Вопрос № 10

Мейоз и его генетическая сущность.

Ответ:

Мейоз — это особый тип деления клеток, при котором образуются гаметы (половые клетки) с **гаплоидным** (n) набором хромосом. Этот процесс обеспечивает генетическое разнообразие потомства и лежит в основе полового размножения.

Фазы мейоза

Мейоз состоит из двух последовательных делений:

• Мейоз I (редукционное деление) – число хромосом уменьшается вдвое.

• Мейоз II(эквационное деление) – аналогично митозу, но без удвоения ДНК.

Мейоз I

1. Профаза I (самая длинная и сложная):

• Хромосомы конденсируются, гомологичные хромосомы соединяются в биваленты.

• Происходит кроссинговер – обмен участками между гомологичными хромосомами (увеличивает генетическое разнообразие).

2. Метафаза I – биваленты выстраиваются по экватору.

3. Анафаза I – гомологичные хромосомы расходятся к полюсам (в отличие от митоза, где расходятся хроматиды).

4. Телофаза I – образуются две клетки с **гаплоидным** числом хромосом (но каждая хромосома состоит из двух хроматид).

Мейоз II

Аналогичен митозу, но без репликации ДНК.

1. Профаза II – хромосомы снова конденсируются.

2. Метафаза II – хромосомы выстраиваются по экватору.

3. Анафаза II – хроматиды расходятся к полюсам.

4. Телофаза II – образуются 4 гаплоидные клетки (гаметы).

Генетическая сущность мейоза

Мейоз обеспечивает:

1. Редукцию числа хромосом

   1. Диплоидная клетка (2n) → гаметы (n).

   2. При оплодотворении (n + n) восстанавливается диплоидный набор (2n).

2. Генетическое разнообразие достигается за счёт:

   1. Кроссинговера (в профазе I) – обмен участками между гомологичными хромосомами → новые комбинации аллелей.

   2. Независимого расхождения хромосом (в анафазе I) – гомологичные хромосомы распределяются случайно → у человека возможно **2²³** (~8 млн) комбинаций.

   3. Случайного сочетания гамет при оплодотворении → ещё больше вариантов.

3. Поддержание постоянства кариотипа

   1. Без мейоза при каждом оплодотворении число хромосом удваивалось бы;

   2. Мейоз предотвращает полиплоидизацию.

Нарушения мейоза

• Нерасхождение хромосом (например, синдром Дауна – трисомия 21);

• Делеции, дупликации – из-за ошибок кроссинговера;

• Полиплоидия – если не происходит редукционного деления.

Вывод

Мейоз – ключевой процесс в половом размножении, обеспечивающий:

• Гаплоидность гамет.

• Генетическое разнообразие.

• Стабильность видового кариотипа.

Вопрос № 56

Роль генотипа и условийсреды в формировании поведенческих признаков у животных. Использование генетически обусловленного поведения животных в практической селекции.

Ответ:

Поведение животных определяется взаимодействием генетических факторов (генотипа) и внешней среды. Это ключевой аспект в этологии — науке о поведении, и генетике.

1. Влияние генотипа

• Наследственная основа поведения: многие поведенческие признаки (инстинкты, уровень агрессии, обучаемость) имеют генетическую природу.

Пример: пастушьи собаки (колли, бордер-колли) генетически предрасположены к управлению стадом.

У мышей и крыс существуют линии с разной степенью тревожности, обусловленной генами.

• Гены, влияющие на нейрохимию:

• Гены рецепторов дофамина, серотонина влияют на агрессию, стрессоустойчивость;

• Мутации в гене MAOA ("ген воина") связаны с повышенной агрессией у животных и человека.

2. Влияние среды

• Ранний онтогенез (развитие):

  • Социальная изоляция может нарушать формирование нормального поведения (например, у обезьян).

  • Обучение у птиц (пение зябликов зависит от того, слышали ли они "учителя").

• Стресс и условия содержании:

  • Животные в неволе могут проявлять стереотипии (неестественное повторяющееся поведение).

  • Недостаток стимулов ведёт к снижению когнитивных способностей.

3. Генотип × среда (G×E взаимодействие)

• Один и тот же генотип может давать разное поведение в разных условиях.

  • Пример: пчёлы – генетически идентичные личинки развиваются в рабочих пчёл или маток в зависимости от питания.

  • У некоторых рыб (например, Thalassoma bifasciatum) пол и поведение зависят от социального окружения, несмотря на генетическую предрасположенность.

Использование генетически обусловленного поведения в селекции

В животноводстве и собаководстве поведенческие признаки целенаправленно отбираются для улучшения рабочих качеств.

1. Отбор по поведенческим признакам

• Служебные собаки:

  • Отбираются особи с высокой обучаемостью, низкой агрессией к человеку (например, немецкие овчарки в полиции).

  • Генетические тесты помогают выявлять предрасположенность к рабочим качествам (например, ген DRD4 связан с поисковым поведением).

• Сельскохозяйственные животные:

• Коровы с низкой агрессивностью легче доятся.

• Куры с пониженной стрессовостью дают больше яиц.

2. Гибридизация и инбридинг

• Инбридинг может закреплять желаемые поведенческие черты, но повышает риск генетических нарушений.

• Аутбридинг (скрещивание неродственных линий) увеличивает разнообразие, но может "размывать" рабочие качества.

3. Современные методы (геномная селекция)

• Генетические маркеры позволяют отбирать животных с нужными поведенческими признаками без длительных наблюдений.

Например, в свиноводстве отбирают менее агрессивных хряков.

• CRISPR-редактирование (экспериментально) – попытки изменить гены, связанные с поведением.

Вывод

• Поведение животных формируется под влиянием генов и среды, причём их вклад варьируется у разных видов и признаков.

• В селекции поведенческие признаки отбираются так же, как и хозяйственно-полезные (молочность, скорость роста).

• Современная генетика позволяет ускорять отбор, используя молекулярные маркеры и методы генной инженерии.