Основные понятия генетики

Наследственность — способность организмов передавать следующему поколению свои признаки и свойства, то есть способность воссоздавать себе подобных, ген — участок молекулы ДНК, информирующей о структуре одного белка. Аллели — различные формы одного и того же гена. Локус — участок хромосомы, в которой расположен определенный ген. Генотип — совокупность всех наследственных свойств особи, наследственная основа организма, составленная совокупностью генов. Фенотип — совокупность всех внутренних и внешних признаков и свойств особи, сформировавшейся на базе генотипа во время индивидуального развития. Гомозиготы — особи, у которых в определенном локусе гомологичных хромосом присутствуют одинаковые аллели; при самоопылении дают однородное потомство, не расщепляющееся по данной паре признаков. Гетерозиготы — особи, у которых в определенном локусе гомологичных хромосом присутствуют разные аллели; при самоопылении дают расщепление по данной паре признаков.

Моногибридное скрещивание — скрещивание родительских форм, наследственно отличающихся только по

[smszamok]

одной паре признаков. Дигибридное скрещивание — скрещивание родительских форм, отличающихся по двум парам признаков доминирование — проявление только одного из альтернативных признаков у гетерозиготы. Доминантный признак — признак, проявляющийся в гомозиготе; доминантный ген обозначается прописной (большой) буквой. Рецессивный признак — признак, не проявляющийся в гомозиготе; рецессивный ген обозначается строчной (маленькой) буквой. Изменчивость — способность организмов изменять свои признаки и свойства. Модификационная (фенотипная) изменчивость — изменения фенотипа, возникающие под влиянием изменений внешних условий и не связанные с изменениями генотипа. Мутации — изменения генотипа, вызванные структурными изменениями генов или хромосом. Полиплоидия — кратное гаплоидному набору увеличение количества хромосом в клетке.

Методы генетических исследований

1. Гибридологический. Основан Г. Менделем. Состоит в скрещивании организмов, которые отличаются по определенным состояниям одного или нескольких наследственных признаков. Исследование характера наследования состояний признаков при помощи системы скрещиваний.

2. Генеалогический. Состоит в изучении родословных организмов и количественном анализе признаков потомков в ряду поколений. Дает возможность проследить характер наследования разных состояний определенных признаков в ряду поколений, определить вероятность проявления признаков у потомков.

3. Популяционно-статистический. Избирательно исследуют части популяций и статистически обрабатывают полученные данные. Позволяет изучать генетическую структуру популяций — частоты встречаемости аллелей и генотипов в популяциях организмов.

4. Цитогенетический. Базируется на изучении особенностей хромосомного набора организмов. Позволяет выявить мутации, связанные с изменением как количества хромосом, так и структуры отдельных хромосом.

5. Биохимический. Анализ химического состава и процессов обмена веществ. Используют для диагностики наследственных заболеваний, связанных с нарушением обмена веществ.

6. Близнецовый. Состоит в изучении близнецов. Позволяет выяснить роль генотипа и факторов окружающей среды в формировании фенотипа особей основоположники генетики.

Гибридологический метод анализа наследования признаков был разработан Г. Менделем (1822— 1884). Он проводил многочисленные экспериментальные исследования по гибридизации растений, результаты которых были опубликованы в 1865 г. Этот год считается годом рождения генетики. Во время экспериментов Мендель скрещивал растения гороха.

Горох — удобный объект для генетических исследований

самоопылитель;
имеет много культурных сортов, устойчиво сохраняющих свои признаки;
имеет строение цветков, позволяющее легко удалять пыльцу;
сорта отличаются друг от друга по семи хорошо заметным и удобным для учета признакам

Главная особенность гибридологического метода Г. Менделя — подбор родительских пар и количественный анализ признаков у потомков в ряду поколений:

использование чистосортных растений, сохраняющих родительские признаки в ряду поколений;
использование сортов, отличающихся одной, двумя или тремя парами альтернативных признаков;
анализ у гибридов только тех признаков, которые исследуются;
анализ потомства каждой особи отдельно от других;
количественный подсчет гибридов, отличающихся по исследуемым признакам

Первый закон Менделя. Во время моногибридного скрещивания в первом поколении гибридов всегда проявлялся только один из двух альтернативных признаков; второй признак не проявлялся, он был в подавленном состоянии. Все первое поколение было одинаковым. Предположим, что определенные особи имеют только одну пару гомологичных хромосом, каждая из которых несет лишь один ген. Хромосому с доминантным аллелем обозначим символом А, а с рецессивным — а. Гибриды первого поколения будут гетерозиготными (генотип Аа), они получили одну хромосому с доминантным аллелем от одного из родителей, вторую, с рецессивным,— от второго. Во время образования половых клеток гибриды первого поколения будут формировать гаметы двух сортов: половина из них будет нести хромосому с доминантным аллелем, а половина — с рецессивным.

Вследствие скрещивания гибридов первого поколения между собой возможны три варианта генотипов гибридов второго поколения: одна четверть особей будет иметь хромосомы с доминантными аллелями (гомозиготы по доминантному признаку АА), половина — одну хромосому с доминантным аллелем, вторую хромосому — с рецессивным (гетерозиготы — Аа), а вторая четверть — хромосомы с рецессивными аллелями (гомозиготы по рецессивным аллелям — аа). По фенотипу три четверти гибрида второго поколения (гомозиготы по доминантному аллелю и гетерозиготы) будут иметь доминантный признак и одна четверть (гомозиготы по рецессивному аллелю) — рецессивный.

Во время дигибридного скрещивания организмы отличаются по двум признакам. У одного из родителей два доминантных признака, у другого — два рецессивных. У гибридов первого поколения наблюдается однообразие, они гетерозиготны по двум признакам (АаВв). Во время образования половых клеток формируются 4 вида гамет с разными комбинациями признаков. Закон комбинирования состояний признаков можно записать, пользуясь решеткой Пеннета. Вследствие скрещивания гибридов первого поколения между собой возможны 12 вариантов генотипов, и 4 варианта фенотипов:

— 9 частей унаследуют доминантные признаки и цвета, и формы;
— 3 части — доминантный признак по цвету и рецессивный по форме;
— 3 части — доминантный признак по форме и рецессивный по цвету;
— 1 часть — оба рецессивных признака

1. Если один аллель не полностью доминирует над вторым, наблюдается промежуточное наследование. В этом случае признаки гибридов являются промежуточными по сравнению с родительскими формами.

2. При скрещивании гибридов между собой в F„ происходит расщеп-ление по фенотипу в отношении 1:2:1.

[/smszamok]
По фенотипу организма нельзя в полной мере судить о его наследственной структуре — генотипе. При полном доминировании, например, гомозиготы АА и гетерозиготы Аа имеют одинаковый фенотип. Определить генотип можно только по характеру расщепления в гибридном поколении.