Визначення генотипів батьківських форм і локалізації генів за

Приклади розв’язання задач

На відміну від аутосомних генів, які при розв’язуванні задач позначалися заглавними літерами абетки (А,В,С або а,в,с і т.д.), гени, локалізовані в статевих хромосомах, позначаються таким чином: Х^А Х^а (гетерозигота), Х^АХ^А, Х^аХ^а (гомозигота). Крім того, гени статевих хромосом можна позначити також у гомогаметної статі так: Х^АВХ^аb, у гетерогаметної: Х^АВУ або Х^аbУ.

Рецесивні гени гемофілії і дальтонізму містяться в Х -хромосомі на відстані 9,8 морганід (одиниць кросинговеру), їх позначають таким чином: ген гемофілії – Х^h, ген дальтонізму – Х^d, домінантні алелі цих генів – відповідно Х^H та Х^D.

У залежності від цілей генетичного аналізу задачі з даної теми можна умовно поділити на дві групи:

– за фенотипом нащадків F₁ та F₂ необхідно визначити генотипи форм, що схрещуються, і локалізацію генів;

– за фенотипом батьківських форм треба визначити розщеплення в потомстві за генотипом і фенотипом.

- визначити ймовірність розщеплення в потомстві за фенотипом і генотипом при заданих фенотипах батьківських форм.

фенотипом нащадків F₁ та F₂

Задача 1.

При схрещуванні кішок з різним забарвленням шерсті було одержано розщеплення:

Р ♀ чорні х ♂ руді ♀ руді х ♂ чорні

F₁ ♀ черепахові, ♂ чорні ♀ черепахові, ♂ руді

F₂ ♀ черепахові і чорні ♀ черепахові і руді

♂ чорні і руді ♂ чорні і руді

Визначити генотипи форм, що схрещуються, і локалізацію генів.

Дано: Р1: ♀ чорні х ♂ руді F1: ♀ черепахові, х ♂ чорні F2: ♀ черепахові і чорні F1: ♂ чорні і руді F2:	Р2:♀ руді х ♂ чорні ♀ черепахові х ♂ руді ♀ черепахові і руді ♂ чорні і руді
Р1 ♀ –? Р2 ♂ –?

Розв’язання:

1) Про те, що гени, які визначають наведені ознаки, містяться не в аутосомах, свідчать різні результати реципрокних схрещувань в F₁. Таким чином, гени локалізовані в статевих хромосомах.

2) Тепер необхідно визначити, з якою саме з трьох груп генів (див. вище) ми маємо справу. Оскільки в F₁ та в F₂ з’явилися самки черепахового забарвлення, робимо висновок, що в гетерозиготі проявляються ознаки обох батьків, тобто має місце кодомінування:

Р₁: Х ^A Х^A х Х^a У

^{чорні руді}

F₁: Х ^A Х ^a х Х^A У F₂: Х ^A Х^A; Х ^A Х ^a; Х ^a У; Х^A У

^{черепахові чорні чорні черепахові руді чорні}

F₂:

♂ ♀	Х ^A	У
Х^A	Х^A Х^A	Х^A У
Х^a	Х^A Х^a	Х^a У

3) Якщо наше припущення є вірним, то в іншому напрямі реципрокних схрещувань можна записати очікувані результати і порівняти їх з одержаними в досліді:

Р₂: Х ^a Х ^a х Х ^A У

^{руді чорні}

F₁: Х ^A Х^a х Х ^a У F₂: Х ^A Х ^a: Х ^aХ ^a: Х ^A У: Х^a У

^{черепахові руді черепахові руді чорні руді}

F₂:

♂ ♀	Х^a	У
Х^A	Х^A Х^a	Х^A У
Х^a	Х^a Х^a	Х ^a У

Спостерігаємо повне співпадання з умовами задачі. Отже, висловлена нами гіпотеза про зчеплене із статтю успадкування ознаки – забарвлення шерсті, була справедлива, а ген А-а локалізований в Х -хромосомі.

Відповідь:генотипи батьківських форм: 1) Х^AХ^A; X^a У; 2) Х^a Х^a; Х^AУ.

