Лекции № 20 – 21

медицинскую генетику

законов единообразия, расщепления, независимого и сцепленного наследования признаков.
Типы наследования и

их характеристика.
Менделирующие признаки человека.
Роль и значение генетики в современной медицине.

из семи признаков.

друг от друга предположили, что гены расположены в хромосомах,.

Аргументами

в пользу такого предположения были параллелизм в поведении хромосом в процессе мейоза и оплодотворения с одной стороны, и генов – с другой.

Существование двух аллелей данного признака, один из которых наследуется от одного родителя, а другой – от второго, соответствует представлениям о существовании двух хромосом, каждая из которых переходит от одного из родителей.
Два аллеля каждого гена расходятся при формировании гамет, поскольку гомологичные хромосомы расходятся и попадают в мейозе в разные гаметы.

они расположены в негомологичных хромосомах. Они комбинируются в гаметах независимо

от того, от какого из родителей они были получены.

F2 при скрещивании особей, гомозиготных по двум различным аллелям определенного

типа.

p.
Форма пыльцевых зерен: удлиненная – L, круглая – l.

P PPLL X ppll
 
F1 PpLl
 
F2 P-L- P-ll ppL- ppll
4831 390 393 1338
69,5% 5,6% 5,6% 19,3% 

взаимосвязи между конкретными хромосомами и конкретными генами Т.Х. Морганом и

его студентом, а впоследствии сотрудником – К. Бриджесом в экспериментах на плодовой мушке – Drosophila melanogaster.

Успехи Моргана, его учеников, а впоследствии сотрудников (К. Бриджес, А. Стертевант, Г. Меллер и др.) во многом объясняются удачным выбором объекта исследований – плодовой мушки.
небольшой период развития – 10-12 дней;
высокая плодовитость;
легкость культивирования в лабораторных условиях;
небольшое число хромосом ( 4 пары, одна из которых половая).

обнаружили несоответствие между наследованием окраски глаз дрозофилы и законами Менделя.

В этой связи Морган задался вопросом: всегда ли будут выполняться численные закономерности, установленные Менделем, и каковы причины отклонения от них в экспериментах на дрозофиле.
В природе обычно встречаются красноглазые мухи, редко – белоглазые.
Для своих экспериментов Морган использовал белоглазые мух. Линия разводилась в чистоте: потомство белоглазых мух было также белоглазым. Морган обозначил ген, контролирующий красный цвет глаз символом w+, белый цвет – w.
Он скрестил красноглазых самок с белоглазыми самцами (пол у мух наследуется так же, как у человека, т.е. самки – имеют две Х-хромосомы, самцы – Х и Y хромосомы).

–рецессивным. Результаты соответствовали первому закону Менделя (единообразие гибридов первого поколения).

Далее Морган скрестил между собой мух из первого гибридного поколения (рис.) В F2 ¾ мух были красноглазыми, ¼ - белоглазыми, что соответствовало закону расщепления Менделя в отношении 3 : 1 доминантного (красного цвета) и рецессивного (белого цвета) признака. Однако все самки были красноглазыми, в то время как половина самцов имела красные глаза, другая половина – белые глаза, что не совпало с законами Менделя.

предыдущих экспериментов. (рис). Поскольку красный цвет был доминантным, то в

соответствии с первым законом Менделя красные глаза имела только половина мух, вторая половина имела белые глаза.

состояло наполовину (а не на ¼ ), из белоглазых мух

и наполовину из красноглазых мух, причем в равном количестве у обоих полов.

эти результаты можно объяснить, если Y-хромосома не содержит этот ген,

т.е. ген определяющий белый цвет глаз у дрозофилы – это признак, сцепленный с полом. Повторяя опыты Моргана по скрещиванию белоглазых самок с красноглазыми самцами, Бриджес обнаружил в потомстве необычных мух: белоглазых самок и красноглазых самцов.

случаях у самок происходит нерасхождение Х-хромосом в мейозе. Яйцеклетки с

одной Х-хромосомой, с 2-мя ХХ и без Х –хромосом. Необычные мухи с генотипом www+ обычно погибают, w+0 – красноглазые самцы стерильны, wwſ - белоглазые самки, 0ſ - всегда погибают. Это явление получило название первичного нерасхождения хромосом.

