11. Предмет генетики. Наследственность и изменчивость – фундаментальные свойства живого. Генотип и фенотип, их определение. Свойства генов в отношении фенотипических признаков.

Генетика - это биологическая наука о наследственности и изменчивости организмов и методах управления ими. Она явля­ется научной основой для разработки практических методов селекции, т.е. создания новых пород животных, видов растений, культур микроорганизмов с нужными человеку признаками.

Центральным понятием генетики является «ген». Это элементарная единица наследственности, характеризующаяся рядом признаков.

Ген – участок молекулы ДНК, отвечающий за структуру или синтез белков или РНК клетки (фрагмент молекулы нуклеиновой кислоты, в котором записан определенный в качественном и количественном отношении объем биологической (генетической) информации).

Ген:

• структурные S-гены, генопродукты различные белки

• регуляторные – R-гены регулируют работу структурных генов посредством выработки белков репрессоров

• H-гены за синтез белков гистонов, гистоновые белки участвуют в образовании структуры хроматина у эукариот.

• гены т-РНК – генопродукт молекулы транспортных РНК

• гены р-РНК – генопродукт молекулы рибосомальных РНК

Ген прокариот имеет цистронное строение. ЦИСТРОН – участок ДНК, кодирующий одну полипептидную цепь.

Ген эукариот содержит кодирующие участки – экзоны, некодирующие участки – интроны (мозаичное строение).

По своему уровню ген - внутриклеточная молекулярная структура.

По химическому составу - это нуклеиновые кислоты, в составе которых основную роль играют азот и фосфор. Гены располагаются, как правило, в ядрах клеток. Они имеются в каждой клетке, и поэтому их общее количество в крупных организмах может достигать многих миллиардов.

По своему назначению гены - своего рода «мозговой центр» клеток и, следовательно, всего организма.

В основу генетики легли закономерности наследственности, обнаруженные австрийским биологом Г. Менделем при проведении им серии опытов по скрещиванию различных сортов гороха.

Генотип – совокупность всех генов одного организма.

Генофонд – совокупность всех вариантов каждого из генов, входящих в состав генотипов определенной группы особей или вида в целом. Генофонд является видовым, а не индивидуальным признаком.

Фенотип – совокупность всех признаков одного организма. Фенотип представляет собой результат взаимодействия генотипа и окружающей среды.

Генетика изучает два фундаментальных свойства живых систем: наследственность и изменчивость.

Генетика изучает два фундаментальных свойства живых систем: наследственность и изменчивость.

Наследственность создает непрерывную преемственность признаков, свойств и особенностей развития в ряду поколений. Изменчивость обеспечивает материал для естественного отбора, создавая как новые варианты

признаков, так и бесчисленное множество комбинации прежде существовавших и новых признаков живых организмов.

12. Аллельные гены, формы их взаимодействия. Множественные аллели, примеры у человека (рассмотреть на примерах).

Аллельные гены – это гены находящиеся в одинаковых локусах (местах) гомологичных хромосом и отвечают за развитие одного и того же признака.

Формы взаимодействия аллельных генов:

• Полное доминирование (доминирование) – форма взаимодействия аллельных генов при которой доминантный ген полностью подавляет действие рецессивного, и по фенотипу доминантная гомозигота не отличается от гетерозиготы.

• Не полное доминирование (промежуточное наследование) – доминантный ген не полностью подавляет действие рецессивного и у гетерозигот признак занимает промежуточное положение.

• Кодоминирование – гены не подавляют друг друга (нет понятия доминанты и рецессивы), функционально равнозначны, в их взаимодействии появляется новое качество признака (например, 4 группы крови).

Иногда к числу аллельных могут относиться не два, а большее количество генов. Они получили название серии множественных аллелей. Возникают множественные аллели в результате многократного мутирования одного и того же локуса в хромосоме.

Таким образом, кроме основных доминантного и рецессивного аллелей гена, появляются промежуточные аллели, которые по отношению к доминантному ведут себя как рецессивные, а по отношению к рецессивному - как доминантные аллели того же гена.

По типу множественных аллелей наследуются группы крови 0, А, В и АВ у человека. Ген I^A содержит код для синтеза в эритроцитах специфического белка – агглютиногена А; ген I^B вызывает синтез другого белка – агглютиногена В, ген I⁰ не продуцирует никакого агглютиногена. Ген I⁰ рецессивен по отношению к двум другим, но ни ген I^A, ни ген I^B не доминируют друг над другом. (Символы I^A, I^B и I⁰ указывают на то, что все эти три гена – аллели одного и того же локуса.) Таким образом, генотипы I^AI^A и I^AI⁰ обусловливают группу крови А, генотипы I^BI^B и I^BI⁰ – группу В, а генотип I⁰I⁰ – группу 0. Если же у человека имеются оба нерецессивных гена I^A и I^B, то у него образуются оба агглютиногена и он имеет группу крови АВ.

Группы крови	I (0)	II (A)	III (B)	IV (AB)
Антигены в эритроцитах	0	А	В	АВ
Антитела в сыворотке	Альфа, бетта	Бетта	Альфа	0
Гены	I^0	I^A	I^B	—
Генотипы	I^0 I^0	I^AI^A; I^AI^0	I^BI^B; I^BI^0	I^AI^B