Народна Освіта » Біологія » Явище зчепленого успадкування. Хромосомна теорія спадковості






Явище зчепленого успадкування. Хромосомна теорія спадковості

Учені, намагаючись повторювати досліди Г. Менделя на різних організ­мах (не тільки на рослинах, а й на тваринах), часто спостерігали варіанти розщеплення, які не відповідали очікуваним згідно із законами спад­ковості. Деякі з причин цього ми згадували раніше: це й проміжний ха­рактер успадкування, кодомінантність. вплив летальних алелів. Одна з основних причин відхилень варіантів розщеплення від передбачених за­конами спадковості - це явище зчепленого успадкування.

У чому проявлясться явище зчепленого успадкування?

Закон незалежного комбінування ознак базується на таких поло­женнях:

розвиток різних варіантів ознак зумовлений алельними генами, які розташовані в однакових локусах у гомологічних хромосомах;

гамети та інші гаплоїдні клітини, які мають по одній хромбсомі з кожної пари гомологічних хромосом, несуть лише один алельний ген з певної їхньої кількості;

гени, які контролюють розвиток ознак, що успадковуються незалеж­но, розташовані в негомологічних хромосомах.

Коли ми доводили статистичний характер законів спадковості, вста- новлених Г. Менделем, то для спрощення припускали, що кожна хромосо­ма несе лише один алель одного гена. Але кількість спадкових ознак орга­нізмів значно перевищує кількість їхніх хромосом у гаплоїдному наборі. Наприклад, у гаплоїдному наборі мухи дрозофіли всього чотири хромосо­ми, а кількість структурних генів, які визначають різні спадкові ознаки, становить близько 14 тис. Відповідно, у кожній хромосомі є не один, а ба­гато генів. Отже, разом з ознаками, які успадковуються незалежно одна від одної, існують і такі, які успадковуються зчеплено, оскільки контролюються ге­нами, розташованими в одній хромосомі.

Гени однієї хромосоми утворюють окрему групу зчеплення

групи зчеплення

На малюнку 7.1 наведено частину генетичної карти хромосоми мухи дрозофіли з позначенням груп зчеплення. Кількість таких груп в орга­нізмів певного виду дорівнює кількості нестатевих хромосом (аутосом) та типів статевих хромосом. Наприклад, у самки дрозофіли кількість груп зчеплення становить 4, тоді як у самців - 5 (оскільки X- та У-хромосоми відрізняються за набором генів). Так само в жінок кількість груп зчеплен­ня становить 23, а в чоловіків - 24.

Генетичними картами хромосом називають схеми, на яких показано порядок розташування генів у хромосомі та відносні відстані між ними. Такі карти мають не тільки теоретичний інтерес, а й широке використан­ня в селекції та генній інженерії.

Явище зчепленого успадкування досліджував видатний американ­ський генетик Т.Х. Морган (мал. 7.2). Як свого часу Г. Мендель, Т.Х. Мор­ган вдало обрав об’єкт для експери­ментів - муху дрозофілу (мал. 7.3).

Цих комах легко утримувати в ла­бораторіях, для них характерні висока плодючість і швидка зміна поколінь (за оптимальних умов утримаТ. Х. Моргання кожне нове покоління з’являється щопівтора-два тижні), невелика кількість хромосом (у ди- плоїдному наборі і 8). Оскільки дрозофіла розвивається з повним перетворенням, є можливість ви­вчати активність генів на різних фазах розвитку.

Дослідження кросинговеру, про­ведені на різних організмах, дали змогу виявити такі закономірності:

 Гени розташовані в хромосомі по її довжині в лінійному порядку, тобто один за одним.

Сила зчеплення між двома гена­ми, розташованими в одній хромо­сомі, обернено пропорційна відстаніміж ними. Чим більша ця відстань, тим частіше відбувається кросин­говер.

У довгих хромосомах є гени, розташовані на їхніх різних полюсах. Ознаки, які вони визначають, можуть успадковуватися незалежно, так само як і ознаки, що визначаються генами, розташованими в негомологіч- них хромосомах.Значення успадкування деяких ознак у дрозофіли

Частота кросинговеру між двома генами, розташованими в одній хро­мосомі, є величиною відносно постійною для кожної конкретної пари ге­нів. Утім на неї можуть впливати деякі фактори зовнішнього і внутріш­нього середовища (зміни в будові окремих хромосом, які ускладнюють або унеможливлюють процес кросинговеру, висока або.низька температура, рентгенівські промені, деякі хімічні сполуки тощо). У деяких організмів виявлено залежність частоти кросинговеру від віку (наприклад, у дрозо­філи) або статі (миші, кури).

