- Главная
- Разное
- Бизнес и предпринимательство
- Образование
- Развлечения
- Государство
- Спорт
- Графика
- Культурология
- Еда и кулинария
- Лингвистика
- Религиоведение
- Черчение
- Физкультура
- ИЗО
- Психология
- Социология
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Маркетинг
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Что такое findslide.org?
FindSlide.org - это сайт презентаций, докладов, шаблонов в формате PowerPoint.
Обратная связь
Email: Нажмите что бы посмотреть
Презентация на тему Сцепленное наследование
Содержание
- 2. Вопросы лекции:Хромосомная теория наследственностиГенетические и цитологические карты
- 3. Хромосомная теория наследственности
- 4. В начале ХХ столетия исследователи сделали вывод,
- 5. Хромосомы видели различные исследователи, работавшие в разных
- 6. 1882 р. Вальтер Флемминг (Flemming) издал книгу
- 7. 1882 г. Вальтер ФлемингНаблюдал, что многие из
- 8. Термин «хромосома» предложил в 1888 г. немецкий
- 9. Роль хромосом в передаче наследственной информации была
- 10. Соответствие законов Менделя поведению хромосомГ. Мендель считал,
- 11. К началу XX ст. углубленное изучение поведения
- 12. Это привело немецкого цитолога и эмбриолога
- 13. Бовери и Сэттон отметили взимосвязь между
- 14. В частности, они отметили:хромосомы существуют как гомологичные
- 15. хромосомы различных гомологичных пар группируются случайным образом
- 16. - гомологичные хромосомы от двоих родителей встречаются
- 17. хромосомы сохраняют свою структуру, индивидуальность и генетический
- 18. Стало очевидным, что основой Менделевских законов наследования
- 19. В 1902 г. Бовери и Сэттон сформулировали
- 20. Детальная разработка этой теории была осуществлена в
- 21. В первые десятилетия ХХ ст. в генетике
- 22. Но в 1908 г. это еще не
- 23. Молодая наука генетика попала в
- 24. Все эти протиречия легли в основу нового
- 25. Морган начал генетические эксперименты в 1909 г.
- 26. Морган выявил то же самое «взаимное притяжение
- 27. Как цитолог он знал о существовании в
- 28. Таким образом Морган установил, что гены действительно
- 29. Морган сделал предположение, что происходит обмен генетическим
- 30. КроссинговерЕсли сцепление является неполным, то в профазе
- 31. Кроссинговер может происходить в одном или в
- 32. Профаза I
- 33. Разделение хромосом в мейозе
- 34. Типы кроссинговераРазличают кроссинговер:мейотическиймитотический (соматический)Соматический кроссинговер впервые был
- 35. В зависимости от количества появившихся хиазм: одиночный
- 36. А aB
- 37. Наследование несцепленных геновР: AaBb
- 38. Наследование при полном (абсолютном) сцеплении геновР:
- 39. Наследование при неполном сцеплении геновР: AaBb
- 40. F1: AaBb, Aabb,
- 41. Определение частоты кроссинговераУстановлено, что вероятность кроссинговера между
- 42. Частота кроссинговера (расстояние между генами):
- 43. Эта частота строго пропорциональна расстоянию между сцепленными
- 44. F1: AaBb, Aabb,
- 45. Факторы, влияющие на частоту кроссинговераТемпература – высокая
- 46. Значение кроссинговераКроссинговер — широко распространенное явлениеПроисходит практически
- 47. Хромосомная теория сцепления Моргана и КастлаГены, проявляющие
- 48. Гены, локализованные в одной хромосоме, передаются вместе
- 49. Работы Т. Моргана и его сотрудников подтвердили
- 50. Генетические и цитологические карты хромосом. Методы исследования генома человека
- 51. Морган представлял себе гены упорядоченными по длине
- 52. Карты хромосом – это графическое представление относительного расположения и расстояния между генами в группе сцепления (хромосоме)
- 53. Генетические и физические карты хромосомГенетическое картирование основывается
- 54. Физическое картирование использует молекулярно-биологические методы для непосредственного
- 55. Опорные точки карт хромосом – гены и
- 56. А. Стертевант в 1913 г. составил первую
- 57. Построение генетической карты на основании частот рекомбинации.
