Цитологические основы генетики
В 70 - 80-х годах XIX в. были описаны митоз и поведение хромосом во время деления клетки. Эти структуры ответственны за передачу наследственных задатков от материнской клетки дочерним. Было доказано, что именно в хромосомах сосредоточена генетическая память. Изучение хромосом у животных и растений привело к выводу, что каждый вид животных существ характеризуется строго определенным числом хромосом.
Э. ван Бенедон (1883) открыл факт, что число хромосом в клетках тела вдвое больше, чем в половых клетках
Цитологи обнаружили, что роль и поведение хромосом связаны с менделевскими закономерностями. Такую связь усмотрел в 1903г. В. Сэттон – молодой сотрудник известного американского цитолога Э. Вильсона
Гипотетические представления о |
|
наследственных факторах, о наличии |
|
одинарного набора факторов в гаметах, и |
|
двойного - в зиготах получили обоснование в |
|
исследованиях хромосом. |
|
Т. Бовери (1902) представил доказательства в |
|
пользу участия хромосом в процессе |
|
наследственной передачи, показав, что |
|
нормальное развитие возможно только при |
|
наличии всех хромосом. Установлением того |
|
факта, что именно хромосомы несут |
|
наследственную информацию, Сэттон и |
|
Бовери положили начало новому |
|
направлению генетики - хромосомной |
|
теории наследственности. |
Т. Бовери |
|
Обоснование хромосомной теории наследственности
После переоткрытия менделеевских закономерностей развернулось их изучение у разных видов животных и растений. Мендель считал, что такие закономерности верны только тогда, когда изучаемые факторы при образовании зигот будут комбинироваться независимо друг от друга.
Но так как число хромосом по сравнению с количеством генов невелико, то следовало ожидать, что гены, расположенные в одной хромосоме, будут переходить из гамет в зиготы совместно.
В 1909 г. к детальному изучению этого вопроса приступил Т. Г. Морган. Он сформулировал исходную гипотезу.
Следовательно, соответствующие признаки будут наследоваться группами. Проверку это предположения осуществил Морган и его сотрудники К. Бриджес и А. Стертевант в исследованиях с дрозофилой.
авСДЕ
АВсде
Таким образом, в развитии генетики выделяются два важных этапа.
Первый этап, базирующийся на гибридологических исследованиях, связан с открытием Менделя.
Второй, связанный с успехами цитологических исследований, завершился доказательством того, что носителями наследственных факторов являются хромосомы.
Морган сформулировал и экспериментально доказал положение о сцеплении генов в хромосомах.
В своих опытах Морган использовал плодовую мушку дрозофилу (Drosophila
melanogaster).
Дрозофилу можно очень легко и быстро
разводить в лаборатории.
Дрозофила плодовита, каждые 10–15 дней при
оптимальной для нее температуре 25–26° С дает большое потомство.
Она очень удобна для гибридологического анализа благодаря множеству легко учитываемых элементарных признаков.
имеет небольшое число хромосом (в диплоидном наборе – 8).
Внастоящее время ее генотип расшифрован, созданы подробные карты групп сцепления генов в хромосомах (у дрозофилы всего 4 пары хромосом). Многие положения хромосомной теории наследственности и свойства гена определены Т. Морганом на основе опытов с дрозофилой.
Т. Морган считается создателем хромосомной теории наследственности
Сцепление обусловлено расположением локусов неаллельных генов в одной хромосоме. В каждой хромосоме должно находиться много генов. Закономерности наследования генов, локализованных в одной хромосоме были изучены американским генетиком Т. Морганом и его учениками. Предположим, что два гена - А и В - находятся в одной хромосоме и организм, взятый для скрещивания, гетерозиготен по этим генам. В анафазе мейоза I гомологичные хромосомы расходятся в разные клетки и образуется два сорта гамет - АВ и ab (вместо четырех, как это должно быть при дигибридном скрещивании ), которые повторяют комбинацию генов в хромосоме родителя.
Такое отклонение от независимого распределения означает, что гены, локализованные в одной хромосоме, наследуются совместно, или сцепленно ( закон Т. Моргана ).
Группы генов, расположенных в одной хромосоме, составляют группу сцепления. Сцепленные гены расположены в хромосомах в линейном порядке. Число групп сцепления соответствует числу пар хромосом, т.е. гаплоидному набору. Так, у человека 46 хромосом - 23 группы сцепления у женщин и 24 – у мужчин, у дрозофилы 8 хромосом - 4 группы сцепления.
Генотип человека - это тысячи различных признаков – размещается всего в 46 хромосомах. Это означает, что каждая хромосома содержит множество генов. Законы Менделя справедливы только для генов, локализованных в разных хромосомах.
Гены, находящиеся в одной хромосоме, называются сцепленными. Группы генов, расположенные в одной хромосоме, называются группами сцепления. При образовании гамет гены группы сцепления наследуются вместе.
Количество генов в различных группах сцепления (то есть в различных хромосомах) может отличаться друг от друга
Сцепление может быть полным, если между генами не происходит кроссинговера полное сцепление случается достаточно редко, и в потомстве обычно бывают представлены все четыре фенотипа. новые сочетания признаков – рекомбинантные фенотипы.
Появление рекомбинантных сочетаний у аллелей связано с кроссинговером (перекрестом) – обмен равными участками гомологичных хромосом
Опыты Моргана
Опыты Моргана
Дано:
В – ген серого цвета тела
b – ген чёрного цвета тела
V - ген нормальной длины крыльев v - ген редуцированных крыльев
Определить F1, F2