
- •Решение типовых задач
- •Задачи для самоконтроля
- •Раздел IV Сцепление генов Основные теоретические положения
- •Bv показывает, что гены b и V находятся в одной хромосоме, а их bv рецессивные аллели в другой, гомологичной.
- •Решение типовых Задач
- •Задачи для самоконтроля
- •Раздел V Изменчивость Основные теоретические положения
- •Решение типовых Задач
- •Ууа гуг цуа гга ага уцц ууц — исходная и-рнк
- •Задачи для самоконтроля
- •Раздел VI Генетика пола Основные теоретические положенИя
- •Решение типовых Задач
- •Задачи для самоконтроля
- •Раздел VII. Популяционная генетика Основные теоретические положения
- •Решение типовых Задач
- •Задачи для самоконтроля
- •Раздел VIII Методы генетики человека Основные теоретические положения
Неполное доминирование — ãåí À неполностью подавляет ген a и гетерозиготное и гомозиготное состояния не идентичны по фенотипу (промежуточный характер наследования): ÀÀ > Aa.
Сверхдоминирование — в гетерозиготном состоянии ген А проявляет себя сильнее, чем в гомозиготном: Àà > AÀ.
Кодоминирование — наблюдается в случае, когда два аллельных гена равнозначны по отношению äðóã к другу, при их сочетании возникает новый вариант признака. Кодоминирование имеет место при наследовании у человека групп крови по системе АВ0 (IV группа) и MN. Система MN обусловлена наличием двух аллелей: LN и LM. Ген LM обусловливает наличие в эритроцитах человека антигена М (группа крови М), а ген LN — антигена N (группа крови N). Одновременное присутствие в генотипе обоих аллелей обусловливает наличие в эритроцитах обоих антигенов M и N (группа крови MN).
Межаллельное взаимодействие генов — это взаимодействие между неаллельными генами (генами разных аллельных пар).
Выделяют следующие разновидности:
1. Комплементарность — это разновидность межаллельного взаимодействия генов, при которой неаллельные гены дополняют друг друга, в результате чего появляется новый вариант признака.
Различают 3 типа комплементарного взаимодействия генов:
а) два доминантных неаллельных гена, каждый из которых без другого фенотипически не проявляется, взаимодополняя друг друга получают фенотипическое проявление, обуславливая новый вариант признака (глухота и нормальный слух у людей). Для нормального слуха в генотипе человека должны присутствовать доминантные гены из разных аллельных пар — D и E. Ген D отвечает за нормальное развитие улитки, а ген E — за нормальное развитие слухового нерва. У рецессивных гомозигот (dd) будет недоразвита улитка, а при генотипе ее — недоразвит слуховой нерв. Люди с генотипами D-ee, ddE- и ddee будут глухими.
Р. |
глухие DDåå |
х |
глухие ddЕЕ |
| |||
|
De |
|
dЕ |
| |||
F1. |
DdEe — 100 % нормальный слух |
| |||||
Р(F1). |
DdEe |
х |
DdEe | ||||
F2. |
9D-E- нормальный слух |
3D-åe 3ddE- глухие глухие |
1ddee глухие |
Расщепление 9:7
б) два доминантных неаллельных гена, один из которых имеет фенотипическое проявление, а второй его не имеет, в сочетании друг с другом обуславливают новый вариант признака (окраска шерсти у мышей).
Р. |
черный ÀÀbb |
х |
белый àà |
| ||||
|
Àb |
|
à | |||||
F1. |
ÀàÂb — 100% агути (в основании волоса и на его конце скапливается черный пигмент, а в промежутке — кольцо желтого цвета) | |||||||
Р(F1). |
агути ÀàÂb |
х |
Агути ÀàÂb |
| ||||
F2. |
9À-Â- агути |
3À-bb 3ààÂ- черный; белый |
1ààbb белый |
|
Расщепление 9:3:4
в) два доминантных неаллельных гена, каждый из которых имеет свое фенотипическое проявление, взаимодополняя друг друга, обуславливают новый вариант признака (форма гребня у кур).
|
ÀÀbb розовидный |
х |
àà гороховидный |
| |||||
|
Àb |
|
а |
| |||||
F1. |
ÀàÂb— 100% ореховидный |
| |||||||
Р(F1). |
ÀàÂb |
х |
ÀàÂb |
| |||||
F2. |
9À-Â- ореховидный |
3À-bb 3 ààÂ- розовидный; гороховидный |
1ààbb листовидный |
Расщепление 9:3:3:1
2. Эпистаз — это разновидность межаллельного взаимодействия генов, при котором один неаллельный ген (доминантный или рецессивный) подавляет действие другого неаллельного гена и не дает ему проявиться фенотипически. Подавляющий ген называется супрессором (ингибитором).
Эпистаз — действие генов, противоположное комплементарности. Выделяют доминантный (À > B) è рецессивный эпистаз (àà > B, àà > bb). Примером доминантного эпистаза является окраска оперения у кур:
-
Р.
