Лекция 6. Сцепленное наследование. Хромосомная теория наследственности

Сцепленное наследование. Хромосомная теория наследственности

1. Сцепленное наследование и его цитологические основы

А^А/_а - серое тело

аа - черное тело

В ^В/_в - нормальные крылья

вв - короткие крылья

Сцепление генов

- каждый организм имеет небольшое число хромосом, но десятки тысяч генов;

- следовательно, в каждой хромосоме сосре­доточено несколько тысяч генов;

- некоторые гены наследуются совместно;

- III закон Менделя соблюдаться не будет.

Опыт Т. Моргана, 1911 г., дрозофилы

Это объясняет закон Моргана - закон сцепления генов:

«Гены, локализованные в одной хромосоме, наследуются вместе, или сцеплено».

2. Нарушение сцепления и его цитологические основы

Дальнейшие опыты Т. Моргана показали, что сцепление не всегда бывает абсолютным.

В анализирующем скрещивании самки из F₁ с самцом-анализатором ожидалось расщепление 1:1, а получилось:

Такой обмен приводит к перегруппировке сцепленных генов:

При образовании гамет у гетерозиготной самки произошел кроссинговер - обмен генетической информацией между гомологичными хромосомами в профазу I мейоза (у самцов дрозофилы кроссинговер не идет). Из-за кроссинговера гены, находившиеся в одной хромосоме, оказались в разных гомологичных хромосомах и попали в разные гаметы.

3. Генетические карты хромосом

За единицу расстояния между генами, находящимися в од­ной хромосоме, принят 1 % кроссинговера - морганида. Чем дальше расположены гены в хромосоме, тем % кроссинговера выше. На этом основано построение генетических карт - схе­мы последовательности взаимного расположения генов в хро­мосоме и примерного расстояния между ними.

4. Хромосомная теория наследственности Т.Моргана

(Т. Морган, К. Бриджес, А. Стертевант, Г. Мёллер)

1. гены находятся в хромосомах;

2. каждый ген занимает определенное место в хромосоме;

3. гены в хромосоме расположены в линейном порядке;

4. каждая хромосома определяет собой группу сцепления;

5. число групп сцепления равно гаплоидному числу хромосом;

6. между гомологичными хромосомами происходит обмен аллельными генами;

7. расстояние между генами пропорционально кроссинговеру между ними.

Для каждого гена существует два принципиальных типа наследования:

1) сцепленно с другими генами;

2) ген может наследоваться независимо от других генов.

Переходная группа — это неполное сцепление.

Лекция 7

Взаимодействие генов

1. Взаимодействие аллельных генов

Взаимодействие генов, находящихся в одной аллельной паре.

За развитие каждого признака отвечает пара аллельных генов

Таких типов взаимодействия рассматривают три:

доминирование

Доминантный ген подавляет действие рецессивного гена.

АА – доминантный признак,

Аа – доминантный признак,

аа – рецессивный признак.

Пример:

цвет глаз,

цвет волос,

резус-фактор,

дальтонизм (цветовая слепота), гемофилия (несвертываемость крови).
неполное доминирование

Проявление признака зависит от количества доминантных генов в аллельной паре.

АА – доминантный признак,

Аа – промежуточный признак,

аа – рецессивный признак.

Пример:

форма волос (курчавые, волнистые, прямые),

серповидно-клеточная анемия(норма, заболевание, летальный исход).
кодоминирование

При различных сочетаниях генов проявляются новые признаки.

00 I группа крови,

А0; АА II группа крови,

В0, ВВ III группа крови,

АВ IV группа крови.

Пример:

по группе крови у людей существует три вида генов: А; В; 0. становясь в аллельную пару данные гены в различных сочетаниях дают проявление разных признаков.

2. Взаимодействие неаллельных генов

Данное взаимодействие представляет собой влияние друг на друга генов,

находящихся в разных аллельных парах.

