I. Вопросы и задачи

1. Каковы основные различия в организации ДНК эукариотических и прокариотических клеток?

2. На каких уровнях осуществляется регуляция действия генов у прокариот и эукариот?

3. Что такое амплификация, каково ее значение в регуляции генной активности?

4. В чем состоит различие между негативной и позитивной регуляцией транскрипции у прокариот?

5. Получена мутация по промоторному участку лактозного оперона. Каков фенотип такого мутанта? Как отличить его от мутанта по гену-регулятору?

6. Одинакова ли длина структурных генов у бактерии и у дрожжевой клетки, если в этих генах закодированы белки с одинаковым числом аминокислот? Ответ поясните.

7. В бактериальную клетку пересадили транскриптон из клетки человека. Какие молекулярно-генетические закономерности дают основание ожидать, что бактерия будет синтезировать белок, свойственный человеку?

8. Многие несцепленные гены эукариотических клеток, например гены α- и β-глобиновых кластеров, подвержены согласованной регуляции. Каким образом может достигаться согласованность в регуляции этих генов?

9. Какие перспективы могут открыться в научной и практической деятельности человека с овладением механизмами реализации генетической информации?

10. Зародыши, имеющие лишние хромосомы, во время дробления остаются живыми, но после его завершения большинство из них гибнет. Чем это можно объяснить?

II. Тестовые задания

Выберите правильный ответ:

1. Интроны –

1) неинформативный участок ДНК в клетках эукариот; 2) участки гена, кодирующие аминокислотную последовательность полипептида; 3) информативный участок ДНК в клетках эукариот; 4) вставочная последовательность в гене, транскрибируется, но вырезается до процесса трансляции; 5) 1, 4.

2. Экзоны –

1) неинформативный участок ДНК в клетках эукариот; 2) участки гена, кодирующие аминокислотную последовательность полипептида;

3) информативный участок ДНК в клетках эукариот; 4) вставочная последовательность в гене, транскрибируется, но вырезается до процесса трансляции; 5) 2, 3.

3. Для гена млекопитающих характерна следующая структура:

1. интрон-экзонная; 2) оперонная; 3) мозаичная; 4) 1, 2; 5) 1, 3.

4. Для гена бактерий характерна следующая структура:

1. интрон-экзонная; 2) оперонная; 3) мозаичная; 4) 1, 2; 5) 1, 3.

5. Сплайсинг – это:

1) синтез ДНК в местах повреждения молекулы, восстанавливающий ее первоначальное состояние; 2) перенос генетической информации с ДНК на и-РНК; 3) процесс удаления интронов и соединение экзонов в молекуле и-РНК; 4) угнетение активности гена; 5) перевод генетической информации с четырехбуквенного алфавита нуклеиновых кислот на двадцатибуквенный алфавит аминокислотных последовательностей полипептидных цепей.

6. Созревание иРНК у эукариот включает:

1. сплайсинг; 2) процесс кэпирования; 3) полиаденилирование; 4) 1, 2;

5) 1, 2,3.

7. Структуру оперона образуют:

1) оператор и сцепленные с ним структурные гены; 2) ген-регулятор и расположенные рядом структурные гены; 3) ген-регулятор, оператор, структурные гены; 4) белок-репрессор, соединенный с оператором; 5) промотор и структурные гены.

8. Теорию оперона сформулировали:

1) Т. Х. Морган, 1900 г.; 2) Ф. Жакоб, Ж. Моно, 1961 г.; 3) Дж. Уотсон,

Ф. Крик, 1953 г.; 4) Э. Чаргафф, 1951 г.; 5) А. Корнберг, 1956 г.

8. Конститутивные ферменты бактериальной клетки –

1. b-галактозидаза; 2) трансацетилаза; 3) каталаза; 4) 1, 2; 5) 2, 3.

10. Адаптивные ферменты бактериальной клетки –

1) b-галактозидаза; 2) трансацетилаза; 3) каталаза; 4) 1, 2; 5) 2, 3.

10. При работе lac-оперона в качестве индуктора выступает:

1) белок-репрессор; 2) лактоза; 3) b-галактозидаза; 4) галактозид-пермеаза;

5) трансацетилаза.