- 58. Генеалогический анализ в составлении генетических карт человекаДля
- 59. Пример анализа родословной человека (A) Родословная
- 60. На генетической карте хромосом обозначают: номер группы
- 61. Методы физического картирования хромосомБольшое число методов физического
- 62. Методы картирования хромосом человекаВ связи с невозможностью
- 63. Пример показывает как стабильные «человек-мышь» гибридные соматические
- 64. После размножения интересующих клеток можно провести анализ
- 65. В данное время для картирования генов хромосом
- 66. Благодаря картированию удалось установить локализацию многих генов
- 67. Хромосома 1
- 68. Х-хромосома
- 69. Аллелигруппы крови по системе АВ0, находятся в
- 70. Цитологические карты представляют собой фотографию или точный
- 71. Транслокации. Дицентрические и ацентрические хромосомы являются нестабильными
- 72. Дальнейшее картирование хромосом человека будет иметь практическое
- 73. Генетика пола. Сцепленное с полом наследование
- 74. Определение полаБиологически, пол – это совокупность морфологических,
- 75. У раздельнополых животных особи с разным полом
- 76. Механизмы определения и дифференциации полаХромосомные механизмыМужская гаплоидия или гапло-диплоидный механизмМеханизм генного балансаЭффект одного генаЦитоплазматическое определение пола
- 77. Хромосомная теория определения полаУ большинства диплоидных половых
- 78. Хромосомная теория определения пола была разработана Вилсоном
- 79. Типы хромосомных механизмов определения полаНедифференцированные половые хромосомы
- 80. ХХ-ХY тип Данный тип определения
- 81. Из 46 хромосом (23 пары) в кариотипе
- 82. При образовании гамет во время мейоза гомологичные
- 83. Так как женские половые хромосомы одинаковы и
- 84. Пол человека определяется в момент оплодовторения. Женщина
- 85. Хромосомное определение пола — не единственный уровень
- 86. Наследование, сцепленное с поломУ млекопитающих пары гомологичных
- 87. Несмотря на морфологические отличия, X- и Y-хромосомы
- 88. Х-хромосома человекаОтносительное расположение патологических геновВ Х-хромосоме распологаются
- 89. Y-хромосома человека Бедная генами. Одним из наиболее
- 90. У мужчин в половых хромосомах некоторые гены
- 91. НаследованиеМоногенное
- 92. Х-сцепленное рецессивное наследованиеПреимущественно поражаются мужчины Пораженные мальчики
- 93. Наследование гемофилииН — ген нормального свертывания крови,h
- 94. ХНХh
- 95. Наследование гемофилии А у потомков королевы Виктории.
- 96. Гемофилия – заболевание неоднородное. Различают несколько типов
- 97. Гемофилия В (болезнь Кристмасса) – Х-сцепленное заболевание,
- 98. Х-сцепленное доминантное наследованиеПоражаются особи обоих полов, но
- 99. Y-сцепленное наследованиеПоражаются только мужчиныПораженные мужчины всегда имеют
- 100. Признаки, ограниченные полом и зависимые от полаПризнаки
- 101. признаки, контролируемые полом или зависимые от пола.
- 102. Скачать презентацию
- 103. Похожие презентации
Вопросы лекции:Хромосомная теория наследственностиГенетические и цитологические карты хромосом. Методы исследования генома человекаГенетика пола. Сцепленное с полом наследование
Слайд 2
Вопросы лекции:
Хромосомная теория наследственности
Генетические и цитологические карты хромосом.
Методы исследования генома человека
Слайд 4 В начале ХХ столетия исследователи сделали вывод, что
законы Менделя не всегда выполняются
Под вопросом оставалась природа «наследственных
факторов» МенделяИсследователи искали органеллы, в которых хранятся «наследственные факторы»
Слайд 5 Хромосомы видели различные исследователи, работавшие в разных странах,
в разное время и с разными объектами
1873 Ф. Шнайдер
(F. Schneider) наблюдал при делении ядра сложную последовательность необычных явлений, названных «непрямое деление ядра»Период с 1874 по 1879 гг.
И.Д. Чистяков (Россия)
Э. Штрассбургер (E. Strassburger, Германия)
Э. ван Бенеден (E. Van Beneden, Бельгия)
В. Флемминг (W. Flemming, Германия)
и другие у различных видов растений и животных описывали определенные нитевидные структуры, образующиеся на месте ядра при делении, их расхождение и формирование новых ядер у дочерних клеток
Слайд 6 1882 р. Вальтер Флемминг (Flemming) издал книгу Zellsubstanz,
Kern und Zelltheilung (Клеточное вещество, ядро и деление клетки),
в которой описал непрямое деление ядра и привел много детальных рисунков. Ввел термины ХРОМАТИН и МИТОЗ
Слайд 7
1882 г. Вальтер Флеминг
Наблюдал, что многие из митотических
хромосом явно состоят из двух половинок, но не придал
этому значения1884 г. Emil Heuser
Заметил точное расхождение двух хроматид каждой хромосомы к разным полюсам веретена
Слайд 8 Термин «хромосома» предложил в 1888 г. немецкий морфолог
Вильгельм Вальдейер для обозначения внутриядерных структур эукариотической клетки, окрашиваемых
основными красителями (от греч. хрома — цвет, краска, и сома — тело)Слайд 9 Роль хромосом в передаче наследственной информации была доказана
благодаря:
Определению групп сцепления признаков, которые соответствовали числу хромосом
Построению генетических,
а потом и цитологических карт хромосомОткрытию генетического определения пола
Слайд 10
Соответствие законов Менделя поведению хромосом
Г. Мендель считал, что
признаки передаются из поколения в поколение как отдельные «факторы»,
