Менделизм. Основные понятия генетики Лекция по курсу

Менделизм. Основные понятия генетики Лекция по курсу «Генетика» Автор – зав. кафедрой генетики и биотехнологии РГАУ-МСХА имени К. А. Тимирязева А. А. Соловьёв

Немного из истории генетики Г. Мендель 1865 г. – Опыты над растительными Небольшой участок сада монастыря Св. Томаса гибридами (г. Брно, Чехия), где Г. Мендель в 1856 – 1863 гг. выращивал растения гороха (всего более 33500 шт. )

Немного из истории генетики 1856 – 1863 – эксперименты с горохом (проанализировано более 33500 растений) 1865 – доклад Г. Менделя на заседании Брюнского общества естествоиспытателей. 1900 – переоткрытие законов Г. Менделя: Гуго де Фриз, Карл Корренс, Эрих Чермак. Точка отсчета науки Генетика. 1906 – термин «генетика» предложен Уильямом Бэтсоном. 1909 – термин «ген» предложен Вильгельмом Иогансеном.

Менделизм Фильм «Основы наследственности»

Основные понятия генетики Признак – особенность организма (например, окраска семян гороха), варианты признака – разные проявления признака (например, желтая и зеленая). Ген – наследственная единица, определяющая формирование признака (например, ген окраски семян гороха ген «А» ); аллели – разные варианты одного гена (например, доминантный аллель А, определяет формирование желтой окраски семян, а рецессивный аллель а – зеленой окраски семян). Локус – местоположение гена в хромосоме.

Основные понятия генетики Ген А а Аллель Локус В b

Основные понятия генетики Гомозигота – организм, имеющий одинаковые аллели одного гена в гомологичных хромосомах. Примеры: АА – доминантная гомозигота, аа – рецессивная гомозигота. У гомозиготы формируется один тип гамет по данному гену: у АА – А, у аа – а. Гетерозигота – организм, имеющий разные аллели одного гена в гомологичных хромосомах. Пример: Аа. У гетерозиготы формируется два типа гамет (А, а).

Основные понятия генетики Моногибридное скрещивание – скрещивание организмов, различающихся по одному признаку (например, растение гороха с зелеными семенами скрещивают с растением гороха с желтыми семенами; ОДИН признак – окраска семян). Дигибридное скрещивание – скрещивание организмов, различающихся по двум признакам (например, растение гороха с зелеными бобами и гладкими семенами скрещивают с растением гороха с желтыми бобами и морщинистыми семенами; ДВА признака – окраска бобов и форма семян).

Моногибридное скрещивание Лепестки Схема проведения Пестик генетического эксперимента Тычинки Завязь Схема скрещивания: Формируются P: родители круглые семена Формируются морщинистые семена G: гаметы родителей F 1: потомство 1 -го поколения Удаляют Собирают пыльцу тычинки G: гаметы потомства F 1 Опыляют пыльцой пестики кастрированных цветков F 2: потомство 2 -го поколения Формируются круглые семена

Признаки гороха, использованные Г. Менделем

Признаки гороха, использованные Г. Менделем

Моногибридное скрещивание Схема скрещивания: P: высокое (АА) × карликовое (аа) G: А а F 1: высокое (Аа) G: А а F 2: ¾ высокие ¼ карликовые АА, Аа аа

Моногибридное скрещивание

Моногибридное скрещивание Р. Пеннетт

Полное доминирование Р: F 1: F 2: Расщепление по фенотипу 3: 1

Неполное доминирование Р: F 1: F 2: Расщепление по фенотипу 1: 2: 1

Неполное доминирование

Множественный аллелизм Аллели гена, отвечающего за окраску шерсти у кролика: С – агути, дикий тип; cсh – шиншилла, ch – гималайский, са – альбинос. Множественный аллелизм – наличие по одному гену более двух аллелей

Множественный аллелизм карлик dcr карлик d дикий тип

Множественный аллелизм Группы крови у человека: Группа Гено- крови тип Кодоминирование Ген находится в длинном плече хромосомы 9

