Тема 6. Хромосомная теория наследственности. Аутосомное сцепление. Кроссинговср

Доказательством того факта, что в каждой хромосоме локализован не один, а большое количество генов, является наследование признаков, сцепленных с полом (см. тему №5). Гены, локализованные в одной хромосоме называются группой сцепления. Они наследуются совместно.

У каждого вида организмов количество групп сцепления равняется гаплоидному (п) числу хромосом. Например, у человека 23 пары хромосом и количество групп сцепления - 23 у женщин, и у мужчин - 24 (т.к. они имеют разные половые хромосомы X и Y).

Закономерности сцепленного наследования были изучены Т.Морганом и его учениками в начале 20-х годов XX столетия.

37

В зависимости от места локализации генов в хромосоме могут возникнуть разные варианты наследования признаков:

а) независимое наследование

б) сцепленное наследование (полное сцепление)

в) частично сцепленное наследование (кроссинговер)

Независимое наследование - это наследование, при котором гены, определяющие признаки, локализуются в разных негомологичных хромосомах. Неазависимое наследование подчиняется III закону Г.Менделя (закон независимого наследования и комбинирования признаков).

Сцепленное наследование (полное сцепление) - наследование, при котором гены, детерминирующие признаки находятся в одной хромосоме и представляют собой группу сцепления. В таком случае признаки всегда наследуются вместе, одним блоком. Примером тесного сцепления генов у человека может служить наследование резус-фактора. Оно обусловлено тремя парами генов С, Д и К, тесно сцепленных между собой.

Частично сцепленное наследование, или нарушение группы сцепления (кроссинговер) - признаки могут наследоваться как вместе (сцеплено), так и по отдельности (нарушение сцепления).

Для определения локализации генов у дигетерозиготного организма -АаВв (в одной хромосоме или в разных негомологических хромосомах) проводят анализирующее скрещивание с организмом с генотипом аавв. Количественное (в %) соотношение признаков у потомков свидетельствует о взаимолокализации генов в генотипе исследуемого организма.

1. Независимое наследование. Наблюдается в том случае, когда расстояние между генами, которые находятся в одной хромосоме, составляет 50 морганид и более или гены локализуются в разных негомологичных хромосомах. При независимом наследовании происходит случайное комбинирование признаков и образуется равное количество гамет. В этом случае при анализирующем скрещивании дигетерозиготы $ АаВв с с^аавв образуется четыре фенотипических и генотипических класса потомков:

Р: 9 АаВв х S аавв

Гаметы: АВ, аВ, ав

Ав, ав F|: АаВв, аавв, Аавв, ааВв

всех потомков по 25%.

2. Сцепленное наследование (полное сцепление). Наблюдается, когда гены в хромосоме расположены очень близко друг от друга (на расстоянии меньше 1 морганиды) и между гомологичными хромосомами не происходит

38

обмена участками (кроссинговера). Тогда соответствующие признаки у потомков проявляются вместе, одним блоком.

Например, генотип гетерозиготы АаВв (известно, что доминантные гены А и В расположены в одной хромосоме, а рецессивные а и в - в другой) записывается так:

да

ав В этом случае самка образует 2 типа гамет: АВ, ав в равных количественных соотношениях (по 50%).

Р : $ ДВ х S аавв

ав Гаметы: ав,АВ ав

F] : АаВв, аавв

50% 50%

3. Частично сцепленное наследование. Наблюдается, когда гомологические хромосомы во время мейоза обмениваются идентичными участками, где находятся аллельные гены Этот процесс получил название кроссинговера.

При наличии кроссинговера между хромосомами у особи АВ образуются не два, а четыре типа гамет: ав

Некроссоверные гаметы АВ и ав

Кроссоверные гаметы Ав и аВ

Исследования Т. Моргана показали, что частота кроссинговера прямо пропорциональна расстоянию между генами в одной хромосоме. За единицу расстояния между генами в хромосоме принята 1 морганида, которая соответствует 1% кроссинговера.