расположенные в половых клеткахГ. Мендель не знал места расположения этих факторов в клетках, так как в то время
не было известно о существовании хромосом
неизвестной была роль ядра в процессе размножения
не были открыты процессы митоза и мейоза
Слайд 11 К началу XX ст. углубленное изучение поведения хромосом
в ходе деления клетки,
при созревании половых клеток,
при
оплодотворении и раннем развитии зародыша
выявило строго закономерные изменения их организации
Слайд 12 Это привело немецкого цитолога и эмбриолога Теодора Бовери
(1902—1907) и американского цитолога Уолтера Сэттона (1902—1903) к установлению
связи наследственного материала с хромосомами, что легло в основу хромосомной теории наследственностиСлайд 13 Бовери и Сэттон отметили взимосвязь между менделевским наследованием
признаков
и
поведением хромосом при образовании
гамет и оплодотворении
Слайд 14
В частности, они отметили:
хромосомы существуют как гомологичные пары
(Мендель считал, что наследственные факторы существуют в парах)
гомологичные хромосомы
распределяются при мейозе таким образом, что гаметы получают только одну хромосому из пары (Мендель считал, что при образовании гамет в каждую гамету попадает только один фактор из пары)Слайд 15 хромосомы различных гомологичных пар группируются случайным образом при
мейозе и распределяются по гаметам независимо от любой другой
пары (Мендель считал, что факторы каждой пары являются независимыми от любой другой пары при их распределении по гаметам)Слайд 16 - гомологичные хромосомы от двоих родителей встречаются вместе
в зиготе в результате слияния мужской и женской гамет,
при этом восстанавливается диплоидное число у потомков (Мендель считал, что мужские и материнские факторы смешиваются во время оплодотворения)Слайд 17 хромосомы сохраняют свою структуру, индивидуальность и генетический состав
в течение жизненного цикла индивидуума (Мендель считал, что признаки
не исчезают, даже если они не проявляются)Установление соответствия поведения хромосом и факторов Менделя было предпосылкой формулирования хромосомной теории наследственности
Слайд 18 Стало очевидным, что основой Менделевских законов наследования является
наличие генов в хромосомах и их поведение при мейозе
и оплодотворенииСлайд 19 В 1902 г. Бовери и Сэттон сформулировали основные
положения хромосомной теории наследственности – учения о локализации наследственных
факторов в хромосомах:гены расположены в хромосомах
в каждой гомологичной хромосоме находится по одному аллельному гену
гомологичные хромосомы и вместе с ними аллельные гены объединяются в зиготе во время оплодотворения
Слайд 20
Детальная разработка этой теории была осуществлена в начале
XX ст. школой американских генетиков, которую возглавлял Томас Морган
Слайд 21 В первые десятилетия ХХ ст. в генетике основные
усилия были направлены на установление статистических закономерностей наследования в
ущерб биологической составляющей - искали средние показатели количественных признаков и отклонений от нихПозже выяснили, что количественные признаки определяются большим числом генов и их анализ методами классической генетики крайне ограничен
Слайд 22 Но в 1908 г. это еще не было
известно, и Карл Пирсон, основатель биометрической школы в Англии,
заявил, что нет окончательных доказательств возможности применять законы Менделя к какой-либо из существующих форм жизниПоявились несоответствия и в других обастях
В 1906 г. Бэтсон и его сотрудник Пеннет установили, что распределение парных признаков не согласуются с 3-им законом Менделя – наблюдается «взаимное притяжение генов»
Карл Пирсон
(1857-1936)
Слайд 23 Молодая наука генетика попала в кризисную
ситуацию!
Сэттон в 1903 г., пытаясь объяснить противоречие, допустил, что
каждая хромосома содержит больше, чем 1 ген, и все гены, расположенные в одной хромосоме, наследуются вместеНо он не смог подтвердить это экспериментально!
Слайд 24 Все эти протиречия легли в основу нового открытия,
сделанного профессором экспериментальной зоологии Колумбийского университета в Нью-Йорке –
Томасом Хантом МорганомОн сумел объединить данные статистики и результаты исследования процессов, происходящих в клетках
Томас Хант Морган
(1866-1945)
Слайд 25
Морган начал генетические эксперименты в 1909 г.
Объектом
исследований была избрана плодовая мушка - Drosophila melanogaster
очень плодовита
(25 поколений
в год )от яйца до взрослой особи - 10 дней
мало хромосом (4 пары)
имеет много признаков (цвет глаз, форма крыльев, окраска тела)
Слайд 26 Морган выявил то же самое «взаимное притяжение генов»,
которое наблюдали в 1906 г. Бэтсон и Пеннет
Было установлено,
что наследственные признаки дрозофилы можно разделить на три связанные между собой группы, которые наследуются как единое целоеМорган назвал этот феномен сцеплением генов
Слайд 27 Как цитолог он знал о существовании в клетках
дрозофилы трех больших хромосом
Существует и четвертая, небольшая хромосома
В
1914 г. Герман Джозеф Мёллер, работавший у Моргана, открыл четвертую группу генов (очень малочисленную)Слайд 28 Таким образом Морган установил, что гены действительно находятся
в хромосомах. Это открытие объяснило противоречие, выявленное Бэтсоном и
ПеннетомВскоре, однако, возникли новые проблемы!
