Вечерняя школа ЗИЛ. Биология Лекция 8 Генетика

Сегодня в эфире Основы генетики Строение наследственного материала Размножение организмов Как клетки используют наследственный материал Как мы из подсмотренного сделали технологии Учимся критически воспринимать информацию с использованием полученных знаний (на примере ГМО)

Генетика - Наука о закономерностях наследственности и изменчивости Наука о генах Почему дети напоминают своих родителей? Какие семейные особенности могут влиять на течение различных заболеваний? Почему собаки разных пород с разными характерами? Генетики не существовало до 60-х годов XIX века

Фенотип и генотип Генотип это совокупность всех генов организма, являющихся его наследственной основой. Фенотип совокупность всех признаков и свойств организма, которые выявляются в процессе индивидуального развития в данных условиях и являются результатом взаимодействия генотипа с комплексом факторов внутренней и внешней среды.

Законы Менделя Мендель изучал, как наследуются отдельные признаки. Мендель выбрал из всех признаков только альтернативные такие, которые имели у его сортов два чётко различающихся варианта (семена либо гладкие, либо морщинистые; промежуточных вариантов не бывает) Мендель спланировал и провёл масштабный эксперимент. Им было получено от семеноводческих фирм 34 сорта гороха, из которых он отобрал 22 «чистых» сорта. Затем он проводил искусственную гибридизацию сортов, а полученные гибриды скрещивал между собой. Он изучил наследование семи признаков, изучив в общей сложности около гибридов второго поколения. Мендель одним из первых в биологии использовал точные количественные методы для анализа данных.

Закон единообразия гибридов первого поколения – I закон при скрещивании двух гомозиготных организмов, относящихся к разным чистым линиям и отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных проявлений признака, всё первое поколение гибридов (F1) окажется единообразным и будет нести проявление признака одного из родителей При скрещивании чистых линий гороха с пурпурными цветками и гороха с белыми цветками Мендель заметил, что взошедшие потомки растений были все с пурпурными цветками, среди них не было ни одного белого. Гибриды первого поколения всегда единообразны по данному признаку и приобретают признак одного из родителей. Этот признак более сильный, доминантный (термин введён Менделем от латинского dominus), всегда подавлял другой, рецессивный

Закон расщепления признаков при скрещивании двух гетерозиготных потомков первого поколения между собой, во втором поколении наблюдается расщепление в определенном числовом отношении: по фенотипу 3:1 и по генотипу 1:2:1 Закон чистоты гамет в каждую гамету попадает только один аллель из пары аллелей данного гена родительской особи.

Закон независимого наследования при скрещивании двух особей, отличающихся друг от друга по двум (и более) парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях

Закон чистоты гамет в каждую гамету попадает только один аллель из пары аллелей данного гена родительской особи.

Основные положения За наследственные признаки отвечают дискретные (отдельные, не смешивающиеся) наследственные факторы гены (1909 году!!!!) Каждый диплоидный организм содержит пару аллелей данного гена, отвечающих за данный признак; один из них получен от отца, другой от матери Наследственные факторы передаются потомкам через половые клетки. При формировании гамет в каждую из них попадает только по одному аллелю из каждой пары (гаметы «чисты» в том смысле, что не содержат второго аллеля).

Хромосомная теория наследственности 1) предположение, что гены расположены в хромосомах. Начиная с 1911 года, эта группа опытным путём доказала, что гены располагаются в хромосомах линейно что находящиеся на одной хромосоме гены наследуются сцепленно 1915 году в книге «Механизм менделевской наследственности»

Хромосомы самая большая хромосома человека, 1-я хромосома имеет длину около 78 мкм в метафазе и 10 мкм в профазе митоза

Структурные единицы хромосом

ДНК

Как клетки сохраняют наследственный материал Репликация ДНК копирует крупный белковый комплекс (реплисома), ключевым ферментом которого является ДНК-полимераза

Зачем их 2 Комплементарность двойной спирали означает, что информация, содержащаяся в одной цепи, содержится и в другой цепи. Обратимость и специфичность взаимодействий между комплементарными парами оснований важна для репликации ДНК и всех остальных функций ДНК в живых организмах 5Bhd2ag

Репарация Повреждение ДНК под воздействием факторов окружающей среды, а также нормальных метаболических процессов, происходящих в клетке, происходит с частотой от нескольких сотен до 1000 случаев в каждой клетке, каждый час Повреждение одиночных нуклеотидов Повреждение пары нуклеотидов Двухцепочечные и одноцепочечные разрывы цепи ДНК Образование поперечных сшивок между основаниями одной цепи или разных цепей ДНК По сути ошибки в репарации происходят так же часто как и в репликации В половых клетках сложная репарация, связанная с гомологичной рекомбинацией не происходит из-за гаплоидности генома этих клеток Полагают, что от 80 % до 90 % всех раковых заболеваний связано с ошибками в репарации kUA

Размножение организмов кроссинговер LLo wAeE

2 этапа: транскрипция и трансляция Как клетки используют наследственный материал

Транскрипция

Синтез белка

Как мы из подсмотренного сделали технологии 1. ПЦР

Не менее 10 нг на дорожку 500 п.о. = г/моль молекул 34 цикл =

Как мы из подсмотренного сделали технологии – ДНК дактилоскопия 10 сентября 1984 года Занимаясь анализом ДНК, кодирующей миоглобин, обнаружил в геле множество мини сателлитов. Это странно! Начал исследовать какие у разных людей эти наборы мини сателлитов – они оказались совсем разными. Джеффрис сразу понял, что это значит. Последовательности ДНК конкретного человека составляют его ДНК-профиль или «генетический паспорт», который можно использовать для безошибочной идентификации личности. Участки ДНК, которые он открыл, никогда не повторяются

Как мы из подсмотренного сделали технологии - секвенирование была предложена Сэнгером в 1977 году

NGS

Учимся критически воспринимать информацию с использованием полученных знаний (на примере ГМО) Задаем себе вопросы: 1. Насколько ГМО новая и неизведанная технология? 2.Селекция, которая применяется сотни лет. Знаете ли вы как происходит она? Как закрепляют признаки и гены в сортах и породах? 3. Как происходит пищеварение продуктов? Я про 4. Как происходит всасывание питательных веществ? Всасываются преимущественно низкомолекулярные вещества 5. Почему ДНК и РНК слабые аллергены? Потому что в цитоплазме клеток много РНКаз и ДНКаз (ферментов, которые расщепляют РНК и ДНК). Вывод можно сделать самостоятельно. Подсказка: все не так однозначно как пугают и не стоит поддаваться манипуляциям.