БИОЛОГИЯ ПОЛА

БИОЛОГИЯ ПОЛА. ХРОМОСОМНАЯ И БАЛАНСОВАЯ ТЕОРИИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛА. ПРИЗНАКИ, СЦЕПЛЕННЫЕ С ПОЛОМ И ОСОБЕННОСТИ ИХ НАСЛЕДОВАНИЯ. РЕГУЛЯЦИЯ ПОЛА.

Половой диморфизм – это различия морфологических, физиологических и биохимических признаков особей разных полов, т. е признаков, по которым мужская… Все половые признаки условно делят на первичные и вторичные. Первичные…

Хромосомная теория деления пола К.Коренса.

Пол будущего ребенка определяется наличием половых хромосом в момент оплодотворения.

РХХ ×ХУ

GХ Х У

F ХХ, ХУ

У птиц и бабочек: гомогометный мужской ( ZZ ), гетерогометный ( ZZ );

У кузнечиков и саранчи: Ж – 2Х, М – МХ0.

Суть хромосомной теории пола – пол организма определяется сочетанием половых хромосом при оплодотворении.

Балансовая теория пола К.Бриджес

Норм. самки 2Х / 2А=1; Сверхсамка 3Х / 2А=1.5; Треплоидная самка 3Х / 3А=1;

СЦЕПЛЕННОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ. КРОССИНГОВЕР. ЕГО ГЕНЕТИЧЕСКОЕ И ЦИТОЛОГИЧЕСКОЕ ДОКОЗАТЕЛЬСТВО.

А В а в Р ♀ = = × ♂ = = а в а в

Типы кроссинговера

2.Самотический - обнаруживается при митозе. Кроссинговер бывает: равный (разрывы в одном и том же локусе равны) неравный… Частота кроссинговера -величина зависимая

Док-во кроссинговера

1.Генетическое док-во кр-а,- явл-ся скрещивание дигетерозиготной самки с рецессивным гомозиготным отцом мушки дрозофилы(проведена Морганом). Получено четыре фенотипа не в равном % соотношении.

Генетическое док-во кроссинговера явл-ся умозаключительным.

2.Цитологическое док-во кр-а. показала Барбара Мак Клинтос на кукурузе.

С - окрашенные зерна у кукурузы, с- неокрашенные зерна.

Wx – крахмалистые, wx – восковидные

Морган формулирует хромосомную теорию наследственности.

2) Все гены в хромосомах нах-ся в линейном порядке 3) Гены, расположенные в 1 хромосоме образуют группу сцепления 4) Число групп сцепления соответствуют гоплоидному числу хромосом

МУТАЦИИ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ НА РАЗЛИЧНЫХ УРОВНЯХ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОЙ МАТЕРИИ. ГЕННЫЕ, ХРОМОСОМНЫЕ, ГЕНОМНЫЕ МУТАЦИ. СПОНТАННЫЙ И ИНДУЦИРОВАННЫЙ МУТАЦИОННЫЙ ПРОЦЕСС. ЗАКОН Н.И.ВАВИЛОВА.

Мутации- это наследуемые изменения генетического материала организма.

Изменчивость, вызванная возникновением мутаций, называется мутационной.

Классификация мутаций

Мутации на уровне

 

 

Генные мутации - м., связанные с изменением структуры молекулы ДНК. Представляют выпадение или вставку одного или нескольких азотистых оснований, либо то и другое одновременно, а также замену азотистых оснований.

Э.Фриз различал 2-а типа замен:

- транзиции ( пурин. и пиримид. основания заменяются соответсвенно другими пуриновыми и пиримидиновыми)

- трансверзии ( пуриновые основания заменяются пиримидиновыми)

Все генные мутации приводят к изменению смысла кодона и нарушению считывания информации цепи ДНК. Различают 3-и типа таких изменений :

- миссенс-мутации – в белковую молекулу в момент ее синтеза вставляется другая аминокислота.

- нонсенс-мутации - образование бессмысленных кодонов, не кодирующих никакой аминокислоты. Они приводят к обрыву чтения генетического текста и прекращению синтеза молекулы белка.

- мутации сдвига чтения наблюдаются при выпадении или вставке нуклеотидов в цепи ДНК и вызывают смещение чтения генетического кода. При этом рано или поздно образуются бессмысленные кодоны, на которых чтение прерывается.

Хромосомные мутации (аберрации)- изменение в структуре хромосом.

Разделяют на: внутрихромосомные, межхромосомные.

К внутрихромосомным относятся:

- потеря участка хромосомы (делеции)

- двух- и многократные повторения фрагмента хромосомы ( дупликации)

- поворот участка хромосомы на 180; В результате чего гены в этом участке располагаются в обратной последовательности (инверсии)

К межхромосомным относят обмен участками между 2-мя негомологичными хромосомами.