Гены, принадлежащие к одной группе, в следующих поколениях неожиданно оказывались в различных группах
Слайд 29 Морган сделал предположение, что происходит обмен генетическим материалом
между различными хромосомами. Ему даже удалось наблюдать этот процесс
под микроскопом: две хромосомы сближались и перекрещивались, обмениваясь фрагментами. Этот процесс получил название кроссинговера
Слайд 30
Кроссинговер
Если сцепление является неполным, то в профазе мейоза
I в стадии пахитены может происходить обмен идентичными участками
гомологичных хромосом – кроссинговер (перекрест)Это явление изучалось Т. Морганом на дрозофилах
Кроссинговер – это обмен гомологичными участками гомологичных хромосом, который может сопровождаться обменом аллельных генов
Слайд 31 Кроссинговер может происходить в одном или в нескольких
участках хромосом
Кроссинговер – генетически обусловленный процесс. У большинства
организмов кроссинговер характерен как для самок, так и для самцов, но у некоторых (например, дрозофилы) он происходит только у гомогаметного пола (самок)
Слайд 34
Типы кроссинговера
Различают кроссинговер:
мейотический
митотический (соматический)
Соматический кроссинговер впервые был выявлен
у дрозофилы Куртом Стерном. Происходит со значительно меньшей частотой,
чем при мейозе. Генетического значения не имеет. Индивидуумы с митотическим кроссинговером - мозаики
Слайд 35
В зависимости от количества появившихся хиазм:
одиночный кроссинговер
– образуется только одна хиазма, что приводит к обмену
только одним участком ДНК гомологичных хромосом. Это наиболее распространенный тип кроссинговерадвойной кроссинговер - образуются две хиазмы. Этот тип кроссинговера приводит к обмену двумя участками ДНК гомологичных хромосом
множественный кроссинговер - образуется более, чем две хиазмы между несестринскими хроматидами гомологичных хромосом. Далее они могут быть классифицированы как тройные (3 хиазмы), четвертные (4 хиазмы) и т.д.
Слайд 36
А a
B
b
Гены
Несцепленные
Сцепленные(в разных хромосомах) (в одной хромосоме)
Полное (абсолютное) Неполное
сцепление сцепление
А a
B b
А a
B b
30 000 генов
46 хромосом
Слайд 37
Наследование несцепленных генов
Р: AaBb
x
aabbG:
F1: AaBb, Aabb, aaBb, aabb
А a
B b
a a
b b
Анализирующее
скрещивание
25% 25% 25% 25% 100%
25% 25% 25% 25%
Слайд 38
Наследование при полном (абсолютном) сцеплении генов
Р: AaBb
x
aabbG:
F1: AaBb, aabb
А a
B b
a a
b b
Анализирующее
скрещивание
50% 50% 100%
50% 50%
B b
А a
Слайд 39
Наследование при неполном сцеплении генов
Р: AaBb
x
aabbG:
А a
B b
a a
b b
Анализирующее
скрещивание
100%
A A a a
B B b b
A
B
a
b
A a
b B
A a
b B
некр некр
10% кросс10%
40% 40%
Слайд 40 F1: AaBb, Aabb, aaBb,
aabb
40%
10% 10% 40%некр. кросс. кросс. некр.
Некроссоверные >>> Кроссоверные гаметы гаметы
Слайд 41
Определение частоты кроссинговера
Установлено, что вероятность кроссинговера между определенными
сцепленными генами зависит от расстояния между ними в хромосоме
Т.
Морган установил, что чем дальше расположены гены в хромосоме, тем более вероятным является кроссинговерДля близко расположенных генов кроссинговер менее вероятен
Частота кроссинговера выражается в процентах кроссоверных (рекомбинантных) генотипов, полученных после анализирующего скрещивания
Слайд 42
Частота кроссинговера (расстояние между генами):
число кроссоверных
организмов= * 100%
общее число потомков
Слайд 43 Эта частота строго пропорциональна расстоянию между сцепленными генами
и измеряется в морганидах
1 морганида соответствует
1% рекомбинантных гамет
или генотипов, полученных при анализирующем скрещиванииСлайд 44 F1: AaBb, Aabb, aaBb,
aabb
80
20 20 80некр. кросс. кросс. некр.
