Генетика

При схрещуванні двох гетерозигот (Аа), у кожній і з яких утворюється два типи гамет (половина з домінантним алелем – А, половина – з рецесивним – а), необхідно очікувати чотири можливі поєднання. Яйцеклітина з алелем А може бути запліднена з однаковою часткою ймовірності як сперматозооном з алелем А, так і сперматозооном або з алелм а, а яйцеклітина з алелем а – сперматозооном, або з алелем А, або з алелем а. Отримуються зиготи: АА, Аа, Аа, аа, або АА, Аа, Аа, аа.

За зовнішнім виглядом (фенотипом особини) АА і Аа не відрізняються, тому розщеплення виходить у співвідношенні 3:1.

За генотипом особини розділяються у співвідношенні 1АА:2Аа:1аа. Зрозуміло, що якщо від кожної групи особин другого покоління отримувати потомство лише при самозапилюванні, то перша (АА) і остання (аа) групи (вони гомозиготні) будуть давати лише одноманітне потомство (без розщеплення), а гетерозиготні (Аа) форми будуть давати розщеплення у співвідношенні 3:1.

При схрещуванні двох гібридів першого покоління, які аналізуються за однією альтернативною парою станів ознаки, у потомстві спостерігається розщеплення за фенотипом у співвідношенні 3:1, і за генотипом у співвідношенні 1:2:1.

3.3 Третій закон Менделя

Вивчаючи розщеплення при дигібридному схрещуванні Мендель звернув увагу на таку обставину. При схрещуванні рослин з жовтим гладеньким (АА ВВ) і зеленим зморшкуватим (аа вв) насінням у другому поколінні з’явилися нові комбінації ознак: жовте зморшкувате (А – вв) і зелене гладеньке (аа – В), які не зустрічались у вихідних форм. Із цього спостереження Мендель зробив висновок, що розщеплення за кожною ознакою (за кожною парою алелів) відбувається незалежно від другої ознаки (других пар алелів). У цьому прикладі форма насіння успадкувалася незалежно від їхнього забарвлення. Ця закономірність отримала назву третього закону Менделя, який формується так: при схрещуванні гомозеготних особин, які відрізняються за двома (або більше) ознаками, у другому поколінні (F2) спостерігається незалежне успадкування і комбінування станів ознак, якщо гени, які їх визначають, розташовані у різних парах хромосом. Це можливо тому, що під час мейозу розподіл (комбінування) хромосом у статевих клітинах при їхньому дозріванні йде незалежно і може привести до появи нащадків з комбінацією ознак, відмінних від батьківських і прабатьківських особин.

Оскільки кожна пара алелів розподіляється в гібридів незалежно від іншої пари, то в нашому прикладі у дигеторозиготної особини (Аа Вв) при формуванні гамет алель А може виявитися в одній гаметі як з алелем В, так із алелем в. З такою ж ймовірністю і алель а може потрапити в одну гамету з алелем В, або з алелем в. Отже, у дигеторозиготної особини утворюється чотири можливі комбінації генів у гаметах: АВ, Аа, аВ, ав. Всіх типів гамет буде порівну (по 25%).

Це легко пояснити поведінкою хромосом при мейозі. Для спрощення візьмемо гіпотетичний організм, який має всього дві пари хромосом. Назвемо їх першою і другою парами. Якщо цей організм гетерозиготний за обома генами, то одна з хромосом першої пари буде нести в собі алель А, друга – алель а; у другій парі хромосом одна із них несе алель В, друга – алель в. Після мейозу кожна гамета має по одній хромосомі із кожної пари. Негомологічні хромосоми при мейозі можуть комбінуватися в будь-яких поєднаннях, тому хромосома з алелем А з однаковим успіхом (рівноймовірно) може потрапити у гамету як з хромосомою з алелем В, так і з хромосомою з алелем в.

Подібно може розділятися і хромосома з алелем а: або з алелем В, або з алелем в.

