Механизм регуляции экспрессии генов у прокариот рассматривается на уровне оперона, а у эукариот

Оперон включает в себя следующие гены:

структурные. Они кодируют необходимые для клетки белки с ферментативными или структурными функциями, а также кодирующие рРНК и тРНК.

ген-регулятор. Он может находиться на некотором расстоянии от структурных генов и непосредственно не входит в состав оперона. Этот ген обеспечивает синтез особого белка репрессора, функция которого – контроль за состоянием структурных генов. Регуляторные белки обладают очень сильным сродством к гену-оператору и легко связываются с ним.

Ген-оператор. Он управляет функционированием структурных генов оперона, т.е. включает или выключает их. Если этот ген свободен, то транскрипция структурных генов разрешена, если он связывается с регуляторным белком, то работа этих генов прекращается. К оператору непосредственно примыкает промотор.

Теория генетической регуляции белкового синтеза была разработана французскими генетиками Жакобо и Моно в 1961 году.

Объектом изучения служил лактозный оперон кишечной палочки. Лактозный оперон состоит из промотора, оператора и 3 структурных генов, располагающихся друг за другом.

Структурные гены детерминируют (кодируют, контролируют) синтез ферментов, которые необходимы для одного метаболического цикла расщепления лактозы до глюкозы. При этом каждый ген определяет синтез одного белка фермента.

Все гены оперона функционируют совместно, поэтому одновременно синтезируются все 3 фермента, или не синтезируется ни одного.

Может быть 2 состояния оперона:

А) оперон включен.

Лактоза поступает в клетку и соединяется с белком-репрессором, отсоединяя его от оператора.

Операторный участок разблокирован, поэтому РНК-полимераза через него проходит и осуществляет транскрипцию с этих структурных генов.

Образуется иРНК, а затем белки ферменты, расщепляющие лактозу.

Б) оперон выключен.

При отсутствии метаболита белок репрессор соединяется с оператором, блокируя транскрипцию.

Промотор регулирует РНК-полимеразу.

РНК-полимераза не может двигаться и не идет транскрипция.

27. ГЕНЕТИЧЕСКИЙ АППАРАТ ЭУКАРИОТИЧЕСКОЙ КЛЕТКИ. РОЛЬ ЯДРА И ЦИТОПЛАЗМЫ В НАСЛЕДСТВЕННОСТИ. ХАРАКТЕРИСТИКА ГЕНОМА И ПЛАЗМОНА ЧЕЛОВЕКА. ОСОБЕННОСТИ НАСЛЕДОВАНИЯ ПРИЗНАКОВ ЧЕРЕЗ ЦИТОПЛАЗМУ.

Генетический аппарат клеток эукариот:

Геном – генетический материал ядра в гаплоидном наборе хромосом. Функциональная единица – ген(структурные, регуляторные, гены тРНК, гены рРНК, гистоновые гены).

Геном человека — совокупность наследственногоматериала, заключенного в клеткечеловека. Человеческий геном состоит из 23 пархромосом, находящихся вядре, а такжемитохондриальной ДНК. Двадцать двеаутосомныехромосомы, двеполовые хромосомыХ и Y, а также митохондриальная ДНК человека содержат вместе примерно 3,1 млрдпар оснований^.

В ходе выполнения проекта «Геном человека» была определена последовательность ДНК всех хромосом и митохондриальной ДНК. В настоящее время эти данные активно используется по всему миру вбиомедицинскихисследованиях. Полное секвенирование выявило, что человеческий геном содержит 20—25 тыс. активныхгенов, что значительно меньше, чем ожидалось в начале проекта (порядка 100 тыс.) — т.е. только 1,5 % всего генетического материала кодируетбелкиилифункциональные РНК. Остальная часть является некодирующей ДНК, которую часто называютмусорной ДНК.

Особенности:

-Большой объем наследственного материала(у человека 187 см – длина молекулы ДНК). -Одновременно может идти транскрипция от 1 до 10% генов.

-Значительная часть нуклеотидных последовательностей не транскрибируется вообще – молчащая ДНК.

-Экзонно-интронная организация генов.

-Генные повторы.

Характеризуя генетический материал клетки в целом, необходимо отметить, что ядерный геном не охватывает всего его объема, так как часть ДНК расположена в цитоплазме, в виде кольцевых фрагментов – плазмид.

