Какво ще научите тук?
Основи на наследствеността - монохибридно, дихибридно, анализиращо кръстосване. Взаимодействие на гените.
Речник
- Наследство - Наследување
- Оплождане - Оплодување
- Променливост - Варијабилност
- Характеристики - Особини
- Хромозомен набор - Хромозомен сет
Определения
Всяка клетка има наследствена програма, която определя устройството и функцията й. Тази програма е записана в ДНК. При еукариотните клетки молекулите ДНК се намират в ядрото и изграждат хромозомите. Науката, която изучава наследствеността и изменчивостта на организмите, се нарича генетика.
- Наследствеността е свойство на организмите да предават белезите си на своето потомство. Наследствеността е неразривно свързана с процеса на размножаване. Чрез него съхраняваната в клетъчното ядро наследствена информация се предава на поколенията. Процеса на предаване на наследствената информация от едно поколение на друго се нарича унаследяване.
- Носители на наследствеността- наследствената информация се намира в хромозомите на клетъчното ядро. Тя е закодирана в молекулата на ДНК. Участъци от ДНК, които носят информацията за белезите на организма, се наричат гени. Генът се намира на определено място в хромозомата, наречено локус. Генът може да има различни структурни състояния, дължащи се на разлики в някои нуклеотиди. Алтернативните състояния на един и същ ген се наричат алели. Те определят различните варианти на белега. Индивидите унаследяват по два алела за всеки ген. Единия алел идва от майката, а другия от бащата. Двата алела заемат един и същ локус в съответната двойка хомоложни хромозоми. Например при заека цветът на козината се определя от ген, които има летири алелни състояния. Всеки заек може да притежава само две от тези четири алелни състояния.
- Предаване на наследствената информация в поколенията - гаметите (половите клетки) са хаплоидни (n). Те притежават само по една хромозома от всяка хомоложна двойка и следователно носят само по един алел на всеки ген. Тази закономерност е известна, като правило за чистотата на гаметите. При оплождане в зиготата се възстановява диплоидния хромозомен набор (2n) и следователно в нея всеки ген е представен с два алела. Индивид, в който да се съчетали еднакви алели на даден ген, се нарича хомозиготен. Индивид, в който да се съчетали различни алели на даден ген, се нарича хетерозиготен. При него външно ще се прояви само едно от двете алелни състояния. Алелът, който се проявява, се нарича доминантен, а алелът, който не се проявява, се нарича рецесивен.
- Генотип и фенотип. Съвкупността от всички гени в даден организъм се нарича генотип. Съвкупността от всички проявени белези на организма се нарича фенотип.
- Монохибридно кръстосване. Закони на Мендел. Оплождането между индивиди от един и същ вид се нарича кръстосване. Кръстосването, при което се проследява унаследяването само на една двойка алтернативни белези, се нарича монохибридно. Хомозиготни индивиди, които остават непроменени в продължение на редица последователни поколения, се наричат чиста линия. При кръстосване на две генетично различни чисти линии се получават хибриди.
> Закон за еднообразие на първото хибридно поколение или Първи закон на Мендел: При кръстосването на две генетично различни чисти линии, в F1 се получава еднообразно потомство.
> Закон за разпадане на белезите в поколението на хибриди, или Втори закон на Мандел - При кръствосването на хибриди от F1 ( резултат от кръстосването на родителски чисти линии) в F2 се получава фенотипно разпадане на белезите. Следователно фенотипното разпадане на белезите е в сътношение 3:1, а разпадането по генотип в F2 e 1AA:2Aa:1aa. - Анализиращо кръстосване - Кръстосването на индивиди с доминантен фенотип и неизвестен генотип с индивид, който е хомозиготен по рецесивния белег, се нарича анализиращо кръстосване.
- Взаимодействия межди алелите на един ген - анализът за унаследяване на редица белези показва, че гените и техните алели не функционират изолирано едни от други. Събрани в един генотип, алелите на един ген взаимно си влияят при формиране на белезите. Взаимодействието между алелите на един и същ ген в хетерозиготните индивиди се наричат алелни взаимодействия. Всъщност си взаимодействат не само алели, а техните продукти, т.е. кодираните от тях белтъци. Алелните взаимодействия са няколко вида:
> Пълно доминиране
> Непълно доминиране
> Кодоминиране
> Летално действие
Взаимодействието между алелите на един ген, при което единият алел (доминантен) напълно потиска фенотипната проява на другия алел (рецесивния), се нарича пълно доминиране.