Відносну постійність частоти кросинговеру між різними парами генів однієї групи зчеплення використовують як показник відстані між окре­мими генами, а також для визначення послідовності їх розташування в хромосомі. Зокрема, визначення частот кросинговеру між різними па­рами генів використовують для складання генетичних карт хромосом (див. мал. 7.1).

Відстань між двома генами однієї хромосоми вимірюють у сантиморга- нах (сМ) (названо на честь Т.Х. Моргана): 1 сантиморган відповідає такій відстані між двома генами, за якої процес кросинговеру відбувається в 1 гаметі з кожної сотні, тобто з імовірністю 1 %: 1 сМ = 1 %. Слід зазначи­ти, що за відстані в 50 сантиморганів і більше гени успадковуються неза­лежно, так, наче вони розташовані в негомологічних хромосомах.

схематичне зображення процесу кросинговеру

Дослідження кросинговеру, про­ведені на різних організмах, дали змогу виявити такі закономірності:

Гени розташовані в хромосомі по її довжині в лінійному порядку, тобто один за одним.

Сила зчеплення між двома гена­ми, розташованими в одній хромо­сомі, обернено пропорційна відстаніміж ними.

Чим більша ця відстань, тим частіше відбувається кросин­говер.

У довгих хромосомах є гени, розташовані на їхніх різних полюсах.

Ознаки, які вони визначають, можуть успадковуватися незалежно, так само як і ознаки, що визначаються генами, розташованими в негомологічних хромосомах.

Частота кросинговеру між двома генами, розташованими в одній хро­мосомі, є величиною відносно постійною для кожної конкретної пари ге­нів. Утім на неї можуть впливати деякі фактори зовнішнього і внутріш­нього середовища (зміни в будові окремих хромосом, які ускладнюють або унеможливлюють процес кросинговеру, висока або.низька температура, рентгенівські промені, деякі хімічні сполуки тощо). У деяких організмів виявлено залежність частоти кросинговеру від віку (наприклад, у дрозо­філи) або статі (миші, кури).

Відносну постійність частоти кросинговеру між різними парами генів однієї групи зчеплення використовують як показник відстані між окре­мими генами, а також для визначення послідовності їх розташування в хромосомі. Зокрема, визначення частот кросинговеру між різними па­рами генів використовують для складання генетичних карт хромосом (див. мал. 7.1).

Відстань між двома генами однієї хромосоми вимірюють у сантиморга- нах (сМ) (названо на честь Т.Х. Моргана): 1 сантиморган відповідає такій відстані між двома генами, за якої процес кросинговеру відбувається в 1 гаметі з кожної сотні, тобто з імовірністю 1 %: 1 сМ = 1 %. Слід зазначи­ти, що за відстані в 50 сантиморганів і більше гени успадковуються неза­лежно, так, наче вони розташовані в негомологічних хромосомах.

У чому полягає хромосомна теорія спадковості?

Результати досліджень Т.Х. Моргана і його співробітників стали під­ґрунтям для хромосомної теорії спадковості. Вона багато в чому визначи­ла подальший розвиток не лише генетики, а й біології в цілому. Ця теорія, зокрема, дала змогу з’ясувати матеріальну основу законів спадковості, встановлених Г. Менделем, і те, чому в певних випадках характер успад­кування тих чи інших ознак від них відхиляється.

Основні положення хромосомної теорії спадковості такі:

гени розташовані в хромосомах у лінійному порядку;

різні хромосоми мають неоднакові набори генів, тобто кожна з него­мологічних хромосом має свій унікальний набір генів;

кожний ген розташований у хромосомі у певному місці - локусі; алельні гени займають у гомологічних хромосомах однакові локуси;

усі гени однієї хромосоми утворюють групу зчеплення, завдяки чому відбувається зчеплене успадкування деяких ознак;

сила зчеплення між двома генами, розташованими в одній хромосомі, обернено пропорційна відстані між ними;

зчеплення між генами однієї групи порушується внаслідок обміну ді­лянками гомологічних хромосом у профазі першого мейотичного поділу (процес кросинговеру).

Категорія: Біологія

Автор: leha от 19-03-2013, 18:23, посмотрело: 15921