Хромосомный и геномный уровень организации наследственного материала

1. ХРОМОСОМНЫЙ И ГЕНОМНЫЙ УРОВЕНЬ ОРГАНИЗАЦИИ НАСЛЕДСТВЕННОГО МАТЕРИАЛА.

MedBiolog

2. ПЛАН ЛЕКЦИИ:

1. Роль хромосом в передаче
наследственных признаков у про- и
эукариот.
2. Хромосомы, как группы сцепления
генов. Полное и неполное сцепление.
3. Основные положения хромосомной
теории наследственности.
4. Группы сцепления генов у человека.
5. Сцепленное с полом наследование.
6. Геномный уровень организации
наследственного материала.
7. Цитоплазматическое наследование.
Генетическая система клетки.
MedBiolog

3. Роль хромосом в передаче наследственной информации была доказана благодаря:

1. Открытию хромосомного
определения пола.
2. Установлению групп
сцепления генов,
соответствующих числу
хромосом.
3. Построению генетических и
цитологических карт
хромосом.
MedBiolog

4.

У ДНК-содержащих вирусов,
бактерий, сине-зеленых
водорослей, наследственный
материал представляет собой
голую двуспиральную молекулу
ДНК, образующую кольцо.
У большинства РНК-содержащих
вирусов наследственный
материал представлен голой
однонитевой молекулой РНК.
Однако известны и вирусы, у
которых наследственный
материал образован двунитевой
молекулой РНК (СПИД).
MedBiolog

5.

Наследственный материал
прокариот представлен голой
кольцевой молекулой ДНК.
Хромосома эукариот,
построена из нуклеопротеида,
главными компонентами
которого являются ДНК и два
типа белков - гистоновые
(основные) и негистоновые
(кислые).
MedBiolog

6. Различия ДНК эукариот и прокариот:

• количество ДНК на геном,
• длина молекулы,
• порядок чередования
нуклеотидных
последовательностей,
• форма укладки: для эукариот линейная ДНК, для прокариот кольцевая.
MedBiolog

7.

Особенностью ДНК эукариот
является ее избыточность.
Часть избыточной ДНК
представлена одинаковыми
повторами нуклеотидов.
Различают: многократно и
умеренно повторяющиеся
последовательности.
Избыточная ДНК существует для
управления генами, препятствует
изменчивости.
MedBiolog

8.

Число признаков и свойств
организма, контролируемых
генами, велико, а число пар
хромосом у каждого вида
относительно мало и
постоянно. Отсюда, в
каждой хромосоме
находится не один ген, а
много.
MedBiolog

9.

Анализ проявления
третьего закона Г.Менделя
показал, что в некоторых
случаях наблюдалось
отклонение от
ожидаемого результата
расщепления.
MedBiolog

10.

Совместное наследование
генов, ограничивающее их
свободное комбинирование,
Т. Морган назвал сцеплением
генов или сцепленным
наследованием.
MedBiolog

11.

Запись генотипа дигетерозиготы
при независимом наследовании:
АВ
a в
Запись генотипа дигетерозиготы
при сцепленном наследовании:
АВ
ав
MedBiolog

12. Сцепленное наследование генов в опыте Т.Моргана по скрещиванию дрозофилл.

Ген
Признак
В
серый цвет тела
b
черный цвет тела
V
нормальные крылья
v
рудиментарные
крылья
I. P♂ BV x ♂ bv
BV
bv
F1 BV
bv
II. Полное сцепление
(частный случай)
1:1
P♀ bv x ♂ BV
bv
bv
G: (bv) (BV) (bv)
F2 bv
bv
BV bv
III. Неполное сцепление
(кроссинговер)
P♀ BV x ♂ bv
bv
bv
G: (BV) (bv) (Bv) (bV)
(bv)
некроссоверные кроссоверные
F2 BV bv
Bv bV
bv bv
bv bv
кроссоверов - 17%
некроссоверов - 83%
MedBiolog

13.

MedBiolog

14.

Для измерения расстояния между генами
можно применять формулу:
а+в
X = ─ ─ ─ ─ х 100%,
n
где,
х - расстояние между генами, в %
кроссинговера;
а - количество особей 1-й кроссоверной
группы; в - количество особей 2-й
кроссоверной группы;
n - общее количество гибридов в опыте;
100 - коэффициент для перевода в
проценты.
MedBiolog

15. Правила Моргана:

1. Гены, локализованные в одной
хромосоме, наследуются
сцепленно.
2. Сила сцепления зависит от
расстояния между генами.
3. Сцепленные гены расположены в
линейном порядке и частота
кроссинговера прямо
пропорциональна расстоянию
между ними.
MedBiolog

16.

