рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Методы исследования в популяциционной генетике.

Методы исследования в популяциционной генетике. - раздел Биотехнологии, Основные положения хромосомной теории наследственности. Сцепление генов и кроссинговер. Генетические и цитологические доказательства кроссинговера. Генетические карты и принципы их построения. 1)Эмпирический. Проводятся Обширные Исследования Генетическо...

1)Эмпирический. Проводятся обширные исследования генетической изменчивости отдельного гена или генов в популяции в теч. Определенного времени. Учитывают: влияние среды на ген изменчивость. Гипотезы вытекающие из эмпирических о влиянии определенных фактаров на уровень и характер ген. Изменчивости, нуждаются в эксперементальной проверке.2)Эксперементальный.Популяцию перемещают в новую среду обитания и сравнивают ее с месной популяцией. Проводят более широкие эволюц.-генетические исследования, включающие сравнение последов-ей ДНК в геномах или последовательности генов с разл. Функциями.3)теоритическийНа основе полученных данных строится обобщенная теоритическая модель.

Элементарное эволюционное явление - длительно направленное изменение генофонда популяции. Пример элементарного эволюционного явления:индустриальный меланизм березовой пяденицы. Эта бабочка имеет белесые и серые крылья. Она ведет ночной образ жизни. Днем она сидит неподвижно на стволах деревьев, сливаясь с корой берез. Насекомоядные птицы, руководствуясь органами зрения, выедают тех бабочек, цвет крыльев которых контрастен цвету коры. Так как естественный отбор в течение бесчисленных поколений благоприятствовал белым бабочкам, они в настоящее время в основном белые. В 1848 г. на окраине г. Манчестера был пойман один экземпляр березовой пяденицы, у которой крылья были черные. Эта меланистическая форма была названа карбонарией. Через 50 лет, в 1898 г., белые бабочки почти исчезли, а форма карбонария составляла 99 % особей популяции. Такое изменение направления естественного отбора и формирование двух морф было связано с тем, что в это время индустрия Англии работала на угле. Сажа и пыль осаждались на стволы деревьев в лесах, окружавших индустриальные центры. А кора берез и других деревьев потемнела из-за гибели лишайников. Естественный отбор изменил направление и благоприятствовал теперь темнокрылым бабочкам: славки, синицы и др. птицы теперь выедали белокрылых пядениц. Через 100 лет, в 1950 году, белые бабочки снова стали доминировать — их стало около 100 %. Это связано с тем, что промышленность стала использовать другие виды энергии, атмосфера очистилась, стволы снова побелели и естественный отбор изменил направление. Так природа поставила эксперимент, подтверждающий теорию естественного отбора.

В соответствии с законом Харди-Вайнберга при относительно постоянных условиях частота аллелей в популяции остается неизменной из поколения в поколение. В этих условиях популяция находится в состоянии генетического равновесия, в ней не происходят эволюционные изменения. Однако в природе нет идеальных условий. Под влиянием элементарных эволюционных факторов- естественный отбор, мутации, популяционные волны и изоляция: географическая, экологическая, генетическая - генетическое равновесие в популяции постоянно нарушается, происходит элементарное эволюционное явление - изменение генофонда популяции.

Закон Харди-Вайнберга:После одного поколения случайных скрещиваний частота одного локуса с двумя аллелями или частота множественных аллелей представляет собой биноменальную или мультиноменальную функцию. ( Наследственная приемственность не приводит к изменению частот аллелей и частот генотипов (при случайном скрещивании) по определенному локусу (локусам). Благодаря этому закону, можно сильно упростить описание популяционно генетических процессов


8. Механизмы реализации наследственной информации.

Св-ва кода:1.триплетность(каждая АК кодируется тремя нуклеотидами).

2.Универсальность(код одинаков в основном у всех живых организмов).

3.неперекрываемость(два сосед.триплета не имеют общих оснований(.Читается без запятых.

