§5. Явище зчепленого успадкування. Генетичні карти хромосом. Хромосомна теорія спадковості т.Х. Моргана

;•' Основні терміни і поняття: зчеплене спадкування, групи зчеплення, перехрест хро­мосом, кросинговер, морганіда. карти хромосом, каріотип.

Явище зчепленого успадкування

Незалежний розподіл генів (третій закон Менделя) відбувається у тому випадку, коли гени, що відносяться до різних алелей, розміщені у різних парах гомологічних хромо­сом. Виникає питання: як саме буде відбуватися розподіл неалєльних генів, якщо вони розташовані в одній і тій самій парі хромосом? Таке явище повинне мати місце, тому що число генів у багато разів перевищує число хромосом (у дрозофіли п = 4, генів -декілька тисяч). У цих випадках закон незалежного розподілу не застосовується.

Закономірність успадкування при перебуванні генів в одній хромосомі була вивчена Т.Х. Морганом та його школою. Т.Х. Морган встановив, що гени, локалізовані в одній хромосомі, зчеплені й успадковуються разом. Такі гени утворюють одну групу зчеплен­ня. Кількість груп зчеплення в організмів певного виду дорівнює кількості хромосом у гап­лоїдному наборі (у дрозофіли п = 4, у людини п = 23).

Однак зчеплення генів може порушуватися в процесі мейозу при перехресті хромо­сом і можливому при цьому обміні ділянками (кросинговер). Кросинговер збільшує ком-бінативну мінливість (матеріал для відбору).

Закономірності при кросинговері

1. Сила зчеплення між двома генами, розташованими в одній хромосомі, обернено пропорційна відстані між ними.

2. Частота кросинговеру між двома зчепленими генами являє собою відносно сталу величину для кожної конкретної пари генів.

Генетичні карти хромосом

Генетику і селекціонеру вкрай необхідна генетична карта об'єкта, з яким він працює. Т.Х. Морган і його співробітники показали, що, вивчивши явище зчеплення і перехресту, можна побудувати карти хромосом з нанесенням на них порядку розміщення генів і відносні відстані між ними в хромосомі. Карти, побудовані на цьому принципі, створені для багатьох добре вивчених генетично організмів: людини, дрозофіли, миші, гороху, пшениці, дріжджів та ін.

95

Хромосомна теорія спадковості

У 1911 - 1926 pp. T.X. Морган сформулював хромосомну теорію спадковості, згідно з якою передача спадкової інформації пов'язана з хромосомами.

Основні положення хромосомної теорії

1. Гени розташовані уздовж хромосом у лінійному порядку.

2. Кожен ген займає в хромосомі певну ділянку (локус), алельні гени займають одна­кові локуси гомологічних хромосом.

3. Усі гени однієї хромосоми утворюють групу зчеплення, завдяки чому відбувається зчеплення успадкування деяких ознак; сила зчеплення між двома генами обернено про­порційна відстані між ними.

4. Зчеплення між генами, розташованими в одній хромосомі, порушується внаслідок кросинговеру, під час якого гомологічні хромосоми обмінюються своїми ділянками.

5. Кожен біологічний вид характеризується певним каріотипом.

Учнівська сторінка

1. Для розв'язання генетичних задач по даній темі необхідно знати:

'Фрагменти відри­ ваються від однієї хромосоми і при- єднуються до іншої Рекомбінанти

а) якщо гени розташовані в одній парі гомологічних хромосом, то генотип особини

. АВ

записують у такому вигляді: =s= ;

ab

АВ

б) в особини = в результаті кросинговеру утворюються такі типи гамет:

ab АВ, ab - їх називають некросовірними; аВ, Ab - їх називають кросовірними, вони мі­стять нові комбінації генів;

в) частота кросинговеру між даними генами прямо пропорційна відстані між ними, що вимірюється в умовних одиницях - морганідах;

г) 1 морганіда - це відстань між генами, при якій кросинговер відбувається з часто­ тою 1%;

д) частота кросинговеру між даними генами кількісно дорівнює відсотку кросовірних га­ мет, які утворює гетерозиготна батьківська особина.

2. Розв'яжіть задачі.

а) Гени С та В локалізовані в одній парі гомологічних хромосом. Напишіть можливі генотипи (7 балів).

Гомозигот за домінантними ознаками:

Гомозигот за рецесивними ознаками:

Гетерозигот за обома ознаками:

АС

б) Які типи гамет утворюються в організму з генотипом = ? (6 балів)

ас

Відповідь.

96

3. Зразок розв'язання задачі. У кукурудзи буває забарвлений (А) і незабарвлений (а) ендосперм, гладкі (В) і зморшкуваті (в) зерна. Гени, які визначають ці ознаки, успад­ковуються зчеплено, частота кросинговеру - 3,6%. Визначте потомство від схрещу-

_Мння£2з2Ь ab ab

Дано:

ab ab Частота кросинговеру - 3,6%, або І, між генами Ага В- 3,6 морганіди. Визначити: Fi - ? (за генотипом і фенотипом).

Розв'язання.

AB

F-, £= 48,2% (забарвлений, гладкі)

ab

ab

= 48,2% (незабарвлений, зморшкуваті)

ab

= 1,8% (забарвлений, зморшкуваті) ab

ab ab Гамети (а^)

аВ ab

1,8% (незабарвлений, гладкі)

некросовірні (96,4%) (^ь) кросовірні (3,6%) ыз)

4. Розв'яжіть задачу самостійно. У помідорів високе стебло (А) домінує над карлико­вим (а), круглі плоди (В) - над грушоподібними (Ь). Гени А та В знаходяться в хромосомі

на відстані 10 морганід. Схрестили £Й з =. Які типи гамет і в якому відсотковому відношенні утворюють гібриди Ft? (11 балів).