Наследование признаков. Определение понятия, виды наследования.

 

Наследование – передача генетической информации от одного поколения к другому.

Существует 2 типа наследования признаков:

Þ моногенный тип наследования – это когда один признак контролируется одной парой аллельных генов или несколькими аллельными генами.

Þ Полигенный тип наследования – это когда 1 признак контролируется несколькими парами аллельных генов.

Формы взаимодействия аллельных генов:

1. Полное доминирование – это когда аллельный ген полностью подавляет другой аллельный ген.

2. Неполное доминирование – в этом случае доминантный ген не полностью подавляет рецессивный ген. При неполном доминировании расщепление по фенотипу по II закону Менделя будет 1:2:1.

3. Сверхдоминирование – в этом случае у гетерозигот признак выражен сильнее, чем у гомозигот по доминантному признаку.

4. Кодоминирование – это явление, когда оба аллельных гена проявляются в фенотипе.

Множественные аллели.

Множественным аллелизмом называется явление, когда аллельных генов 3 и более. Причиной множественного аллелизма является точковая или генная мутация.

Полигенное наследование.

Различают 3 формы взаимодействия неаллельных генов:

Þ Эпистаз – форма взаимодействия неаллельных генов, при которой 1 пара генов подавляет другую пару генов. Ген, который подавляет другую пару генов, называется эпистатическим, а ген, который подавляется, - гипостатическим. Различают 2 вида эпистаза:

5. доминантный эпистаз – это когда эпистатический ген является доминантным. Если скрещивают 2-х дигетерозигот, то при доминантном эпистазе расщепление будет 13:3 или 12:3:1.

6. рецессивный эпистаз – это когда эпистатический ген находится в гомозиготном рецессивном состоянии. В этом случае при скрещивании дигетерозигот 9:3:4.

Þ Комплементарность – явление, при котором 2 неаллельных доминантных гена, сошедшиеся в 1 генотипе дают новый признак, который не похож ни на один из признаков, который формируется без их взаимодействия. Расщепление 9:7, или 9:6:1, или 9:3:4, или 9:3:3:1.

Þ Полимерия – это явление, когда несколько неаллельных генов отвечают за развитие 1 признака; как правило, чем больше доминантных генов в генотипе, тем признак выражен сильнее. Расщепление 15:1 или 1:4:6:4:1.

 

Наследственность и изменчивость. Определение понятий. Формы изменчивости и наследственности.

 

Наследственность – свойство живых организмов передавать свои признаки потомкам.

Изменчивость – свойство живых организмов изменяться под действием факторов внешней и внутренней среды.

2 вида изменчивости:

1) Фенотипическая (модификационная, или групповая, или определенная, или ненаследственная).

2) Генотипическая – индивидуальная, неопределенная или наследственная.

1. Фенотипическая изменчивость – изменения фенотипа, не связанные с изменением генотипа.

Модификациями называют разнообразные фенотипы, возникающие у организмов под влиянием меняющихся условий окружающей среды.

Длительные модификации – фенотипические изменения, которые возникают у организмов по причине изменения ДНК органелл цитоплазм (митохондрии, клеточный центр).

1. Генотипическая изменчивость – изменчивость, обусловленная изменением генотипа. Различают 2 вида генотипической изменчивости:

ü Комбинативная

ü Мутационная

Комбинативная изменчивость возникает в организмах, которые размножаются половым способом.

3 источника комбинативной изменчивости:

1. рекомбинация генов во время кроссинговера
2. случайное расхождение гомологичных хромосом в анафазу I мейоза, поэтому в половых клетках будут различные комбинации негомологичных хромосом
3. случайная встреча гамет во время оплодотворения

Эти 3 источника действуют независимо друг от друга.

Мутационная изменчивость – наследственное изменение генетического аппарата под влиянием искусственных мутационных факторов.

Мутации – внезапные скачкообразные прерывистые изменения в генотипе.

2 формы наследственности: ядерная и цитоплазматическая

 

Мутационная изменчивость, ее формы, их характеристика

 

Мутационная изменчивость – наследственное изменение генетического аппарата под влиянием искусственных мутационных факторов.

