Вопрос 61. Линейное расположение генов. Генетические карты

/. Основа принципа построения генетических карт

2. Формула закономерности

3. Хромосомная теория наследственности

Существование кроссинговера побудило Моргана разработать в 1911—1914 гг. принцип построения генетических карт хромосом,

основанный на представлении о расположении генов по длине хромосомы в линейном порядке. За единицу расстояния между двумя генами условились принимать 1% перекреста между ними.

Допустим, что к одной группе сцепления относятся гены А и В. Между ними обнаружен перекрест в 10%. Следовательно, гены А и В находятся на расстоянии 10 единиц. К этой же группе сцепления относится ген С. Чтобы узнать его место в хромосоме, необходимо выяснить, какой процент перекреста он дает с обоими из двух уже известных генов. Например, если с А он дает 3% перекреста, то можно предположить, что ген С находится либо между А и В, либо с противоположной сторо­ны, т. е. А расположен между В и С. Если между В и С ока­жется перекрест 7%, то на хромосоме их следует расположить в таком порядке, как на верхней схеме. Если между В и С пере­крест составит 13%, то расположение генов будет, как на ниж­ней схеме.

2. В общей форме эту закономерность можно выразить следующей формулой: если гены А, В и С относятся к одной группе сцепле­ния и расстояние между генами А и В равно нескольким едини­цам, а расстояние между В и С — одной единице, то расстояние между А и С может быть к + 1 либо к - 1.

Генетические карты хромосомы строятся на основе гибридоло­гического анализа. Однако найден способ построения и цито­логических карт хромосом для дрозофилы. В клетках личинок мух обнаружены гигантские хромосомы, превышающие размер хромосом из других клеток в 100—200 раз и содержащие в 1000 раз больше генов.

Оказалось, что в тех случаях, когда гибридологическим методом обнаруживались какие-либо нарушения наследования, соответ­ствующие им изменения имели место и в гигантских хромосо­мах. Так, в результате сопоставления генетических и цитологи­ческих данных стало возможным построить цитологические карты хромосом. Это открытие подтверждает правильность тех принципов, которые были положены в основу создания гене­тических карт хромосом.

3. Основные положения хромосомной теории наследственности:

• гены находятся в хромосомах. Каждая хромосома представляет собой группу сцепления генов. Число групп сцепления у каж­дого вида равно гаплоидному набору хромосом;

• каждый ген в хромосоме занимает отдельное место (локус). Гены в хромосомах расположены линейно;

• между гомологичными хромосомами происходит обмен ал-лельными генами;

• расстояние между генами в хромосоме пропорционально про­центу кроссинговера между ними.

Вопрос 62. Трансформация. Трансдукция

1. Роль нуклеиновой кислоты

2. Трансформация

3. Трансдукция

Хромосомная теория наследственности закрепила за генами роль элементарных наследственных единиц, локализованных в хромосомах. Однако химическая природа гена долго еще оста­валась неясной. Сегодня известно, что носителем наследствен­ной информации является ДНК. Убедительное доказательство того, что именно с ДНК связана передача наследственной ин­формации, получено при изучении вирусов, а именно: проникая в клетку, они вводят в нее лишь нуклеиновую ки­слоту с очень небольшой примесью белка; вся белковая оболочка остается вне зараженной клетки; введенная в клетку ДНК передает генетическую информацию, необходимую для образования нового поколения вируса такого же типа.

Обнаружено также, что чистая нуклеиновая кислота вируса та­бачной мозаики может заразить растение, вызывая типичную картину заболевания. Удалось искусственно создать вегетатив­ные "гибриды" из вирусов, в которых белковый футляр при­надлежал одному виду, а нуклеиновая кислота — другому. В таких случаях генетическая информация "гибридов" всегда в точности соответствовала тому виду вирусов, чья нуклеиновая кислота входила в состав "гибрида". Важные доказательства ро­ли ДНК в передаче наследственной информации были получе­ны на микробных клетках в явлениях трансформации и транс-дукции.

Трансформация — включение чужеродной ДНК в бактериальную клетку. Это перенос наследственной информации от одной клет­ки прокариот посредством ДНК бактерии-донора или клетки-донора. Трансформация происходит при обработке бактерии мертвыми клетками или экстрактами других штаммов. При этом бактерии приобретают определенные свойства и сохра­няют их. Например, при обработке невирулентного (т. е. не вызывающего заболевания) штамма пневмококков экстрактом ДНК из вирулентного штамма он приобретал способность вы­зывать воспаление легких.

3. Трансдукция заключается в переносе вирусами части ДНК преды­дущих бактериальных клеток-хозяев новым клеткам-хозяевам. Так, при инфицировании культуры неподвижных бактерий ви­русами, размножающимися в подвижной культуре, некоторые из бактерий становятся подвижными. Изменение наследствен­ности бактерий при трансдукции достигается благодаря пере­носу ДНК от одних бактериальных клеток к другим с помо­щью ДНК или РНК вируса.

Описан перенос ДНК посредством вирусов, т. е. трансдукции, у насекомых. Непигментированных личинок тутового шелко-. пряда заражали вирусами, которые до этого паразитировали в окружающих насекомых. В результате у части потомства, полу­ченного от непигментированных, но зараженных особей, поя­вилась окраска. И в этом случае изменение наследственных свойств было связано с переносом ДНК.