Плазмиды – широко распространенные в генетических клетках внеклеточные генетические элементы, способные существовать и размножаться автономно от ядерных ДНК. Внеклеточная ДНК представлена генетическим материалом органелл – митохондрий и пластид. Наследственный материал органелл находится в их матриксе в виде нескольких копий кольцевых молекул ДНК, не связанных с гистонами.=>

Плазмон – генетический материал цитоплазмы, определяет цитоплазматическую наследственность. Функциональная единица – плазмоген. Был введен Корренсом 1908.

Б.Л.Астауров, основываясь на резко различной чувствительности ядра и цитоплазмы к ионизирующим излучениям, показал решающую роль ядра в определении признаков многоклеточных организмов. Он облучал яйцеклетки бабочек шелкопряда рентгеновскими лучами так, чтобы инактивировать их ядра, в то время как цитоплазма при данных дозах облучения полностью сохраняла способность обеспечивать дальнейшее развитие организма. Затем эти яйцеклетки осеменяли, и ядра зиготы образовывались путем слияния ядер двух спермиев. В результате из таких яиц развивались только самцы (андрогенез), имевшие в случае межвидовых гибридов признаки исключительно отцовского вида.

Таким образом, можно заключить, что по крайней мере у ядерных организмов факторы наследственности распределены в клетке не случайно: они сосредоточены в ядре. Хотя позже и было установлено, что небольшая часть наследственного материала содержится и в цитоплазме, это не поколебало вывод о том, что ядро — основной хранитель наследственной информации.

Цитоплазматические гены не подчиняются менделевским закономерностям наследования. Цитоплазматическое наследование признаков осуществляется по материнской линии(т.к. митохондрии сперматозоида теряются после оплодотворения). Мутации в ДНК митохондрий могут вызвать наследственные заболевания, а также являются одной из основных причин старения и болезней, связанных со старостью.

28. КАРИОТИП: ПОНЯТИЕ, ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКА У ЧЕЛОВЕКА. ПРАВИЛА ХРОМОСОМ. ИДИОГРАММА И ДЕНВЕРСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ХРОМОСОМ ЧЕЛОВЕКА.

Кариотип – хромосомный комплекс соматических клеток определенного вида растений или животных с присущими ему морфологическими особенностями(число, форма, размер хромосом). Каждый род хромосом в кариотипе представлен двумя гомологами, унаследованными от родителей с их половыми клетками.

В 1956 году Ю. Тио и А. Леван изучили кариотип человека.

Мужской: 44 аутосомы и две половые ХУ.

Женский: 44 аутосомы и две половые ХХ.

Правила хромосом:

Видовое постоянство числа хромосом – поддерживается митозом и мейозом.

Парность хромосом – гомологичные хромосомы.

Правило индивидуальности – хромосомы разных пар различаются по форме, размеру и содержанию генетической информации=>негомологичные.

Правило непрерывности – хромосомы способны к самоудвоению=>хромосома происходит от хромосомы.

Изучение кариотипа – кариологический анализ, лежит в основе цитогенетического метода – изучение препаратов метафазных хромосом. Материалом для кариотипирования служит клетка с высокой митотической активностью(клетки костного мозга, фибробласти кожи, лимфоциты крови, клетки амнеотической жидкости плода).

Этапы:

Получение клеток и помещение их на нейтральную среду с добавлением стимуляторов митоза – ФГА.

Остановка митоза на стадии метафазы путем добавления ингибиторов митоза – колхицин.

Приготовление микропрепарата и добавление в культуру клетки гипотонического раствора, для получения раздельно лежащих хромосом.

Препарат фиксируют, высушивают, окрашивают.

Фотографирование препарата, вырезание хромосом.

Составление идиограммы – схематичное обощение кариотипа.

Идиограмма – совокупность морфологических особенностей хромосом, как основного и постоянного признака вида.

Полученную идиограмму сравнивают с эталоном.

ДЕНВЕРСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ХРОМОСОМ(1960 ГОД):

Группа	Величина хромосом	Положение центромеры	число	в 2n
1-А 2-B 3-C 4-D 5-E 6-F 7-G	Самые крупные Крупные Средние Средние Относительно маленькие Маленькие Самые маленькие	Мета и субмета Субметацентрические Субметацентрические Акроцентрические Мета и субмета Метацентрические Акроцентрические

29. ГЕНЕТИКА, ЕЕ ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ МЕТОДЫ. РАЗДЕЛЫ ГЕНЕТИКИ. РОЛЬ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ УЧЕНЫХ.

