1. Построение физических карт хромосом с помощью методов молекулярной биологии.

Цитологические карты хромосом,  схематическое изображение  хромосом с указанием мест фактического размещения отдельных генов, полученное с помощью цитологических методов. Цитологические карты хромосом составляют для организмов, для которых обычно уже имеются генетические карты хромосом. Каждое место расположения гена (локус) на генетической карте организма, установленное на основе частоты перекреста участков хромосом (кроссинговера), на Цитологические карты хромосом привязано к определённому, реально существующему участку хромосомы, что служит одним из основных доказательств хромосомной теории наследственности . Для построения Цитологические карты хромосом используют данные анализа хромосомных перестроек (вставки, делеции и др.) и, сопоставляя изменения морфологических признаков хромосом при этих перестройках с изменениями генетических свойств организма, устанавливают место того или иного гена в хромосоме. Пользуясь методом хромосомных перестроек, амер. генетик К. Бриджес составил в 1935 подробную  Цитологические карты хромосом плодовой мушки дрозофилы, наиболее полно генетически изученного организма. Гигантские хромосомы насекомых отряда двукрылых оказались самыми удобными для построения Цитологические карты хромосом т.к. наряду с большими размерами обладают чёткой морфологической очерченностью: каждый участок этих хромосом имеет свой определённый и чёткий рисунок, обусловленный характерным чередованием по длине ярко окрашиваемых участков (дисков) и слабо окрашиваемых (междисков). Цитологическими методами легко определить отсутствие участка хромосомы или перенос его в др. место. Сопоставление Цитологические карты хромосом с генетическими показало, что физическое расстояние между генами в хромосомах не соответствует генетическому (видимо, частота кроссинговера неодинакова в разных участках хромосом), поэтому плотность распределения генов на цитологических и генетических картах хромосом различна. Так было установлено важное генетическое явление — неравномерность частот перекреста по длине хромосомы. Линейное расположение генов и их последовательность, установленные генетическими методами, подтверждаются Цитологические карты хромосом Современные методы цитологии и генетики позволяют построить Цитологические карты хромосом многих организмов, в том числе человека. 

2. Рекомбинация: гомологический кроссинговер, сайт-специфическая рекомбинация, транспозиции. Генная конверсия.

Генетическая рекомбинация подразумевает несколько типов перераспределения наследственных факторов:

1. Рекомбинация хромосомных и нехромосомных генов.

 2. Рекомбинация целых негомологичных хромосом.

3. Рекомбинация участков хромосом или иных генофоров, представленных непрерывными молекулами ДНК. Этот тип рекомбинации принято подразделять на три подтипа.

Регулярная, или общая, рекомбинация, представляющая собой кроссинговер, т. е. обмен гомологичными участками в различных точках гомологичных хромосом, приводящий к появлению нового сочетания сцепленных генов. Это, как правило, и подразумевают под словом рекомбинация, неоправданно сужая значение термина.

В отличие от общей рекомбинации, сайт-специфическая рекомбинация происходит под контролем ферментов, опознающих специфические последовательности нуклеотидов, присутствующие на одной или двух рекомбинирующих молекулах. С помощью этого типа рекомбинации бактериальные вирусы и мобильные элементы перемещаются по геному.

Сайт-специфическая рекомбинация была открыта в результате исследований механизма перемещения бактериофага А по хромосоме Е.coli. В интегрированном состоянии вирус внедрен в бактериальную хромосому и реплицируется как часть ДНК клетки-хозяина. Когда вирус проникает в клетку, на матрице вирусного гена синтезируется фермент А-интеграза. Этот фермент и катализирует процесс рекомбинации, начинающийся тогда, когда несколько молекул белка интегразы плотно связываются со специфическими последовательностями на кольцевой хромосоме фага. Получившийся ДНК-белковый комплекс теперь связывается со сходными, но не идентичными последовательностями на бактериальной хромосоме, сближая тем самым бактериальную и фаговую хромосомы. Затем интеграза делает надрезы в молекулах ДНК, формируя маленький участок сочленения гетеродуплекса.

