28. Полигибридное скрещивание.

При полигибридном скрещивании родительские организмы отличаются по нескольким признакам. Примером полигибридного скрещивания может служить дигибридное, при котором родительские организмы отличаются по двум признакам. Например, могут быть взяты в скрещивание два сор­та гороха с неодинаковой окраской и различной формой семян. Первое поколение гибридов в этом случае оказы­вается однородным, проявляются только оба доминантных признака, причем доминирование не зависит от того, как признаки были распреде­лены у родителей. Например, если у одного из родителей имелись жел­тые и гладкие семена, а у другого- зеленые и морщинистые, то все по­томки окажутся сходными с первым из родителей. Но если сочетание признаков у родителей было иным, например зеленые и гладкие семена в одном случае, а желтые и морщинистые - в другом, то у гибридов про­явится один признак от одного, а другой - от другого из родителей. Однако фактически в обоих случаях имеется одна и та же закономер­ность - проявление доминирования у гетерозиготных форм. Схематически оба скрещивания можно записать так:

 

Изучая закономерности наследования, Мендель провел скрещивание особей первого поколения, гетерозиготных по двум признакам. Так, при скрещивании растений первого гибридного поколения, имеющих желтые и гладкие семена, во втором поколении было обнаружено расщепление: желтых гладких семян оказалось 315, .желтых морщинистых- 101, зеле­ных гладких- 108, зеленых морщинистых - 32, Проанализировав ха­рактер расщепления, Мендель сделал вывод, что при скрещивании осо­бей, гетерозиготных по двум признакам, т. е. дигетерозиготных гибридов первого поколения, во втором поколении получается расщепление в от­ношении 9:3:3:1.

Полигибридное скрещивание – скрещивание форм, отличаю­щихся друг от друга, по нескольким парам альтернативных при­знаков. При этом особь, гетерозиготная по n парам генов, может произвести 2ⁿ типов гамет, а в F₂ при расщеплении потомства полигибридного скрещивания может образоваться 3ⁿ геноти­пов.

Частоту данного генотипа в потомстве родителей, отличающихся определенным числом независимо наследуемых генов, можно вычислить следующим образом: надо подсчитать вероят­ность соответствующего генотипа для каждой пары генов от­дельно, а затем перемножить. Например, надо рассчитать часто­ту генотипа AabbCc в потомстве от скрещивания АаВЬсс × ×АаВЬСс. Вероятность генотипа Аа в потомстве от скрещивания Аа × Аа равна 1/2; вероятность генотипа bb в потомстве от скре­щивания ВЬ × ВЬ равна 1/4; вероятность генотипа Сс равна так­же 1/2. Следовательно, вероятность генотипа AabbCc составляет 1/2*1/4*1/2 = 1/16.

29. Цитологический метод в генетике человека.

Цитогенетический метод основан на микроскопическом изучении хромосом в клетках человека.

Применение цитогенетического метода позволяет:

• изучать нормальную морфологию хромосом и кариотипа в целом,

• определять генетический пол организма,

• диагностировать различные хромосомные болезни, связанные с изменением числа хромосом или с нарушением структуры хромосом.

В соматических клетках человека диплоидный набор хромосом, 2n=46, а в половых – гаплоидный n=23. При оплодотворении диплоидный набор хромосом восстанавливается.

В хромосоме выделяют короткое (р) и длинное (q) плечи. Концы обоих плеч хромосомы называют теломерами. В метафазе митоза хромосомы представлены двумя сестринскими хроматидами, соединенными центромерой. В центромере содержится вещество – кинетохор, участвующее в формировании нитей веретена при клеточном делении.

В настоящее время для идентификации хромосом в соответствии с парижской номенклатурой все чаще используется дифференциальное окрашивание, которое на хромосомах дает полосы поперечной исчерченности (индивидуальная нуклеотидная последовательность, по-разному уложен хроматин), благодаря которым можно более точно идентифицировать пары гомологов.

Анализ кариотипа проводят в культуре делящихся соматических и половых клеток. Наиболее часто используют культуру клеток периферической крови, прежде всего лимфоцитов, костного мозга и фибробластов. Для анализа кариотипа плода используют различные клеточные культуры; их выбор определяется сроком беременности (до 12 недель – используют клетки ворсин хориона, в более поздние сроки – клетки плода, выделенные из амниотической жидкости, пуповинной крови и плаценты).

Цитологический анализ включает три основных этапа:

1. Культивирование клеток

2. Окраска препарата

3. Микроскопический анализ препарата.

Для описания кариотипа человека используется универсальная схема и специальные символы. Например, запись 46,хх – обозначает нормальный кариотип женщины, а 46,ху – нормальный кариотип мужчины.

При описании добавочных хромосом их номер помещают после общего числа аутосом и половых хромосом со знаком «плюс» или «минус» перед номером вовлеченной аутосомы. Например, запись (формула) 47,ХХ+21 обозначает кариотип женщины с трисомией по 21 паре хромосом. Напротив, кариотип мужчины с экстрахромосомой Х изображают как 47,ХХY.

С помощью цитогенетического метода выявлены хромосомные мутации типа реципрокных транслокаций, робертсоновских транслокаций и делеций. Можно выявить такие болезни, как болезнь Дауна (трисомия по 21-й хромосоме), синдром Клайнфелтера (47 XXY), синдром Шершевского-Тернера (45 ХО) и др. Потеря участка одной из гомологичных хромосом 21-й пары приводит к заболеванию крови - хроническому миелолейкозу.

При цитологических исследованиях интерфазных ядер соматических клеток можно обнаружить так называемое тельце Барра, или половой хроматин. Оказалось, что половой хроматин в норме есть у женщин и отсутствует у мужчин. Он представляет собой результат гетерохроматизации одной из двух Х-хромосом у женщин. Зная эту особенность, можно идентифицировать половую принадлежность и выявлять аномальное количество Х-хромосом.

Метод широко применяется в медико-генетическом консультировании для целей пренатальной диагностики хромосомных болезней. Метод пренатальной диагностики заключается в получении околоплодной жидкости, где находятся клетки плода, и в последующем   биохимическом   и цитологическом определении возможных наследственных аномалий. Это позволяет поставить диагноз на ранних сроках беременности.