CCII белые
х
ccii белые
G.
CI
ci
Р(F1).
CcIi
х
CcIi
F2.
9C-I- белые
3C-ii 3ccI-
окрашенные; белые
1ccii
белые
Расщепление 13:3
Примером рецессивного эпистаза является «бомбейский феномен». У женщины, родители которой имели I и III группы крови, фенотипически проявляется I группа крови, хотя в генотипе был ген IB. Рецессивный ген f в гомозиготном состоянии (ff) оказывает эпистатическое действие на активность гена IB è íå позволяет ему проявляться фенотипически.
3. Полимерия — это разновидность межаллельного взаимодействия генов, при которой несколько неаллельных генов (их обозначают одной буквой с разными цифровыми индексами) действуют однонаправленно и степень выраженности признака зависит от числа доминантных генов в генотипе особи (окраска зерна у пшеницы).
-
Р.
R1R1R2R2 красные
х
r1r1r2r2 белые
G.
R1R2
r1r2
F1.
R1r1R2r2 — 100 % промежуточная окраска (розовые)
Р(F1).
R1r1R2r2
х
R1r1R2r2
F2.
15/16 окрашенные
1/16 белые
Признаки, детерминируемые полимерными генами, называются полигенными. Таким образом, наследуются многие количественные и некоторые качественные признаки у животных и человека: рост, масса тела, величина артериального давления, цвет кожи и др. Пигментация кожи у человека определяется пятью или шестью полимерными генами. У коренных жителей Африки преобладают доминантные аллели, у представителей европеидной расы — рецессивные. Мулаты имеют промежуточную пигментацию и являются гетерозиготами. При вступлении в брак мулатов у них возможно рождение как белых, так и темнокожих детей. Минимальное количество полимерных генов, при котором проявляется признак, называется пороговым эффектом.
Решение типовых задач
Задача 1. Редкий ген а у человека вызывает анофтальмию (отсутствие глазных яблок), его аллель А обусловливает нормальное развитие глаз, у гетерозигот глазные яблоки уменьшены. Определите расщепление по фенотипу и генотипу у потомков, если их родители имеют уменьшенные глазные яблоки.
Решение. Оформляем условие задачи в виде таблицы:
-
Признак
Ген
Генотип
Нормальные глазные яблоки
А, А
АА
Уменьшенные глазные яблоки
А, а
Аа
Анофтальмия
а
аа
Расщепление
по генотипу и фенотипу
1:2:1. 25% —
нормальные глазные яблоки, 50% — уменьшенные
глазные яблоки, 25% — анофтальмия.
Задача 2. Серповидноклеточная анемия и талассемия наследуются как два признака с неполным доминированием; гены не сцеплены между собой и находятся в аутосомах. У гетерозигот по серповидноклеточной анемии, так же как и у гетерозигот по талассемии, заболевание не имеет выраженной клинической картины. Но во всех случаях носители гена талассемии или серповидноклеточной анемии устойчивы к малярии. У двойных гетерозигот (дигибриды по обеим парам анализируемых признаков) развивается микродрепаноцитарная анемия (В.П. Эфроимсон, 1968).
Гомозиготы по серповидноклеточной анемии и талассемии в подавляющем большинстве случаев умирают в детстве. Определите вероятность рождения совершенно здоровых детей в семье, где один из родителей гетерозиготен по серповидноклеточной анемии, но нормален по талассемии, а второй — гетерозиготен по талассемии, но нормален в отношении серповидноклеточной анемии.
Решение. Оформляем условие задачи в виде таблицы:
Признак |
Ген |
Генотип |
Серповидноклеточная анемия, тяжелая форма. Устойчивы к малярии, но, как правило, рано умирают |
S,S |
S S |
Серповидноклеточная анемия, легкая форма. Устойчивы к малярии |
S, s |
Ss |
Нормальный гемоглобин. Неустойчивы к малярии |
s |
ss |
Талассемия, тяжелая форма. Устойчивы к малярии, смертность достигает 90-95% |
T,T |
T T |
Талассемия, легкая форма. Устойчивы к малярии |
T, t |
Tt |
Норма. Неустойчивы к малярии |
t |
tt |
Микродрепаноцитарная анемия |
S, T |
SsTt |
Определяем
генотипы родителей, вступающих в брак:
Sstt и
ssTt.
Следовательно, вероятность рождения совершенно здоровых детей (sstt) в этой семье равна 25%.
Задача 3. У некоторых людей эритроцитарные антигены (А и В) могут быть в слюне. Наличие антигенов А и В в слюне определяется геном S – секреторы, ген s — несекреторы. При исследовании крови и слюны 4-х членов семьи установлено, что мать имеет антиген В в эритроцитах, но не содержит его в слюне; отец содержит антиген А и в эритроцитах, и в слюне; в эритроцитах первого ребенка имеются антигены А и В, но их нет в слюне; у второго ребенка антигены А и В отсутствуют и в эритроцитах, и в слюне. Определите по возможности генотипы всех указанных лиц.
