32. Кроссинговер. Определите расположения генов в хромосомах. Карты хромосом и методы их составления.

Кроссинговер (перекрест хромосом) — процесс обмена идентичных участков гомологичных хромосом с содержащими в них генами. Происходит на стадии четырех хроматид, приурочен к образованию хиазм.

Факторы, влияющие на кроссинговер:

1. Гомо/гетерогаметность пола;

2. Влияние структуры хромосом — вблизи центромеры перекрест происходит редко, по мере удаления от центромеры частота перекреста возрастает, к теломерам хромосом уменьшается;

3. Зависимость от возраста;

4. Влияние хромосомных перестроек;

5. Факторы внешней среды (температура, ионизирующее излучение и др.)

1-4 факторы вызывают спонтанный кроссинговер;

5 фактор вызывает индуцированный кроссинговер.

Расстояние между генами — в % кроссинговера, 1% кроссинговера = 1 морганида.

Определение положение гена в хромосоме:

1) Определить группу сцепления;

2) Установить место гена в группе сцепления путем учета результатов кроссинговера.

Карты хромосом

1. Генетические карты хромосом — схема взаимного расположения структурных генов, регуляторных элементов и генетических маркеров, а также относительных расстояний между ними на хромосоме. Метод построения генетических карт называется генетическое картрирование.

2. Цитологическая карта — пространственное представление порядка взаимного расположения структурных элементов хромосом (например, их дифференциально окрашенных участков)

3. Физическая карта — представление порядка следования физических маркеров (фрагментов молекулы ДНК), расстояние между которыми определяется в парах нуклеотидов (п.н.)

4. Рестрикционная карта — вид физической карты, на которой указан порядок следования и расстояния между сайтами расщепления ДНК-рестриктазами (обычно участок узнавания рестриктазы размером 4-6 п.н.). Маркерами этой карты являются рестрикционые фрагменты.

5. Секвенсовые карты — вид карт, на которых указана последовательность нуклеотидов в ДНК.

Физический метод построения. При помощи электронного микроскопа или при некоторых видах электрофореза определяют межгенное расстояние.

Генетический метод. Определяют частоту рекомбинации генов, на основе чего строят генетическую карту.

Цитогенетический изучение дифференциальной конденсации хромосом методами дифференциальной окраски.

Значение картирования – предотвращение и лечение наследственных заболеваний и ускорения изучения молекулярных механизмов, которые лежат в основе отклонений от нормы (нарушений).

34. Наследование пола у животных и человека. Половые хромосомы, половой хроматин и его диагностическое значение.

Пол — совокупность признаков и свойств организма, обеспечивает воспроизводство потомства и передачу наследственной информации из поколения в поколение.

Соотношение полов у человека: 51% мужской пол, 49% женский пол.

Типы определения пола:

1. Прогамное (коловратки, тли) — пол зиготы может определяться в процессе созревания яйцеклеток.

2. Сингамное (млекопитающие, птицы, рыбы) — в момент слияния гамет.

3. Эпигамное (морской червь Bonellia viridis) – пол определяется после оплодотворения в развитии, зависит от условий внешней среды.

4. Гаплоидия (пчелы, муравьи) — из оплодотворенной или неоплодотворенной клетки развивается организм.

5. Балансовая теория (дрозофилы) — соотношение числа X-хромосом к общему числу.

Женский пол определяется не присутствием двух Х – хромосом, а мужской – наличием хромосом Х и Y, а соотношением числа половых хромосом и наборов аутосом. Гены женской тенденции сосредоточены главным образом в Х - хромосомах, гены мужской – в аутосомах.

2X/2A=1 самки; X/2A = 0,5 самцы; 3X/2A = 1,5 сверхсамки; X/3A = 0,33 сверхсамцы

2X/3A = 0,67 интерсексы, средний пол.

У сверхсамок и сверхсамцов признаки пола гипертрофированы, однако они бесплодны. Особи с генотипом 2А + ХО выглядят как самцы, но они также бесплодны, т. к. в Y–хромосоме имеются гены, необходимые для нормального сперматогенеза.

Половые хромосомы: Х и Y хромосомы

Y-хромосомы: меньше размером, чем Х-хромосомы, содержат меньшее количество генов, передаются от отца сыну.

Х-хромосома: больше Y, находится у каждого пола.

Половой хроматин - плотное окрашивающееся тельце, обнаруживаемое в неделящихся (интерфазных) ядрах клеток у гетерогаметных (имеющих Х и Y половые хромосомы) животных и человека. Половой хроматин подразделяют на Х-хроматин, или тельце Барра и Y-хроматин.

Х-хроматин - интенсивно окрашивающееся основными красителями тельце (0,7-1,2 мкм), чаще прилегающее к ядерной оболочке и имеющее треугольную полулунную или округлую форму.

Y-хроматин значительно меньше по размерам, выявляется при окраске ядра флюорохромами (акрихин, акрихиниприт) и исследовании в ультрафиолетовом свете.

У особей женского пола (тип XX) одна из Х-хромосом неактивна, что проявляется в её более сильной спирализации и уплотнении. В интерфазном ядре эта спирализованная Х-хромосома и видна в виде Х-хроматина. Y-хроматин у человека и некоторых приматов имеет большой гетерохроматиновый участок, который даёт интенсивную флюоресценцию.

Изменение количества полового хроматина свидетельствует об изменении количества половых хромосом, что детальнее выявляется анализом кариотипа. Определением полового хроматина широко пользуются для установления пола ребёнка (что ныне возможно и до его рождения и необходимо в случае наследования болезней, сцепленных с полом).