Глава III. Взаимодействие генов. Генотип и фенотип.

3.1 Гены и свойства.

Все гены организма, в совокупности определяющие все признаки организма – его фенотип. Если геном есть генетическая характеристика вида, то генотип является генетической характеристикой (конституцией) конкретного организма. При изучении наследования определённых признаков генотипом называют не все гены, а только те, которые эти признаки определяют. Фенотип — совокупность внешних и внутренних признаков организма, приобретённых в результате онтогенеза (индивидуального развития). 3.2 Анализирующее скрещивание.

По фенотипу особи далеко не всегда можно определить ее генотип. У самоопыляющихся растений генотип можно определить в следующем поколении. Для видов, использующих другие системы полового размножения, применяют так называемое анализирующее скрещивание. Скрещивание гибридной особи с особью, гомозиготной по рецессивным аллелям, называется анализирующим. При анализирующем скрещивании особь, генотип которой следует определить, скрещивают с особями, гомозиготными по рецессивному гену, т.е. имеющими генотип аа.

3.3 Закон чистоты гамет.

Закон гласит, что находящиеся в каждом организме пары наследственных факторов не смешиваются и не сливаются и при образовании гамет по одному из каждой пары переходят в них в чистом виде: одни гаметы несут доминантный ген, другие — рецессивный. Гаметы никогда не бывают гибридными по данному признаку. Для наследования признака не имеет значения, какая именно гамета несет ген признака — отцовская или материнская; у дочернего организма в одинаковой степени проявляются доминантные признаки и не проявляются рецессивные.

3.4Дигибридное скрещивание.

Скрещивание, в котором участвуют две пары аллелей, генов, расположенных в разных, негомологичных хромосомах, называется дигибридным. При дигибридном скрещивании Г. Мендель изучал наследование двух пар признаков, за которые отвечают пары аллелей, лежащих (как выяснилось значительно позднее) в разных парах гомологичных хромосом.

Если в дигибридном скрещивании разные пары аллельных генов находятся в разных парах гомологичных хромосом, то пары признаков наследуются независимо друг от друга (закон независимого наследования или 3 закон Г.Менделя).

3.5 Решетка Пеннета

Таблица, предложенная английским генетиком Реджинальдом Пеннетом в качестве инструмента, представляющего собой графическую запись для определения сочетаемости аллелей из родительских генотипов. Вдоль одной стороны квадрата расположены женские гаметы, вдоль другой — мужские. Это позволяет легче и нагляднее представить генотипы, получаемые при скрещивании родительских гамет.

Глава IV. Хромосомное определение пола (Наследование, сцепленное с полом )

Одним из первых и веских доказательств роли хромосом в явлениях на­следственности явилось открытие закономерности, согласно которой пол наследуется как менделирующий признак.

Известно, что хромосомы, составляющие одну гомологичную пару, со­вершенно подобны Друг другу, но это справедливо лишь в отношении аутосом. Половые хромосомы или гетерохромосомы могут сильно раз­ниться между собой как по морфологии, так и по заключенной в" них ге­нетической информации. Сочетание поло пых хромосом в зиготе опреде­ляет пол будущего организма Большую из хромосом этой пары принято называть X (икс)-хромосомой, меньшую - Y (игрек)-хромосомой. У не­которых животных Y-хромосома может отсутствовать.

У всех млекопитающих, в том числе и у человека, у дрозофилы и у мно­гих других видов животных, женские особи в соматических клетках име­ют две Х-хромосомы, а мужские - X и Y-хромосомы. У этих организмов все яйцевые клетки содержат X-хромосомы, и в этом отношении все оди­наковы. Сперматозоиды у них образуются двух типов: одни содержат Х-хромосому, другие Y-хромосому. поэтому при оплодотворении возмож­ны две комбинации:

1.  Яйцеклетка, содержащая Х-хромосому, оплодотворяется спермато­зоидом тоже с Х-хромосомой. В зиготе встречаются две Х-хромосомы; из такой зиготы развивается женская особь.

2.         Яйцеклетка, содержащая Х-хромосому, оплодотворяется спермато­зоидом, несущим Y-хромосому. В зиготе оказывается сочетание Х- и Y-хромосомы; из такой зиготы развивается мужской организм.

Таким образом, сочетание половых хромосом в зиготе, а следователь­но, и развитие пола у человека, млекопитающих и дрозофилы зависит от того, каким сперматозоидом будет оплодотворено яйцо (см. схему).

Схема наследования пола

(М) XX             X                 XY(Ж)

гаметы X                                          X,Y

зиготы                      XX, XY

Отношение числа особей женского пола (XX) к числу особей мужского пола (XY), как 1:1.

Сперматозоидов с Х-хромосомой и с Y-хромосомой примерно одинако­вое число, поэтому особей обоего пола рождается приблизительно по­ровну.

Аналогичным образом определяется пол у ряда насекомых, у которых женский пол имеет также две половые хромосомы (цитогенетическая формула женского пола XX), а мужской - только одну половую хромо­сому (цитогенетическая формула ХО). В таком случае, как и в предыду­щем, все яйцевые клетки однотипны, с Х-хромосомой, а сперматозоиды двух типов:

1)               с Х-хромосомой,

2)       бей половой хромосомы.

У птиц, бабочек, ручейников и некоторых других животных женские «особи имеют разные половые хромосомы, а мужские - одинаковые. Так, у петуха в соматических клетках содержатся две Х-хромосомы (их часто называют Z-хромосомами) и все сперматозоиды его одинаковы. Курица же наряду с Х-хромосомой несет и Y-хромосому (которую здесь назы­вают W-хромосомой) и дает яйца двух типов («на курочек» с W-хромо­сомой и «на петушков» с Z-хромосомой).

Пол, имеющий обе одинаковые половые хромосомы (XX и ZZ), на­зывается гомогаметны м, так как он дает все гаметы одинаковые, а пол с различными половыми хромосомами (XY или ZW), образующий два типа гамет, называется  гетерогаметным.  У человека, млекопитающих, дрозофилы гомогаметный пол женский, гетерогаметный - мужской. У птиц и бабочек наоборот: гомогаметный - мужской, гетеро­гаметный - женский.

У двудомных растений также обнаружены половые хромосомы.

У пчел особи женского пола (матки и рабочие) развиваются из опло­дотворенных яиц, т. е. имеющих диплоидный набор хромосом, а особи мужского пола (трутни) - из неоплодотворенных, т. е. имеющих гапло­идный набор. В соматических клетках трутней восстанавливается дипло­идный набор хромосом.

В настоящее время установлено, что у всех организмов иол определя­ется наследственными факторами, но у ряда организмов реализация этих наследственных факторов зависит от условий среды. Например, у червя бонеллии самка имеет величину сливы с длинным (до 1 м) хоботом, сам­цы же микроскопических размеров. Самцы ведут паразитический образ жизни на теле самки. Из яйца бонеллии развиваются личинки, которые с одинаковым успехом могут стать как самцами, так и самками. Если ли­чинка сядет на хобот к самке, то под действием каких-то гормонов, выде­ляемых самкой, она превращается в самца, но если личинке не встретит­ся взрослая самка, она сама превратится в самку.