным можно отнести: открытие дискретного характера наследственности; обоснование представления о гене и хромосомах как носителях генов; представление о линейном расположении генов; доказательство существования мутаций и возможность вызывать их искусственно; установление принципа чистоты гамет, законов доминирования, расщепления и сцепления признаков; разработка методов гибридологического анализа, чистых линий и инцухта, кроссинговера (нарушение сцепления генов в результате обмена участками между хромосомами) и др. Важно, что все эти и другие открытия были экспериментально подтверждены, строго обоснованы.

В первой четверти XX в. интенсивно развивались и теоретические аспекты генетики. Особенно большую роль сыграла хромосомная теория наследственности, разработанная в 1910—1915 гг. в трудах А. Вейсмана, Т. Моргана, А. Стертеванта, Г.Дж. Меллера и др. Она строилась на следующих исходных абстракциях: хромосома состоит из генов; гены расположены на хромосоме в линейном порядке; ген — неделимая корпускула наследственности, “квант”; в мутациях ген изменяется как целое. Эта теория была первой обстоятельной попыткой теоретической конкретизации идей, заложенных в законах Менделя.

Первые 30 лет XX в. прошли под знаком борьбы представителей различных концепций наследственности. Так, против хромосомной теории наследственности выступал У. Бэтсон, считавший, что эволюция состоит не в изменениях генов под влиянием внешней среды, а лишь в выпадении генов, в накоплении генетических утрат.

21. Механизмы наследования пола. Влияние факторов внутренней и внешней среды на развитие признаков пола

1)Половая принадлежность большинства организмов генетически детерминирована и пол определяется в момент оплодотворения. Как известно, у млекопитающих и человека первичные признаки мужского либо женского пола обусловлены присутствием в кариотипе одного из двух возможных сочетаний половых хромосом. В кариотипе человека 46 хромосом (23 пары), из них 22 пары одинаковы у мужчин и женщин (аутосомы), а по одной паре (половые хромосомы), мужчины и женщины отличаются. Половые хромосомы женщины – ХХ, мужчины – XY. Хромосомы X и Y принято рассматривать в качестве пары гетерологических хромосом, хотя каждая из них содержит небольшой участок взаимной гомологии, т.е. они представляют собой частично гомологичные хромосомы.  В Х-хромосоме имеются гены, которые отсутствуют в Y- хромосоме (Х-сцепленные гены). У мужчин соответствующие этим генам признаки определяется не парой аллельных генов, а только одним аллелем. Такое состояние гена называется гемизиготным. В свою очередь, в Y-хромосоме имеются гены, которых нет в Х-хромосоме (Y-сцепленные гены).  Поскольку у женщин половые хромосомы одинаковы и все яйцеклетки несут Х-хромосому, то женский пол у человека называют гомогаметным. У мужчин сперматозоиды различаются по наличию половых хромосом (X или Y), поэтому мужской пол называют гетерогаметным. Признаки, развитие которых обусловлено аллелями, расположенными в половых хромосомах, называются сцепленными с полом. Признаки, сцепленные с Х-хромосомой, могут быть как доминантными, так и рецессивными. Наследование генов Х-хромосом определяется тем, что женщина передает свои Х-хромосомы как сыновьям, так и дочерям, а мужчина передает свою Х-хромосому только дочерям. Помимо Х-сцепленных признаков, у мужчин имеются Y-сцепленные признаки, называемые голандрическими. Так как голандрические признаки определяются генами, находящимися только в Y-хромосоме, то проявляются они у мужчин и передаются от отца всем сыновьям (например, гипертрихоз ушной раковины, перепонки между пальцами ног, ихтиоз). 2)Влияние внутренней и внешней среды на развитие признаков пола. Пол определяется при оплодотворении в результате сочетания половых хромосом (или различного их сочетания с аутосомами). Женская половая железа (яичник) развивается потому, что зигота получает набор хромосом, определяющих развитие самки, а мужская половая железа (семенник) — в силу того, что зигота имеет хромосомный набор самца. Но хромосомный механизм определения пола не исключает влияния на развитие его признаков факторов внутренней и; внешней среды. На развитие признаков пола оказывают влияние половые гормоны, вырабатываемые половыми железами, а также внешние условия — температура, освещение, питание и др. Под их влиянием может происходить как переопределение пола в онтогенезе, так и отклонение от равного отношения особей мужского и женского пола в момент рождения. Экспериментальное изменение соотношения полов и получение особей нужного пола. Открытие и изучение хромосомного механизма определения пола выдвинули задачу искусственного изменения численного соотношения полов и получения у животных желаемого количества особей женского или мужского пола. У многих сельскохозяйственных животных овладение этим процессом представляет большой практический интерес. Прежде всего это касается птицеводства, где при выращивании яйценоских кур целесообразно получать при инкубации больше курочек, а в хозяйствах мясного направления — больше петушков. В молочном скотоводстве важно иметь в приплоде как можно больше телочек, в мясном для повышения эффективности откорма выгоднее получать, больше бычков.

22. Наследование признаков сцепленных с полом.

У всех двуполых организмов имеются два типа хромосом. Первый тип – аутосомы (неполовые хромосомы). Они одинаковы у организмов женского и мужского пола. Второй тип – половые хромосомы, по ним имеются различия организмов по полу: у женских особей 2 одинаковые хромосомы XX, у мужских XY. Такой тип пола называется гомогаметным. Характерен для млекопитающих, рыб, насекомых. Второй тип пола – гетерогаметный, самки XY, самцы XX. Половые хромосомы различаются по своим размерам. У большинства организмов в X – хромосоме находиться много генов, в Y – хромосоме локализованы единичные гены. Только у рыб Y – хромосома относительно богаче генами. Если гены локализованы в X – хромосоме, а Y – хромосома генетически интерна, то такой тип наследования признаков называется наследованием, сцепленным с полом. Если гены представлены только в одной хромосоме, а вторая генетически интерна, то такие организмы называются генизиготными.