Взаимодействието между алелите на един ген, при което хетерозиготните индивиди фенотипно проявяват междинен (среден) белег между двата родителски белега, се нарича непълно доминиране.
Взаимодействието, при което в хетерозиготните индивиди два доминантни алела на един ген се проявяват самостоятелно, без да си влияят, се нарича кодоминиране.
Действието на алели, който во хомозиготно състояние предизвикват понижена жизненост или смърт на индивида, се нарича летално. - Дихибридно кръстосване - кръстосване, при което се проследява унаследяването на две двойки алтернативни белези, се нарича дихибридно.
Закон за независимото унаследяване или трети закон на Мендел - Белезите се унаследяват и комбинират независимо. В F2 се появяват нови комбинации от белези, които липсват при родителите. Законите на Мендел са валидни принципно за всички организми. Третият закон, обаче се отнася само за тези белези, чиито гени са разположени в различни хромозоми. Ако гените са в една и съща хромозома, те се предават заедно( скачено) -заедно с цялата хромозома. При анализиращото кръстосване на дихибрид се получават 4 фенотипни класа в съотношение 1:1:1:1. - Взаимодействие на алелите на различни гени. Комплементарно взаимодействие. Чрез опитите си Мендел доказва, че един наследствен фактор (ген) определя фенотипната проява на един белег. Съвремената генетика откри редица изключения от това правило . Стана известно, че има много случаи, в които два или повече гена определят проявата на един белег. Гените определят белезите на организмите косвено, чрез взаимодействие на своите продукти-белтъчни молекули.
- Неалелни взаимодейсвия - взаимодейсвтието между алелите на различни гени, определящи един белег, се наричат неалелни взаимодейтсвия. Познати са три вида-комплементарно, епистатично и полимерно.
- Комплементарно взаимодействие - взаимодействието, при което доминантните алели на два гена взаимно се допълват и събрани в общ генотип, определят фенотип, различен от фенотипа на всеки доминантен алел поотделно. Има четири разновидности на комплементарното взаимодействие, описани в примерите:
> Унаследяване на формата на гребена при кокоши птици.
> Унаследяване на цвета на козината при кучета от породата лабрадор ретрийвър
> Унаследяване на баграта на цветовете при миризливото секирче
> Унаследяване на формата на плода при тиквата - Епистатично и полимерно взаимодействие. Плейотропия. При унаследяването на качествени белези в редица случаи участват гени, които потискат изявата на други. Тези гени се наричат епистатични.
Епистатично е взаимодействието между алелите на два гена, определящи един и същ белег, при което доминантния алел на единия ген потиска фенотипната проява на алелите на другия ген. Установени са няколко разновидности:
> Унаследяване на баграта на цвета при игликата
> Унаследяване на цвета на плодовете при тиквичките
Височината на тялото, телесната маса, пигментацията, някои наследствени болести и други белези се определят от съвместното действие на няколко гени. Взаимодействието, при което доминантните алели на няколко гени определят един и същ фенотип и равностойно засилват проявата му, се нарича полимерно.
Полимерното взаимодействие е два вида - кумулативно (с натрупване на действието на доминантните алели) и некумулативно (без натрупване на действието на доминантните алели).
Плейотропия - много гени имат множествена фенотипна проява, т.е. един ген определя фенотипната проява на няколко белега. Унаследяването, при което алелите на един ген определят фенотипната проява на два или повече белега, се нарича плейотропия.
Основни моменти в темата
- Най-малкият материален носител на наследствеността са гените, които имат различни структурни състояния-алели.
- Фенотип
- Генотип
- Монохибридно е това кръстосване, при което се проследява унаследяването само на един белег.
- Събрани в общ генотип, алелите на един ген взаимно си влияят при формиране на белезите.Това са алелни взаимодействия.
- Дихибридното е това кръстосване, при което се проследява едновременното унаследяване на два различни белега. Четири фенотипни класа 9:3:3:1
- Епистатично и полимерно взаимодействие. Плейoтропия.
Как да го запомним?
mind map!
