Виды изменчивости. Мутагенные факторы. Основные методы генетики. Селекция

Тема 4.2 Закономерности изменчивости. Селекция

Хромосомная теория наследственности

Основные положения хромосомной теории наследственности:

1) ведущую роль в наследственности играют хромосомы;

2) гены расположены в хромосоме в определенной линейной последовательности;

3) каждый ген расположен в определенном месте (локусе) хромосомы; аллельные гены занимают одинаковые локусы в гомологичных хромосомах;

4) гены гомологичных хромосом образуют группу сцепления; число их равно гаплоидному набору хромосом;

5) между гомологичными хромосомами возможен обмен аллельными генами (кроссинговер);

6) частота кроссинговера между генами пропорциональна расстоянию между ними.

Вопросы для самопроверки:

1. Что служит предметом изучения генетики?

2. Что такое наследственность?

3. В какие годы и в какой стране жил и работал Г. Мендель и на каких растениях проводил он свои опыты?

4. Какова формулировка первого, второго и третьего законов Г. Менделя?

5. Что значит полное и неполное доминирование?

6. Что такое сцепленное наследование?

7. В чем суть закона Т. Моргана?

8. Какие хромосомы называются аутосомными и гетерохромными?

9. Какие существуют типы хромосомного определения пола?

10. Как соотносятся группы крови человека по генетике и по физиологии?

11. Какие существуют типы взаимодействия аллельных генов?

12. В чем суть хромосомной теории наследственности?

Виды изменчивости. Изменчивость – способность организмов приобретать новые признаки. Изменения фенотипа могут быть связаны либо с влиянием среды на экспрессию генов, либо с изменениями самого генетического материала. В зависимости от этого различают ненаследственную (модификационную) изменчивость и наследственную (генетическую) изменчивость.

Ненаследственная (модификационная) изменчивость:

· затрагивает только фенотип (генотип не изменяется);

· не передается по наследству;

· носит приспособительный характер к условиям среды.

В основе модификационной изменчивости лежит то обстоятельство, что наследуется не сам признак, а лишь способность к его развитию. В зависимости от условий среды признак может проявляться в различной степени. Границы варьирования (изменчивости) признака называют нормой реакции. Норма реакции зависит от генов, а условия среды определяют какой вариант в пределах этой нормы реакции реализуется в данном случае.

Нормы реакции различных признаков неодинаковы. Как правило, качественные признаки обладают узкой нормой реакции (например, группа крови), количественные – широкой (например, рост и масса тела).

Дать объективную оценку изменчивому признаку можно только проанализировав большое количество особей. Для оценки признака строят вариационную кривую и находят среднюю величину признака. Значения величины признака образуют непрерывный ряд вокруг средней величины. Наиболее часто встречаются особи со средними значениями развития признака, и чем больше признак отклоняется от среднего значения, тем меньше особей им обладают.

Наследственная (генотипическая) изменчивость:

· затрагивает генотип;

· передается по наследству;

· носит случайный характер.

Наследственная изменчивость бывает комбинативная и мутационная.

Комбинативная изменчивость возникает в результате образования у потомков новых комбинаций уже существующих генов в процессе полового размножения. Источниками комбинативной изменчивости являются: 1) независимое расхождение гомологичных хромосом в первом мейотическом делении и их случайное сочетание при оплодотворении; 2) рекомбинация генов в результате кроссинговера. Таким образом, в процессе комбинативной изменчивости молекулярная структура генов не изменяется, однако новые сочетания аллелей в генотипах приводят к появлению организмов с новыми фенотипами.

Мутационная изменчивость возникает в результате мутаций. Мутации – качественные или количественные изменения ДНК организмов, приводящие к изменениям их генотипа.

По изменению генотипа мутации делят на генные, хромосомные и геномные.

Генные (точковые) мутации связаны с изменением нуклеотидной последовательности ДНК одного гена. Существуют два механизма генных мутаций: замена одного нуклеотида на другой и выпадение или вставка одного из них. В результате происходит изменение в транскрипции РНК и синтезе белков, что обусловливает появление новых или вмененных признаков.

Хромосомные мутации связаны с перемещением участков хромосом. В изменении структуры хромосом могут быть задействованы участки одной хромосомы или разных, негомологичных, хромосом. Механизм хромосомных мутаций заключается в образовании при воздействии мутагенов разрывов хромосом с возможной утратой некоторых фрагментов и воссоединении частей хромосомы в ином порядке по сравнению с исходной хромосомой.

Геномные мутации связаны с изменением числа хромосом. Различают полиплоидию и гетероплоидию. Полиплоидия – увеличение числа хромосом кратное гаплоидному набору (3n – триплоидия, 4n – тетраплоидия и т.д.). Причины полиплоидии могут быть различны: образование в процессе мейоза гамет с нередуцированным числом хромосом; слияние соматических клеток или их ядер; удвоение хромосом без последующего деления клеток. Полиплоидия часто встречается у растений и редко у животных. Гетероплоидия – изменение числа хромосом, не кратное гаплоидному набору (2n-1 – моносомия; 2n+1 – трисомия; полисомия и другие по отдельным хромосомам). Причина гетероплоидии – нерасхождение отдельных гомологичных хромосом при гаметогенезе, в результате чего появляются гаметы, в которых некоторые хромосомы либо отсутствуют, либо представлены в двойном количестве.

Мутагенные факторы. Мутагенные факторы можно разделить на две группы. С одной стороны, мутации могут происходить самопроизвольно вследствие ошибок в ходе репликации, репарации и рекомбинации ДНК. С другой стороны, они могут быть вызваны внешними причинами – мутагенами. Мутагены – факторы внешней (окружающей) среды, вызывающие мутацию. Их делят на физические (ультрафиолетовые, рентгеновские и гамма лучи, повышенная или пониженная температура), химические (бен-з(а)пирен, азотистая кислота), биологические (некоторые вирусы).

В настоящее время в результате производственной деятельности человека усиливается загрязнение окружающей среды мутагенами. В результате растет число мутаций как среди людей, так и среди других живых организмов. Подавляющее большинство мутаций носит вред­ный характер, то есть увеличивает заболеваемость и смертность.

Дата добавления: 2014-01-07