Признак, имеющийся у отца, передается всем его сыновьям.
Близнецовый метод
Метод предложен в конце Х1Х века Ф.Гальтоном.
Близнецы рождаются в одном случае из 84 родов. Из них 1/3 приходится на рождение монозиготных близнецов, 2/3 – на дизиготных.
Монозиготные (MZ) близнецы развиваются из одной яйцеклетки, оплодотворенной одним сперматозоидом. Их генотип идентичен, и различия между близнецами определяются преимущественно средовыми факторами.
Дизиготные (DZ) близнецы развиваются при оплодотворении двух яйцеклеток двумя сперматозоидами. Общих генов у них 50%, как у братьев и сестер, рожденных в пределах одной супружеской пары в разное время. Различия в фенотипе у DZ определяются как генотипом, так и факторами среды.
Близнецовые исследования проводятся в три этапа.
- Подбор близнецовых пар.
- Установление зиготности.
- Сопоставление пар близнецов по изучаемым признакам.
Совпадение у близнецов анализируемых признаков обозначается как конкордантность, несовпадение – дискордантность.
Методпозволяет установить роль наследственности и среды в развитии какого-либо признака.
На заключительном этапе исследования сравнивают показатели конкордантности признака между моно- и дизиготными близнецами. Если показатели конкордантности в обеих группах близки, это значит, что в развитии признака ведущая роль принадлежит факторам внешней среды. Чем больше разница между показателями конкордантности в группах моно- и дизиготных близнецов, тем больший вклад в развитие признаков вносит генотип.
Существует формула, по которой можно определить роль наследственности и среды в развитии признака:
% сх-ва MZ - % сх-ва DZ
20.Использование ДНК маркеров для улучшения признаков продуктивности.
ДНК-ма́ркеры (ДНК-маркёры) или молекулярно-генетические маркеры, полиморфный признак, выявляемый методами молекулярной биологии на уровне нуклеотидной последовательности ДНК, для определенного гена или для любого другого участка хромосомы при сравнении различных генотипов, особей, пород, сортов, линий.
При использовании ДНК-маркеров можно выявить наиболее генетически продуктивных особей, после чего произвести их скрещивание и таким образом добиться у потомства улучшения признаков продуктивности.
21.Структура геномов про- и эукариот.
Геном – совокупность генов, характерных для определённой систематической группы организмов.
Прокариоты:
· геном содержит порядка 1000 генов, локализованных в одной кольцевой молекуле ДНК нуклеоида – ядерного аппарата бактерий.
· Отсутствие интронов в генах.
· Имеют более сложные траскриптоны, содержащие группу последовательно расположенных Сг, на одном фланге которой находится Ини, а на другой Тер. Такой прокариотический транскриптон называют опероном. Как правило, СГ оперона контролируют комплекс взаимосвязанных или последовательно реализуемых функций.
Эукариоты:
· Генетический материал имеется не только в ядерном аппарате, но и в некоторых органоидах, поэтому геном эукариот состоит из нескольких разных компонентов.
Ø - ядерный геном
Ø - митохондриальный геном
Ø - Пластидный геном
Ø - гены, расположенные в ДНК органоидов – цитоплазматический геном.
· Мозаичное строение
· Каждый транскрипт включает в себя один СГ (СГ1 или СГ2) и два РГ (Ини и Тер), расположенных с разных сторон СГ.
22. Уникальные и повторяющие гены в геномах про- и эукариот.
23.Структура генов эукариот.
Любой ген начинается с промоторов. Промотор – фрагмент ДНК, к которому присоединяется РНК зависимая к ДНК полимераза. За промотором лидерная часть гена, включая 100 пар оснований. Лидерная часть гена транскрибируется, но не транслируется. Структурная часть гена, которая включает икзоны и нейтроны, заканчивается ген трейлерной частью, она включает более 600 пар оснований – они трансрибируются, но не транслируются, важна при формировании полиаденилового конца иРНК.