Генетика – наука которая изучает законы функционарования генетической материала. Произошла от греческого слова geneticus- имеющий отношение к рожденнию. Предмет изучения генетики.:

Наследственность- свойства организмов передавать свои признаки и особенности развития в ряду покаления, т.е наследственность обеспечивает материальную и функциональную преемственность м/у родителями и потомством. Понятие наследственность следует дифференцировать от понятия наследования.

Наследование- это процесс передачи генетического материала от родителей к потомству, закономерности которого изучает генетика.

Изменчивость- свойство организмов как бы альтернатива наследственности- способность изменять наследственные зачатки или их проявления в ряду поколения. Причины и законы изменчивости является предметом изучения генетики.

Объектом изучения генетики являются все живые организмы начиная от вирусов до человека. По объекту изучения генетику делят на г микроорганизмов, г растений, г животных, г человека.

Все 4 раздела объединяет раздел общая генетика. Общая г – изучает общее для все живых организмов, законы, функционирование и организация генетического материала. Общая генетика изучает на 3 различных уровнях – это молекулярногенетический уровень, клеточный, организменный.

МЕТОДЫ:

Совокупность методов исследования наследственных свойств организма (его генотипа) называется генетический анализ.

В зависимости от задачи и особенностей изучаемого объекта генетический анализ проводят на популяционном, организменном, клеточном и молекулярном уровнях.

Основу генетического анализа составляет гибридологический анализ, основанный на анализе наследования признаков при скрещиваниях.

Гибридологический анализ, основы которого разработал основатель современной генетики Г. Мендель, основан на следующих принципах.

1. Использование в качестве исходных особей (родителей), форм, не дающих расщепления при скрещивании, т.е. константных форм.

2. Анализ наследования отдельных пар альтернативных признаков, то есть признаков, представленных двумя взаимоисключающими вариантами.

3. Количественный учет

4. Индивидуальный анализ потомства от каждой родительской особи.

5. На основании результатов скрещивания составляется и анализируется схема скрещиваний.

Гибридологическому анализу обычно предшествует селекционный метод. С его помощью осуществляют подбор или создание исходного материала, подвергающегося дальнейшему анализу (например, Г. Мендель, который по существу является основоположником генетического анализа, начинал свою работу с получения константных – гомозиготных – форм гороха путём самоопыления);

Цитогенетические методы.

Цитогенетические методы заключаются в цитологическом анализе генетических структур и явлений на основе гибридологического анализа с целью сопоставления генетических явлений со структурой и поведением хромосом и их участков (анализ хромосомных и геномных мутаций, построение цитологических карт хромосом, цитохимическое изучение активности генов и т. п.). Частные случаи цитогенетического метода – кариологический, кариотипический, геномный анализ.

Для изучения структуры хромосом и других носителей наследственной информации используются методы световой микроскопии и методы электронной микроскопии.

Молекулярно-генетические – биохимические и физико-химические – методы включают разнообразные, направленные на изучение структуры и функции генетического материала и направлен на выяснение этапов пути «ген – признак» и механизмов взаимодействия различных молекул на этом пути.

Мутационные методы позволяет (на основе всестороннего анализа мутаций) установить особенности, закономерности и механизмы мутагенеза, помогает в изучении структуры и функции генов. Особое значение мутационный метод приобретает при работе с организмами, размножающимися бесполым путём, и в генетике человека, где возможности гибридологического анализа крайне затруднены.

Генеалогический метод (метод анализа родословных). Позволяет проследить наследование признаков в семьях.

Близнецовый метод, заключающийся в анализе и сравнении изменчивости признаков в пределах различных групп близнецов, позволяет оценить относит, роль генотипа и внешних условий в наблюдаемой изменчивости.

Методы биотехнологии включают методы клеточной инженерии, а также методы генной инженерии, описанные в соответствующей лекции.

В генетическом анализе используют и многие другие методы:

ü

онтогенетический,

ü

иммуногенетический,

ü

сравнительно-морфологические и сравнительно-биохимические методы,

ü

разнообразные математические методы

30.ГЕН КАК СЛОЖНАЯ ДИСКРЕТНАЯ ЕДИНИЦА НАСЛЕДСТВЕННОСТИ. КЛАССИФИКАЦИЯ ГЕНОВ И ИХ ФУНКЦИИ. СВОЙСТВА ГЕНОВ В ОТНОШЕНИИ ПРИЗНАКОВ (ДИСКРЕТНОСТЬ, СПЕЦИФИЧНОСТЬ ДЕЙСТВИЯ И ДР.). РАССМОТРЕТЬ НА ПРИМЕРАХ.

