Предмет и задачи генетики l. Генетика- наука

Предмет и задачи генетики l. Генетика- наука о наследственности и изменчивости живых организмов и методах управления ими l. В основу легли закономерности наследственности, установленные чешским ученым менделем l. Наследственность- неотъемлемое свойство всех живых существ сохранять и передавать в ряду поколений характерные для вида или популяции особенности строения, функционирования и развития

Наследственность l Обеспечивает постоянство и многообразие форм жизни l Лежит в основе передачи наследственных задатков, ответственных за формирование признаков и свойств l Некоторые виды остаются неизменными на протяжении сотен миллионов лет l Различия между особями говорят о связи наследственностью и с изменчивостью

Изменчивость l Изменчивость –способность организма в процессе онтогенеза приобретать новые признаки и терять старые l Отдельные особи отличаются друг от друга и своих родителей l Признаки и свойства есть результат взаимодействия двух факторов: наследственной информации и конкретных условий внешней среды, в которых шло инд. развитие (близнецы)

Задачи генетики (исследования) l Механизм хранения и передачи ген. информации от родительских форм к дочерним l Механизм реализации в виде признаков и свойств организмов в процессе инд. развития под контролем генов и внешней среды l Типов, причин и механизмов изменчивости всех живых существ l Взаимосвязи процессов наследств. , изменчивости и отбора как движущих факторов эволюции

Задачи генетики (практические) l Выбор эффективных способов гибридизации и методов отбора l Управление развитием наследственных признаков с целью получения значимых результатов l Искусственное получение наслед. измененных форм живых организмов l Разработка мероприятий по защите от мутагенов и наследственных болезней l Разработка методов ген. инженерии, селекции

Методы генетики l Гибридологичекий (скрещивание) l Цитогенетический l Биохимический l Генеалогический l Близнецовый l мутационный

Особенности метода генетического анализа Менделя l Опыты с гибридизацией растения гороха с точным количественным учетом гибридов l 1865 г- законы наследственности l Мендель: наследственные задатки не смешиваются, а передаются в виде обособленных единиц, названных в 1909 г. дат. генетиком В. Иоганнесом генами l Ген- функционально неделимая единица наследственного материала, определяющая проявление отдельного элементарного признака и свойства организма

Методические подходы Менделя l Скрещиваемые организмы должны принадлежать к одному виду и четко различаться по отдельным признакам l Изучаемые признаки должны быть константны, т. е. воспроизводиться из поколения в поколение при скрещивании в пределах род. формы l Следует применять инд. анализ потомства от каждого гибридного организма l Необходимо использовать колич. учет гибридных организмов, различающихся по отдельным парам альтернативных признаков

Моногибридное скрещивание l Моногибридным называется скрещивание, при котором родительские формы отличаются по одной паре альтернативных признаков l Признак- любое качество или свойство, по которым можно различить две особи l Фенотип- совокупность всех признаков организма, начиная с внешних и заканчивая особенностями строения и функц. клеток, тканей, органов

Моногибридное скрещивание l Генотип-совокупность всех генов организма l Первый закон Менделя: единообразие гибридов первого поколения. Скрещивали город с пурпурными и белыми цветками. У потомства все цветки пурпурные l Доминантный- проявляющийся признак l Рецессивный- не проявляющийся

Закон расщепления ( второй закон Менделя) l Гибридные семена подверг самоопылению и высеял l У гибридов F 2 расщепление по фенотипу 3: 1 ( 3 пурпурные, 1 белые цветки) l Рецессивный признак у F 1 не исчез, был подавлен и проявился во втором поколении

Гомозиготные и гетерозиготные особи l Растения, обладающие рецессивными признаками, в след. поколениях дают только потомство с белыми цветками l 1/3 растений с доминантными признаками не расщеплялась в в дальнейшем ( пурпурные цветки) l 2/3 растений с доминантными признаками давали такое же расщепление, что и в F 2 l Особи, не дающие в потомстве расщепления и сохраняющие свои признаки в чистом виде- гомозиготные l Особи, дающие расщепление- гетерозиготные

