Чисті лінії – генотипно однорідні нащадки однієї особини, гомозиготні за більшістю генів і одержані в результаті самозапилення або самозапліднення

4.

У кожній клітині будь-якого диплоїдного набору є два алелі певного гена, крім статевих, у яких в результаті мейозу в кожній залишається одна хромосома з пари гомологічних.

Алелі – різні стани одного гена.

Алельні гени – гени, що перебувають у різних станах, але займають одне й те саме місце (локус) в хромосомах однієї пари (гомологічних) та визначають різні стани певної ознаки (високий і низький зріст, темне і світле волосся, карі та голубі очі). Алельні гени позначають латинськими літерами: А і а, В і в, С і с.

Домінантний ген (алель) – це ген, який пригнічує прояв іншого алельного гена і завжди проявляється.

Рецесивний ген (алель) – ген, який не проявляється під впливом іншого.

Домінування – явище пригнічення прояву однієї алелі іншою. (У помідорів алель, що зумовлює червоне забарвлення плодів, домінує над алеллю жовтого кольору, у людини алель карого кольору очей домінує над алеллю блакитного).

О дин ген може бути представлений не лише двома, а й десятками-сотнями алелей. Але треба пам’ятати, що в диплоїдних клітинах одночасно присутні лише два алельних гени, а в гаплоїдних – один. Наприклад, у людини три алельних гени ІО, ІА, ІВ у різних поєднаннях утворюють чотири групи крові: першу – ІОІО, другу – ІАІА або ІАІО, третю – ІВІВ або ІВІО, четверту – ІАІВ.

Існування різних алелей одного гена забезпечує комбінативну мінливість, бо різні поєднання алелей, одержаних від батьків, спричинюють прояв певних станів ознак у нащадків.

Гомозигота – організм, який виник внаслідок злиття гамет з однаковими алелями певного гена (АА, аа, ВВ, вв). Він утворює один тип гамет і в наступних поколіннях не розщеплюється: А+А – АА, в+в- вв.

Гетерозигота – організм, який виник внаслідок злиття гамет з різними алелями даного гена. Він утворює два типи гамет: А+а – Аа, В+в – Вв.

Розщеплення – поява у потомстві гібрида-гетерозиготи особин різного генотипу і як наслідок цього фенотипу.

Рекомбінація – поява нових сполучень генів, що веде до нового поєднання ознак у потомстві.

Основні генетичні символи: Р – батьківські особини, взяті для схрещування, х – знак схрещування, - жіноча особина, - чоловіча особина, F1, 2, 3 – гібридні покоління, АА, вв, СС – гомозиготи, Аа, Вв, Сс – гетерозиготи.

Грегор Мендель (1822-1884) – австрійський біолог, основоположник вчення про спадковість. У 1843р. він став монахом і до кінця життя займав високий пост настоятеля монастиря Святого Томаша, саме у монастирі він і проводив досліди. Мендель отримав прекрасну освіту, він навчався у Венському університеті на фізико-математичному факультеті. Це дозволило йому привнести в експерименти по вивченню спадкових ознак фізико-математичний підхід. Чіткість постановки експериментів, розробка спеціального гібридологічного методу, використання статистики – все це було справді революційним для біології середини 19 ст.

Об’єктом для досліджень Мендель обрав горох посівний, бо:

1)горох має великі квіти, з яких можна легко вилучати тичинки для проведення штучного запилення;

2)здатний до перехресного запилення;

3)має великі насінини;

4)має багато сортів, які відрізняються за рядом ознак (насінини жовті і зелені, гладенькі і зморшкуваті, квіти білі і червоні, стебло високе і низьке).

Для своїх перших дослідів Мендель обрав рослини двох сортів, які відрізнялияс за однією ознакою – моногібридне схрещування. Насіння гороху було двох кольорів: жовтого і зеленого. Рослини, які відрізнялися за однією парою альтернативних станів ознак, дослідник вивчав протягом ряду поколінь. Жовті насінини давали завжди рослини із жовтим насінням, зелені – тільки з зеленим. Тобто, Мендель переконався, що обрані ним рослини є чистими лініями.

Метод Менделя полягав ось у чому: він вилучав у ряді рослин одного сорту тичинки до того, як могло відбутися самозапилення. На приймочку маточки наносив пилок з тичинок рослин іншого сорту. Потім покривав штучно запилені квіти ковпачками, щоб на них не потрапив пилок з інших рослин. Мендель переносив пилок з рослин, що дають жовте насіння, на рослини із зеленим насінням і навпаки. У першому поколінні гібридів всі рослини мали жовте насіння. Цю ознаку Мендель назвав домінантною, а зелений колір – рецесивною.

Закон одноманітності гібридів першого покоління (І закон Г.Менделя) – закон домінування: у фенотипі гібридів першого покоління проявляється лише один із двох станів ознаки – домінантний.

У подальшому Мендель схрещував гібриди першого покоління між собою. На квіти гібридних рослин надів ковпачки, щоб не допустити перехресного запилення, і дав можливість їм самозапилюватися. Нащадки від такого запилення дали 8023 насінини, з яких 6022 мали жовтий колір, а 2001 – зелений. Тобто, серед насіння другого покоління знову з’явилися насінини зеленого кольору (рецесивна ознака), їх частка була ¼, а домінантного кольору ¾, це як 3:1. Отже, рецесивна ознака у гібрида першого покоління не зникла, а була лише у пригніченому стані, і проявилася у другому поколінні.

Закон розщеплення (ІІ закон Г.Менделя) – при схрещуванні гібридів першого покоління між собою серед їхніх нащадків спостерігається явище розщеплення ознак: у фенотипі ¼ гібридів другого покоління проявляється рецесивний, а ¾ - домінантний стани ознак. (за фенотипом 3:1, за генотипом 1:2:1).