Расстояние между генами =
20+20
* 100% = 20% = 20 морганид
80+20+20+80
Слайд 45
Факторы, влияющие на частоту кроссинговера
Температура – высокая и
низкая температура повышает частоту
Рентгеновские лучи – повышают
Возраст – снижает
Мутагены
– повышают или снижаютПол – у самцов дрозофилы кроссинговер не происходит, у самцов млекопитающих интенсивность кроссинговера незначительна
Расстояние между генами
Пищевые эффекты – Са и Mg могут повышать или снижать
Центромерные эффекты – гены в области центромеры менее способны к кроссинговеру
Слайд 46
Значение кроссинговера
Кроссинговер — широко распространенное явление
Происходит практически у
всех организмов, которые размножаются половым путем
Этот процесс является молекулярной
основой комбинативной изменчивостиВ результате рекомбинации генов могут появляться новые полезные признаки и их сочетания. Поэтому кроссинговер имеет большое значение для выживания и размножения
Этот процесс также увеличивает генетическое разнообразие потомков, что очень важно для приспособления и эволюции
Определение частоты кроссинговера лежит в основе картирования генов хромосом, то есть определения места расположения разных генов в хромосоме
Слайд 47
Хромосомная теория сцепления Моргана и Кастла
Гены, проявляющие сцепление,
расположены в одной и той же хромосоме
Гены расположены в
линейной последовательности в хромосоме, то есть сцепление генов – линейноеРасстояние между сцепленными генами обратно пропорционально силе сцепления
Сцепленные гены остаются в своей комбинации во время наследования
Слайд 48 Гены, локализованные в одной хромосоме, передаются вместе (сцепленно)
и составляют одну группу сцепления
Количество групп сцепления равно гаплоидному
числу хромосомТак, у мухи дрозофилы 8 хромосом — 4 группы сцепления, у каждого человека 46 хромосом — 23 группы сцепления (но теоретически 24 группы сцепления)
Слайд 49
Работы Т. Моргана и его сотрудников подтвердили
значение
хромосом как основных носителей генов
установили линейность расположения их по
длине хромосомыВ 1933 г. Нобелевская премия по физиологии и медицине была присуждена Моргану «за открытия, связанные с ролью хромосом в наследственности»
Слайд 51 Морган представлял себе гены упорядоченными по длине хромосом,
как бусинки в ожерелье
Экспериментальные данные привели его к идее
создания генетических карт хромосомОчевидно, что чем дальше находятся два гена друг от друга, тем больше вероятность разрыва нити, связывающей их, и получения новых сочетаний генов
Стало возможным определить относительное расстояние между генами в хромосоме путем простого расчета процента кроссинговера
Слайд 52 Карты хромосом – это графическое представление относительного расположения
и расстояния между генами в группе сцепления (хромосоме)
Слайд 53
Генетические и физические карты хромосом
Генетическое картирование основывается на
использовании генетических методов для построения карт, указывающих позиции генов
и других последовательностей в геноме.Генетические методы включают гибридологические эксперименты или, в случае с людьми, генеалогический метод (анализ родословных)
Слайд 54 Физическое картирование использует молекулярно-биологические методы для непосредственного исследования
молекул ДНК и создания карт, обозначающих позиции определенных последовательностей,
в том числе генов
Слайд 55
Опорные точки карт хромосом – гены и ДНК-маркеры
Гены
– часто используемые маркеры, но они не идеальны. Одна
из проблем (особенно для больших геномов позвоночных) - карты, основанные на генах, не очень детализованыНеобходимы другие типы маркеров
Опорные точки карт, не являющиеся генами, называются ДНК-маркерами
Основные типы ДНК-маркеров:
полиморфизм длины рестрикционных фрагментов (RFLPs)
полиморфизм длины простой последовательности (SSLPs)
однонуклеотидный полиморфизм (SNPs)
Слайд 56 А. Стертевант в 1913 г. составил первую генетическую
карту локализации генов в Х-хромосоме дрозофилы
Генетические карты уже разработаны
для дрозофилы, мыши, нейроспоры; для высших растений: кукурузы, риса, ячменя и др. Альфред Стертевант
(1891-1970)
Слайд 57 Построение генетической карты на основании частот рекомбинации. Пример
показывает реальные эксперименты, выполненные Артуром Стуртевантом на плодовой мушке.
Все 4 гена находятся в Х-хромосоме плодовой мушки.Показаны частоты рекомбинации между генами и относительное взаиморасположение генов на карте
Слайд 58
Генеалогический анализ в составлении генетических карт человека
Для человека
невозможно заключение экспериментальных браков с целью создания генетических карт
Данные
для расчета частот рекомбинации могут быть получены исследованием генотипов членов поколений существующих семейЭто значит, что доступными являются только ограниченные данные, и их интерпретация часто усложняется, т.к. браки людей редко приводят к необходимым «скрещиваниям», а часто генотипы одного или большего числа членов семьи являются недоступными в связи со смертью или отказом от сотрудничества
Слайд 59
Пример анализа родословной человека
(A) Родословная показывает наследование
генетической болезни в семье двух живых родителей и 6
детей, а также при наличии информации о родителях матери. Аллель болезни является доминантным по отношению к аллелю здоровья. Реальным является определение степени сцепления между геном болезни и микросателлитом М типированием аллелей для этого микросателлита (M1, M2, и т.п.) у живых членов семьи.(B) Родословная может быть интерпретирована двумя разными путями: Гипотеза 1 дает низкую частоту рекомбинации и свидетельствует, что ген болезни сильно сцеплен с микросателлитом М; Гипотеза 2 подтверждает, что ген и микросателлит менее прочно сцеплены (C) Реконструкция генотипа микросателлита бабушки подтверждает справедливость Гипотезы 1
Слайд 60 На генетической карте хромосом обозначают: номер группы сцепления,
сокращенные названия генов, расстояние между генами
С помощью генетических
карт можно предвидеть характер наследования признаков, определяемых нанесенными генами: теоретически расчитывать вероятность их расщепления у потомковФизические карты - более
точны!
