МІНІСТЕРСТВО АГРАРНОЇ ПОЛІТИКИ І ПРОДОВОЛСТВА УКРАЇНИ

ПОЛТАВСЬКА ДЕРЖАВНА АГРАРНА АКАДЕМІЯ

КАФЕДРА РОЗВЕДЕННЯ ТА ГЕНЕТИКИ СІЛЬСКОГОСПОДАРСЬКИХ ТВАРИН

ГЕНЕТИКА

МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ

для виконання лабораторних робіт

студентами факультету «Ветеринарна медицина»

Полтава

УДК 636.04.82

Викладений матеріал для лабораторних робіт по дисципліні «Генетика у ветеринарній медицині».

Розраховано на студентів факультету ветеринарної медицини

Методичні рекомендації для виконання лабораторних робіт по дисципліні «Генетика у ветеринарній медицині» розроблені доктором сільськогосподарських наук, професором С. Л. Войтенко.

Рекомендовано методичною радою Навчально-наукового інституту тваринництва та ветеринарної медицини Полтавської державної аграрної академії

ВСТУП

Довгий час рівень знань щодо живої природи зосереджувався у медицині, тваринництві, рослинництві. Важливі відкриття про живу природу почали з’являтися в біології лише з кінця 18 сторіччя. Одержані нові дані змінювали підходи як до проблем, що їх вивчали біологи, так і методів, якими вони керувалися. Двадцяте сторіччя вивело генетику на передові позиції природопізнання. Але і до нашого часу одні відкриття змінюються іншими, більш обґрунтованими і досконалими, що забезпечує прогрес науки і суспільства. Наразі генетику не можна обмежити лише рамками спадковості, мінливості, взаємодією генів, роллю ДНК, синтезом білка в клітині тощо. В наше життя входять нові області ДНК-технологій, біоінформатики, метаболітики, протеоміки, за взаємодії яких стає можливим одержання організмів із заданими ознаками. Розвиток генетики сприяє розвитку медицини, особливо генної терапії, фармакогенетики, створенні ліків нового покоління, біорегуляторів, вакцин.

Впроваджуючи досягнення сучасної генетики, можливо поліпшити підходи до діагностики захворювань у тварин, ідентифікувати генетичні ознаки для селекції тварин за рахунок спрямованої зміни геному. Кількісні ознаки тварин (надій, склад молока, якість м’яса, плодючість, чутливість до інфекцій тощо) в переважній більшості полігенно обумовлені, але застосовуючи нові технології можливо виявляти маркери, що контролюють відповідні ознаки у тварин і за рахунок суперовуляції, трансплантації ембріонів та інших методів підвищити можливості одержання численного потомства з бажаними генами. Наразі актуальним напрямком в генетиці є ідентифікація генів, які визначають розвиток кількісних ознак (QTL) та їх мутацій у сільськогосподарських тварин; одержання потрібних білків, антитіл, імуностимуляторів, ферментів і інших продуктів шляхом введення нових генів і інші істоти; виявлення метаболізму у бактерій, для вибору антибіотика, що не пригнічує нормальну мікрофлору тощо.

Проте методологія наукового пізнання біології, в тому числі і генетики, не має остаточного завершення.

Мета дисципліни «Генетика у ветеринарній медицині» – вивчення студентами сучасної методології та методів науки про спадковість та мінливість ознак тварин

У результаті вивчення дисципліни студент повинен вміти:

• визначати аномалії сільськогосподарських тварин за результатами цито-та молекулярногенетичних досліджень;

• розраховувати частоти генів, генотипів та фенотипів у популяціях;

• контролювати успадковуваність небажаних генів в популяціях сільськогосподарських тварин;

• застосовувати методи генетики для одержання тварин, стійких до захворювань та підвищення господарськи корисних ознак;

• проводити статистичний аналіз генетичних процесів у популяції;

• застосовувати методи ДНК-технології для діагностики тварин та впроваджувати маркер-залежну селекцію;

Лабораторна робота 1. Цитологічні основи спадковості

Мета заняття: засвоїти знання щодо будову клітини еукаріот; вивчити будову хромосом та способи поділу клітини.