Хромосомные мутации известны у многих организмов, включая человека. Наследственное заболевание- синдром «Кошачьего крика» обусловлен потерей концевого уч-ка короткого плеча 5-ой хромосомы. Этот синдром сопровождается нарушением роста и умственной отсталостью.

Геномные мутации - это изменение числа хромосом в клетках организма. В основе их лежит не расхождение хромосом к полюсам клеток при мейозе или митозе в результате действия различных физ. и хим. факторов на нити веретена деления, приводящим к разрушению отдельных или всех нитей. Выделяют:

-полиплоидия – это увеличение числа хромосом в клетках, кратное гаплоидному. Возникают триплоидные (3n), (4n),(6n),(8n) и т.д. клетки. Полиплоидия распространена у растений ( пшеница, рожь, сахарная свекла, гречиха и др. )

- гетероплоидия – это изменение числа хромосом, не кратное гаплоидному. Наблюдается, когда во время митоза или мейоза не расходятся или теряются отдельные гомологичные хромосомы.

В результате могут возникать половые клетки с лишними хромосомами. При слиянии с нормальными гометами они образуют зиготу(2n+1). Люди, страдающие болезнью Дауна, являются трисомиками по 21-ой хромосоме.

(2n-1) – моносомик

(2n-2) – нулеосомик

(2n+х) – полисомики

В зависимости от того в каких клетка произошли мутации, их подразделяли на соматические( передаются по наследству при вегетативном размножении и не передаются при половом размножении), генеративные – в половых клетках( передаются при половом размножении).

Спонтанный и индуцированный мутационный процесс.

Индуцированный мутагинез – это искусственное получение мутации с помощью физических и химических, биологических мутагенов. Т.о. мутационная… Закон Вавилова- закон гомологических рядов в наследственной изменчивости. Виды и роды, близкие генетически, связанные единством происхождения, характеризуются сходными рядами наследственной…

Свойства генетического кода

1. Ген. код триплетен

2. Считывается без знаков препинания

3. Вырожденность ген. кода (одна аминокислота кодрует неск. триплетов)

4. Универсален – один и тот же кодон кодирует одну и ту же аминокислоту у любых организмов

5. Видоспецифичен -для каждого вида живых организмов характерна своя определенная последовательность хромотидов

Структура гена эукариот

Экзоны – несут информацию о последовательности аминокислот в молекуле белка. Интроны такой информации не несут. Экзонно-нейтроновая структура… Незрелое РНК (преинформационное РНК ) без промотора. Такая РНК претерпевает… Гены эукариот, обеспечивающие последовательные реакции одного и того же клеточного цикла могут локализоваться в разных…

Реализация наследственной информации в клетке. Транскрипция, процессинг, трансляция, их механизмы. Регуляция транскрипции. Модель оперона.

непосредственно на синтезированные белковые мол-лы. Ген-я инф-я –инф-я о первичной стр-ре белка, т.е. о последовательности АК в… Этапы Г.инф-и –1. транскрипция, 2. процессинг, 3. транспорт иРНК, тРНК и субъед-ц рибосом из ядра цитоплазмы, 4.…

Этапы процессинга

2. Полиаденилирование -3' конца мол-лы при-РНК (к 3' концу присоед-ся поли А послед-ть – м.б. до 200 А). Ф-ции поли А послед-ти – а) обеспечение стабильности иРНК, б) способствует… 3. Кэпирование -5' конца – к 5' концу присоед-ся КЭП-опред-я послед-ть нуклеотидов, которая отвечает за связывание…

Регуляция транскрипции. Модель оперона.

1.регуляция по типу индукции J …. P O X y a J –ген регулятор – отвечает за выработку белка репрессора. P –промотор – уч-к мол-лы ДНК отвеч. за специфическое узнавание и связывание РНК-полимеразы.

Механизм трансляции.

Этапы трансляции – 1.подготовительный (активация АК). Мол-ла тРНК взаимод-ет с АК при участии… 2.собственно трансляция –

Особенности строения генетического аппарата и способы передачи наследственной информации у бактерий и вирусов. Генная инженерия и ее основные достижения.

В состав нуклеотида бактерий входят ДНК, РНК и белки. Число нуклеотидов в бакте­риальной клетке может варьировать от одного (в культу­рах, находящихся в стационарной фазе роста) до двух (в стадии задержки размножения после переноса клеток в свежую среду) и четырех (в культурах с постоянной скоростью роста). Каждый нуклеоид содержит двухцепочечную замкнутую в кольцо молекулу ДНК. В молекуле ДНК нуклеотида закодирована вся генетиче­ская информация, необходимая для жизнедеятельности клетки, поэтому нуклеотид рассматривают как бактериаль­ную хромосому. Хро­мосомы имеют кольцевое строение. Гигантская молекула ДНК бактериальной хромосомы поддерживается связанными с ней молекулами РНК и белка в форме компактной струк­туры, свернутой в отдельные сверхспирализованные петли (домены), число которых колеблется от 12 до 80.

