Основные методы генетики

Закономерности наследования признаков Г. Мендель сформулировал  на основе анализа результатов моногибридного скрещивания и назвал их правилами. Как оказалось, при скрещивании  растений двух чистых линий гороха с желтыми и зелеными семенами в первом поколении все гибридные семена имели желтый цвет. Следовательно, признак желтой окраски семян был доминирующим.Исходя из этого, Мендель сформулировал правило доминирования, или первый закон: при моногибридном скрещивании все потомство в первом поколении характеризуется единообразием по фенотипу и генотипу — цвет семян желтый, сочетание аллелей у всех гибридов Аа. Эта закономерность подтверждается и для тех случаев, когда нет полного доминирования: например, при скрещивании растения ночной красавицы, имеющего красные цветки (АА), с растением, имеющим белые цветки (аа), у всех гибридов первого поколения (Аа) цветки оказываются Розовыми — их окраска имеет промежуточный цвет, но единообразие полностью сохраняется. Закон доминирования принято называть также законом единообразия        гибридов  первого     поколения.

Среди потомков F2,выявилось расщепление: во втором поколении оказались как желтые, так и зеленые семена, их численное соотношение примерно 3:1. В итоге второй закон Менделя формулируется так: при скрещивании гибридов первого поколения их потомство дает расщепление в соотношении 3:1 при полном доминировании и в соотношении 1:2:1 при промежуточном наследовании (неполное доминирование). Для объяснения существа явлений единообразия гибридов первого поколения и расщепления признаков у гибридов второго поколения Мендель выдвинул гипотезу чистоты гамет: всякий гетерозиготный формирует “чистые” гаметы, несущие только одну аллель: либо А, либо а ,что впоследствии полностью подтвердилось и в цитологических исследованиях.

Третий закон Менделя – дигибридное скрещивание

Дигибридным называют скрещивание, при  котором анализируется наследование двух пар альтернативных признаков. Для дигибридного скрещивания Мендель  брал гомозиготные растения гороха, отличающиеся по окраске и форме семян. Желтая окраска (А) и гладкая форма (В) семян — доминантные признаки, зеленая окраска (а) и морщинистая форма (в) — рецессивные признаки.

Скрещивая растение с желтыми и  гладкими семенами с растением с зелеными и морщинистыми , Мендель получил единообразное гибридное первое поколение с желтыми и гладкими семенами. Анализируя полученное потомство, Мендель, обратил внимание на то, что, наряду с сочетаниями признаков исходных сортов, при дигибридном скрещивании появляются и новые сочетания признаков. Расщепление по каждому отдельно взятому признаку соответствует расщеплению при моногибридном скрещивании. Анализ количественных соотношений групп гибридов второго поколения, имеющих определенное сочетание признаков, привело к такому заключению: расщепление по фенотипу при скрещивании дигетерозигот происходит в соотношении 9:3:3:1.

Проведенное исследование позволило  сформулировать закон независимого комбинирования генов (третий закон Менделя): при скрещивании двух гетерозиготных особей, отличающихся друг от друга по двум (и более) парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга в соотношении 3:1 и комбинируются во всех возможных   сочетаниях.

Третий закон Менделя  справедлив только для тех случаев, когда анализируемые гены находятся  в разных парах гомологичных хромосом.

В том случае, если два  гена находятся в одной паре гомологичных хромосом, расщепление в потомстве  гибридов будет другим.

У любого организма генов значительно больше, чем хромосом. Гены, расположенные в одной хромосоме, называют сцепленными. Все гены этой хромосомы образуют группу сцепления, которая при мейозе обычно попадает в одну гамету.

Значит, гены, входящие в  одну группу сцепления, не подчиняются закону независимого наследования, а при дигибридном скрещивании вместо ожидаемого расщепления по фенотипу в соотношении 9:3:3:1 дают соотношение 3:1, как при моногибридном скрещивании.

Закономерности сцепленного  наследования были установлены американским биологом Томасом Морганом (1866-1945). В качестве объекта он использовал плодовую муху дрозофилу. У дрозофилы гены, отвечающие за окраску тела и длину крыльев, находятся в одной паре гомологичных хромосом и наследуются сцеплено.

При скрещивании дрозофилы с серым телом и длинными крыльями с дрозофилой, имеющей черное тело и зачаточные крылья, все гибриды первого поколения имели серую окраску тела и длинные крылья.

При дальнейшем скрещивании  между были получены мухи с родительскими  фенотипами в соотношении примерно 3:1. Появление в F2 двух фенотипов вместо четырех позволило сделать вывод, что гены окраски тела и длины крыльев дрозофил находятся в одной хромосоме. Так был установлен закон Т.Моргана: гены, расположенные в одной хромосоме, наследуются совместно — сцеплено.

Иногда появляются особи  еще двух фенотипов с перекомбинацией (новым сочетанием) родительских признаков. Почему же нарушается сцепление генов и появляются особи с новыми фенотипами? Было установлено, что сцепление генов может быть полным и неполным.

Полное сцепление наблюдается  в том случае, если скрещиваются серый самец с длинными крыльями и самка с черным телом и  зачаточными крыльями. Расщепление  по фенотипу в этом случае будет 1:1, то есть наблюдается полное сцепление  генов в одной хромосоме.

Причина нарушения сцепления  заключается в том, что в ходе мейоза происходит кроссинговер и гомологичные хромосомы обмениваются своими участками. В результате гены, расположенные  в одной из гомологичных хромосом, оказываются в другой хромосоме. Возникают новые сочетания признаков.

Барскова Валерия Михайловна

Основные законы генетики

План: 1. Первый закон Г.Менделя

           2.Второй закон Г.Менделя

           3.Третий закон Г.Менделя

           4.Закон Т. Моргана

Вопрос к аудитории: что использовали ученые в качестве объекта своих исследований?

5.Список источников  информации:

1.Г.Д. Бердышев, В.А. Ратнер “Код наследственности”. Новосибирское книжное издательство. 1963.

2.Е.Ф. Давиденкова, А.Б. Чухловин. “О наследственности”. М.,”Медицина”, 1975.

3.Ф. Айала , Дж. Кайгер . “Современная генетика” М., 1988.