Для запису схрещування нерідко використовують спеціальні решітки, які запропонував англійський генетик Пеннет (решітка Пеннета). Ними зручно користуватися під час аналізу полігібридних схрещувань. Принцип побудови решітки полягає в тому, що зверху по горизонталі записують гамети батьківської особини, зліва по вертикалі – гамети материнської особини, в місцях перетину ймовірні генотипи потомства.

Якщо при схрещуванні аналізується більше двох ознак, то кількість очікуваних комбінацій збільшується. При тригібридному схрещуванні гетерозиготи утворюються по вісім типів гамет, які дають 64 сполучення. Якщо всі можливі комбінації записати у вигляді решітки Пеннета, а потім проаналізувати, то виявиться, що розщеплення за фенотипом відбувається у співвідношенні 27:9:9:9:3:3:3:1.

Розщеплення за фенотипом у загальній формі можна виразити формулою (3+1)n, де n – кількість ознак, які взяті для аналізу при схрещуванні.

При аналізуючому схрещуванні число типів потомків вказує на число типів гамет, що утворює особина, генотип якої аналізується. При схрещуванні домінантної гомозиготної особини розщеплення не спостерігається, бо вона утворює один тип гамет з домінантними алелями.

P ААВВ х аавв

Гамети АВ ав

F1 АаВв

Гетерозигота за однією ознакою особина утворює два типи гамет і дає розщеплення у співвідношенні 1:1.

Гетерозиготна за двома ознаками особина утворює

Р АаВв х аавв АаВВ х аавв

Гамети АВ,Ав ав АВ,аВ ав

F1 Аа,Вв,Аавв,аавв,аавв.

Чотири типи гамет і дає розщеплення у співвідношенні 1:1:1:1

Р АаВв х аавв

Гамети АВ,АВ,ав,ав ав

F1 Аа,Вв, Аавв,ааВв,аавв.

3.4 Закон ,,чистоти гамет”.

Поява серед гібридів другого покоління особин з рецесивним станом ознак дозволила Менделю зробити висновок про те, що ,,задатки”, які визначають рецесивний стан ознаки , в гетерозиготному організмі не зникають , а лише пригнічуються. Оскільки передавання станів ознаки до потомків здійснюється через гамети , то була гіпотеза частоти гамет. Пізніше ця гіпотеза отримала цитологічне обґрунтування. Ми знаємо , що у соматичних клітинах диплоїдний набір хромосом. В однакових місцях (локусах) гомологічних хромосом містяться алелі гена. Якщо це гетерозиготна особина , то в одній із гомологічних хромосом розташований домінантний алель у другій – рецесивний. При утворені статевих клітин відбувається мейоз і в кожну з гамет потрапляє гаплоїдний набір хромосом. У ньому, як відомо, всі хромосоми непарні , і природно, в гаметі може бути або домінантний, або рецесивний алель. Гамети залишаються ,,чистими” лише з якимось одним алелем, носієм одного із альтернативних станів ознаки.

Висновок

Основні генетичні поняття

Генетика (від грец. Генезіс – походження) – наука про спадковість і мінливість живих організмів і методи керування ними. В її основу покладені закономірності спадковості, виявлені Г.Менделем при схрещуванні різних сортів гороху (1901-1903). Народження генетики відносять до 1900 р. ,коли Х.де Фріз , К.Коренс і Є.Чермак повторно відкрили закон Г.Менделя. залежно від об’єкта дослідження виділяють генетику рослин, тварин , мікроорганізмів , людини і т.д. , а від методів – біохімічну генетику й ін. Термін ,,генетика” запропонував англійський генетики В.Бетсон (1905).

Ген – дискретна одиниця спадковості .за допомогою якої відбувається запис , зберігання та передача генетичної інформації в ряді поколінь, певна ділянка молекули ДНК у вищих організмів і РНК вірусів фагів – розташована у певному локусі (ділянці) дані хромосоми (в еукаріот) або генетичному матеріалі (у прокаріот).