69. Основні закони успадкованого були описані чеським ченцем Грегором Менделем понад століття тому, коли він викладав фізику і природну історію в середній школі м. Брюнна (м. Брно).

Мендель займався селекціонування гороху, і саме гороху, наукової удачі і строгості дослідів Менделя ми зобов'язані відкриттям основних законів успадкованого: закону одноманітності гібридів першого покоління, закону розщеплення і закону незалежного комбінування. Мендель експериментував з 22 різновидами гороху, що відрізнялися один від одного по 7 ознаками (колір, текстура насіння і т.д.). Свою роботу Мендель вів вісім років, вивчив 20 000 рослин гороху. Всі форми гороху, які він досліджував, були представниками чистих ліній; результати схрещування таких рослин між собою завжди були однакові. Результати роботи Мендель привів у статті 1865 р., яка стала наріжним каменем генетики.

ПЕРШИЙ ЗАКОН ЕДІНОБРАЗІЯ ГІБРИДІВ ПЕРШОГО ПОКОЛІННЯ

Цей закон стверджує, що схрещування особин, що розрізняються за цією ознакою (гомозиготних за різними алелями), дає генетично однорідне потомство (покоління F 1), усі особини якого гетерозиготності. Всі гібриди F 1 можуть мати у своїй або фенотип одного з батьків (повне домінування), як у дослідах Менделя, або, як було виявлено пізніше, проміжний фенотип (неповне домінування). Надалі з'ясувалося, що гібриди першого покоління F 1, можуть виявити ознаки обох батьків (кодоминирование). Цей закон заснований на тому, що при схрещуванні двох гомозиготних за різними алелями форм (АА і aа) всі їхні нащадки однакові за генотипом (гетерозиготності - Аа), а значить, і за фенотипом.

ДРУГИЙ ЗАКОН РОЗЩЕПЛЕННЯ

Цей закон називають законом (незалежного) розщеплення. Суть його полягає в наступному. Коли в організму, гетерозиготного по досліджуваній ознаці, формуються статеві клітини - гамети, то одна їх половина несе один алель даного гена, а друга - інший. Тому при схрещуванні таких гібридів F 1 між собою серед гібридів другого покоління F 2 в певних співвідношеннях з'являються особини з фенотипами, як вихідних батьківських форм, так і F 1.

В основі цього закону лежить закономірне поведінка пари гомологічних хромосом (з алелями А і а), що забезпечує освіту у гібридів F 1 гамет двох типів, в результаті чого серед гібридів F 2 виявляються особини трьох можливих генотипів у співвідношенні 1АА: 2 Аа: 1аа. Іншими словами, «онуки» вихідних форм - двох гомозигот, фенотипічно відмінних один від одного, дають розщеплення за фенотипом у відповідності з другим законом Менделя.

Однак це співвідношення може мінятися в залежності від типу успадкування. Так, у випадку повного домінування виділяються 75% особин з домінантним і 25% з рецесивним ознакою, тобто два фенотипу у відношенні 3:1. При неповному домінуванні і кодомінуваннем 50% гібридів другого покоління (F 2) мають фенотип гібридів першого покоління і по 25% - фенотипи вихідних батьківських форм, тобто спостерігається розщеплення 1:2:1.

ТРЕТІЙ ЗАКОН НЕЗАЛЕЖНОГО КОМБІНУВАННЯ (НАСЛІДУВАННЯ) ОЗНАК

Цей закон говорить про те, що кожна пара альтернативних ознак веде себе в ряду поколінь незалежно один від одного, в результаті чого серед нащадків першого покоління (тобто в поколінні F 2) у певному співвідношенні з'являються особини з новими (в порівнянні з батьківськими ) комбінаціями ознак. Наприклад, у випадку повного домінування при схрещуванні вихідних форм, що розрізняються за двома ознаками, в наступному поколінні (F 2) виявляються особини з чотирма фенотипами у співвідношенні 9:3:3:1. При цьому два фенотипу мають «батьківські» сполучення ознак, а інші два - нові. Цей закон грунтується на незалежному поведінці (розщепленні) кількох пар гомологічних хромосом. Так, при схрещуванні дигибридном це призводить до утворення у гібридів першого покоління (F 1) 4 типів гамет (АВ, Ав, аВ, ав), а після утворення зигот - до закономірного розщеплення за генотипом і, відповідно, за фенотипом в наступному поколінні ( F 2).

70. (5???)

71. зошит

72. Зчеплене зі статтю успадкування — успадкування ознак, що визначаються генами статевих хромосом. Характеризується відхиленням від стандартних менделівських закономірностей успадкування, зокрема спостерігається різне розщеплення у потомства чоловічої і жіночої статі.

При визначенні статі за типом XY (XX — самиця (гомогаметна стать), XY — самець (гетерогаментна стать)) існують три групи генів статевих хромосом, які успадковуються по-різному: гени розташовані тільки в X-хромосомі, гени розташовані тільки в Y-хромосомі, і гени наявні в обидвох статевих хромосомах. «Зчепленими зі статтю» переважно називають тільки локуси виключно X-хромосоми; розташовані тільки в Y-хромосомі гени називають Y-зчепленими, а ознаки, які вони контролюють, — голандричними (тобто наявними тільки у самців). Гомологічні ділянки X- і Y-хромосом, а також і гени розташовані в них, позначають терміном псевдоавтосомні, оскільки вони успадковуються так само як і звичайні автосомні гени.