Ген – участок молекулы ДНК, обеспечивающий синтез определенной белковой молекулы, детерминирующей определенный признак, свойство или функцию. По химической природе ген является полинуклеотидом и он определяет возможность синтеза полипептидной цепи, тРНК или рРНК.

Свойства:

1.

Аллельность. Аллель – форма существования гена.

2.

Дискретность. Определяется тем, что ген контролирует присутствие или отсутствие отдельной биохимической реакции, от которой зависит развитие или подавление определенного признака.

Стабильность. В отсутствие мутации ген передается из поколения в поколение в неизменном виде.

Лабильность (мутабильность). Способность гена к мутации под действием экзо- и эндогенных факторов.

Специфичность. Один ген обусловливает один признак.

Плейотропия. Ген может детерминировать развитие нескольких признаков. Пример: ген белых глаз и плодовитости у дрозофилы; синдром Марфана у человека; сердечно-сосудистая система, зрение, опорно-двигательная система).

Экспрессивность. Степень выраженности признака или степень фенотипического проявления гена.

Пенетрантность. Частота проявления гена в признак среди его носителей в %.

Число особей с признаком/число особей с таким геном

Пример: подагра – неполная пенетрантность.

Взаимодействие генов в системе генотипа.

Полимерия. За один признак отвечает несколько генов.

Дозированность. Степень выраженности признаков зависит от дозы генов.

Классификация генов и их функций:

В зависимости от локализации генов в структурах клетки различают ядерные и митохондриальные гены. По своему функциональному назначению гены могут быть разделены на 2 группы.

Первая группа представлена генами, кодирующими белки;

вторая группа – генами, контролирующими синтез РНК.

СРЕДИ ГЕНОВ, КОДИРУЮЩИХ БЕЛКИ, РАЗЛИЧАЮТ:

- гены домашего хозяйства, продукты которых необходимы для обеспечения функции любого типа клеток.

- гены терминальной дифференцировки, т.е. гены, обеспечивающие специализированные функции клеток.

- гены транскрипционных факторов, контролирующие особые ядерные белки, способные соединяться с регуляторными областями многих других S-генов, вызывая либо активацию, либо подавление транскрипции.

Гены:

Ядерные:

- БЕЛОК-КОДИРУЮЩИЕ:

А) Гены «домашнего хозяйства»

Б) Гены транскрипционных факторов

В) Гены терминальной дифференцировки

- РНК-КОДИРУЮЩИЕ

А) – тРНК

- рРНК

- ядерная РНК

Б) Регуляторная РНК

2) МИТОХОНДРИАЛЬНЫЕ.

По влиянию на физиологические процессы клетке различают летальные, условно летальные, супервитальные гены, гены – мутаторы, гены – антимутаторы.

31.ГЕНОТИП И ФЕНОТИП. ОПРЕДЕЛЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ ФЕНОТИПИЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВ. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АЛЛЕЛЬНЫХ ГЕНОВ В СИСТЕМЕ ГЕНОТИПА. АНАЛИЗИРУЮЩЕЕ СКРЕЩИВАНИЕ, ЕГО ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗИГОТНОСТИ ГЕНОТИПОВ (РАССМОТРЕТЬ НА ПРИМЕРАХ).

Генотип – совокупность всех генов организма. Формируется в момент оплодотворения при слиянии геномов мужской и женской гамет. Это совокупность всех генов в диплоидном наборе.

Фенотип – совокупность всех внешних и внутренних признаков организма. В процессе развития организм меняет свои характеристики, поэтому под фенотипом надо понимать совокупность свойств на всем протяжении онтогенеза.

Генотип + Внешняя среда = Фенотип

Уже на стадии транскрипции контроль экспресии отдельных генов осуществляется путем взаимодействия генетических и негенетических факторов. Следовательно, даже в формировании элементарных признаков организма – полипептидов – принимают участие генотип как система взаимодействующих генов и среда, в которой он реализуется.

Среда первого порядка – совокупность внутриорганизменных факторов (межклеточное взаимодействие, гормоны и др.).

Среда второго порядка – совокупность внешних по отношению к организму факторов.

Классификация признаков:

- морфологические (форма носа, цвет волос).

- физиологические (ЧСС, АД).

- иммунологические (группа крови).