Экзоны – несут информацию о последовательности аминокислот в молекуле белка. Интроны такой информации не несут. Экзонно-нейтроновая структура характерна только для эукариотических генов. Интроны важные элементы. В их в пределах большое кол-во стоп-кодонов. Интроны – ловушки для мутогенов. В процессе транскрипции считываются экзонные и интронные участки ДНК, однако в дальнейшем интронные участки вырезаются. Этот процесс наз-ся сплайсинг.
Незрелое РНК (преинформационное РНК) без промотора. Такая РНК претерпевает процессинг - образование головки и хвостика иРНК.
Гены эукариот, обеспечивающие последовательные реакции одного и того же клеточного цикла могут локализоваться в разных участках генома. Каждый ген имеет свою регулирующую систему.
В геноме выделяют гены – кластеры. Это гены, обеспечивающие синтез полипептидной цепи, которая способна образовать насколько ферментов.
Эгоистичные гены – несут информацию только о себе. Обладают только способностью самовоспроизведения.
Современное представление о стр-ре гена. Ген – это уч-к мол-лы ДНК, несущий инф-цию о стр-ре одного белка, одной мол-лы т-РНК, р-РНК, или выполняющий одну регуляторную ф-ю. ген имеет мозаичное строение и вкл. 3 основные части: 1. регуляторная (промотор, энхансер), 2. кодирующая часть (на ней записана инф-ция или ее экзон-интронное строение), 3. терминирующая часть (представлена полинтронами, кот. образуют шпильки -терминаторы).
24.Современные представления о структуре хроматина.
Хроматин (греч. χρώματα — цвета, краски) — это вещество хромосом, представляющее собой комплекс ДНК, РНК и белков. Хроматин находится внутри ядра клеток эукариот и входит в состав нуклеоида у прокариот. Именно в составе хроматина происходит реализация генетической информации, а также репликация и репарация ДНК[1].
До 25—40% сухого веса хроматина составляют гистоновые белки[2]. Гистоны являются компонентом нуклеосом, надмолекулярных структур, участвующих в упаковке хромосом. Нуклеосомы располагаются довольно регулярно, так что образующаяся структура напоминает бусы. Нуклеосома состоит из гистонов четырёх типов: H2A, H2B, H3 и H4. Эти гистоны называются кóровыми. В одну нуклеосому входят по два кóровых гистона каждого типа — всего восемь белков. Линкерный гистон H1, более крупный, чем кóровые гистоны, связывается с ДНК в месте её входа на нуклеосому[3].
Нить ДНК с нуклеосомами образует нерегулярную соленоид-подобную структуру толщиной около 30 нанометров, так называемую 30 нм фибриллу. Дальнейшая упаковка этой фибриллы может иметь различную плотность. Если хроматин упакован плотно, его называют конденсированным или гетерохроматином, он хорошо видим под микроскопом. ДНК, находящаяся в гетерохроматине не транскрибируется, обычно это состояние характерно для незначащих или молчащих участков. В интерфазе гетерохроматин обычно располагается по периферии ядра (пристеночный гетерохроматин). Полная конденсация хромосом происходит перед делением клетки.
Если хроматин упакован неплотно, его называют эу- или интерхроматином. Этот вид хроматина гораздо менее плотный при наблюдении под микроскопом и обычно характеризуется транскрипционной активностью. Плотность упаковки хроматина во многом определяется модификациями гистонов — ацетилированием, фосфорилированием, метилированием и другими модификациями.
Считается, что в ядре существуют так называемые функциональные домены хроматина (ДНК одного домена содержит приблизительно 30 тысяч пар оснований), то есть каждый участок хромосомы имеет собственную «территорию». Вопрос пространственного распределения хроматина в ядре изучен пока недостаточно. Известно, что теломерные (концевые) и центромерные (отвечающие за связывание сестринских хроматид в митозе) участки хромосом закреплены на белках ядерной ламины.
25.Соотнашение полов у сельскохозяйственных животных и рыб.