Особливості зчепленого зі статтю успадкування пояснюються таким чином: оскільки самиці мають дві X-хромосоми, вони можуть бути гомо- або гетерозиготними за алелями певного X-зчепленого гену. У той же час самці, в яких наявна тільки одна X-хромосома, матимуть тільки одну копію цього гену, що описується терміном гемізигота (префікс гемі- означає «напів»). У такому стані алелі, що визначають рецесивні ознаки, поводитимуться псевдодомінантно, тобто наявність одного такого алелю повністю визначатиме фенотип особини, як у випадку із білоокими самцями плодової мушки.

Успадкування зчеплене зі статтю також відоме як навхресне, через те, що в цьому випадку батько передає ознаку своїм дочкам, а ті — своїм синам. На те, що ознака може бути зчепленою зі статтю, вказує нереципрокність при оберненому схрещуванні. У випадку із успадкуванням мутації white у плодової мушки, якщо батьками були самиця дикого типу і білоокий самець, у F1 всі мухи будуть червоноокими, в F2 всі самиці із фенотипом дикого типу, а серед самців спостерігатиметься розщеплення 1:1. Натомість при схрещуванні білоокої самиці і червоноокого самця, потомство буде іншим: в F1 всі самці матимуть білі очі, а самиці — червоні, у F2 в межах кожної статі розщеплення за фенотипом становитиме 1:1 (Див. рисунок справа).

Аналогічні закономірності успадкування Z-зчеплених ознак спостерігаються в організмів, в яких стать визначається за типом ZW (ZZ — самці (гомогаметна стать), ZW — самиці (гетерогаметна стать)). Наприклад, у курей однією із таких ознак є рябе оперення, що визначається домінантним алелем.

73. Хромосомні мутації. Це зміни структури хромосом. Перебудови можуть здійснюватися як в межах однієї хромосоми-внутріхромосомние мутації (делеція, інверсія, дуплікація, инсерция), так і між хромосомами-міжхромосомні мутації (транслокація).

Делеція-втрата ділянки хромосоми (2); інверсія-поворот ділянки хромосоми на 180 ° (4, 5); дуплікація-подвоєння одного і того ж ділянки хромосоми (3); инсерция-перестановка ділянки (6).

будова ядра

Хромосомні мутації : 1-парахромосом; 2-делеція; 3-дуплікація; 4, 5-інверсія; 6-инсерция.

Транслокація-перенесення ділянки однієї хромосоми або цілої хромосоми на іншу хромосому.

Захворювання, причиною яких є хромосомні мутації, відносяться до категорії хромосомних хвороб. До таких захворювань належать синдром « крику кішки » (46, 5р-), транслокаційний варіант синдрому Дауна (46, 21 t2121) та ін

74. Фактори генетичної динаміки популяцій.

У популяціях тварин постійно змінюються частоти генів , що можна спостерігати при аналізі суміжних поколінь. Такі зміни становлять суть динаміки популяцій . Фактори генетичної динаміки популяцій : міграція , еміграція , мутації , хижацтво , відбір , генетичний дрейф , конкуренція та ін

Родинне схрещування - це схрещування особин , які перебували у близькій спорідненості : батьки - діти , брат - сестра. Родинне схрещування у тварин позначають терміном інбридинг , в рослинництві самозапилення рослин - інцухт . Однак часто терміном інбридинг позначають близькоспоріднені схрещування взагалі. Тривалий інбридинг супроводжується гомозиготизації потомства , тобто все більше число генів присутній в одній з можливих алельних форм . Чим менша кількість генів відповідально за розвиток ознаки і чим далі ступінь споріднення , тим повільніше настає гомозиготність . Однак , слід мати на увазі , що абсолютної гомозиготности не спостерігається ніколи , оскільки завжди виникають мутації. Шляхом застосування інбридингу виводять чисті лінії - гомозиготні форми одного сорту.

Неродинне схрещування ( аутбридинг ) - схрещування неспоріднених особин , які можуть належати до однієї або різної породі або сорту , і навіть до різних видів і родів. Якщо інбридинг приводить до фіксування певних ознак у ряді поколінь , то за рахунок аутбридинга здійснюють об'єднання різних властивостей в одному організмі . Одним з найважливіших наслідків аутбридинга є гетерозіготізація , при якій велика кількість генів генофонду групи організмів присутня у двох або більше алельних формах.

     Для сільського господарства цінний один з ефектів аутбридинга - гетерозис . Гетерозис - явище різкого збільшення життєвої сили у гібридів , отриманих при схрещуванні батьків двох чистих ліній. Під життєвою силою при цьому мають на увазі плодючість , виживання і ряд інших властивостей. Найбільш сильно гетерозис проявляється у гібридів першого покоління , після чого в ряду поколінь досить швидко зникає. Біологічні механізми гетерозису ще не достатньо вивчені. Висунуто кілька гіпотез , однак жодна з них не дає вичерпного пояснення цьому явищу. Для посилення гетерозису також використовують метод подвійної межлинейной гібридизації , при цьому схрещують гібридів , отриманих від схрещування чистих ліній.

     Віддалена гібридизація - схрещування особин , що відносяться до різних видів і родів. Її застосування дозволяє отримувати особин з унікальним поєднанням ознак , характерних для різних видів. Незважаючи на те , що в природі існують механізми, що перешкоджають межвидовому схрещуванню , в деяких випадках все-таки вдається отримувати потомство (наприклад , мул - гібрид від коня і осла ) . Часто , однак , істотним недоліком таких гібридів є їх стерильність , однак і це іноді може бути подолано , в результаті аллодіплоідізаціі .