4.Колинеарность,т.е. линейный порядок кодонов в иРНК,совпад.с порядком расположения кодируемых аминокислот в белке.

5. Вырожденность,или избыточность,т.к. все АК(за исключением мет и три)имеют более одного кодона.

Транскрипция- процесс переписывания информации, содержащейся в ДНК, на иРНК;синтез иРНК на матрицеДНК.Последовательность ДНК,траскрибирующаяся в 1 мол-лу иРНК,начинающаяся промотором на 5* конце и заканчивающаяся на 3* конце,является единицей траскрипции.Фермент РНК-полимераза «узнает»знак начала транскрипции,присоед. К нему,расплетает двойную спираль ДНК и копирует одну из ее цепей,перемещаясь вдольДНК и последовательно присоединяямономерные звенья(нуклеотиды) по принципы комлементарности.По мере движения РНК-полимеразы растущая цепь РНК отходит от матрицы и двойная спираль ДНК позади фермента восстанавливается.Когда фермент достигает конца копируемого гена(терминатора),РНК отделяется от ДНК-матрицы.

Трансляция- процесс синтеза белковых молекул по матрице иРНК, выполняемый рибосомами; передача генной информации. В цитоплазме на 1 из концов иРНК вступает рибосома и начинает синтез полипептида. Рибосома перемещиется по молекуле иРНК прерывисто, триплет за триплетом. По мере перемещения рибосомы по молекуле иРНК к полипептидной цепочке одна за другой пристраиваются АК, соответствующие триплетам иРНК.

Точное соответствие АК коду триплета иРНК обеспечивается тРНК. Для каждой АК существует своя тРНК, один из триплетов которой комплиментарен строго определенному триплету иРНК. Так же каждой АК соответствует свой фермент, присоединяющий ее к тРНК. После завершения синтеза полипептидная цепочка отделяется от матрицы – молекулы иРНК.

Обратная транскрипция.Явление обратной транскрипции б.обнар.онкогенных кл-к.1945г Зильбер высказал вирусную генетическую теорию рака.Он предложил, что онкогены сущ-т у подавляющего числа людей и живт. Первичное появление онкогенов-рез-т вирусной инфекции.В 60-е г. Установлено,что большинство онкогенных вирусов оказываются РНК-содержащие вирусы.Обр.транскр.хар-на только онкогенным вирусам.

39Генетика человека.

Чел-к вступает одновременно объектом и субъектом генетического исследования.Для успешного решения проблем генетики чел-ка необх.разнообразные современные методы исследований.Как объект исслед-ия человеческий организм имеет ряд особенностей ,достоинств и неудобств.1)Применение метода гибридологического ан.у чел-а невозм(произвольная комбинация родит-ких организмов,получение большого числа потомков).

2)Невозможно произвольно стандартизировать условия существования людей.

3)Большая длительность интервала от рождения до половозрелости,малое число потомков от

одной пары родителей.4)невозможно экспериментально пол.мутации.5)малочисленность потомства.6)недостат.точность регистрации наследственных признаков м небольших родословных.

7)сравнительно большое число(46)плохо различающихся хромосом.

Физиологическая и популяционная генетика-человек здесь один из наиболее удобных генетических объектов.Физиологическая ген.-изучает мех-м действия генов.Популяц.ген.изуч-ет природу различий м/у отдельными группами людей.

Методы изучения генетики человека:1)Генетический м-д-ан-з закономерностей передачи признаков человека на основе составления родословных.М-д возможен в тех случаях,когда точно известны родители и предки носителя того или иного мутационного призн,к-й необх.проанализ-ть. Метод

дает возм.объсн.появление нежелательного признака.2)Близнецовый метод-исп-ся для выявления степени наследственной обусловленности исслед-ых признаков.Мет.позв.с наиб.точностью выяснить наследственную предрасположенность чел.к ряду заболеваний.3)Цитогенетический-позв.изучить многие наследств.болезни чел,к-е оказ-ся связ-ми с хром-ми и геномн.мут.4)Популяционно-статистический-основан на исслед-ии наслед-х признак-в в больших группах населения их 1 или неск.популяций.5)Биохимический мет-шир.исп-ся для изуч. Болезней связ-х с обменно в-в.