Слайд 61
Методы физического картирования хромосом
Большое число методов физического картирования
хромосом основано на 3 главных подходах:
Рестрикционное картирование, устанавливающее относительные
позиции на молекуле ДНК последовательностей узнавания для рестрикционных эндонуклеазФлуоресцентная in situ гибридизация (FISH), при которой расположение маркера картируется гибридизацией образца, который содержит маркер с интактными хромосомами
Картирование последовательностями маркерных сайтов (STS-картирование), при котором позиции коротких последовательностей картируются ПЦР и/или гибридизационным анализом фрагментов генома
Слайд 62
Методы картирования хромосом человека
В связи с невозможностью картирования
хромосом человека традиционными методами анализирующего скрещивания, приемлемыми для других
организмов, с этой целью применяют другие методыНапример, метод гибридизации соматических клеток грызунов и человека в культуре тканей
Если изолировать из тела и смешать клетки мыши и человека в культуре, то в результате их слияния можно получить гибридные клетки, содержащие хромосомы одного или другого вида. Клетки мыши имеют 40 хромосом, а клетки человека - 46. Суммарное число хромосом гибридных клеток должно составлять 86, но обычно это не происходит и чаще всего гибридные клетки содержат от 40 до 50 хромосом
Слайд 63 Пример показывает как стабильные «человек-мышь» гибридные соматические клетки
могут получаться применением ПЭГ
По понятным причинам хромосомы человека избирательно
утрачиваются первичным продуктом слиянияУтрата хромосом человека приводит к образованию большого разнообразия гибридных клеток по набору хромосом человека
Эти клетки могут быть клонированными для получения отдельных клеточных линий со специфическим набором хромосом человека
Идентификация хромосом человека может проводиться методами, основанными на ПЦР с применением хромосом-специфических маркеров
Слайд 64 После размножения интересующих клеток можно провести анализ ферментов,
активность которых связана с наличием именно этой хромосомы
Использование
методов дифференцированной окраски хромосом позволяет связать гены с определенными локусами хромосом, так как в гибридных клетках довольно частыми являются хромосомные разрывы, перестройки, присутствие не целых хромосом, а отдельных фрагментовСлайд 65 В данное время для картирования генов хромосом человека
применяются также другие методы:
Биохимические методы — сравнение аминокислотных последовательностей
белков и нуклеотидной последовательности ДНК отдельных хромосомЦитологические методы — сопоставление изменений морфологии хромосомного участка с характерным фенотипом, анализ «ломких» участков хромосом
Молекулярно-генетические методы и др.
Слайд 66 Благодаря картированию удалось установить локализацию многих генов в
хромосомах человека
Гены располагаются в хромосомах довольно скученно, образуя группы,
между которыми могут находиться большие незанятые участки (пустыни)В различных хромосомах находится различное число генов
Наибольшее число генов - свыше 3 000 в наибольшей из аутосом - первой
В Х-хромосоме их известно свыше 1400
Слайд 69
Аллели
группы крови по системе АВ0, находятся в 9-й
хромосоме
группы крови по системе MN - во 2-й
системы резус-фактора
(Rh) - в 1-й хромосомеглавного комплекса гистосовместимости – в 6-й хромосоме
Свыше 200 генов напрямую унаследованы нами от бактерий
Повторяющиеся последовательности ДНК, которые ранее считались лишними, могут оказаться «черным ящиком» эволюции и рассказать о предыдущих 800 млн. годах развития органического мира
Слайд 70 Цитологические карты представляют собой фотографию или точный рисунок
хромосомы, на котором обозначается последовательность расположения генов
Расположение генов на
цитологических картах определяется с помощью транслокации Транслокация – тип хромосомной перестройки
Во время транслокации происходит обмен негомологичными участками хромосом
С помощью микроскопии потом изучают размеры, локализацию хромосомных перестроек
Цитологическая карта
хромосомы
Генетическая карта хромосомы
Слайд 71 Транслокации. Дицентрические и ацентрические хромосомы являются нестабильными во
время митоза. Робертсоновскиеі транслокации образуются обменом между проксимальными короткими
плечами акроцентрических хромосом 13, 14, 15, 21 и 22. Несмотря на наличие двух центромер, эти хромосомы функционируют как одна и они являются стабильными. Малый ацентрический фрагмент утрачивается, но это не имеет патологических последствий, т.к. он содержит только повторяющиеся последовательности ДНК и которые также представлены в других акроцентрических хромосомахСлайд 72 Дальнейшее картирование хромосом человека будет иметь практическое значение:
станет возможным с помощью методов генной инженерии проводить профилактику
и лечение многих наследственных болезней
Слайд 74
Определение пола
Биологически, пол – это совокупность морфологических, физиологических
и поведенческих характеристик, которые отличают женские организмы (которые продуцируют
яйцеклетки) от мужских организмов (продуцирующих сперматозоиды)Слайд 75 У раздельнополых животных особи с разным полом рождаются
в соотношении 1:1
Это картина наследования при анализирующем скрещивании:
Р: Аа х ааF: Аа, аа
1:1
Пол наследуется как менделирующий признак
Слайд 76
Механизмы определения и дифференциации пола
Хромосомные механизмы
Мужская гаплоидия или
гапло-диплоидный механизм
Механизм генного баланса
Эффект одного гена
Цитоплазматическое определение пола
Слайд 77
Хромосомная теория определения пола
У большинства диплоидных половых животных
выявлена пара половых хромосом, ответственных за определение пола. Они
обозначаются как Х и YХ-хромосома была впервые выявлена немецким биологом Германом Хенкингом в 1891 г. при исследовании сперматогенеза у самца жука рода Lygaeus
Слайд 78 Хромосомная теория определения пола была разработана Вилсоном и
Стивенсом (1902-1905)
Они назвали Х и Y хромосомы – половыми
хромосомами или аллосомами, а другие хромосомы – аутосомамиСогласно этой теории:
половые хромосомы содержат гены пола. Х-хромосома несет гены, определяющие женский пол, а Y-хромосома – гены, ответственные за мужской пол
число Х- и Y-хромосом определяют пол индивидуума
аутосомы содержат гены соматических признаков. Они не связаны с полом
Слайд 79
Типы хромосомных механизмов определения пола
Недифференцированные половые хромосомы У
примитивных форм половые хромосомы (Х или Y) не идентифицированы.
