18. Хранение наследственной информации. Генетический код. Свойства генетического кода

Организмы отличаются между собой рядом морфологических, анатомических, физиологическихпризнаков, поведенческих реакций, определяемых различиями в наборе белков их клеток. Информация о первичной структуре белков, определяющей все другие виды структур, заключена в последовательности нуклеотидов в молекулах ДНК, что и называется наследственной, или генетической, информацией. В каждой молекуле ДНК заключена информация о многих признаках организма, определяемых соответствующими белками. Молекулы ДНК образованы нуклеотидами четырех типов, отличающихся друг от друга наличием одного из четырех азотистых оснований: А, Г, Т, Ц. Поэтому в молекулах ДНК четыре кодовых знака-нуклеотида кодируют 20 аминокислот, входящих с состав белков. 

Ген — участок молекулы ДНК, характеризующийся определенной последовательностью нуклеотидов, в котором закодирована информация о первичной структуре одного белка (последовательности аминокислот в конкретном белке). В одной молекуле ДНК содержится от сотен до десятков тысяч генов.

Генетический код — это единая система записи наследственной информации о первичной структуре белка в виде определенной последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК.  Свойства генетического кода: 1) триплетность — каждая аминокислота кодируется сочетанием из трех последовательно расположенных нуклеотидов, которые называются триплетом или кодоном; 2) вырожденность (множественность, избыточность) — одна и та же аминокислота кодируется несколькими триплетами (от 2 до 6), кроме двух аминокислот — метионина и триптофана, кодируемых только одним триплетом; 3) однозначность — каждый триплет кодирует только одну конкретную аминокислоту; 4) неперекрываемость — один и тот же нуклеотид не может входить одновременно в состав двух соседних триплетов; 5) непрерывность — гены в цепи нуклеотидов имеют строго фиксированные стартовые (или инициирующие) и терминирующие кодоны, сигнализирующие о начале и окончании синтеза полипептидной цепи; внутри последовательности нуклеотидов гена «знаки препинания» отсутствуют; 6) универсальность — одинаковые триплеты кодируют одну и ту же аминокислоту у организмов всех царств. Универсальность генетического кода свидетельствует о единстве происхождения всех живых организмов. 

19. Наследование при моно-, ди- и полигибридных скрещиваниях. Г. Мендель о дискретности наследственности. Анализирующее скрещивание

I. Моногибридное скрещивание по одной паре признаков. 1. При полном доминировании проявляется только доминантный признак. 2. При неполном доминировании признак имеет среднее (промежуточное) значение между доминантным и рецессивным

Закон единообразия первого поколения. (Г. Мендель). При скрещивании двух особей с противоположными признаками в первом поколении все гибриды одинаковы и похожи на одного из родителей. II. Закон расщепления.(Г.Мендель). При скрещивании гибридов I поколения во втором поколении наблюдается расщепление в соотношении 3:1 по фенотипу.

II. Дигибридное - это скрещивание по двум парам признаков

Закон единообразия I поколения соблюдается.  III. Закон независимого наследования признаков (Г. Мендель). При скрещивании гибридов I поколения по двум парам признаков наследование по каждой паре признаков идет независимо друг от друга и образуются четыре фенотипические группы с новыми сочетаниями. Расщепление по фенотипу 9:3:3:1

 Анализирующее - это скрещивание особи с доминантным фенотипом с особью с рециссивными признаками (гомозиготой) для определения генотипа особи с доминантным признаком .

Если при скрещивании особи с доминантным признаком с рецессивной гомозиготной особью полученное потомство единообразно, то анализируемая особь с доминантным признаком гомозиготна (АА). Если при скрещивании особи с доминантным признаком с рецессивной гомозиготой полученное потомство дает расщепление 1 : 1 , то анализируемая особь с доминантным признаком гетерозиготна (Аа).

20. Структура и функции гена. Генотип. Полное и неполное доминирование. Комплементарность.

Ген (др.-греч. γένος — род) — структурная и функциональная единица наследственности живых организмов. Ген представляет собой последовательность ДНК, задающую последовательность определённого полипептида либо функциональной РНК. Гены (точнее, аллели генов) определяют наследственные признаки организмов, передающиеся от родителей потомству при размножении. При этом некоторые органеллы (митохондрии, пластиды) имеют собственную, определяющую их признаки, ДНК, не входящую в геном организма.

Свойства гена.

дискретность — несмешиваемость генов;

стабильность — способность сохранять структуру;

лабильность — способность многократно мутировать;

множественный аллелизм — многие гены существуют в популяции во множестве молекулярных форм;

аллельность — в генотипе диплоидных организмов только две формы гена;

специфичность — каждый ген кодирует свой признак;

плейотропия — множественный эффект гена;

экспрессивность — степень выраженности гена в признаке;

пенетрантность — частота проявления гена в фенотипе;

амплификация — увеличение количества копий гена.

Строение гена.

Согласно современным представлениям, ген, кодирующий синтез определенного белка, у эукариот состоит из нескольких обязательных элементов. Прежде всего это обширная регуляторная зона, оказывающая сильное влияние на активность гена в той или иной ткани организма на определенной стадии его индивидуального развития. Далее расположен непосредственно примыкающий к кодирующим элементам гена промотор – последовательность ДНК длиной до 80-100 пар нуклеотидов, ответственная за связывание РНК-полимеразы, осуществляющей транскрипцию данного гена. Вслед за промотором лежит структурная часть гена, заключающая в себе информацию о первичной структуре соответствующего белка. Эта область для большинства генов эукариот существенно короче регуляторной зоны, однако ее длина может измеряться тысячами пар нуклеотидов.

Геноти́п — совокупность генов организма, в более широком смысле - совокупность всех наследственных факторов организма, как ядерных, так и неядерных. Сочетание уникальных геномов (наборов), полученных от каждого из родителей, создает генотип, лежащий в основе генетической индивидуальности.

Полное доминирование — это вид взаимодействия аллельных генов, при котором фенотип гетерозигот не отличается от фенотипа гомозигот по доминанте, то есть в фенотипе гетерозигот присутствует продукт доминантного гена. Полное доминирование широко распространено в природе, имеет место при наследовании.

Неполное доминирование

Так называется вид взаимодействия аллельных генов, при котором фенотип гетерозигот отличается как от фенотипа гомозигот по доминанте, так и от фенотипа гомозигот по рецессиву и имеет среднее (промежуточное) значение между ними. Имеет место при наследовании окраски околоцветника ночной красавицы, львиного зева, окраски шерсти морских свинок и пр.

Комплементарность — вид взаимодействия неаллельных генов, при котором признак формируется в результате суммарного сочетания продуктов их доминантных аллелей. Имеет место при наследовании ореховидной формы гребня у кур, синей окраски баклажанов, зеленого оперения у волнистых попугайчиков и пр.

Ореховидная форма гребня у кур обусловливается взаимодействием двух доминантных аллелей комплементарных генов А и В(А_В_). Сочетание одного из этих генов в доминантном, а другого в рецессивном состоянии вызывает формирование либо розовидного (А_bb), либо гороховидного гребня (ааВ_). У особей с генотипом aabb — листовидный гребень.