Основные направления в генетике человека:1)проблема генетической индивидуальности чел-ка и ее влияние на становление личности,развитие склонностей.2)проблема работы генов в организме в процессе роста,развитя и жизнедеятельности взрослой особи.3)проблема наследственных болезней,их диегностики,лечения и профилактики.

Основные положения хромосомой теории наследственности. Сцепление генов и кроссинговер.Генетические и цитологические доказательства кроссинговера. Генетические карты и принципы их строения.

Генетическиаякарта-условная схема конкретной группы сцепления(отдельной хромосомы),где определены местоположение генов,последующее расположение генов конкретной группы сцепления.Расст.м/у генами выражается в% перекресте(морганидах).

Работа по составлению ген.карт сост.из 2 эт:1-определяют группу сцепления-в какой группе сцепления нах-ся исслед-ый ген.2-определение местоположения.


9.Селекция как наука и ее генетические основы. Методы селекции. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости. Успехи и проблемы современной селекции.

Селекция – наука о выведении новых и улучшении уже существующих сортов растений и пород животных.

Первые селекционеры:Мичурин, Лютер Бербанк, Нильсон, Луи Вильморен.

Закон гомологических рядов Н. И. Вавилова (1920)

Виды и роды генетически близкие отличаются сходными рядами наследственной изменчивости, с такой правильностью, что зная ряд форм в пределах одного вида можно предвидеть нахождение параллельных форм у др. видов и родов.

1)Внутривидовая гиб-ция.Гибридизация – скрещивание 2-х и более родов.

Гибрид – новая форма , полученная в результате гибридизации.

2)Спонтнная гиб-я – гибр-ция искусственным путем.

В основе гибр-ции лежат:

1) рекомбинация (при скрещивании двух форм F1 остистые растения, cледовательно род формы несли рецессивный образования осей.)2) трансгрессия ( возникает, когда и муж.Ижен.Формы несут одновременно и дом. И рец. Аллели, контролирющие развитие какого-либо признака.

3)Скрещивание: простое (участвуют 2 родственные формы) и сложное (более 2х род. форм)

1)полиплоидия – увеличение кратного набора хромосом в клетках одного организма ( получают центрифугированием, воздействием алканов, колхицин).Различают:автополиплоиды- увеличение набора одного генома, морфологически сходна с родительской формой; аллополиплоиды- суммированный наборы разных геномов (геном – комплексгенов, содержащихся в полиплоидном наборе хромосом).Занимает промежуточное положение.

Увеличиваются размеры, повышается содержание ценных веществ, но снижается плодовитость.

Имбридинг – близкород-ое скрещивание, у раст – инсухт.В результате принудительного самоопыления – инсухт линий. В результате долголетнего имбритинга - имбридная депрессия ( снижение продуктивности, размеров)И позволяет создавать инсухтные линии, которые в следствие скрещивания должны дать гетерозис.

Самоопыляющиеся- пшеница, рис, ячмень, овес, горох, фасоль, томат, просо.

Перекрестноопыляющиеся – рожь, кукуруза, плодовые, сах.свекла, гречиха.

Моногаплоидия- гапл-ые раст-я с половинным по сравнению с исх-м числом хром-м, исп-ся как исходный материал для получения полиплоидных форм

Отбор – процесс воспроизведения генов в популяции.

А) индивидуальный – оценка потомства отдельных растений в ряду поколения

Б) массовый – отбирается место сходных по комплексу признаков

Массовый :

- однократный,( проводят отбор единожды )

- многократный ( ежегодно)

- негативный (когда из популяции отбираются худшие)

- непрерывный.

