Позаядерна спадковість. Взаємодія генів

Позаядерна спадковість. Взаємодія генів

Дослідження показали складні співвідношення «ген-ознака». Відомі явища взаємодії генів і їх множинної дії. Часто один ген може сприяти прояву відразу декількох ознак і навпаки.

Множинна дія генів (плейогронія) — процеси впливу одного гена на формування декількох ознак.

Так, ген, що зумовлює блакитне забарвлення у норки, знижує її плодовитість.

Комплементарна взаємодія генів — це взаємодія декількох неалельних генів, що призводить до розвитку однієї ознаки. Результатом взаємодії генів є колір шерсті у собак, коней, мишей, форми гребеня курей, плодів гарбуза, забарвлення квіток горошку запашного.

Полімерія — взаємодія, коли різні домінантні неалельні гени впливають на ступінь розвитку певного стану ознаки, що забезпечує мінливість організмів. Отже, генотип організмів є цілісною системою, що склалася історично. Цілісність генотипу зумовлена явищами множинної дії генів та їхньої взаємодії.

Комбінаційна мінливість. Мутаційна мінливість

Здатність організму змінюватись під впливом умов довкілля адаптує його до середовища. Мінливість — результат взаємодії генотипу та середовища. Вона буває двох видів: неспадкова (модифікаційна) і спадкова.

Спадкова мінливість — пов’язана зі зміною генотипу. Є два види мінливості: комбінативна та мутаційна.Комбінативна мінливість — поява нових поєднань ознак унаслідок перекомбінації генів. Джерелом комбінативної мінливості є статевий процес; рекомбінація генів у процесі кросинговеру. Мутаційна мінливість — поява нових спадкових змін у генетичному матеріалі організму. Мутації мають ряд властивостей:

• виникають раптово, мутувати може будь-яка частина генотипу;

• частіше бувають рецесивними і рідше – домінантними;

• можуть бути шкідливими (більшість мутацій), нейтральними і корисними (дуже рідко) для організму;

• передаються від покоління до покоління;

• є стійкими змінами спадкового матеріалу;

• можуть повторюватися.

Мутації є джерелом спадкової мінливості організмів, яке постачає матеріал для природного та штучного добору.

За рівнем виникнення розрізняють:

генні мутації – результат зміни нуклеотидної послідовності молекули ДНК у певній ділянці хромосоми;

хромосомні мутації — структурні зміни хромосом;

геномні — зміни кількості хромосом у клітині.

За місцем виникнення розрізняють:

генеративні мутації – виникають у гаметах і виявляються у наступних поколіннях;

соматичні мутації – виникають у соматичних клітинах, виявляються в цьому організмі, можуть передаватися нащадкам при вегетативному розмноженні.

Поліплоїдія — кратне збільшення гепоїдного набору хромосом. Поліплоїдія призводить до зміни ознак організму, тому є важливим джерелом в процесах еволюції та селекції, особливо у рослин.

Мутації успадковуються, індивідуальні та стрибкоподібні, неадекватні до умов довкілля, ведуть до появи нових ознак або загибелі.

Мутації за фенотипом поділяються на біохімічні, фізіологічні, анатомо-морфологічні.

За впливом на життєдіяльність бувають корисні та шкідливі.

За напрямом мутації поділяються на прямі та зворотні.

За характером зміни генотипу розрізняють мутації генні, хромосомні та геномні.

Хромосомні мутації — структурні зміни хромосом.

Хромосомні мутації бувають таких типів: делеція, транслокація, інверсія, дуплікація.

Модифікаційна мінливість. Закон гомологічних рядів М. І. Вавілова

Модифікаційна мінливість виникає в організмах під впливом умов зовнішнього середовища, утворює різноманітні фенотипи в межах норми реакції і не пов’язана зі зміною генотипу. Норма реакції — межа мінливості ознаки, зумовлена генотипом. Широка норма реакції — маса тіла людини, надій та маса тіла великої рогатої худоби. Вузька норма реакції: колір очей у людини, жирність молока у великої рогатої худоби. Основні характеристики модифікаційної мінливості:

1) зміни не успадковуються, мають фенотипний характер;

2) зміни носять масовий характер, тобто виявляються у багатьох особин;

3) зміни носять  поступовий характер — адекватні змінам середовища;

4) зміни сприяють  виживанню особини.

Модифікації утворюють варіаційний ряд мінливості ознаки в межах норми реакції.

Закон гомологічних рядів М. І. Вавілова. Установлена закономірність виникнення мутацій у близькоспоріднених видів: «Роди і види, генетично близькі, характеризуються подібними рядами спадкової мінливості з такою правильністю, що, знаючи ряд форм у межах одного виду, можна передбачити появу паралельних форм у інших видів і родів». Знання цього закону дає селекціонерам можливість передбачати, які ознаки зміняться у того або іншого виду в результаті дії на нього мутагенних чинників.

Генетичні основи селекції організмів. Досягнення в селекції рослин і тварин в Україні

Селекція (від лат. селекціо — вибір) — наука про теоретичні основи та методи створення нових і поліпшення вже існуючих сортів рослин і порід тварин. Основними методами селекції є гібридизація та штучний добір.

Сорт, порода, штам — штучно створені людиною популяції організмів із визначеними спадковими ознаками.

Штучний добір — вибір людиною особин із потрібними господарськими ознаками для наступного їх розведення.

Розрізняють стихійний і методичний штучний добір.

Стихійний добір проводиться людиною, зберігає особини з найбільш цінними ознаками, не вдосконалюючи їх при цьому.

При методичному доборі людина ставить собі за мету вдосконалення певних ознак і передбачає результати.

Розрізняють масовий та індивідуальний методичний добір. Масовий добір проводиться за фенотипом. При індивідуальному доборі виділяється одна особина, а потім з’ясовуються її нащадки, щоб вивчити генотип особини.

Виділяють два види гібридизації: близькоспоріднене і віддалене ( міжвидове ) схрещування.

Біотехнологія — це сукупність промислових методів, що застосовують для виробництва різних речовин із використанням живих організмів, біологічних процесів чи явищ.

Основними напрямками біотехнології є:

• промислова мікробіологія — перетворення парафінів у кормовий білок у процесі життєдіяльності мікроорганізмів, виробництво антибіотиків та інших лікарських речовин;

• інженерна ензимологія — одержання і використання чистих ферментів і ферментних препаратів;

• генна інженерія — штучне конструювання молекул ДНК (генів);

• клітинна інженерія — культивування клітин і тканин вищих організмів.

Розмноження та індивідуальний розвиток організмів

Нестатеве розмноження – розмноження, яке здійснюється без утворення гамет і в ньому бере участь один організм:

- Вегетативне (у рослин – коренями, пагонами, листками; у тварин – брунькування, частинами тіла);

- Поділ клітин (одноклітинні);

- Спороутворення (рослини, гриби).

Статеве – розмноження за допомогою спеціальних статевих клітин — гамет:

- Злиття одноклітинних організмів;

- Злиття гамет;

- Партеногенез.

Гаметогенез — дозрівання і розвиток статевих клітин, що відбувається у статевих залозах.

Оогенез — процес розвитку жіночих статевих клітин (яйцеклітин).

Сперматогенез — процес розвитку чоловічих статевих клітин (сперматозоїдів).