- биохимические (набор ферментов, уровень их активности).

Каждый конкретный признак детерминируется парой аллелей гена, такие признаки называют альтернативными. Пример: праворукость – леворукость, карие глаза – голубые глаза. Для генетических исследований важно узнать генотип особей, обладающих доминантным фенотипом. Для установления генотипа особей, которые не различаются по фенотипу, применяют анализирующие хромосомы – хромосомы гибридной особи с особью, гомозиготной по рецессивным аллелям, т.е. имеющий генотип аа (фенотип ее всегда известен). Анализизирующее скрещивание – один из основных методов, позволяющих установить генотип особи, поэтому что широко используется в генетике и селекции.

Таким образом, анализирующее скрещивание – это скрещивание особей с доминантным фенотипом и неизвестных генотипом с особью с рецессивным фенотипом.

Скрещивание гетерозиготной особи (с неизвестным генотипом) с особью, гомозиготной по рецессивному аллелю, называется анализирующим скрещиванием

34. Генотип как система взаимодействующих генов. Взаимодействие неаллельных свободно комбинирующихся генов. Комплементарность и эпистаз. Молекулярный механизм рецессивного эпистаза (наследование «бомбейской» группы крови).

Генотип – совокупность генов данного организма, полученных от родителей. Генотип характеризует особь, а не вид. Термин вел В. Йогансен в 1909.

Генотип – единая система взаимодействующих генов,проявление каждого зависит от генотипической среды, в которой он находится. На разных этапах развития особи в активном состоянии находятся разные гены, поэтому генотип функционирует, как изменчивая подвижная система.

Неаллельные – гены, которые находятся в разных парах негомологичных хромосом (свободнокомбинирующиеся) или в разных локусах одной хромосомы.

НГ могут взаимодействовать между собой, при этом один ген может обуславливать несколько признаков, либо один признак обуславливаться несколькими генами.

Выделяют 4 формы: комплементарность, эпистаз, полимерия, эффект положения.

Комплементарность – форма взаимодействия неаллельных свободнокомбинирующихся генов, при которой их одновременное присутствие обуславливает проявление нового признака, при отсутствии хотя бы одного признак не проявляется.

Пример: наследование глухонемоты. Нормальный слух и речь А_В_, глухонемота при отсутствии хотя бы одного гена.

Доминантный эпистаз – один доминантный ген подавляет действие другого доминантного гена из другой аллельной пары (подавляющий – эпистатический, супрессор, подавляемый гипостатический)

Рецессивный эпистаз – рецессивный ген подавляет действие доминантного из другой аллельной пары. Наследование бомбейской группы крови.

Н-

Антиген

IAФ1А-антиген – 2 гр.

IBФ2В-антиген – 3 гр.

I00Н-антиген – 1 бомбейская группа крови.

Бомбейская группа крови – пример рецессивного эпистаза.

Есть предшественники А или В – антигена -------Н-антиген, кот вырабатывается в орг чел под возд Н-трансферазы.

Если в генотипе есть ген Н – то образовывается Н-антиген и наследование крови идет обычное.

Если человек рецесс. гомозигота – Н-антиген не образуется

Вне зависимости от генотипа по системе АВ0 (Н) – 1 бомбейская группа крови.

35. Взаимодействие неаллельных генов. Взаимодействие типа "эффект положения" (наследование групп крови Rh - системы).

Эффект положения – это ситуация, когда функциональность генов зависит от их положения, относительно друг друга.

Так наследуется резус-фактор (РФ) – он определен 3 генами в коротком плече 1 хромосомы.

Гены располагаются последовательно друг за другом, наследуются сцепленно.

C_D_Eцис-положение (РФ +) транс-положение (РФ -)

C d E

c d e

C d e

c d E

Сцепление генов нарушает кроссинговер.

Полное сцепление встречается крайне редко - для муж. тутового шелкопряда, дрозофиллы.

У человека – в У-хромосоме есть псевдоаутосомные районы, вступающие в кроссинговер c Х-хромосомой.

Если между генами расстояние больше 50 морганид – они наследуются независимо.

36. МОНОГЕННОЕ И ПОЛИГЕННОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ. ПОЛИМЕРИЯ, ЕЕ ФОРМЫ. ПРИМЕРЫ ПОЛИГЕННЫХ ПРИЗНАКОВ У ЧЕЛОВЕКА И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИХ НАСЛЕДОВАНИЯ (ГЕНЕТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ).