Задача. Катаракта и полидактилия наследуются как
доминантные аутосомные, сцепленные признаки.
Женщина унаследовала катаракту от отца, полидактилию от матери. Гены сцеплены, расстояние между
ними 3М. Каковы генотипы и фенотипы детей от брака
этой женщины и мужчины нормального по этим
признакам? Какова вероятность рождения здоровых
детей?
катаракта А А_
P ♀ ав х ♂ ав
норма
а аа
Ав
ав
полидактилия В В_
F1 - ?
норма
в вв
Х = АВ = 3 Морг.
P ♀ аВ х ♂ ав
Ав
ав
Ответ: вероятность рождения здороG: (аВ) (Ав)
(ав)
вого ребенка 1,5%, имеющих
(ав) (АВ)
по 1 признаку 48,5%, имеющих
F1 аВ
Ав ав
АВ
оба признака = 1,5%
ав
ав
ав
48,5% 48,5% 1,5%
ав
1,5%
MedBiolog

17.

ГЕНЕТИЧЕСКАЯ КАРТА
хромосом - это порядок расположения генов в хромосоме и
относительные расстояния их
друг от друга.
ЦИТОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА это карта хромосомы, на
которой определяется расположение и относительное
расстояние между генами в
самой хромосоме.
MedBiolog

18. Основные положения хромосомной теории наследственности:

1. Гены находятся в хромосомах. Каждая
хромосома представляет группу
сцепленных генов. Число групп
сцепления у каждого вида равно числу
пар хромосом.
2. Каждый ген в хромосоме занимает
определенный локус. Гены в
хромосомах расположены линейно.
3. Между гомологичными хромосомами
происходит обмен аллельными генами.
4. Расстояние между генами в хромосоме
пропорционально числу кроссинговера
между ними.
MedBiolog

19.

MedBiolog

20. Примеры сцепленного наследования у человека

1. В первой аутосоме локус группы крови
АВО и синдрома дефекта ногтей коленной
чашечки.
2. Во второй аутосоме локус резус-фактора и
овальная форма эритроцитов.
3. Гены полидактилии и катаракты.
4. В Х-хромосоме гены гемофилии и
дальтонизма, а также гены цветовой
слепоты и мышечной дистрофии Дюшена.
5. Наследование сублокусов А, В, С, Д / Д R
системы HLA, контролирующих синтез
антигенов гистосовместимости.
MedBiolog

21.

MedBiolog

22. Признаки, контролируемые парами половых хромосом называются СЦЕПЛЕННЫМИ С ПОЛОМ.

1. Гены частично сцепленные с полом. Они
расположены в парных сегментах Ххромосом.
2. Гены полностью сцепленные с полом.
Они расположены в участке Ххромосомы, для которого нет
гомологичного локуса в У-хромосоме
(гетерологическом).
3. Гены, расположенные в участке Ухромосомы, для которого нет
гомологичного локуса в Х-хромосоме
называются ГОЛАНДРИЧЕСКИЕ.
MedBiolog

23. Отмечено несколько закономерностей наследования таких признаков:

1. Передаются крест на крест от отца - дочери, от матери
сыну;
2. Результаты прямого и
обратного скрещиваний не
совпадают;
3. У гетерогаметного пола
признак передается в любом
состоянии.
MedBiolog

24. Геномный уровень организации наследственного материала.

Геном - совокупность всех генов
гаплоидного набора хромосом
данного вида организма.
В геноме бактерий подавляющее
большинство генов уникальны.
В геноме эукариот:
• большое число генов,
• сложная система контроля
экспрессии и репрессии генов
(гормональная регуляция, групповая
репрессия);
• избыточность генов;
• разбросанность генов по геному.
MedBiolog

25.

MedBiolog

26. Цитоплазматическая наследственность.

Наследственность, при которой
материальной основой наследования
являются элементы цитоплазмы.
Она не подчиняется законам
Г. Менделя.
Плазмотип или плазмон наследственные факторы цитоплазмы
и органелл.
Плазмоген - единица
цитоплазматической наследственности.
MedBiolog

27. Цитоплазматическая наследственность

I. Собственно цитоплазматическое
наследование:
1. Пластидное
2. Митохондриальное
3. Цитоплазматическая мужская
стерильность
II. Предетерминация цитоплазмы.
III. Наследование через инфекции.
MedBiolog

28. Генотип (весь генетический аппарат клетки)

Система генетического аппарата клетки включает
генотип ядра и плазмотип (плазмон)
цитоплазмы.
Геном ядра
Хромосомы
Гены
Плазмон цитоплазмы
Плазмогены
ДНК митохондрий, пластид и
другие факторы.
MedBiolog

29.

Спасибо за внимание.
MedBiolog