Мутацией называется изменение, обусловленное реорганизацией воспроизводящих структур, изменением ее генетического аппарата. Этим мутации резко отличаются от модификаций, не затрагивающих генотипа особи. Мутации возникают внезапно, скачкообразно, что иногда резко отличает организм от исходной формы. В настоящее время известны мутации у всех классов животных, растений и вирусов. Существует много мутаций и у человека. Именно мутациями обусловлен полиморфизм человеческих популяций. С мутационной изменчивостью связана эволюция – процесс образования новых видов, сортов и пород. По характеру изменений генетического аппарата различают мутации, обусловленные:

· изменением числа хромосом (геномные)

· изменением структуры хромосом (хромосомные аберрации)

· изменением молекулярной структуры гена (генные, или точковые мутации).

 

Мутации. Определение понятия, их классификация.

 

Мутации – внезапные скачкообразные прерывности изменения в генотипе.

Классификация мутаций по типу клеток или по локализации

1. генеративные мутации возникают в половых клетках, при половом размножении наследуются.
2. Соматические мутации возникают в соматических клетках. Такие мутации не наследуются при половом размножении, они наследуются при вегетативном размножении.

Классификация мутаций по уровню организации наследственного материала

1. генные мутации
2. хромосомные мутации
3. геномные мутации

Классификация мутаций по причине, их вызывающей:

1. спонтанные мутации (причины мутаций неизвестны)
2. Индуцированные мутации (мутации, причины которых известны). Возникают после воздействия мутагенами.

 

Мутагены. Определение понятия, их классификация

 

Мутагенез – процесс возникновения мутаций.

Мутагены – вещества и воздействия, приводящие к возникновению мутаций.

Классификация мутагенов:

Ø Физические (Надсон, Филлипов в 1825 г. воздействовали на дрожжи радиацией и вызвали изменение кариотипа дрожжей).

1. рентгеновские лучи

2. ультрафиолетовые лучи

3. температура

Ø Химические мутагены. Сахаров в 1933 году воздействовал йодом на организмы и получил мутации. Лобашов воздействовал на мышей аммонием. Филиппов отметил роль формалинов, гетероциклические соединения, анилиновые красители

Ø Биологические мутагены.

1. внутренние – некоторые биологически активные вещества – гормоны.

2. внешние – токсины бактерий, грибков

 

Генные мутации, их виды. Примеры

 

Генные мутации – это мутации, когда изменяется последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК. Причинами такого изменения являются:

ü выпадение нуклеотида

ü замена одного нуклеотида на другой

ü вставка или появление лишнего нуклеотида

ü повторение нуклеотида в молекуле ДНК

Изменение последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК является причиной изменения последовательности аминокислот в молекуле белка.

Если изменяется структура белков – ферментов, то это приводит к изменению биохимических реакций в организме.

Одной из разновидностей генных мутаций является множественный аллелизм, при котором возникают не две формы одного гена (доминантная и рецессивная), а целая серия мутаций этого гена, вызывающая разные изменения контролируемого данным геном признака.

Примером генных мутаций является наследование групп крови у человека. Также многие наследственные болезни вызваны генными мутациями. Например, фенилкетонурия. Для нормального метаболизма аминокислоты фенилаланина необходимо присутствие специфического фермента, под влиянием которого фенилаланин окисляется в другую кислоту – тирозин. Мутация, которая приводит к появлению рецессивного гена, блокирующего образование фермента, хорошо известна. Если этот мутировавший ген находится в гомозиготном состоянии, необходимый фермент не образуется и окисление фенилаланина в тирозин становится невозможным. Вместо этого фенилаланин превращается в кислоту, которая, накапливаясь в крови, выделяется с мочой. Нарушение нормального метаболизма фенилаланина приводит к развитию фенилкетонурии, характеризующейся развитием умственной отсталости.

По такому же принципу мутации могут блокировать обмен многих других белков и ферментов, необходимых для развития человека. При болезни под названием серповидноклеточная анемия, эритроциты в венозной крови имеют своеобразную серповидную форму. Строение гемоглобина в таких эритроцитах также аномальное. Он обладает меньшей, чем обычно, растворимостью, из-за чего выпадает в осадок и деформирует клетку, придавая ей серповидность. Выпадение гемоглобина может стать причиной разрушения клетки и выделения гемоглобина с мочой, то есть гемоглобинурии. Серповидноклеточная анемия контролируется доминантным геном, проявляющимся в гетерозиготном состоянии. Гомозиготы по этому доминантному гену погибают в раннем детском возрасте (от 3 месяцев о 2 лет). Серповидноклеточная анемия распространена в ряде районов земного шара, сильно пораженных малярией. Концентрация этого летального гена в ряде стран объясняется тем, что гетерозиготы, обладающие аномальными эритроцитами, не болеют малярией и в течение многих веков выживали чаще, чем лица, не имеющие этого гена.