РОГАТИНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРАРГИЙ КОЛЕДЖ © 2012

1.Закономірності зчепленого успадкування ознак 2.Хромосомна теорія спадковості 3.Генетика статі

Зчеплене успадкування ознак Зчеплене успадкування ознак пов'язане із генами, які утворюють групу зчеплення в межах якоїсь пари однакових хромосом Закономірності цього успадкування вивчав американський генетик Томас Морган та його учні в Колумбійському університеті з 1908 по 1910 рік, використовуючи плодових мушок – дрозофіл (А – нормальні крила, Б – зачаткові крила) Б – зачаткові крила)

ВІДЕОФІЛЬМ ДОСЛІДЖЕННЯ Т. МОРГАНА І Б.МАККЛІНТОК

ЗАГАЛЬНА СХЕМА СХРЕЩУВАНЬ, ПОВЕДЕНИХ МОРГАНОМ P F1F1 F2F2 Аналізуюче

abab abab abab АB AB ab Х F1F1 Х ЦИТОЛОГІЧНІ ОСНОВИ СХРЕЩУВАНЬ, ПОВЕДЕНИХ МОРГАНОМ Р abab abab abab АBАB АBАB АBАB Аналізуюче АB ab abab abab abab abab F2F2 abab АBАB АBАB АB ab Аb ab aB ab АbАb aBaB G АBАB АbАbaBaB кросинговер

1.Чому не спостерігається рівного 25% - го розщеплення серед особин F 2 ? 2.Звідки зявились мухи з перекомбінованими ознакми і чому саме в такому співввідношенні?

СХЕМА КРОСИНГОВЕРУ

ЗАКОН МОРГАНА Гени, які знаходяться в якій одній парі хромосом, успадковуються переважно разом, утворюючи групу зчеплення і не виявляють незалежного розподілу (1911 р.) Проте, внаслідок кросинговеру, група зчеплення може порушуватися. Частота кросинговеру є різною для різних генів і залежить від відстані між ними. Частота вимірюється в морганідах – відстань між генами за якої перехрест хромосом відбувається з частотою 1% і визначається кількістю кросоверних особин або гамет. Якщо частота кросинговеру більше 50%, то відбувається незалежний розподіл генів.

ІСТОРІЯ Німець Теодор Генріх Бовері (1) та американець Уолтер Стенборо Саттон (2) теоретично обґрунтували хромосомну теорію спадковості, відмітивши, що хромосоми ведуть себе наче гени ( р.) Американець Томас Гант Морган експериментально довів, що гени розміщені в хромосомах в лінійному порядку ( р.) Учні Моргана – Германн Джозеф Меллер (3), Келвін Блекмен Бріджес (4) та Альфред Генрі Стартевант (5), доповнили і остаточно обґрунтували хромосомну теорію (1915 р.) 12345

1.Гени знаходяться в хромосомах 2.Різні хромосоми містять неоднакову кількість генів, кожна з негомологічних хромосом має свій унікальний набір генів 3.Кожний ген займає в хромосомі певне місце – локус 4.Алельні гени заповнюють однакові локуси гомологічних хромосом; 5.Гени в хромосомах розміщені в лінійному порядку 6.Кожна хромосома являє собою групу зчеплення, завдяки чому відбувається зчеплене успадкування деяких ознак 7.Кількість груп зчеплення дорівнює гаплоїдному числу хромосом 8.Між гомологічними хромосомами відбувається обмін алельними генами 9.Відстань між генами пропорційна відсотку кросинговеру між ними 10.Кросинговер може відбуватися в будь-якій ділянці хромосоми 11.Частота кросинговеру є різною для різних генів 12.Кожен біологічний вид характеризується певним каріотипом ( певною кількістю і формою хромосом )

ГЕНЕТИЧНА КАРТА ХРОМОСОМИ – схема взаємного розташування і відстані генів ( в морганідах ), локалізованих у цій хромосомі Дикийтип Мутант Дикийтип Довгі вусики Сіре тіло Червоні очі Нормальні Червоні очі Довгі вусики Сіре тіло Червоні очі Нормальні Червоні очі крила крила Короткі вусики Чорне тіло Кіноварові очі Зачаткові крила Коричневі очі генетична карта хромосоми другої пари в дрозофіли

генетична карта однієї із хромосом помідора

ГОЛОВНИМ МЕХАНІЗМОМ ВИЗНАЧЕННЯ СТАТІ Є ХРОМОСОМНИЙ – ЗАЛЕЖИТЬ ВІД ТИПУ СТАТЕВИХ ХРОМОСОМ X і Y СТАТЕВІ ХРОМОСОМИ

ТИПИ ХРОМОСОМНОГО МЕХАНІЗМУ ВИЗНАЧЕННЯ СТАТІ гетерогаметна а) чоловіча стать гетерогаметна (XY): ссавці, земневодні, черви, молюски, ракоподібні, комахи (крім метеликів), частина риб, дводомні рослини тощо гетерогаметна б) жіноча стать гетерогаметна (ХY): птахи, частина риб, плазуни, метелики відсутня в) в чоловічої статі відсутня Y- хромосома (Х0): клопи, саранча, цвіркуни, таракани відсутня г) в жіночої статі відсутня Y- хромосома (Х0): міль, живородяча ящірка ХО