Моногенный тип наследования – наследование, при котором признак определяется только одним геном.

Полигенное наследование – тип наследования признаков, обусловленных действием многих генов, каждый из которых оказывает лишь слабое действие. Полимерия.

Несколько неаллельных генов влияют на степень проявления одного и того же признака.

Полимерия бывает:

ü

Количественная (коммулятивная) – гены оказывают обобщенное воздействие на признак. Чем больше генов – сильнее призак.

У ЧЕЛОВЕКА – ПИШМЕНТАЦИЯ КОЖИ (негры – А1,А2..; белые – а1,а2…, мулаты – А1,а1,А2,а2…)

1908 Нильсон Эле, зерна пшеницы.

Пигментация тела, масса тела, рост, уровень давления.

Белый а1а1а2а2

Мулат А1А1а2а2 А1а1А2а2

Темный мулат А1А1А2а2 А1а1А2А2

Светлый мулат А1а1а2а2 а1а1а2А2

ü

Качественная – дублирующее действие генов по отнош к призн.

Наличие как минимум 1 гена доминантного УЖЕ дает наличие признака в той или иной степени.

ФОРМА СТРЮЧКА У ПАСТУШЬЕЙ СУМКИ – треугол А1,А2, яйцевидная а1, а2.

(Пример: форма стручка у пастушьей сумки определяется двумя генами Аи В

Если есть 1 доминантный ген – сердцевидная.

Если нет доминантного – листовидная.)

37. ГЕНЕТИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ И НАСЛЕДОВАНИЕ ПОЛА У ЧЕЛОВЕКА И ЖИВОТНЫХ. ПОЛОВОЙ ХРОМАТИН, ЕГО ЗНАЧЕНИЕ В МЕДИЦИНСКОЙ ПРАКТИКЕ.

Наиболее распространенный метод определения пола – СИНГАМНЫЙ (пол опр на момент оплодотворения)

ü

Тип дрозофиллы, млекопит, человек, 2 домные растения, рыбы.

Пол зависит от муж.особи

1⁰соотношение полов – это соотношение полов на момент зачатия. Теоретически - 1:1, на практике 100жен.:500муж.

2⁰ соотношение – 100жен.:105-120муж.

3⁰ соотношение – на период окончания полового созревания 1:1

Тип ИКС-0 (НАСЕКОМЫЕ, ЖУКИ, ПАУКИ, КРУГЛЫН ЧЕРВИ)

Пол зависит от муж.особи

Тип ZW (ПТИЦЫ, БАБОЧКИ, ЗЕМНОВОДНЫЕ, НЕК. РЫБЫ)

Пол зависит от ЖЕН.особи

ТИП ГАПЛОИДНО-ДИПЛОИДНЫЙ (ПЧЕЛЫ, ШМЕЛИ, ОСЫ)

Пол зависит от кол-ва хромосом

Гетерохроматин:

1) постоянный (конститутивный) – расположен в теломерах и центромерах

2) факультативный (временный) – временно переведенный в неактивное состояние эухроматин. Пример: половой хроматин.

У женщин 1 глыбка, у мужчин глыбки полового хроматина нет. Число глыбки всегда на 1 меньше, чем число Х-хромосом.

Применение: выявление пола плода, диагостика хромосомных заболеваний, связанных с изменениями числа половых хромосом, в большом спорте – как секс-контроль.

38. НЕЗАВИСИМОЕ КОМБИНИРОВАНИЕ И СЦЕПЛЕННОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ, ИХ ЦИТОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ. СЦЕПЛЕНИЕ ГЕНОВ И КРОССИНГОВЕР. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ХРОМОСОМНОЙ ТЕОРИИ.

НЕЗАВИСИМОЕ КОМБИНИРОВАНИЕ ЭТО 3 ЗАКОН МЕНДЕЛЯ.

Справедлив для генов разных пар Х.

При скрещивании чистых линий отличающихся по 2 парам альтернативных признаков, во втором поколении наблюдается независимое комбинирование признаков и соответствующих им генов.

Р АаВв х АаВв

АВ Ав АВ Ав

аВ ав аВ ав

Ф 9А_В_ 3ааВ_ 3А_ вв 1аавв

СЦЕПЛЕННОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ – СОВМЕСТНОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ ГЕНОВ, ЛОКАЛИЗОВАННЫХ В ОДНОЙ ХРОМОСОМЕ.