Соотношение полов — отношение числа самцов к числу самок в раздельнополой популяции.
Соотношение полов наряду с половым диморфизмом является важной характеристикой раздельнополой популяции. Обычно его выражают количеством самцов, приходящихся на 100 самок, долей мужских особей или в процентах. В зависимости от стадии онтогенеза различают первичное, вторичное и третичное соотношение полов. Первичное — это соотношение полов в зиготах после оплодотворения; вторичное — соотношение полов при рождении и, наконец, третичное — соотношение полов зрелых, способных размножаться особей популяции.
Соотношение полов в нерестовом стаде, характер распределения особей разного пола по размерным и возрастным группам, изменения соотношения полов в процессе размножения различны у разных видов рыб и отражают специфику взаимосвязей популяции данного вида со средой.
Половая структура популяции вида - такое же его приспособительное свойство, как и все другие признаки и свойства вида.
На изменение условий жизни - обеспеченности пищей в широком понимании - популяция закономерно отвечает изменением половой структуры, что вызывает соответствующие изменения в темпе воспроизводства стада и в качестве воспроизводимого потомства (Макеева и Никольский, 1965).
У многих видов соотношение полов в нерестовой популяции близко к равному. Это отмечается у видов рыб, принадлежащих к разным группам, в частности у калуги и осетра Амура (Солдатов, 1915), сига Сям-озера (Титова, 1962), воблы Северного Каспия (Монастырский, 1940), воблы и леща Терека (Демин, 1962), язя Сибири (Соловьева, 1960), сибирского ельца (Зыков, 1951), Mystus gulio (Ham.) (Pantulu, 1961), сайды Баренцева моря (Миронова, 1961), морских окуней в период спаривания (Freund, 1961) и многих других.
Однако соотношения полов у рыб могут быть и самыми разнообразными: у одних видов постоянно преобладают самцы или самки, у других встречаются популяции, представленные только самками, например у серебряного карася и некоторых Poecilidae, некоторым видам свойствен гермафродитизм, например многим спаровым.
Соотношение полов различно и у рыб разного размера и возраста в пределах одной нерестовой популяции. Не остается оно постоянным и в различных частях ареала вида.
Часто самки преобладают у рыб с низкой плодовитостью, у которых самцы охраняют икру нескольких самок. Самцы бычка-бубыря, например, крупнее самок, но количество их намного меньше (16 и даже 13%) (Коблицкая, 1961). Самки преобладают у бычка-кругляка Neogobius melanostomus (Pall.) (Костюченко, 1961) и у других бычков. У колюшки Белого моря примерно на две самки приходится один самец (Вебель, 1934; Г. Гурвич, 1938; Абдельмалек, 1963). Больше самок наблюдается также у рыб, у которых самцы нерестуют порционно, а самки единовременно, отчего самцы могут участвовать в нересте с несколькими самками, как, например, у малого желтого горбыля (Лю Сяо-шунь, 1962), чукучана (Roy, 1962), у пескаря в Москве-реке (Никольский и Пикулева, 1958) и т. д. Постоянное преобладание самок может быть у морских пелагофильных рыб. Самки таких рыб откладывают икру в воду, насыщенную молоками, и икра, всплывая через толщу молок, оплодотворяется. Очевидно, с таким способом оплодотворения икры связаны малое количество самцов и постоянное преобладание самок у черноморского мерланга (Бурдак, 1956; Пробатов и Уральская, 1957), у морского дракона.