ІСНУЮТЬ ІНШІ МЕХАНІЗМИ ВИЗНАЧЕННЯ СТАТІ, КРІМ ХРОМОСОМНОГО ІСНУЮТЬ ІНШІ МЕХАНІЗМИ ВИЗНАЧЕННЯ СТАТІ, КРІМ ХРОМОСОМНОГО 1.стать визначається ще до моменту запліднення тварини продукують яйцеклітини двох типів: великі, багаті на жовток та дрібні, з невеличким запасом поживних речовин: із яйцеклітин першого типу розвиваються самки, а із яйцеклітин другого – самці (наприклад, у коловерток, дрібного багатощетинкового черв'яка – динофілюса тощо)

ІСНУЮТЬ ІНШІ МЕХАНІЗМИ ВИЗНАЧЕННЯ СТАТІ, КРІМ ХРОМОСОМНОГО ІСНУЮТЬ ІНШІ МЕХАНІЗМИ ВИЗНАЧЕННЯ СТАТІ, КРІМ ХРОМОСОМНОГО 2.Вплив факторів зовнішнього середовища В багатьох плазунів стать організму залежить від температури за якої відбувався розвиток ембріона (наприклад у крокодилів нижче 40 о С – самці, вище – самки)

ІСНУЮТЬ ІНШІ МЕХАНІЗМИ ВИЗНАЧЕННЯ СТАТІ, КРІМ ХРОМОСОМНОГО ІСНУЮТЬ ІНШІ МЕХАНІЗМИ ВИЗНАЧЕННЯ СТАТІ, КРІМ ХРОМОСОМНОГО 3. Вплив умов довкілля та гормонів Під час ембріогенезу у деяких риб і земноводних закладаються водночас зачатки чоловічих і жіночих статевих залоз, але розвивається лише один тип (наприклад у риб-чистильників, риб-клоунів самці яких мають «гареми» з декількох самок, після загибелі самця його функції бере на себе одна із самок, у якої з недиференційованих зачатків розвиваються сім'яники. Зміну статі в ході онтогенезу спостерігають у кільчастого черв'яка офріотроха – молоді особини цієї тварини спочатку стають самцями, а досягнувши певних розмірів, перетворюються на самок, також подібні приклади відомі серед ракоподібних і риб (наприклад, в акваріумних рибок-мечоносців, губанів самки з віком здатні перетворюватись на самців). риба-чистильник риба-клоун риба-мечоносець

успадкуванням, зчепленим із статтю Явище, коли гени визначають і проявляють свої ознаки, знаходячись в Х- хромосомі, називають успадкуванням, зчепленим із статтю Успадкування кольору очей у дрозофіли : 1 – схрещування червоноокої самки з білооким самцем; 2 – схрещування білоокої самки з червонооким самцем 12

У людини описано близько 200 генів ( частина їх є рецесивними і спричиняють спадкові хвороби ), зчеплених з Х-хромосомою, крім того ряд генів є тільки в Y -хромосомі і відсутні в Х- хромосомі Х-хромосома: Х-хромосома: розташування основних генів, порушення діяльності яких викликає спадкові захворювання Кількість генів Кількість генів – понад 1400 Кількість основ Кількість основ –понад 150 млн., з яких понад 95% - визначені Список деяких захворювань, які визначаються генами Х-хромосоми: генами Х-хромосоми: - альменолейкодистрофія (ALD); - гемофілія А (HEMA); - гіпер lgM синдром (TNFSF5); - м'язова дистрофія Дюшенна (DMD); - пароксизмальна нічна гемоглобінурія (PIGA); - синдром Альпорта (COL4A5); - синдром Леша-Наяна (HPRT1); - синдром Мартіна-Белла (FMR1); - синдром Менкеса (ATP7A); - синдром Рета (MECP2); - Х-зчеплений важкий комбінований імунодефіцит (IL2RG)

Y - хромосому часто називають інертною, оскільки вона майже не має генів Кількість генів Кількість генів – понад 200 Кількість основ Кількість основ – понад 50 млн., з яких понад 50% - визначені Y-хромосома містить ген SRY, який визначає чоловічу стать та відповідає за регулювання діяльності яєчок З плином часу, Y-хромосома змінювалася у бік повного інгібування рекомбінації районів прилеглих до генів, що визначає стать, з X хромосомою. В результаті цього процесу 95% людської Y-хромосоми не здатне до рекомбінації. Y-хромосома людини втратила 1393 з 1438 спочатку наявних в ній генів в процесі свого існування. При швидкості втрати генів 4,6 на мільйон років, Y-хромосома людини потенційно може зникнути протягом 10 млн. років.

Одна із гомологічних Х - хромосом у клітинах самки ссавців часто перебуває в інактивованому стані, згорнута у специфічний клубочок – тільце Барра Успадкування кольору шерсті в кішок, зчепленого з Х-хромосомою

Явище, коли на прояв ознак впливає стать організму, хоча вони не контролюються генами статевих хромосом, називають залежним від статі У чоловіків ген облисіння перебуває в домінантному стані, а в жінок в – рецесивному, тому в жінок облисіння менш поширене АА, Аа аа

Задача 1 Дочка гемофілика одружується з сином іншого гемофілика, причому наречені здорові. Визначте можливість народження в них хворих людей, якщо ген гемофілії перебуває в рецесивному стані Задача 2 У кукурудзи забарвлений ендосперм домінує над незабарвленим, гладкі зерна над зморшкуватими. Визначте потомство від схрещування гетерозиготи з гомозиготою за рецесивною ознакою, якщо гени, які визначають ці ознаки зчеплені, частота кросинговеру – 3,6%.