Некроссоверных гамет всегда больше, чем кроссоверных. Количество кроссоверных гамет зависит от расстояния между генами.

Например, если расстояние между генами равно 10 морганидам, это значит, что кроссинговер составляет 10%, и кроссоверных гамет образуется 10%, а некроссоверных - 90%. Организмы, которые возникают при слиянии кроссоверных гамет, называются кроссоверами или рекомбинантами, а те, которые образуются из некроссоверных гамет - некроссоверами или нерекомбинантами.

Основные положения хромосомной теории наследственности

1. Гены находятся в хромосомах. Каждая хромосома представляет собой группу сцепления генов. Число групп сцепления у каждого вида равно гаплоидному числу хромосом.

39

2. Каждый ген в хромосоме занимает определенное место - локус. Гены в хромосомах расположены линейно.

3. Между гомологичными хромосомами может происходить обмен аллельными генами (кроссинговер).

4. Расстояние между генами в хромосоме прямо пропорционально проценту кроссинговера между ними и измеряется в морганидах. 1 морганида равна 1 % кроссинговера.

Лексико-грамматические задания:

что равняется чему равно

Задание №1. Напишите предложения, раскрывая скобки.

1. У каждого вида организмов число групп сцепления равняется {число пар хромосом).

2. Число групп сцепления у каждого вида равно (гаплоидное число хромосом).

Задание №2. Подберите конец для каждой из фраз.

1.Полностью сцепленное 1. ... хромосомы во время мейоза при

наследование наблюдается, коньюгации,обмениваются

когда... идентичными участками.

2. Частично сцепленное 2. ... гены расположены очень близко

наследование наблюдается, и между ними не происходит

когда... кроссинговер.

3.Независимое наследование 3. ... гены, находящиеся в одной

наблюдается, когда ... хромосоме, находятся на расстоянии 50

морганид и более в одной хромосоме или в разных негомологичных хромосомах.

40

Задание №3. Ответьте на вопросы.

1. Как записывается генотип гетерозиготы АаВв, если известно, что доминантные гены расположены в одной хромосоме, а рецессивные -в другой?

2. Какие типы гамет образуются при наличии кроссинговера?

3. Какие типы гамет образует дигетерозигота АаВв?

образуется в каких соотношениях составляет сколько процентов соответствует скольким процентам

Задание №4. Прочитайте фразы, раскрывая скобки.

1. Если кроссинговер составляет (10%), то и кроссоверных гамет будет (10%), некроссоверных - (90%).

2. АаВв образует 2 типа гамет АВ и ав (равные количественные соотношения).

3. За единицу расстояния между гаметами в хромосоме принята 1 морганида, которая соответствует (1% кроссинговер).

Задание №5. Расскажите об основных положениях хромосомной теории наследственности, опираясь на вопросы.

1. где находятся гены?

2. что представляет собой каждая хромосома?

3. чему равно число групп сцепления?

4. какое место занимает каждый ген?

5. как расположены гены в хромосомах?

6. какой обмен происходит между гомологичными хромосомами?

7. каково расстояние между генами в хромосомах?

Решение типовых задач

1. Какие гаметы и в каком соотношении образует дигетерозигота (АаВв), если гены А и В локализованные в одной паре гомологичных хромосом и расстояние между ними составляет 20 морганид?

41

Решение:

Напишем генотип дигетерозиготы на хромосомах, принимая во внимание взаимную локализацию генов: АВ

ав По условию задачи, расстояние между генами А и В равно 20 морганидам, что означает нарушение группы сцепления в результате кроссинговера, причем кроссинговер отмечается в 20% случаев. Значит, у данной дигетерозиготы ДВ образуется 20% кроссоверных гамет, ав

Дигетерозигота ДВ образует 4 сорта гамет

ав Общее количество гамет - 100%.

Тогда, некроссоверные гаметы составляют (100% - 20%) =80%.

АВ - 40%, ав - 40%.

2 сорта некроссоверных гамет: АВ, ав

40% 40%

2 сорта кроссоверных гамет: Ав, аВ

10% 10%