Гены, определяющие пол, возможно, локализованы в аутосомах. Это наиболее примитивный тип половой детерминации
Слайд 80
ХХ-ХY тип
Данный тип определения пола
был впервые изучен на жуке Lygaeus turcicus Вильсоном и
Стивенсомсамки имеют набор половых хромосом ХХ
самцы имеют набор половых хромосом ХY
Этот тип определения пола выявлен у человека, дрозофилы, ряда насекомых
Модификация этого типа определения пола: ХY у самок (куры, птицы, некоторые рыбы, бабочки)
Слайд 81
Из 46 хромосом (23 пары) в кариотипе человека:
22
пары одинаковы у мужчин и женщин (аутосомы)
а одна пара,
имеющая название половых (гетерохромосомы, гоносомы), у различных полов отличается: у женщин — XX, у мужчин — XY Половые хромосомы представлены в каждой соматической клетке индивида
Слайд 82 При образовании гамет во время мейоза гомологичные половые
хромосомы расходятся в разные половые клетки
Таким образом, каждая яйцеклетка
кроме 22 аутосом несет одну половую хромосому X (гаплоидный набор хромосом равняется 23)Все сперматозоиды также имеют гаплоидный набор хромосом, из которых 22 — аутосомы, а одна — половая. Половина сперматозоидов содержит X, вторая половина — Y хромосому
Слайд 83 Так как женские половые хромосомы одинаковы и все
яйцеклетки несут Х-хромосому, то женский пол у человека называют
гомогаметнымМужской пол у человека в связи с отличием половых хромосом (X или Y) в сперматозоидах называется гетерогаметным
Слайд 84 Пол человека определяется в момент оплодовторения. Женщина имеет
один тип гамет — X, мужчина — два типа
гамет: X и YПри оплодотворении хромосомные наборы гамет объединяются. Зигота содержит 22 пары аутосом и одну пару половых хромосом
Если яйцеклетку оплодотворил сперматозоид с Х-хромосомой, то в зиготе пара половых хромосом будет XX, и из нее разовьется девочка. Если же оплодотворение произвел сперматозоид с Y-хромосомой, то набор половых хромосом в зиготе — XY. Такая зигота даст начало мужскому организму
Таким образом, пол будущего ребенка определяет гетерогаметный по половым хромосомам мужчина. Соотношение полов при рождении, по данным статистики, составляет приблизительно 1:1
Слайд 85 Хромосомное определение пола — не единственный уровень половой
дифференцировки
У эмбрионов высших позвоночных развиваются признаки противоположного пола, вместе
с признаками, определяемыми собственными половыми хромосомамиТо есть пол изменяется при определенных условиях! Под действием половых гормонов, синтезируемых половыми железами – половая дифференцировка
Слайд 86
Наследование, сцепленное с полом
У млекопитающих пары гомологичных аутосомных
хромосом являются структурно идентичными (гомоморфными). В то же время
X и Y хромосомы человека и других видов млекопитающих являются гетероморфнымиX-хромосома человека представляет собой субметацентрическую хромосому, которая содержит около 165 Mb ДНК, тогда как Y – это акроцентрическая хромосома существенно меньших размеров (содержит около 60 Mb ДНК).