Помимо хромосомной ДНК в состав генома многих прокариот входят также сверхскрученные, ковалентно-замкнутые кольцевые молекулы внехромосомной, или плазмидной, ДНК.

Способы передачи наследственной информации у бактерий:

1.трансформация – перенос изолированных фрагментов мол-лы ДНК из одного орг-ма к другому.

2.трансдукция это способность переносить наследственную инф-ю от одного орг-ма к др. при помощи вирусов.

3.конъюгация – обмен наследственной информацией.

Вирусы, представляют собой частицы (вирионы), стоящие на гра­ни между живой и неживой природой и обладающие инфекционными свойствами. В дословном переводе термин «вирус» обозначает яд, ядовитое вещество.

Генетиче­ский материал вируса представлен одной молекулой нуклеиновой кислоты, ДНК или РНК, не связанной с белком. В связи с этим вирусы подразделяются на ДНК- и РНК-содержащие. Вирусы бактерий чаще содержат ДНК, а почти все вирусы растений и подав­ляющее большинство вирусов человека — РНК.

Нуклеиновая кислота вируса бывает одно- или двухцепочечной и может иметь кольцевую или линейную форму. Кольцевая форма ДНК более стабильна и свойственна большинству вирусов. Кольцо ДНК (РНК) обычно бывает перекручено, поэтому она имеет суперспирализованный вид.

В нуклеиновой кислоте вируса закодирована информация о всех его структурных белках. Многие вирусы содержат гены специфиче­ских полимераз (репликаз) — ферментов, контролирующих реплика­цию молекул нуклеиновых кислот. Но чаще вирусы используют для репликации ферменты клетки-хозяина. Некоторые мелкие вирусы со­держат только три гена. Гены вирусов могут существовать в виде фрагментов ДНК, разделенных генетически инертными нуклеотидными последовательностями. Эти последова­тельности в момент работы генов «вырезаются», и целостность генети­ческой информации восстанавливается.

Генетическое вещество у вирусов заключено в белковую оболоч­ку, которая вместе с нуклеиновой кислотой образует так называемый капсид или нуклеокапсид. Большинство вирусов растений и РНК-содержащих бактериальных фагов состоит только из нуклеиновой кислоты и белка.

Генная инженерия – это комплекс действий, направленных на реорганизацию (перестройку) наследственного материала. Целью ГИ явл-ся создание новых гибридных форм эукариот и прокариот не половым путем, а методом гибридизации мол-лы ДНК (перенос ген-ой инф-ции из 1 орг-ма в др.). Включает следующие этапы:

1.получение ген-го материала.

2.включение этого материала в автономно реплицирующуюся генетт-ю стр-ру и создание рекомбинантной ДНК.

3.введение рекомбинантной мол-лы ДНК в кл.-реципиент и вкл. ее в хромосомный аппарат.

4.отбор трансформированных кл. в геном кот. вкл. переносимый ген.

Способы получения генов для пересадки

2.метод ферментативного синтеза. 3.с помощью фер-тов рестриктаз. 4.клонирование (размножение кл. с рекомб-ной ДНК).

СЕЛЕКЦИЯ КАК НАУКА И ТЕХНОЛОГИЯ. ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ В СЕЛЕКЦИИ. СИСТЕМЫ СКРЕЩИВАНИЯ И МЕТОДЫ ОТБОРА В СЕЛЕКЦИЮ, ИХ ХАРАКТЕРИСТИКА. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В СЕЛЕКЦИИ ДОСТИЖЕНИЙ ГЕНЕТИКИ.

Селекция –это наука и методах создания новых и улучшения существующих штампов микроорганизмов, сортов растений и пород животных.

Исходный материал:

Породой, сортом, штаммом называют популяцию организмов, искусственно созданную человеком и характеризующуюся определенными наследственными особенностями. Все особи внутри породы, сорта, штамма имеют сходные наследственно закрепленные св-ва: продуктивность, определенный комплекс физиологических и морфологических св-в, а также однотипичную реакцию на факторы внешней среды.

Наличие наследственной изменчивости позволяет путем различных систем скрещивания сочетать определенные наследственные признаки в одном организме, а также избавляться от нежелательных св-в.

Система скрещивания

(разведения): 2. Неродственное: - внутрипородное - межпородное (межсортовое) - отдаленная гибридизация

ОСОБЕННОСТИ ИЗУЧЕНИЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ И ИЗМЕНЧИВОСТИ ЧЕЛОВЕКА. МЕТОДЫ ГЕНЕТИКИ ЧЕЛОВЕКА И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКА. НАСЛЕДСТВЕННЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ

Все, что известно в настоящее время в области генетики человека получено с помощью генеологического, цитогенетического близнецового,… Генеологическийметод – анализ закономерности наследования признаков человека… Анализ родословной показывает, что признак пробанда передается из поколения в поколение особям любого пола, т.е.…