1) Комплементарность

2) Эпистаз

3) Полимерия

Комплементарность (дополнительность)

Взаимодействие генов, при котором доминантные аллели двух генов при совместном нахождении в генотипе (А'В') обу­словливают развитие нового фенотипа в отличии от того, что обусловливает в отдельности каждый доминантный ген (А'вв, ааВ').

Пример 1: Наследование окраски цвета венчика у душистого горошка.

Пример 2: Наследование окраски глаз у дрозофилы.

А' - наличие пропигмента

аа - отсутствие пропигмента

В' - наличие фермента

вв - отсутствие фермента

ААвв, ааВВ, аавв – белый,

АаВв, АаВВ, ААВв – красный

Пример 3: Наследование окраски шерсти у кролика.

А' - наличие пигмента

аа - отсутствие пигмента

В' – нормальный пигмент

вв – ослабленный пигмент

АаВв, АаВВ, ААВв – черный

ААвв, Аавв – голубой,

ааВв, ааВВ, аавв – белый

Примеры:

- форма плода у тыквы,

- форма гребня у кур,

- окраска кокона у тутового шелкопряда.

Эпистаз

Тип взаимодействия аллелей двух генов, при котором ал­лели одного гена подавляют действие аллелей другого гена. Гены, подавляющие действие других генов, называют супрессорами, или ингибиторами.

Доминантный эпистаз

Доминантный аллель гена-ингибитора, подав­ляет действие другого гена.

Ингиби­тор (супрессор) обозначается буквой II или Ii, его рецессивные аллели, которые такой функцией не обладают, - ii.

Пример 1: Наследование окраски шерсти у свиней.

А' - черная

аа - красная

I' – подавление (белая)

ii - отсутствие подавления

Пример 2: Наследование окраски луковицы у лука.

А' - окрашена

аа - белая

I' – подавление (белая)

ii - отсутствие подавления

ААII, AaII, AAIi, AaIi – белый,

АAii, Ааii – окрашенный

Рецессивный эпистаз

Рецессивные аллели гена-ингибитора в гомозиготном состоянии подавляют дей­ствие другого гена.

Ингиби­тор (супрессор) обозначается буквой ii, его доми-нантные аллели, которые такой функцией не обладают - II или Ii.

Пример 1: Наследование окраски шерсти у мышей.

А' - серая

аа - черная

I' – отсутствие подавления

ii - подавление (белая)

Пример 2: Наследование окраски шерсти у овец.

А' - черная

аа - коричневая

I' – отсутствие подавления

вв - подавление (серая)

ААII, AаII, AAIi, AaIi – черная,

aaII, aaIi – коричневая

АAii, Ааii, aaii – серая

 

 

Полимерия

Взаимодействие нескольких (более, чем двух) пар генов. Проявление признака зависит от количества доминантных генов в аллельных парах.

Пример 1:

цвет зерен у пшеницы

АА,АА,АА – красный,

Аа,Аа,Аа – розовый,

аа,аа,аа – белый,

Примеры:

- содержание сахара в свекле (три пары генов),

- цвет кожи у человека (пять пар генов).

3. Закономерности развития фенотипа

Экспрессивность – степень выраженности признака.

Понятие экспрессивности относится к количественным признакам и отражает степень их выраженности.

Пример:

Различия в тяжести течения наследственного заболевания – нейрофиброматоз.

Даже в одной семье, имеются больные

- с легким течением (наличием пигментных пятен, не­большого количества нейрофибром, «веснушек» в складках кожи),

- тяжелым течением заболевания (с опухолями ЦНС, озлокачествлением нейрофибром и другими «грозными» симптомами).

Пенетрантность - частота проявления гена у заведомых носителей данного гена в признак, т.е. у какой доли особей в популяции проявляется данный признак.

Пенетрантность может быть:

- полной (100 %-ной), если у всех носителей гена отмеча­ются его фенотипические проявления,

- непол­ной, если дей­ствие гена проявляется не у всех его носителей.