Сложная закономерность в динамике соотношения полов наблюдается у серебряного карася Carassius auratus gibelio Bloch. У популяции серебряного карася, населяющего водоемы Китая и Японии, соотношение полов, видимо, обычно близко к 1: 1. В бассейне Амура по пробам, взятым в разных районах, самцов у карася в среднем было 32,5% и самок 67,5%. В различных пробах из бассейна Амура количество самцов колеблется от 7 до 57%, но бессамцовых популяций в Амуре не обнаружено (Никольский, 1956а). На Урале, в Северном Казахстане и европейской части СССР серебряный карась существует обычно в виде бессамцовых популяций. Очевидно, бессамцовость здесь служит показателем хорошего состояния популяции серебряного карася, поскольку по мере ухудшения условий жизни у него в популяциях появляются самцы. Так, по данным А. И. Горюновой (1962), в оз. Джаксыкуль в медленнорастущей части популяции серебряного карася появились самцы. Количество их из года в год возрастало: в 1955 г. их было 2%, в 1956 г. уже 7,76%. На нерестилищах количество самцов достигает 15-20%. Аналогичные данные о водах Румынии сообщают Бушница и Кристиан (Busnita a. Cristian, 1958): быстрорастущая популяция состоит только из самок, у мелкой формы есть и самцы, количество которых колеблется от 4,2 до 26,1%. В водоемах Белоруссии, по Е. П. Леоненко (1960), самцы также имеются у медленнорастущей части стада. В бессамцовых популяциях осеменение икры серебряного карася осуществляется обычно самцами других видов, часто не близкородственных.
Приспособительное значение бессамцовых популяций серебряного карася, по мнению К. А. Головинской и Д. Д. Ромашова (1947), заключается в том, что популяция может существовать и в очень неблагоприятных условиях и быстро восстанавливается единичными особями. Однако возможно, что бессамцовость популяции свидетельствует в известной степени о благоприятном состоянии популяции и является приспособлением, обеспечивающим увеличение численности. В плохих условиях, когда возрастает диапазон изменчивости, у серебряного карася возникают быстрорастущие и тугорослые формы и среди последних появляются самцы. Чисто са-мочьи популяции в природных водоемах, кроме карася, известны у Mollienesia formosa (Agassiz), обитающей в водах Северо-Восточной Мексики и Техаса (Hubbs a. Hubbs, 1932), и у Poecilopsis lucida, P. occidentalis (Baird a. Girard), воспроизводящих только самок (Miller a. Schultz, 1959; Schultz, 1961). Эти однополые чисто самочьи популяции, живущие в естественной обстановке, обладают повышенной плодовитостью, что дает им преимущества перед двуполыми видами, вместе с которыми они обитают
26.Регуляция активности генов у бактерий.
восприятию информации, постановка цели и выбору путей ее достижения.
У прокариот, как и эукариот, не все гены работают- одновременно. Даже во время активности гены требуется контролировать, чтобы продуцировалось только необходимое количество белка.
Если белок продуцируется клеткой постоянно, его синтез называется конститутивным. Гены таких белков регулируются сродством своих промоторов к РНК-полимеразе. Чем больше сродство, тем с большим постоянством ген, кодирующий белок, будет его производить.
Другие гены находятся под контролем регуляторных белков. Эти белки сами по себе не являются ферментами, они связываются с промоторами и регулируют транскрипцию генов. Как и у эукариот, есть белки репрессоры и активаторы. Репрессоры связываются с участком ДНК в опероне, называемом оператором. Это предотвращает транскрипцию всех генов в опероне. Поскольку отсутствие репрессора требуется для активности оперона, процесс называется негативной регуляцией.
Белки, которые должны синтезироваться для активации оперона, как и следует ожидать, называются активаторами. Они связываются с точками промотора в опероне или последовательностями, расположенными далеко от оперона, называемыми энхансерными сайтами. Поскольку присутствие активатора требуется для активации оперона, процесс называется положительной регуляцией.
Различные виды веществ могут активировать указанные виды регуляции, от маленьких молекул (сахара и аминокислоты) до больших молекул (гормоны). Вещества, включающие транскрипцию генов, называются индукторами, а выключающие ее — корепрессорами.
Гены, активируемые индукторами, называются индуцируемыми генами. Обычно они вовлечены в продукцию белков, участвующих в реакциях утилизации других веществ. Гены, выключаемые с участием корепрессоров, называются репрессируемыми генами. Они участвуют в процессах продукции различных веществ, например аминокислот.