Мендель висунув гіпотезу, згідно з якою в статевих клітинах знаходяться матеріальні чинники у вигляді відособлених дискретних одиниць, часток, що визначають розвиток тієї чи іншої ознаки. У цьому й полягає найбільша заслуга вченого, що він ввів поняття спадкового чинника, який тепер називається геном. Нічого не знаючи про мейоз, гени, хромосоми, Мендель зробив висновок:

1)Оскільки батьківські сорти були чистими лініями (не розщеплювалися), рослини із жовтим насінням повинні мати два “жовтих” чинники (гени), а рослини із зеленим насінням – два “зелених”.

2)Рослини першого покоління містили по одному чиннику, отриманому від кожної з батьківських рослин через гамети: один “зелений” і один “жовтий”.

3)Ці чинники в першому поколінні не зливались, а зберігали свою індивідуальність.

4)Жовтий чинник домінував над зеленим. Гамети гороху містять або один чинник жовтого кольору, або один зеленого.

Ці припущення Мендель назвав “гіпотезою чистоти гамет”, яка підтверджена експериментально.

Закон чистоти гамет: у гібридного (гетерозиготного) організму гамети “чисті”.

( тобто кожна з гамет диплоїдного організму може мати лише один алельний ген і не може одночасно нести два алелі).

Розщеплення – прояв обох станів ознаки (домінантної і рецесивної) у другому поколінні гібридів, зумовлений розходженням алельних генів, які їх визначають.

Цитологічні основи законів спадковості такі: припустимо для спрощення, що організм, який вивчаємо, має лише одну пару хромосом. Гени розташовані в хромосомах. Отже, в зиготі є завжди два алелі, і формулу генотипу треба записувати за будь-якою ознакою двома літерами. В результаті мейозу гомологічні хромосоми (а з ними й алельні гени) розходяться у різні гамети. Оскільки гомозиготна особина у своєму наборі хромосом містить один і той же алельний ген, то така особина утворює один тип гамет. При схрещуванні двох гетерозигот (Аа), у кожної з яких утворюється два типи гамет – половина із домінантним алелем, а половина із рецесивним, то необхідно очікувати чотири можливих поєднання. Яйцеклітина з алелем А може бути запліднена з однаковою долею ймовірності як сперматозоїдом з алелем А, так і сперматозоїдом з алелем а. Точно так же яйцеклітина тих же двох типів або з алелем а або А. Виникнуть зиготи: АА, Аа, Аа, аа. За фенотипом особини АА і Аа не відрізняються, тобто розщеплення відбувається у співвідношенні 3:1, а за генотипом 1АА: 2Аа: 1аа.

У подальших дослідах Мендель ускладнив умови проведення: взяв рослини гороху, які відрізнялися двома парами ознак (дигібридне схрещування). Мендель схрестив чисті лінії гороху, які мали гладкі зерна жовтого кольору з чистими лініями рослин, у яких насіння було зелене зморшкувате. Гібриди першого покоління мали гладкі жовті насінини, проявився закон домінування, тобто, жовте забарвлення домінує над зеленим, гладка форма насіння – над зморшкуватою.

Схрестивши гібриди першого покоління між собою, Мендель одержав такі результати: 9 частин насіння жовтого гладенького (315), 3 частини жовтого зморшкуватого (101), 3 частини зеленого гладенького (108), 1 частина зеленого зморшкуватого (32). Щоб пояснити ці результати, Мендель простежив успадкування різних станів кожної ознаки окремо: 12 частин насіння жовтого кольору, 4 частини зеленого, так само і по формі, тобто окремо по кожній ознаці співвідношення було як при моногібридному схрещуванні.

Закон незалежного комбінування станів ознак (ІІІ закон Г.Менделя) – при ди- або полігібридному схрещуванні розщеплення за кожною ознакою відбувається незалежно від інших. (тобто дигібридне схрещування за умови, що один із алельних генів повністю домінує над іншим, є по суті двома моногібридними, які ніби накладаються одне на одне, тригібридне – три і т.д.)

Щоб встановити розщеплення у другому поколінні, застосовують решітку Пеннета, яку вперше запропонував англійський генетик Р.Пеннет. По вертикальній лінії розміщують жіночі гамети, по горизонтальній – чоловічі, у квадрати решітки вписують комбінації гамет, що утворюються. Ці комбінації відповідають генотипам зиготи.

А – жовтий колір насіння, а – зелений колір

В- гладка форма насіння, в – зморшкувата форма.

Р ААВВ х аавв

Гамети АВ ав

F1 АаВв

F2 АаВв х АаВв

	АВ	Ав	аВ	ав
АВ	ААВВ	ААВв	АаВВ	АаВв
Ав	ААВв	ААвв	АаВв	Аавв
аВ	АаВВ	АаВв	ааВВ	ааВв
ав	АаВв	Аавв	ааВв	аавв

ААВВ, АаВв, АаВВ, ААВв – рослини із жовтим гладеньким насінням.

ааВВ, ааВв – із зеленим гладеньким.

аавв – із зеленим зморшкуватим.

Аавв,ААвв – із жовтим зморшкуватим.

За повного домінування гомозиготні особини та гетерозиготні особини за домінантною алеллю подібні за фенотипом. Визначити їхній генотип модливо за фенотипом потомків, отриманих від різних типів гібридизації, наприклад, за допомогою аналізуючого схрещування.

Аналізуюче схрещування – це схрещування особини, генотип якої хочуть визначити, з особиною, гомозиготною за рецесивною алеллю досліджуваного гена.

Дата добавления: 2014-01-04