Группы крови у человека Страна O+ A+ B+ AB+ O− A− B− AB− Австралия 40 % 31 % 8 % 2 % 9 % 7 % 2 % 1 % Австрия 30 % 33 % 12 % 6 % 7 % 8 % 3 % 1 % Бельгия 38 % 34 % 8, 5 % 4, 1 % 7 % 6 % 1, 5 % 0, 8 % Бразилия 36 % 34 % 8 % 2, 5 % 9 % 8 % 2 % 0, 5 % Канада 39 % 36 % 7, 6 % 2, 5 % 7 % 6 % 1, 4 % 0, 5 % Дания 35 % 37 % 8 % 4 % 6 % 7 % 2 % 1 % Эстония 30 % 31 % 20 % 6 % 4, 5 % 3 % 1 % Финляндия 27 % 38 % 15 % 7 % 4 % 6 % 2 % 1 % Франция 36 % 37 % 9 % 3 % 6 % 7 % 1 % Германия 35 % 37 % 9 % 4 % 6 % 2 % 1 % Китай 40 % 26 % 27 % 0, 31 % 0, 19 % 0, 14 % 0, 05 % Исландия 47, 6 % 26, 4 % 9, 3 % 1, 6 % 8, 4 % 4, 6 % 1, 7 % 0, 4 % Ирландия 47 % 26 % 9 % 2 % 8 % 5 % 2 % 1 % Израиль 32 % 34 % 17 % 3 % 4 % 2 % 1 % Новая Зеландия 38 % 32 % 9 % 3 % 9 % 6 % 2 % 1 % Норвегия 34 % 42, 5 % 6, 8 % 3, 4 % 6 % 7, 5 % 1, 2 % 0, 6 % Польша 31 % 32 % 15 % 7 % 6 % 2 % 1 % Саудовская Аравия 48 % 24 % 17 % 4 % 2 % 1 % 0, 23 % Испания 36 % 34 % 8 % 2, 5 % 9 % 8 % 2 % 0, 5 % Швеция 32 % 37 % 10 % 5 % 6 % 7 % 2 % 1 % Нидерланды 39, 5 % 35 % 6, 7 % 2, 5 % 7, 5 % 7 % 1, 3 % 0, 5 % Турция 29, 8 % 37, 8 % 14, 2 % 7, 2 % 3, 9 % 4, 7 % 1, 6 % 0, 8 % Великобритания 37 % 35 % 8 % 3 % 7 % 2 % 1 % США 37, 4 % 35, 7 % 8, 5 % 3, 4 % 6, 6 % 6, 3 % 1, 5 % 0, 6 %

Анализирующее скрещивание

Дигибридное скрещивание

Дигибридное скрещивание

Закон независимого наследования признаков F 2:

Дигибридное скрещивание

Дигибридное скрещивание

Проверка гипотез

Условия действия законов Менделя l наличие полового процесса; l диплоидное число хромосом; l отсутствие сцепления; l отсутствие нарушений мейоза, и как результат, равновероятное образование гамет всех возможных типов; l одновременное созревание мужских и женских половых клеток всех типов; l отсутствие селективности при оплодотворении гаметами всех типов; l равновероятная выживаемость мужских и женских гамет всех типов; l равновероятная выживаемость взрослых организмов; l эксперименты должны проводиться в условиях, не препятствующих нормальному развитию изучаемых признаков; l сравнительно большое число особей в эксперименте.

Плейотропное действие гена Один ген оказывает влияние на проявление не одного, а нескольких признаков.

Плейотропное действие гена Плейотропное действие гена, определяющего фенилкетонурию у человека. Левая кривая изменчивость признаков у здоровых людей, правая – у больных.

Плейотропное действие гена. Летальные гены. Мутация томата Lanceolata в гомозиготном состоянии обладает пониженной жизнеспособностью. а б в

Летальное действие гена Летальный ген – в гомозиготном состоянии ген может приводить к гибели организма на ранних стадиях его развития.

Гены-модификаторы Неаллельные гены, ослабляющие или усиливающие проявление других генов. Проявление может быть специфичным в зависимости от генотипа, условий среды… Ген s у мышей отвечает за формирование белого пятна на брюшке. У гомозиготных линий могут быть разные варианты размера пятна

Пенетрантность и экспрессивность Пенетрантность – доля особей, проявляющих данный признак, среди всех особей одного генотипа по исследуемому гену. Экспрессивность – степень выраженности признака. Мутация Lobe (L) – уменьшение размера глаз у дрозофилы. Пенетрантность признака 75%. Различная экспрессивность полидактилии

Пенетрантность и экспрессивность Экспрессивность – степень выраженности признака.