самцами.( w+ſ) (рис). В потомстве получил необычных мух: белоглазых самок

и красноглазых самцов.

мейозе белоглазых самок. Он предположил, что мейоз у самок с

двумя ХХ- и одной Y-хромосомой происходит: 1)расхождение к полюсам Х-хромосом и к одному из них Y-хромосомы (92%); 2) обе Х-хромосомы к одному полюсу, а Y-хромосома к другому.(8%)., половина мух ( зигот) погибает (ww, w+, ſ ſ ), выживают мухи с генотипом w+ſ (самцы красноглазые) и wwſ (белоглазые самки). Свою теорию Бриджес подтвердил прямыми наблюдениями хромосомных препаратов различных типов мух.

Х-хромосом.
Эксперименты Бриджеса окончательно подтвердили выводы Моргана о локализации гена цвета

глаз на Х-хромосоме.

Моргана, А. Стертеванта, К Бриджеса, Г. Меллера и др. Термин

«сцепление генов» предложил Морган.

Предпосылкой для установления сцепления генов явилось то, что число хромосом всегда гораздо меньше числа генов, находящихся в них.

Т. Морган с сотрудниками провели скрещивание мух, различающихся по двум признакам: окраске тела и форме крыльев:

b+ - серая (нормальная) окраска тела
b – черная (мутантная ) окраска тела
vg+ - нормальные крылья
vg – зачаточные крылья.

двух, а четырех типов: нормальные по двум анализируемым признакам, мутантные

по обоим признакам и необычные мухи: с серым телом и зачаточными крыльями и с черным телом с нормальными крыльями

результате кроссинговера гомологичных хромосом, причем кроссинговер происходит только в гаметогенезе

гибридных самок и отсутствует у гибридных самцов.

Частота кроссинговера высчитывается из отношения кроссоверных гамет (особей) к общему числу гамет (особей). Она не может быть более 50%, т.к. эта величина определяет вероятность нормального (без кроссинговера) расхождения хромосом.

точках – двойным, в трех – тройным, т.е. кроссинговер может

быть множественным.

Установлено, что в опыте доля двойных кроссоверов оказывается ниже теоретически ожидаемой.

Интерференция – это явление, сущность которого заключается в том, что кроссинговер, происшедший в одном участке хромосомы, препятствует кроссинговеру в ближайших участках. Особенно сильно это сказывается, если гены расположены близко друг к другу. Интерференция была открыта Г. Меллером в 1916 г.

числу теоретически ожидаемых. Это отношение называют коинциденцией, т.е. величиной совпадения;

В политенных хромосомах ген Bar находится в диске 16А1-2 в хромосомах дикого типа, у мутантов Bar этот район хромосомы дуплицирован, а у мутантов ВВ – утроен.

от друга: Г.Меллер, А.А. Прокофьева-Бельговская и К.В. Косиков, Е.Н. Волотов,

а также К. Бриджес.
Вследствие неравного кроссинговера участок одной из гомологичных хромосом может удвоиться или утроиться, а в другой теряется фрагмент. Аналогичное удвоение участка хромосомы было обнаружено у кукурузы.).

Соматический кроссинговер может быть обнаружен, если он осуществляется на стадии четырех хроматид.

На частоту кроссинговера влияют внешние условия (температура и др.), стадии развития (возраст), пол, генотип ( определенные гены или структурные изменения хромосом

М., 1988.
Албертс Б., Брей Д. и др. Молекулярная биология клетки.

М., 1994.
Бочков Н.П. Клиническая генетика. М., 2006.
Введение в молекулярную медицину. Под ред. Пальцева М.А. М., 2004.
Генетика. Под ред. Иванова В.И. М., 2006.
Гинтер Е.К. Медицинская генетика. М., 2003.
Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика. Новосибирск, 2006.
Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции. М., 1989.
Медицинская биология и генетика. Под ред. проф. Куандыкова Е.У. Алматы, 2004.
Мушкамбаров Н.Н., Кузнецов С.Л. Молекулярная биология. М., 2003.
Фаллер Д.М., Шилдс Д. Молекулярная биология клетки. М., 2003.

и т.д.
Типы наследования признаков человека.