Решение. Оформляем условие задачи в виде таблицы:
Признак |
Ген |
Генотип |
I (0) группа крови |
I0 |
I0I0 |
II (A) группа крови |
IA |
IAIА, IАI0 |
III (B) группа крови |
IB |
IBIВ, IВI0 |
IV (AB) группа крови |
IA и IB |
IAIB |
Секреторы |
S, IA, IB |
S- IA I– , S- IB I– |
Несекреторы |
s S и I0 |
ss S-I0I0 |
P. IBI-ss x IAI–S-
F1. IAIBss I0I0 S S-
Так как второй ребенок имеет I группу крови (генотип I0I0), то в генотипе каждого из родителей должен быть ген I0, значит по группе крови они гетерозиготы (имеют генотипы IBI0 и IAI0). Так как первый ребенок не имеет в слюне антигенов А и В, то в его генотипе есть два рецессивных гена ss, которые он получил от каждого из своих родителей. Таким образом, генотип матери IBI0ss, а генотип отца IAI0Ss. Определить генотип второго ребенка по гену секретор-несектетор невозможно.
Задача 4. Так называемый «бомбейский феномен» состоит в том, что в семье, где отец имел I группу крови, а мать III, родилась девочка с I группой крови, несмотря на то, что у нее в генотипе обнаружен ген IB. Она вышла замуж за мужчину, гетерозиготного по II группе крови, и у них родились две девочки: первая с IV, а вторая с I группой крови. Такое явление было объяснено наличием редкого рецессивного эпистатического гена f, подавляющего проявление генов IA и IB. Принимая эту гипотезу, установите вероятные генотипы всех членов этой семьи.
Решение. Оформляем условие задачи в виде таблицы:
-
Признак
Ген
Генотип
I (0) группа крови
I0 , F
I0I0F-, I0I0ff
I (0) группа крови
IB , f
IBIBff, IBI0ff
I (0) группа крови
IA , f
IAIAff, IAI0ff
I (0) группа крови
IA, IB, f
IAIBff
II (A) группа крови
IA , F
IAIAF-, IAI0F-
III (B) группа крови
IB , F
IBIBF-, IBI0F-
IV (AB) группа крови
IA, IB, F
IAIBF-
Записываем генетическую схему брака родителей девочки:
P. IBI– F- x I0I0F-
F1. IBI0ff — девочка
Так как в генотипе девочки обнаружен ген IB, а она имеет I группу крови, то у нее есть два рецессивных гена f (ff). Значит в генотипах ее родителей будут эти гены: генотип отца I0I0Ff, генотип матери IBI-Ff. Генотип девочки IBI0ff, так как ген I0 она получила от своего отца.
Далее записываем генетическую схему брака этой девушки:
P2. IBI0ff x IAI0F-
F2. IAIBF-, I0I0Ff.
Так как в данном браке в генотипе матери есть два гена ff, то и в генотипе детей должны быть эти гены, то есть их генотипы: IAIBFf и I0I0Ff. Установить генотип отца, гетерозиготный он или гомозиготный по гену F, невозможно.
Задача 5. В Х-хромосоме человека имеются два (условно обозначенные буквами Н и А) доминантных гена, продукты которых участвуют в свертывании крови. Такую же роль играет аутосомный доминантный ген Р. Отсутствие любого из этих генов приводит к гемофилии.
Определите вероятность рождения гемофиликов в семье, где муж гемизиготен по генам Хa и Хh гетерозиготен по гену Р, а жена гомозиготна по генам ХА, ХН и гетерозиготна по гену Р.
Какова вероятность проявления гемофилии, сцепленной с полом, у человека, который получил от отца ген Хh и ген ХА, а от матери — ген Ха и ген ХН.
Решение. Оформляем условие задачи в виде таблицы:
Признак |
Ген |
Генотип |
Гемофилия, сцепленная с полом |
Xh |
XhY, XhXh |
Гемофилия, сцепленная с полом |
Xa |
XaY, XaXa |
Аутосомная гемофилия |
p |
pp |
Нормальное свертывание крови |
XH, XA, P |
XAHXahP-, XAHXAHP-, XAHXAhP-, XAHXahP-, XAHYP- |
P.XAHXAHPp
x
XahYPp
G.XAHP
XAHp
XahP
Xahp
YP Yp
F1. XAHXahPP XAHXahPp XAHYPP XAHYPp
здоровые здоровые здоровые здоровые
XAHXahPp XAHXahpp XAHYPp XAHYpp
здоровые аутосомная здоровые аутосомная
гемофилия гемофилия
Ответ. 1. Гемофилии, сцепленной с полом, у детей не будет. Аутосомная гемофилия (парагемофилия) возможна у детей обоего пола с вероятностью 25%. 2. Нулевая (женщина с генотипом XАhXaH).