Генная конверсия - [греч. gen(os) — род, происхождение; лат. conversio — изменение, превращение]

рекомбинации между отдельными частями генов, замена некоторой нуклеотиднойпоследовательности ДНК гомологичной ей последовательностью нуклеотидов. Процесс Г.к. обычноинициируется формированием гибридной ДНК между двумя частично комплементарными цепями. В настоящее время используется следующая классификация Г.к.: а) Г.к. между сестринскимихромосомами по гомологичному локусу; б) Г.к. между различными локусами в одной или разныххромосомах. Конверсия такого типа имеет широкое распространение в различных мультигенныхсемействах. Само явление впервые описано Г. Книпом у нейроспоры в 1928 г., а термин "Г.к." предложен Г. Винклером в 1930 г. Длительное время термин "Г.к." применяли только к нарушениюстандартного менделевского расщепления 2А : 2а в тетрадах аскоспор у грибов-аскомицетов, обнаруженному К. Линдегреном в 1949 г. В дальнейшем его распространили на все процессы, вкоторых происходит превращение одного аллеля в другой путем коррекции рекомбинационногогетеродуплекса.

3. Роль частной генетики отдельных видов организмов в селекции. Использование индуцированных мутаций и комбинативной изменчивости в селекции растений, животных и микроорганизмов. Роль полиплоидии в повышении продуктивности растений.

Селекция - наука, разрабатывающая пути создания новых и улучшения существующих сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов. Важнейшими элементами, слагающими селекцию как науку, являются: учение об исходном материале для селекции, учение о наследственной изменчивости и роли среды в выявлении признаков организма, теория гибридизации, теория селекционного процесса, частная селекция отдельных видов. Уже этот далеко не полный перечень вопросов, над которыми работают селекционеры, показывает, что создание новых сортов и пород основывается на таких важнейших свойствах живого организма, как наследственность и изменчивость. Именно поэтому генетика — наука об изменчивости и наследственности организмов — является теоретической основой селекции. Имея свои собственные задачи и методы, селекция твердо опирается на законы генетики, является важной областью практического использования закономерностей, установленных генетикой.

Рассмотрим лишь наиболее важные моменты использования достижений генетики в качестве теоретических основ селекции: учение об исходном материале, использование в селекционной практике экспериментального мутагенеза, полиплоидии, отдаленной гибридизации и гетерозиса.

Разработка генетических основ селекции в СССР связана с именем Н. И. Вавилова.

Вавилов Николай Иванович (1887—1943) — советский генетик, растениевод, географ, общественный деятель. Акад. АН СССР, АН УССР и ВАСХНИЛ, лауреат премии им. В. И. Ленина. Работал в Саратовском университете, возглавлял Всесоюзный институт растениеводства (ныне носящий его имя) и Институт генетики АН СССР, был президентом ВАСХНИЛ.

Совершил многочисленные экспедиции в разные районы СССР и земного шара, где провел историко-географические исследования дикой и культурной флоры, открыл много диких предков культурных растений, на основе полученных данных установил закономерности географического распределения видового и сортового состава в первичных очагах возникновения видов и их последующего расселения — закон о центрах происхождения культурных растений. На основе собранных образцов создал мировую коллекцию культурных растений. Сформулировал закон гомологических рядов в наследственной изменчивости близких видов, родов, семейств. Создал теорию селекционного процесса на основе методов генетики. Инициатор исследований по иммунитету у растений, частной генетике сельскохозяйственных культур. Член Лондонского королевского общества, Индийской, Аргентинской и Шотландской академий.

Метод полиплоидии широко применяется селекционерами для создания новых сортов растений. Суть данного процесса заключается в увеличении числа наборов хромосом в клетках тканей организма, кратное одинарному (гаплоидному) набору хромосом. В результате происходит увеличение размеров самих клеток и всего организма в целом. Это фенотипические проявление полиплоидии.

Те организмы, в клетках которых имеется более двух наборов хромосом, носят название полиплоидов. Так, триплоиды содержат три набора, тетраплоиды – четыре, пентаплоиды – пять и т.д. Полиплоиды, которые имеют нечетный набор хромосом, являются стерильными из-за того, что их половые клетки с неполным набором хромосом, не кратным гаплоидному, не делятся. Потомства они не дают.

_{билет 35}