Существует 2 формы:

1. Полное – не происходит перекомбинация родительских генов и все потомство наследует признаки только исходных родительских форм

Редко, только у самцов дрозофилы и самок тутового шелкопряда.

2. Неполное – происходит перекомбинация родительских генов, обусловлена кроссинговером и связана с образованием кроссинговерных гамет.

Кроссинговер – обмен идентичными участниками между гомологичными Х, приводит к рекомбинации наследственных задатков и формированию новых сочетаний генов в группах сцепления (одиночный, двойной, множественный).

Частота кроссинговера прямо пропорциональна расстоянию между генами и обратно пропорциональна силе сцепления.

Для каждой пары генов одной Х частота кроссинговера величина постоянная, составление генетических карт – отрезок, на котором располагаются гены относительно др. и указывается расстояние между генами (на основе экспериментальных исследований).

Цитологические карты Х - рисунок каждой Х.

ХРОМОСОМНАЯ ТЕОРИЯ.

переоткрытие в 1900 г. закономерностей наследования, установленных ранее Г. Менделем

Основы хромосомной теории заложили работы немецкого биолога Т. Бовери (1902–1907) и американского цитолога У. Сеттона (1902–1903), которые независимо друг от друга предположили, что гены расположены в хромосомах, и связали закономерности Менделя, описывавшие поведение наследственных факторов, с поведением хромосом во время мейоза и при оплодотворении

Детальная разработка хромосомной теории была произведена Т.Х. Морганом и его учениками (начиная с 1910 г.). Изучая наследование окраски глаз у плодовой мушки дрозофилы, цвет глаз – признак, сцепленный с полом, и что по характеру его наследования ген, определяющий этот признак, должен находиться в половой хромосоме (Х-хромосоме).

Морган обнаружил, что сцепленное наследование признаков может нарушаться в результате кроссинговера во время мейоза. На основании детального исследования сцепления Морган и его сотрудники разработали методы определения взаимного положения различных генов на хромосомах и построения генетических карт хромосом.

Положения теории Моргана:

1. каждая Х представляет собой уникальную группу сцепления генов, число групп сцепления равно количеству хромосом.

2. гены в Х расположены в линейном порядке и занимают определенное место – локус.

3. между гомологичными Х во время мейоза возможен кроссинговер, который нарушает сцепление генов и обеспечивает их перекомбинацию.

4. частота кроссинговера является функцией расстояния между генами, т.е. чем больше расстояние, тем больше вероятность кроссинговера.

5. частота кроссинговера зависит от силы сцепления между генами, т. е. чем сильнее сцеплены гены, тем меньше вероятность кроссинговера..

Хромосомная Теория Наследственности, с одной стороны, строго соответствовала открытым Менделем закономерностям наследования признаков, поведению Х в ходе митоза, при мейозе и оплодотворении. С другой стороны, был обнаружен особый тип наследования признаков (сцепленное).

39. АУТОСОМНЫЕ И СЦЕПЛЕННЫЕ С ПОЛОМ ПРИЗНАКИ, ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИХ НАСЛЕДОВАНИЯ. РАССМОТРЕТЬ НА ПРИМЕРАХ.

Это наследственные заболевания – болезни, в осн кот лежит патологическая наследственность, получ организмом чз половые клетки родителей.

Моногенные и полигенные.

МОНОГЕННЫЕ: 4500 видов, 3 % населения, наследуются согласно законам Менделя, наци заболевания (расовая и этническая предрасположенность) – муковисцедоз (кистозный фиброз) – для белой расы, но в рецессивном состоянии он обеспечивает защиту от туберкулеза.

Фактор риска – муж >45 лет – сперматогенез!

ü

Аутосомно-доминантные:

От пола не зависит, от больных родителей могут родиться здоровые дети, встречается в каждом поколении (передача болезни по вертикали), при типичном браке Аа*аа – 50% риска больного ребенка. Больные дети рождаются только от больных родителей.

ГЕН НАХОДИТСЯ В 1 ИЗ 44 АУТОСОМ в доминант состоянии.

КАРИЙ ЦВЕТ ГЛАЗ, СИНД.МОРФАНА, НЕЙРОФИБРОМАТОЗ, ПРАВОРУКОСТЬ.