Итак, возможны следующие варианты: отрицательная индуцирующая регуляция, отрицательная репрессирующая регуляция; положительная индуцирующая регуляция (положительная репрессирующая регуляция неизвестна).
Вопросы для проверки уровня обученности УМЕТЬ
1. Комолость или безрогость (Р) доминирует у КРС над рогатостью (р). Три коровы скрещены с комолым быком. От скрещивания с рогатой коровы № 1 получен рогатый теленок, и от скрещивания с рогатой коровы № 2 получен комолый теленок, и от скрещивания с комолой коровой №3 получен рогатый теленок. Каковы генотипы всех родительских особей.
2. Бык гетерозиготен (Рр). Корова №1 и №2 гомозиготны (рр), а корова № 3 гетерозиготна (Рр).
3. У голштино-фриской породы чекрно-пестрая масть (В) доминирует над красно-пестрой (в).
а) какое соотношение по фенотипу и генотипу при скрещивании гетерозиготной коровы с гетерозиготным быком.
б) какое соотношение расщепление по фенотипу и генотипу при скрещивании гомозиготной красно-пестрой коровы с гетерозиготным быком.
4. Черная масть абердин-ангуков (В) доминирует над красной мастью (в). Из двух черных быков один гетерозиготен по масти. Как можно обнаружить гетерозиготного быка, если хозяйстве есть коровы красной масти.
5. При скрещивании быка Дерксен, имевшего на шее завитки, с не курчавыми коровами родилось33 не курчавых и 34 курчавых теленка.
При скрещивании не курчавых коров с не курчавыми быками все телята родились не курчавым. Каков генотип быка Дерксен и как наследуются курчавость у КРС.
6.Бык Амор норвежской породы в результате скрещивания со своими дочерями дал 55 телят, из которых 11 имели сильно укороченный позвоночник. Все телята с этим дефектом погибли. Как наследуется этот дефект.
7. Укороченный позвоночник обусловлен рецессивным геном в генотипе быка Амора. При скрещивании со своими дочерями этот признак перешол в гомозиготное состояние и 11 телят имели летальный исход.
8. У шортгорнского скота ген красной масти (R) и белой масти (r) в гетерозиготном состоянии дают чалое потомство. Какова вероятность, что при скрещивании двух чалых шортгорнских животных потомок будет чалым.
8. Одна шортгорнская корова принесла в один отел пять телят, в том числе одного бычка красной масти, двух телок чалой и двух телок белой масти. Можно ли установить масть быка и коровы, от которых родились эти телята.
9. У КРС комолость (Р) доминирует над рогатостью (р), а у шортгорнской породы гетерогиготные по красной (А) и белой (а) масти животные имеют чалый цвет шерсти (гены не сцеплены).
Гомозиготная комолая белая корова скрещена с гомозиготным рогатым красным быкам.
а) каков будет фенотип F1 и F2.
б) потомство от возрастного скрещивания F1 с комолыми белым быком (гомозиготным).
в) F1 c рогатым красных быков (гомозиготным).
10. У КРС комолость (Р) доминирует над рогатостью (р), а у шортгорнской породы гетерозиготные по красной (А) и белой (а) масти животные имеют чалый цвет шерсти.
Рогатая белая корова, скрещена с комолым чалым быком, дала рогатого чалого теленка. Какое потомство получится при возвратном скрещивании этой телки с ее отцом.
11. Корова комолость (Р) доминирует над рогатостью (р), а у шортгорнской породы гетерозиготные по красной (А) и белой (а) масти животные имеют чалый цвет шерсти.
Скрещивание красного комолого скота (ААРР) с чалым рогатым (Аарр) дает исключительно комолое потомство, но половина из них чалой масти а половина - красной. Если скрещивать в потомстве F1 между собой чалых комолых особей, то такая часть их потомства будет также чалой и комолой. ККакая часть этого потомства будет белой и рогатой.