2.2. Генетические карты.

Есть два вида хромосомных карт: морфологические (цитологические) и генетические (функциональные). Морфологические карты показывают какие гены и в какой последовательности находятся в хромосоме. Генетические карты показывают и расстояние между генами, лежащими в одной хромосоме.

Впервые Морган и его сотрудники использовали явление кроссинговера для составления генетических карт хромосом с использованием многочисленных мутантных генов. Генетическая карта хромосом – это схема взаимного расположения генов, находящихся в одной группе сцепления. Расстояние между генами на генетической карте хромосом определяют по частоте кроссинговера между ними (рис.).

Единицей расстояния принято считать одну морганиду (1% кроссинговера). Поскольку у человека способ составления генетических карт с помощью гибридологического анализа затруднен, разработаны другие способы определения локализации гена. Среди них:

F– анализ расщепления и сцепление признаков в семьях (по родословным); так были картированы, например, локусы группы крови АВО;

AAS– сравнение аминокислотных последовательностей белков;

CH– изменение морфологии хромосомного участка в сочетании с характерным фенотипом; к этой группе относят анализ “ломких” (фрагильных) сайтов в хромосомах. Фрагильные сайты полезны как маркеры в семейных исследованиях сцепления;

RE– рестрикционный анализ и реконструированные карты района;

ОТ – центромерное картирование и др.

Образование Возвратное

гетерозигот скрещивание

с рецессивным

АВа вродителем

х

АВ а в 70% родительского типа 30% рекомбинантов

А Ва в 35% 35% 15% 15%

х

а ва в

А Ва вА ва В

а в а в а в а в

А в а в 15% 15% 35% 35%

х

а Ва в

Ава В

х30% рекомбинантов 70% родительского типа

Ава В

Рис. Определение расстояния между генами при помощи анализирующего скрещивания.

Достоверно идентифицировано около полутора тысяч генов человека, что составляет 1-5% от общего числа.

У большинства из них обнаружены альтернативные формы. Около тысячи известных генов имеют хотя бы один из альтернативных аллелей, соответствующих какой-либо аномалии или заболеванию. Остальные гены кодируют белки группы крови, антигены, иммуноглобулины, ферменты и т. д. В настоящее время не существует принципиальных технических препятствий для получения полной карты генома человека, т.к. разработаны генно-инженерные подходы. В настоящее время геном человека полностью расшифрован.

2.3. Хромосомная теория наследственности.

В 1902 –1903 гг. для исследователя – Саттон (из США) и Бовери (из Германии) – независимо друг от друга предположили, что задатки (гены) расположены в хромосомах. Эта идея положила начало созданию хромосомной теории наследственности. Термин “ген” был предложен позже (в 1909 г. Иоганнсеном). Параллелизм в поведении генов и хромосом в процессе образования гамет убедительно говорил о том, что гены расположены в хромосомах. В 1910 г. хромосомная теория наследственности получила свое дальнейшее развитие в опытах Нобелевского лауреата Т. Моргана и его сотрудников, которые привели новые доказательства справедливости этой теории, показав связь между конкретными генами и хромосомами. Окончательные доказательства были получены Бриджесом в 1913 г., открывшем изменения в наследовании признаков, сцепленных с полом, при не расхождении половых хромосом.

Основные положения хромосомной теории наследственности следующие:

1. гены локализованы в хромосомах;

2. гены расположены в хромосомах в определенной линейной последовательности;

3. гены наследственно дискретны;

4. каждый ген имеет определенное место (локус) в хромосоме;

5. гены относительно стабильны;

6. гены могут изменяться (мутировать);

7) гены, локализованные в одной хромосоме, наследуются совместно, образуя группу сцепления;

8. число групп сцепления равно гаплоидному набору хромосом и постоянно для каждого вида организмов;

9. признаки, зависящие от сцепления генов, наследуются совместно;

10. сцепление генов может нарушаться процессом кроссинговера, в результате образуются рекомбинантные хромосомы;

8. частота кроссинговера является функцией расстояния между генами: чем больше расстояние, тем больше величина кроссинговера (прямая зависимость);

9. частота кроссинговера зависит от силы сцепления между генами: чем сильнее сцеплены гены, тем меньше величина кроссинговера (обратная зависимость);

10. сцепление генов и кроссинговер позволяют производить картирование хромосом.

На современном этапе развития хромосомная теория наследственности получила дальнейшее развитие благодаря изучению тонкой структуры и функции генов про- и эукариот. Эволюционировали наши представления о гене как о неделимой структуре. Открыты дробные структуры эукариотических генов, механизм их регуляции и т.д. Созданы искусственные гены. Все эти знания позволили сформировать один из фундаментальных принципов генетики о единстве дискретности и непрерывности генетического материала.