ü

Аутосомно-рецессив (осн тип наследования моноген заболеваний):

Независимо от пола, передача по горизонтали, чем реже встречается мут.ген в популяции – тем чаще родители явл кровными родственниками, идет накопление среди СИБСОВ (братья, сестры), больные дети могут родиться от клинич.здоровых родителей Аа*Аа – 25%

ФЕНИЛКЕТОНУРИЯ, ГОЛУБЫЕ ГЛАЗА

ü

Х-сцеплен доминан:

От больного муж – все дочери больные, а сыновья здоровы, передача по вертикали, от бол жен – больные дети обоих полов. Чаще болеют девочки.

ТЕМНАЯ ЭМАЛЬ ЗУБОВ, НЕ ЛЕЧАЩИЙСЯ РАХИТ

ü

Х-сцеплен рецес:

Болеют только мужчины! КРИС-КРОСС – дед по матер линии и внук болеют 1 заболеванием. Дочери больных мужчин – носительницы гена, здоровые муж не передают болезнь.

ГЕМОФИЛИЯ, ДАЛЬТОНИЗМ, МИОПАТИЯ ДЮШЕНА

ü

У-сцеплен:

Все мужчины во всех поколениях, голандрическое наследование.

ГИПЕРТРИХОЗ УШНОЙ РАКОВИНЫ, НЕК ФОРМЫ СИНДЕКТИЛИИ (сращение пальцев), ихтиоз.

41. КЛИНИКО-ГЕНЕАЛОГИЧЕСКИЙ МЕТОД, ЕГО СУЩНОСТЬ, ЭТАПЫ И НАЗНАЧЕНИЕ. ПРИНЦИП СОСТАВЛЕНИЯ РОДОСЛОВНЫХ, ИХ АНАЛИЗ. ТИПЫ НАСЛЕДОВАНИЯ ПРИЗНАКОВ У ЧЕЛОВЕКА. РАССМОТРЕТЬ НА ПРИМЕРАХ.

Составление и анализ родословных

1865 – Гальтон

Прослеживание признака (болезней в ряду поколений c указанием типа родственных связей по отношению к пробанду – относит. кого составляют)

Этапы:

ü

Сбор генеалогич анамнеза и клинич анамнеза (возраст, профессия, нац, место жительства)

ü

Составление родословной

ü

Анализ родословной – характер признака – фенокопия или мутация и т.д., тип и вариант наследования

ü

Опр генотипов всех членов родословной и зиготности

ü

Опр пенетрантности гена

ü

Медико-генетич прогноз (степень риска рождения больных детей c патологией)

Аутос-рецесс: болезнь а, норма А, аутосом-домин: бол А, норма а

ПРИНЦИПЫ РОДОСЛОВНЫХ:

Применяется в коневодстве, селекции ценных линий крупного рогатого скота и свиней, при получении чистопородных собак, при выведении новых пород пушных животных.

44.МОЛЕКУЛЯРНО — ГЕНЕТИЧЕСКИЙ МЕТОД: СУТЬ И НАЗНАЧЕНИЕ.

Более 500 заболеваний

Предрасположенность к вирусам, использование любых тканей и клеток c ДНК

Проведение анализа на любой стадии онтогенеза

ПРЯМАЯ: использ для уже известных заболеваний; наследст заболевания, имеющие клонированные гены c известной последовательностью нуклеотидов

Мутации в гене

Высокая точность, нед надобности в анализе всей семьи

КОСВЕННАЯ: если мутации в гене не выявлены, использование маркеров, находящихс рядом c изучаемым геном, точная!

В основе всей диагностики – ПОЛИМЕРАЗНАЯ ЦЕПНАЯ РЕАКЦИЯ (ПЦР) – селективная амплиификация (клонирование) фрагмента ДНК ин витро.

Полимеразная цепная реакция. 1993 г. Кэрри Мюмме.

Модель репликации ДНК: выделение ДНК Денатурация ДНКотжиг, гибридизация праймеров c матричной ДНК, амплификация – получение множест копий участков ДНКдостраивание (удлинение, элонгация), электрофорез ДНК – распределение ДНК в спец геле.

МЕТОДИКИ:

ü

Гибридизация ДНК с использованием ДНК-зондов.

ü

Секвенирование – точная последовательность генов (точковые мутации, делеции и инверсии)

Значение:

ü

определение моногенных мультифакториальных заболеваний.

ü

восприимчивость человека к инфекционным заболеваням.

ü

диагностика онкопатологий.

ü

установление отцовства

ü

криминалистика.

ü

Механизм регуляции экспрессии генов у прокариот рассматривается на уровне оперона, а у эукариот – транскриптона