Залишається лише додати, що забарвлення шерсті у кішок, мишей та інших ссавців відноситься до числа автономних ознак, тобто визначається генотипом клітини, з якої росте шерстинка, а не генотипом особини. Генотип гетерозиготних кішок однаковий, а фенотип окремих клітин (шерстинок) різний. Це пов’язано з тим, що у ссавців існує механізм, який вирівнює дозу генів в статевих хромосомах (самка має дві, а самець – одну Х -хромосому), який полягає в інактивації однієї Х -хромосоми самки з утворенням тільця статевого хроматина (тільця Барра). Причому у різних клітинах, з яких ростуть шерстинки, інактивується або Х -хромосома, одержана самками від батька, або Х-хромосома, одержана від матері. Цей процес відбувається випадково. Тому генотип "працюючих" Х -хромосом в клітинах гетерозиготних самок буває двох типів – або А, або а. Шерсть самки стає пістрявою, точніше змішаною. У самців звичайно такого бути не може, генотипи особини і клітини співпадають, тому що в клітинах є єдина Х-хромосома, яка несе один алель гена (А або а). Але самці дуже рідко, але бувають черепаховими, якщо зигота ХХУ виникає внаслідок нерозходження хромосом в овогенезі (ХХ -гамета) або в сперматогенезі (ХУ -гамета). У ссавців, на відміну від дрозофіли, зиготи ХХУ – самці. У цьому випадку і кіт може бути гетерозиготою, отже, бути черепаховим.

Задача 2 (а)

У курей смугасте забарвлення оперіння визначається домінантним зчепленим із статтю геном В, чорне – b; темне забарвлення шкіри залежить від аутосомного гена S, біла – s; розоподібний гребінь – R, листкоподібний – r. Аутосомний ген С в гетерозиготному стані (Сс) обумовлює коротконогість, а в гомозиготному (СС) має летальний ефект, рецесивна гомозигота (сс) має нормальну довжину ніг.

а) Чорний темношкірий півень з розоподібним гребнем схрещений зі смугастою темношкірою куркою, яка має листкоподібний гребінь. Серед курчат 6 смугастих темношкірих півників, 2 смугастих білошкірих півника, 5 чорних темношкірих курочок і 2 чорні білошкірі курочки. Всі курчата з розоподібним гребенем. Визначити генотипи батьків.

Дано: В – ген смугастого забарвлення пір’я b – ген чорного забарвлення S – ген темного забарвлення шкіри s – ген білого забарвлення шкіри R – ген розоподібного гребня r – ген листкоподібного гребня Р (F₁₎): ♂ чорний темношкірий з розоподібним гребнем ♀ смугаста темношкіра з листкоподібним гребнем F₂: ♀ 5 чорних темношкірих з розоподібним гребнем 2 чорні білошкірі з розоподібним гребнем ♂ 6 смугастих темношкірих з розоподібним гребнем 2 смугастих білошкірих з розоподібним гребенем

Р ♀ –? Р ♂ –?

Розв’язання:

1) Згадаємо, що у птахів гомогаметною є чоловіча стать (Z Z або ХХ), а гетерогаметною – жіноча (ZW або ХУ). За забарвленням оперіння в потомстві спостерігається розщеплення кріс-крос, характерне для зчепленого із статтю успадкування ознак: усе потомство півників успадкувало смугасте забарвлення матері, а курей- дочок – чорне забарвлення пір’я батька. Отже, гени забарвлення оперіння містяться у статевих хромосомах, генотипи батьків будуть:

♀ Z^BW x ♂ Z^bZ^b.

2) Аналізуємо розщеплення за фенотипом за іншими генами. За забарвленням шкіри розщеплення відбувалось у співвідношенні 3:1, причому таке розщеплення спостерігалося у особин обох статей. Тому припускаємо, що у обох батьківських форм гени, які обумовлюють цю пару ознак, є аутосомними і знаходяться у гетерозиготному стані:

Р: Ss ´ Ss

F₁: 1 SS: 2 Ss 1 ss

¾ S-: ¼ ss

темношкірих біло кірих

(6 або 5) (2)

За іншим аутосомним геном, що обусловлює форму гребеня у курей, у нащадків спостерігається одноманітність. Тому за цими парами генів генотипи батьківських форм гомозиготні:

Р: RR х rr

F₁: Rr

всі розоподібні

3) Визначаємо генотипи батьківських форм:

Р (F₁): ♂ Z^bZ^b SsRR; ♀ Z^BW Ss rr

4) Перевіримо правильность одержаних результатів:

Р (F₁): ♀ Z^BW Ss rr х ♂ Z^bZ^b Ss RR

F₂:

♂ ♀	Z^bSR	Z^bsR
Z^BSr	Z^BZ^bSSRr	Z^BZ^bSsRr		♂
Z^Bsr	Z^BZ^bSsRr	Z^BZ^bssRr
WSr	Z^bWSSRr	Z^bWSsRr		♀
Wsr	Z^bWSsRr	Z^bWssRr

F2: ♂	3 Z^BZ^bS–Rr	:	1 Z^BZ^bssRr
	^смугасті темношкірі з розоподібним гребнем		^смугасті світлошкірі з розоподібним гребнем

F2: ♀	3 Z^BWS–Rr	:	1 Z^BWssRr
	^чорні темношкірі з розоподібним гребнем		^чорні білошкірі з розоподібним гребнем

Отже, генотипи батьківських форм визначені вірно.

Відповідь: генотипи батьків: Z^BWSsrr; Z^bZ^bSsRR.

Задача 2 б)

Від невідомих курки і півня одержано курчат: 1/6 з нормальними ногами чорних курок, 1/6 з нормальними ногами смугастих півників, 1/3 коротконогих чорних курочок; 1/3 коротконогих смугастих півників. Визначити генотипи та фенотипи батьків.

Дано: В – ген смугастого забарвлення пір’я; b – ген чорного забарвлення пір’я; Сс – коротконогі особини; сс – особини з нормальною довжиною ніг. F1: ♀: 1/6 чорні з нормальними ногами 1/3 чорні коротконогі ♂: 1/6 смугасті з нормальними ногами 1/3 смугасті коротконогі
Р ♀ –? Р ♂ –?

Розв’язання:

1) Оскільки всі курочки в F₁ були чорними (за умовами задачі), генотип матері буде: Z^ВW, тобто вона була смугастою.

Генотип півника за зчепленим зі статтю геном може бути тільки Z^bZ^b, тобто вихідна батьківська особина була чорною (успадкування типу кріс-крос). Якби півень був смугастим і гомозиготним за геном В, в F₁ всі півники і курочки були б смугастими:

Р: Z^BZ^B х Z^bW

F₁ ♂ Z^BZ^b: ♀ Z^ВW

↕ ↕

^{смугасті смугасті}

Тому припускаємо, що ген забарвлення оперіння у півників знаходиться у рецесивному стані і зчеплений з Х-хромосомою, а курки є гемізиготними за геном В:

Р: ♂ Z^bZ^b х Z^BW

F₁ ♂ Z^BZ^b: ♀ Z^bW

↕ ↕

^{смугасті чорні}

Розщеплення в F₁ співпадає з умовами задачі.

2) Аналізуємо розщеплення в потомстві за аутосомними генами. Розщеплення серед особин обох статей за геном довжини ніг вказує на те, що ці особини гетерозиготні, інакше в F₁ спостерігалася б одноманітність гібридів за цією ознакою. Отже, припускаємо, що генотипи вихідних форм:

Р: СсZ^BW; СсZ^bZ^b.

Перевіримо правільність цієї гіпотези.

Р (F₁): ♀СсZ^BW х ♂ СсZ^bZ^b

F₂:

♂ ♀	СZ^b	сZ^b
СZ^B	ССZ^BZ^b	СсZ^BZ^b		♂
сZ^B	СсZ^BZ^b	ссZ^BZ^b
СW	ССZ^bW	СсZ^bW		♀
сW	СсZ^bW	ссZ^bW

Оскільки за умовами задачі 2а аутосомний ген С у гомозиготному домінантному стані має летальний ефект, то такі зиготи гинуть (на решітці Пенета вони закреслені). Підрахуємо розщеплення за фенотипом в F₂:

F2:	♂2/6 (1/3) СсZ^BZ^b	:	1/6 ссZ^BZ^b	F2:♀	2/6 або 1/3 СсZ^BW	:	1/6 ссZ^bW
	^коротконогі ^смугасті		^нормальні смугасті		^коротконогі чорні		^чорні з нормальними ногами

Відповідь:генотипи батьківських форм: ♀ СсZ^BW (коротконога смугаста); ♂ СсZ^bZ^b (коротконогий чорний).

Дата добавления: 2014-11-29