X-хромосома содержит значительное число (около 1400) важных генов. В отличие от этого, значительный объем Y-хромосомы человека является генетически инертным, состоит из конститутивного гетерохроматина, который содержит разные типы некодирующей ДНК, которые высоко и умеренно повторяются. Только очень незначительное число функциональных генов выявлено на Y-хромосоме, часть из которых гомологична генам X-хромосомы, а другая часть является Y-специфической и такой, что экспрессируется в семенниках
Слайд 87 Несмотря на морфологические отличия, X- и Y-хромосомы способны
к спариванию во время мейоза в мужских клетках и
обмену информативными последовательностями. Обмен последовательностями происходит в небольших гомологичных регионах между X- и Y-хромосомами. Эти регионы называют псевдоаутосомальными регионами, т.к. ДНК-последовательности в этих регионах не проявляют строго сцепленного с полом наследования
Слайд 88
Х-хромосома человека
Относительное расположение патологических генов
В Х-хромосоме распологаются гены,
вызывающие болезни:
пароксизмальную ночную гемоглобинурию
миодистрофию Дюшенна
синдром Менкеса
синдром Альпортасиндром Леша-Нихана
синдром ломкой Х-хромосомы
гемофилию А
Слайд 89 Y-хромосома человека Бедная генами. Одним из наиболее значимых
генов является testеs-determining factor или sex-determining factor (детерминирующий семенники
фактор, определящий пол фактор), известный как SRYСлайд 90 У мужчин в половых хромосомах некоторые гены не
имеют второго аллеля в гомологичной хромосоме
В таком виде признак
определяется не парой аллельных генов, как обычный менделирующий признак, а только одним аллелемПодобное состояние гена называется гемизиготным, а признаки, развитие которых обусловлено одиночным аллелем, расположенным в одной из альтернативных половых хромосом получили название сцепленных с полом
Признаки, сцепленные с полом, преимущественно развиваются у одного из двух полов и по-разному наследуются у мужчин и женщин
Слайд 91
Наследование
Моногенное
Полигенное
Аутосомное
ГоносомноеДоминан- Рецессив- Х-сцепленное Y-сцепленное
тное ное (голандрическое)
Доминантное Рецессивное
гемофилия, дальтонизм, атрофия зрительного нерва, миопатия Дюшенна
витаминорезистентный рахит, темная эмаль зубов
Слайд 92
Х-сцепленное рецессивное наследование
Преимущественно поражаются мужчины
Пораженные мальчики обычно
рождаются от непораженных родителей
Мать обычно является асимптоматичным носителем и
может иметь пораженного отцаЖенщины могут быть пораженными, если их отец пораженный, а мать является носителем. Или очень редко в результате неслучайной X-инактивации
При наследовании отсутствует передача от мужчины к мужчине
Слайд 93
Наследование гемофилии
Н — ген нормального свертывания крови,
h —
ген гемофилии
XhY — мужчина с гемофилией (гемизиготность)
XНY —
здоровый мужчина У женщин признак определяется парой аллельных генов в половых хромосомах XX, таким образом, гемофилия может проявиться только в гомозиготном состоянии:
XНXН — женщина здорова
XНXh — гетерозиготная женщина, носитель гена гемофилии, здорова
XhXh — женщина с гемофилией
Слайд 95
Наследование гемофилии А у потомков королевы Виктории. На
схеме обозначены только те потомки, которые участвовали в передаче
гемофилии или были поражены ею.Родословная британского королевского двора продолжена, чтобы показать, почему гемофилия не проявилась здесь ни у одного из потомков королевы Виктории в течение 7 поколений
Слайд 96
Гемофилия – заболевание неоднородное. Различают несколько типов гемофилии
Гемофилия
А – классическая гемофилия, дефицит фактора VIII – антигемофильного
глобулина. Х-сцепленное заболевание, 1:10 000 живорожденных мальчиковЗаболевание наследственное или вследствие мутации гена в сперматозоиде или яйцеклетке (при сперматогенезе в 5 раз чаще происходит мутация, чем при овогенезе)
Слайд 97 Гемофилия В (болезнь Кристмасса) – Х-сцепленное заболевание, дефицит
фактора IX (тромбопластина). Частота 1:30 000 живорожденных мальчиков
Составляет 15%
от всех случаев гемофилииГемофилия С – дефицит фактора XI (предшественника тромбопластина). Часто встречается на Ближнем Востоке (Йемен, Израиль). 1% случаев гемофилии
Встречается и АУТОСОМНАЯ гемофилия!
Слайд 98
Х-сцепленное доминантное наследование
Поражаются особи обоих полов, но чаще
женщины
Женщины поражаются более умеренно и разнообразнее, чем мужчины
Ребенок пораженной
женщины, независимо от пола, имеет 50% вероятность пораженияЕсли поражен мужчина, то поражаются все его дочери и ни один из сыновей
Слайд 99
Y-сцепленное наследование
Поражаются только мужчины
Пораженные мужчины всегда имеют пораженного
отца
Все сыновья пораженного мужчины являются пораженными
Голандрические признаки: оволосение ушей
(гипертрихоз), перетяжки между пальцами ног, ихтиоз (кожа имеет глубокую исчерченность и напоминает рыбью чешую)
Слайд 100
Признаки, ограниченные полом и зависимые от пола
Признаки человека,
наследование которых каким-то образом связано с полом, делятся на
несколько категорийПризнаки, ограниченные полом. Их развитие обусловлено генами, расположенными в аутосомах обоих полов, но проявляются только у одного пола
Например, гены, определяющие ширину таза женщины, локализованы в аутосомах, унаследуются и от отца и от матери, но проявляются только у женщин
То же самое касается возраста полового дозревания девушек
Среди мужских признаков, ограниченных полом - количество и распределение волосяного покрова на теле
Слайд 101 признаки, контролируемые полом или зависимые от пола. Развитие
соматических признаков обусловено генами, расположенными в аутосомах, проявляются они
у мужчин и женщин, но по-разномуНапример, у мужчин раннее облысение — признак доминантен, проявляется как у доминантных гомозигот (АА), так и у гетерозигот (Аа). У женщин этот признак рецессивен, он проявляется только у рецессивных гомозигот (aа). Поэтому лысых мужчин значительно больше, чем женщин
Другим примером может быть подагра, у мужчин ее пенетрантность выше: 80% против 12% у женщин. То есть, чаще подагрой болеют мужчины
Экспрессивность признаков, контролируемых полом, обусловлена половыми гормонами. Например, тип певческого голоса (бас, баритон, тенор, сопрано, меццо-сопрано и альт) контролируется половой конституцией. Начиная с периода полового созревания, признак находится под влиянием половых гормонов
