Вопрос №32. Принципы картирования хромосом при трехфакторном скрещивании. Правило аддитивности. Интерференция

Частота кроссинговера на участке между генами, локализованными в одной хромосоме, может служить мерой расстояния, на котором они находятся друг от друга. Тогда можно использовать частоту кроссинговера для того, чтобы определить взаимное расположение генов и расстояние между ними. В качестве подтверждения справедливости этого положения рассмотрим результаты тригибридного скрещивания, в котором родительские формы дрозофилы различаются по генам (b, vg, pr- проявляет сцепление с b и vg)

Pr – ярко красная окраска глаз

Pr – темно красная

b – черная окраска

B – серая окраска (доминантная аллель)

vg – недоразвитые крылья

Vg – нормальные крылья

При анализируемом скрещивании потомки делятся на 8 классов: 2 нерекомбинатных (I-II) и 6 рекомбинантных (III – VIII)

На основе этих данных, пользуясь правилом аддитивности, можно расположить 3 гена в линейной последовательности. (данные были даны)

Интерференция

Взаимодействие , которое существует между обменами на соседних участках хромосом. Такое взаимодействие можно выразить количественно. Для этого сопоставляют реально наблюдаемую частоту двойных обменов с частотой, теоритически ожидаемой на основе предположения о том, что обмены на соседних участков происходят независимо друг от друга.

Подробнее можно почитать в учебнике Инге-Вечтомов «Генетика с основами селекции»

Вопрос №33. Цитологическое доказательство кроссинговера крейтон и макклинток на кукурузе и штерна на дрозофиле

1931 г

Обьекты: кукуруза и дрозофила

В обоих случаях был использован принцип сопоставления результатов кроссинговера (появление рекомбинантных классов) с физическими обменами гомологичных участков гомологичных хромосом. Очевидно для работы скрещиваемые формы должны быть дигетерозиготные как по генетическим, так и по цитологическим маркерам одной пары хромосом.

Крейтон и МакКлинток решили проблему для кукурузы. Была исследована форма дигетерозиготная по генам: c – бесцветный алейроновый слой эндосперма, рецессив; c+ - окрашенный доминант; wx – эндосперм, а также пыльцевые зерна содержат амилопектин, вследствие сего окрашивает иодом в красный цвет, рецессив ; wx+ - эндосперм и пыльцевые зерна водержат амилозу, окрашиваемую в синий цвет, доминант.

Кромн того, исследованная форма на одном конце хромосомы несла блок (участок) гетерохроматина, а на другом транслоцированный участок другой хромосомы. Второй гомолог этих морфологических отличий не имел. В соответствии со схемой в потомстве отбтрали два реципрокных класса, рекомбинантных по с и wx/

Растения выращенные , выращенные из семя этих рекомбинантов, исследовали цитологически и убедились в том, что у всех рекомбинантов по генетическим маркерам произошел физический обмен участками гомологичных хромосом.

Штерн, он исследовал расщепление в потомстве от скрещивания самок, дигетерозиготных по генам X хромосомы: cr – глаза цвета гвоздики, рецессив; cr+ - нормальная темно красная окраска глаз, доминант; B (Bar) – полосковидные глаза, доминант; B+ - круглые глаза, рецессив.

Эти же самки несли гетероморфные X хромосомы: одну сильно укороченную вследствии транслокации ее бесцентромерного участка на четвертую – микрохромосому, другую – Г-образную – вследствие транслокации на нее фрагмента У хромосомы. Таких самок скрещивали с самцами, несущими рецессивные аллели исследуемых генов в Х хромосоме обычной формы и имевшими обычную У хромосому.

Результат кроссинговера у самок в таком скрещивании – рекомбинантные классы – изучали цитологически. Для этой цели брали только самок, поскольку самцы имеют субметацентрическую, т.е разноплечую У хромосому, которую можно спутать т Г-образной Х хромосомой. Благодаря исследованию 374 самок Штерн показал, что кроссинговер межде исследованными генами сопровождался физическим обменам между Х хромосомами.