Аллелизм l Причина расщепления в том, что связь между поколениями при половом размн. осущ. через половые клетки l Гаметы несут материальные насл. задатки – гены l В соматических клетках задатки-парные, один- от отцовского, другой- от материнского l Доминантные- А, рецессивные- а l Пару генов, определяющую альтернативные признаки, называют аллеломорфной парой, само явление парности- аллелизм

аллелизм l Два состояния гена- А и а, каждый член пары- аллель l Гены, расположенные в одних и тех же локусах гомологичных хромосом- и определяющие развитие одного и того же признака- аллельные l Благодаря наличию двух аллелей два состояния организма: гомозиготный АА, гетерозиготный Аа l Аллель- форма существования гена l Трехаллельный ген- ген, определяющий группу крови АВО. Гемоглобин- несколько десятков аллелей

Правило чистоты гамет l При моно- скрещ. в случае полного доминирования у гибридов Аа первого поколения проявляется только А. (а) не теряется и не смешивается l В F 2 рец. и дом. аллели могут проявится в «чистом» виде l Гаметы гетерозигы чисты: гамета А чиста от а, гамета а от А l Несмешивание аллелей пары альтернативных признаков- правило чистоты гамет ( У Бэтсон) l Цитологическая основа: гомологичные хромосомы и локализованные в них гены, контролирующие альтернативные признаки, распределяются по разным гаметам

Анализирующее скрещивание l АА и Аа- обладают фенотипически доминантным признаком l Понять генотип доминант. особи помогает анализирующее скрещивание ( с аа) l По характеру расщепления можно проанализировать генотип гибрида, типы гамет, которые он образует и их соотношение l Анализирующее скрещивание широко используют в генетике и селекции

Дигибридное скрещивание l Каждая пара признаков изучается в отдельности, не обращая внимания на др. пары l Скрещивание, при котором род. формы отличаются по двум парам альтернативных признаков- дигибридное l Гетерозиготные гибриды- дигетерозиготы l Результаты скрещивания зависят от того, в одной хромосоме гены или в разных

Независимое наследование (третий з-н Менделя) l Мендель скрещивал желтые гладкие с зелеными морщинистыми l Гибриды первого поколения желтые гладкие l Гены, определяющие развитие разных пар признаков- неаллельные l Гибриды первого поколения скрестились и дали расщепление: 9: 3: 3: 1 l Дигибридное расщепление –два независимых моногибридных расщепления ( 3: 1) l Третий з-н Менделя: каждая пара аллельных генов ( и альтернативных признаков, контролируемых ими) наследуется независимо друг от друга l Закон справедлив лишь для генов, локализованных в разных парах гомологичных хромосом

Цитологические основы дигибридного скрещивания l Профаза 1 - конъюгация гомол. хромосом l Анафаза- гомол-хромосомы к разным полюсам l Негомологичные хромосомы комбинируются свободно и независимо l При оплодотворении гомол. хромосомы от разных родителей соединяются вновь

Полигибридное скрещивание l Родители различаются по аллелям трех и более генов l в F 1 получаются три- и полигетерозиготы. Типы гамет: моногибридное-2, дигибридное-4 ( 2 во второй степени), полигибридное- 2 в степени n l Число генотипов- 3, 9 (3 во второй степени) и 3 в степени n l Фенотипические классы при полигибридном скрещивании (3: 1), дигибрид- 9: 3: 3: 1 или (3: 1) во второй степени , тригибрид_ (3: 1) в третьей степени l По генотипу- (1: 2: 1) в степени , где n-число расщепляющихся пар аллелелей

Полигибридное скрещивание l Если человек гетерозиготен хотя бы по 20 генам- типов гамет 2 в степени 20= 1048576 l Третий з-н Менделя подтверждает дискретный характер генетического материала l Независимое комбинирование аллелей и их независимое действие l Дискретность гена опр. тем, что он контролирует отдельную биохимическую реакцию l Несколько генов могут определять один и тот же признак, они должны взаимодействовать между собой