Методичне забезпечення: підручники, посібники, таблиці.

Розгляд питань:

1. Клітинна будова організму.

2. Будова хромосом.

3. Розмноження клітин.

4. Запліднення.

Література:

1. Проценко М.Ю. Генетика / М.Ю. Проценко. – К. : Вища школа, 1994. – С. 13-34.

2. Меркурьева Е. К. Генетика / Е. К.Меркурьева, З. В.Абрамова, А.В.Бакай идр. .-М. Агропромиздат, 1991 .-446с.

3. Хмельничий Л.М. Основи генетики тварин з біометрією [навчальний посібник] / Л.М.Хмельничий, І.О.Супрун, А.М.Салогуб.- Суми: Видавництво: ПП Вінниченко М.Д., ФОП Дьоменко В.В., 2011. – 344 с.

Методичні рекомендації.

Генетика – наука про спадковість і мінливість організмів. Спадковість – це властивість організмів відтворювати собі подібних, тобто їх здатність передавати особинам наступного покоління матеріальну і функціональну особливості своєї організації (будови та властивостей організму), а також характерні риси становлення цих особливостей у процесі онтогенезу.

Хромосоми є носіями спадковості. Кожна хромосома має центромеру, що ділить хромосоми на два плеча із характерною для них довжиною. Кожна хромосома є сукупністю сегментованих і несегментованих ділянок. При позначенні будь-якого сегмента використовують чотири позначення: номер хромосоми, символ плеча (коротке р – petit чи довге q – наступна за р буква в алфавіті) , номер району, номер сегмента в межах цього району. Наприклад, запис 2q 31 означає другу хромосому, її довге плече, район 3, сегмент 1. Залежно від розміщення (локалізації) центромери хромосоми бувають: метацентричними, субметацентричними, акроцентричними і телоцентричними.

Набір хромосом у соматичній клітині, який є типовим для даної групи тварин або рослин за кількістю, формою і величиною називають каріотипом.

Клітина розмножується поділом, який може відбуватися трьома способами: шляхом мітозу, амітозу й мейозу.

Мітоз або непрямий поділ клітини – безперервний процес, в результаті якого відбувається спочатку подвоєння, а потім точний рівномірний розподіл спадкового матеріалу, що знаходиться в хромосомах, між двома новоутвореними клітинами.

Амітоз – ядро клітини поділяється навпіл простою перетяжкою.

Мейоз – особливий вид поділу клітинного ядра, який забезпечує зменшення (редукцію) числа хромосом.

Генетичне значення мейотичного поділу зводиться до трьох основних моментів:

• при кон’югації гомологічних хромосом відбувається кросинговер, що слугує джерелом комбінативної мінливості;

• негомологічні хромосоми з кожної пари незалежно одна від однієї розподіляється в утворюючих гаметах, що є ще одним джерелом комбінаційної мінливості. Число можливих комбінацій материнських та батьківських хромосом в гаметах потомка дорівнює 2ⁿ (n –гаплоїдний набір хромосом). У людини число комбінацій складає 2²³.

• в гаметах число хромосом зменшується вдвоє, що дає можливість підтримувати постійність диплоїдного набору хромосом певного виду при заплідненні.

Гаметогенез- це розвиток статевих клітин, гамет. Сперматогенез, або утворення чоловічих статевих клітин − сперматозоонів (сперматозоїдів), відбувається в чоловічих статевих залозах − сім'яниках. З кожного сперматоцита першого порядку утворюються чотири сперматозоони з гаплоїдним набором хромосом. Два сперматозоони мають статеву X-хромосому і несуть програму жіночої статі та два − Y-хромосому і несуть програму чоловічої статі. Овогенез, або утворення жіночих статевих клітин − яйцеклітин, відбувається відповідно у жіночих статевих залозах − яєчниках і складається з трьох періодів: розмноження, росту і дозрівання. Запліднення − це процес проникнення сперматозоїда в яйцеклітину і злиття їхніх ядер − пронуклеусів. Процес з'єднання пронуклеусів називається синкаріоном (сингамія). При цьому утворюється зигота з диплоїдним набором хромосом.