ВОПРОС №34. кроссинговер на стадии четырех хроматид и его цитологическое доказательство на дрозофиле.

ВОПРОС №35. ТИПЫ КРОССИНГОВЕРА. МИТОТИЧЕСКИЙ КРОССИНГОВЕР И ЕГО ДОКАЗАТЕЛЬСТВО.

ДРУГОЕ

ВОПРОС №36. НЕРАВНЫЙ КРОССИНГОВЕР И ЕГО ДОКАЗАТЕЛЬСТВО НА ПРИМЕРЕ ЛОКУСА Bar.

В норме в ходе кроссинговера обмен участками между хроматидами гомологичных хромосом осуществляется в строго идентичных, тождественных точках. Благодаря этому при перекресте происходит обмен равными участками хромосом. В редких случаях наблюдается разрывы в несимметричных точках, и хроматиды обмениваются неравными участками. Такое явление называют неравным кроссинговером. Неравный кроссинговер был изучен А. Стертевантом в 1925 г. На примере линии мух, несущих мутацию Bar(обозначается буквой В) – полосковидные глаза. В гетерозиготе мутация Bar доминирует над аллелем дикого типа B+(круглые глаза), однако доминирование является неполным, так как при наличии этой мутации в гетерозиготе ее проявление менее выражено. Поэтому вернее называть мутацию Bar полудоминантной. У гемизиготных самцов и гомозиготных самок эта мутация приводит к сильной редукции глаза, у гетерозиготных самок же глаза уменьшены в размерах в меньшей степени. Было установлено, что изменение формы и размера глаз у мутантных по Bar-локусу мух связано со снижением числа фасеток в глазах этого организма. Стертевант предположил, что мутация Bar у дрозофилы не связана с появлением новой мутации в гене В, а является результатом увеличения числа его копий в хромосоме в результате неравного кроссинговера. Если фенотип Bar возникает вследствие удвоения локуса, соответствующего гена В, то это должно привести к ещё более выраженному фенотипу. Вот почему при скрещивании гомозиготных по локусу Bar мух (B/В) с низкой частотой( примерно 1:1600) появляются мухи с нормальными глазами и мухи с более сильной редукцией числа фасеток ультра-Bar.Доказательство того, что образование мутантных особей ультра-Bar является результатом кроссинговера было получено Стертевантом в тригибридном срещивании. Участки слева и справа от локуса Bar были маркированы находящимися на очень близком расстоянии мутациями: f(forked – вильчатые щетинки) и fu(fused – слившиеся жилки). Положение на генетической карте Х-хромосомы локуса f соответствовало 56,7 сМ, локуса В – 57 сМ и fu – 59,5 сМ. Таким образом, анализировался участок размером примерно в 3 сМ. Гомозиготную по локусу Bar самку(но гетерозиготную по генам f и fu) скрещивали с рецессивным по этим трем генам самцов, что позволяло анализировать кроссоверные события по всем трем генам. По результатам такого скрещивания было проанализировано примерно 20 тыс. потомков ( самок и самцов), из которых большинство оказались некроссоверными( по причине, что все три анализируемых гена расположены очень близко друг к другу и вероятность кроссинговера между ними мала). При анализе небольшой фракции кроссоверного потомства обнаружилось, что среди кроссоверного потомства практически все особи образовались в результате одиночного кроссинговера на первом участке f-Bar, либо на втором Bar-fu. Однако в очень редких случаях обнаружились мухи с глазами ультра-Bar и, соответственно, дикого типа(B+). Те и другие, одновременно с перекомбинацией по локусу Bar, несли новые сочетания признаков (f+ - fu, либо f – fu+). Тот факт, что образование мух ультра-Bar( а также B+) сопровождалось перекомбинацией близко лежащих маркеров f и fu (или f+ и fu+) говорило о том, что эти мухи являются продуктами неравного кроссинговера между дуплицированными участками Х-хромосомы.