12. В отсутствии молекул индуктора в lac-опероне белок-репрессор присоединяется к:

1) оперону; 2) оператору; 3) промотору; 4) гену-регулятору; 5) структурным генам.

12. В лактозном опероне ген-регулятор контролирует синтез:

1) белка-репрессора; 2) лактозы; 3) b-галактозидазы; 4) галактозид-пермеазы; 5) трансацетилазы.

12. Оперон – основная единица генетического материала у бактерий, регулируемая на уровне:

1) репликации; 2) репарации; 3) транскрипции; 4) трансляции;

5) пост-трансляционной модификации.

III. Дать объяснение следующим терминам (занести в словарь): оперон, промотор, ген-регулятор, ген-оператор, индуктор, корепрессор, структурный ген, конститутивные и адаптивные ферменты, позитивная и негативная регуляция транскрипции у прокариот, аттенюатор, экзон, интрон, энхансер, саленсер, сплайсинг, процессинг, гомеозисный ген, гомеодомен, дифференцировка, детерминация, трансдетерминация, гинандроморф, позиционная информация, материнский эффект.

Литература

основная

1. Генетика. Учебник для вузов/ Под ред. Академика РАМН В. И. Иванова. – М.:ИКЦ «Академкнига», 2006. – С. 147-173.

2. Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика: Учеб. пособие. - 2-е изд., испр. и доп. – Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2003. – С. 149-151, 187-191.

3. Сидорская В.А. Тестовые задания по генетике. 1 часть. Наследственность: Учеб. пособие. - Арзамас: изд-во АГПИ, 2007. – С. 34.

дополнительная

1. Айала Ф., Кайгер Дж. Современная генетика: В 3-х т.- М.: Мир, 1987. – Т. 2. – С. 167-244.

2. Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции: Учеб. для биол. спец. ун-тов. – М.: Высш. шк., 1989. – С. 409-420.

ЗАНЯТИЕ № 13

ЦИТОПЛАЗМАТИЧЕСКАЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ (2ч)

Оборудование и материалы

Таблицы: «Схема наследования цитоплазматической мужской стерильности», «Получение двойных гибридов у кукурузы», «Распределение пластид у пестролистных форм при митозе», «Использование Ti-плазмиды в качестве вектора для переноса генов», «Конекторный метод получения гибридных ДНК», «Рестриктазно-лигазный метод получения гибридных ДНК»

Вопросы для обсуждения

1. Критерии нехромосомного наследования

2. Генетика хлоропластов

3. Генетика хлоропластов

4. Цитоплазматическая мужская стерильность

5. Наследование вирусов и экстрахромосомных элементов

6. Методы генной инженерии

Задачи

1. У кукурузы цитоплазматическая мужская стерильность (ЦМС) определяется плазмогеном ЦИТ^S и рецессивным ядерным геном rf. Доминантный аллель гена Rf обуславливает развитие фертильной пыльцы как при наличии плазмогена ЦИТ^N, так и ЦИТ^S. Если растение имеет плазмоген ЦИТ^N, то оно образует фертильную пыльцу как при наличии в генотипе доминантных, так и рецессивных аллелей гена Rf. Определите, каким будет соотношение фертильных и стерильных растений, полученных в результате следующих скрещиваний:

1) ♀ ЦИТ^SRf rf ×♂ ЦИТ^N Rf rf; 2) ♀ ЦИТ^Srf rf ×♂ ЦИТ^N Rf rf;

3) ♀ ЦИТ^Srf rf ×♂ ЦИТ^N Rf Rf; 4) ♀ ЦИТ^Srf rf ×♂ ЦИТ^N rf rf;

5) ♀ ЦИТ^Srf rf ×♂ ЦИТ^S Rf Rf; 6) ♀ ЦИТ^Nrf rf ×♂ ЦИТ^N Rf rf.

2. Используя условия предыдущей задачи, определите генетическую систему отцовского растения, если материнское растение имело стерильную пыльцу и потомство состояло на половину из фертильных и стерильных растений.

3. Используя условия задачи № 1, определите: 1) генотипы скрещиваемых растений, если материнское растение было с ЦМС, мужское – со стерильной цитоплазмой, а все потомство от этого скрещивания – фертильно; 2) фенотипы гибридов, полученных от скрещивания потомков F₁ между собой.

Задания для самостоятельной работы