Зчеплення генів. Кросинговер. Хромосомна теорія спадковості
Томас Хант Морган — американський біолог, один із засновників генетики, якому за відкриття функції хромосом у спадковості у 1933 році присвоєна Нобелівська премія
Об'єктом досліджень Моргана стали плодові мушки дрозофіли Drosophila melanogaster, яких легко розводити в лабораторії, вони мають короткий цикл розвитку, для спостереження за ними не потрібне складне обладнання
n=4�2n=8�14 000 ГЕНІВ
Задача
У мухи дрозофіли сіре тіло домінує над чорним, а нормальні крила над вкороченими. Дигетерозиготну сіру муху з нормальними крилами схрестили з чорнотілим самцем з вкороченими крилами. Яких нащадків слід очікувати?
В - алель сірого тіла
b - алель чорного тіла
V - алель нормальних крил
v - алель вкорочених крил
P: BbVv x bbvv
G: BV
bv
Bv
bV
bv
F: BbVv; bbvv; Bbvv; bbVv
25% 25% 25% 25%
Гени забарвлення тіла та форми крил є зчепленими, розташовані у одній парі хромосом
Ген сірого тіла
Ген нормальних крил
Ген чорного тіла
Ген зачаткових крил
Р
Х
АВ
АВ
ab
ab
G
ab
АВ
F1
АВ
ab
100% - за генотипом
АВ
ab
100% - за фенотипом сірі з нормальними крилами
А – алель сірого забарвлення
а – алель чорного забарвлення
В – алель нормальних крил
b – алель зачаткових крил
Паралельні схрещування
F1
АВ
ab
ab
Х
ab
АВ
G
ab
Аb
aВ
ab
F2
ab
АВ
ab
ab
ab
Аb
ab
aВ
41,5%
41,5%
8,5%
8,5%
некросоверні гібриди
кросоверні гібриди
Гібридні організми, у яких відбулась рекомбінація ознак, називають кросоверними.
Гібридні організми, що зберігають батьківські ознаки, називають некросоверними.
F1
Паралельні схрещування
АВ
ab
ab
Х
ab
G
АВ
ab
ab
F2
ab
АВ
ab
ab
50%
50%
АВ
ab
За генотипом: :
ab
ab
За фенотипом: 50% : 50%
Кросинговер у самців дрозофіл НЕ ВІДБУВАЄТЬСЯ
Кількість спадкових ознак організму значно перевищує число хромосом гаплоїдного набору, тому гени різних ознак знаходитимуться в ОДНІЙ ХРОМОСОМІ
Статеві хромосоми
Аутосоми
Якщо гени знаходяться в одній хромосомі, вони успадковуються разом, утворюючи групу зчеплення
Кількість груп зчеплення відповідає гаплоїдному набору хромосом
У гаплоїдному наборі мухи-дрозофіли є лише чотири хромосоми, але число спадкових ознак і, відповідно, генів, які їх визначають, значно більше
Варіанти розміщення неалельних генів
Гени успадковуються незалежно
(ІІІ закон Менделя)
Гени зчеплені на певній відстані, але зчеплення між ними може порушуватися
Гени тісно зчеплені та успадковуються разом
Зчеплене успадкування - це успадкування ознак, гени яких локалізовані в одній хромосомі
Ген 1
Ген 2
Ген 3
група зчеплення
При повному зчепленні генів кросинговеру між хромосомами не відбувається
Кросинговер – це обмін ділянками гомологічних парних хромосом, що відбувається в результаті розриву та з’єднання у іншому порядку їх ниток – хроматид - цей процес призводить до перерозподілу – рекомбінації зчеплених генів
рекомбінантні хроматиди
нерекомбінантні хроматиди
Відстань між генами, розташованими в одній хромосомі, прямо пропорційна частота кросинговеру між ними.
За одиницю відстані прийнято 1% кросинговеру (1 морганіда або 1 сантиморганіда ).
Чим далі гени розташовані один від одного в хромосомі, тим частіше між ними буде відбуватися кросинговер.
Генетичні карти — це графічне зображення хромосом із зазначеним порядком розташування генів та відстані між ними
АА
аа
1.Матеріальною основою спадковості є хромосоми.
2. Гени розташовані в хромосомах у лінійній послідовності.
3.Гени, локалізовані в одній хромосомі, складають одну групу зчеплення і передаються нащадкам разом.
4.Кількість груп зчеплення дорівнює гаплоїдному числу хромосом.
5.Гаплоїдне число хромосом є постійним для кожного виду.
6.Ознаки, які визначаються зчепленими генами, також успадковуються зчеплено.
7.Зчеплене успадкування генів може порушуватися внаслідок перехрещування хромосом (кросинговеру), який відбувається між гомологічними хромосомами у процесі мейозу.
Основні положення хромосомної теорії спадковості:
Задача. У кукурудзи ген гладенького насіння S домінує над геном зморшкуватого насіння s, а жовтий колір C над білим c. Гени S і C локалізовані в одній хромосомі на відстані 3,6 морганід. Які типи гамет і у якому співвідношенні утворюються у рослин з генотипом ?
sC
Sc
Sc
G
sC
SC
sc
некросоверні гамети
кросоверні гамети
3,6 морганід = 3,6 % кросинговеру
48,2%
48,2%
1,8%
1,8%
100% - 3,6% = 96,4%
Домашнє завдання
Крайдата 26.02
Незчеплене успадкування
Зчеплене успадкування
Дикий тип
Чорні
короткі крила
Чорні
короткі крила
Дикий
тип
Сірі
короткі крила
Чорні
нормальні крила
25% : 25% : 25% : 25%
Дикий тип
Чорні
короткі крила
Чорні
короткі крила
Дикий
тип
Сірі
короткі крила
Чорні
нормальні крила
41,5% : 41,5% : 8,5% : 8,5%