Индивидуальный :

- однократный (единожды)

-многократный (дополнительный)

Гетерозис – повышение урожайности, жизнеспособности. У животных наз-ся гибридной силой , F1 –мощное развитие , но потом затухает .

Аутбридинг – неродственное скрещивание . используют для получения более продуктов у растений и животных. Они превосходят родственные формы.

Селекция имеет большое народно-хояйственное значение ( пшеница, подсолнчник, сах. свекла).


10. Особенности строения и функционирования генов у про- и эукариот. Процессинг РНК.

Ген участок молекул ДНК, который содержит определенную функцию организма. В 80-е гг 20 века выявили наличие закономерностей и различий в функционировании генов .

Определение гена, кот-е б. дано как дома фактически удовлетворяло лишь прокар-ий организм. Именно у них ген – участок ДНК с непрерывной последовательностью нуклеотидов.Промотер – последовательность нуклеотидов ДНК, узнаваемая РНК- полимеразой. Терминатор – особая последовательность нуклеотидов ДНК , узнааемая РНК-полимеразой, как финал транскрипции.Цистрон – последовательность нуклеотидов ДНК.Оператор – последовательность нуклеотидов, которая узнаётся белком-репрессором и несет диспетчерскую функцию.

Уэукариот.ген имеет мозаичное строение сост. из, несущих информацию- экзонов и интронов.

Процессинг – в связи с мозаичностью прокариот этап созревания (процессинга) м-РНК.

Основа процессинга – сплайсинг, вырезание интронных участков.

При сплайсинг гегетероядерная РНК находится в др. ( в малых ядерных рибонуклеотидов). Несмотря на то, что их множество , лишь некоторые участвуют в сплайсинге. Малые ядрные мембраны – компоненты случайного молекулярного - сплайсосомы.

Участки, соответствующие экзонным лишь в 1 мол. И образует моноцистронная РНК.

Важные комоненты процессинга: 1)сплайсинг2)копирование3)полиаденилирование

у высших организмов выражение генов осложнено присутствием интронов.

Процессинг РНК у бактерий: общие сведения

мРНК прокариот обычно являются полицистронными , т.е. включают в себя последовательности нуклеотидов нескольких генов одного оперона .мРНК бактерий при выполнении функций матричных РНК в трансляции не требуют разбиения на последовательности отдельных генов и могут транслироваться непосредственно рибосомами с образованием функционально активных белков. Исключением из правила являются полицистронные ранние мРНК нечетных T-бактериофагов Т3 и Т7, которые после транскрипции in vivo расщепляются до моноцистронных под действием РНКазы III ,

специфически гидролизующей двухцепочечные РНК. Участие этого фермента в процессинге указывает на наличие характерной вторичной структуры РНК на границах транскриптов отдельных генов вышеупомянутых бактериофагов, что и было обнаружено после определения их первичной структуры.

РНКаза III участвует также в процессинге предшественников рРНК у E.coli, поскольку 5S, 16S и 23S рРНК исходно синтезируются в составе общего первичного транскрипта. При этом в спейсерных участках 30S предшественников между последовательностями 16S и 23S рРНК расположены тРНК. Кроме того, у бактерий обнаружены транскрипты генов тРНК, содержащие до шести тРНК в составе одного предшественника. В процессинге предшественников тРНК у бактерий ключевую роль играет РНКаза P , для проявления нуклеазной активности которой требуется небольшая РНК, ассоциированная с полипептидной цепью. Именно ей присуща собственная эндонуклеазная активность, что характерно и для других рибозимов .

Таким образом, зрелые молекулы рРНК и тРНК образуются в клетках как прокариот, так и эукариот в результате серии эндо- и экзонуклеазных воздействий на их предшественники. Основной посттранскрипционной модификацией является полиаденилирование их 3'-концевых последовательностей.


11.Мейоз, его биологическое значение. Гаметогенез у растений, животных и человека.Мейоз — это два следующих друг за другом деления клетки, которые лежат в основе образования гамет, содержащих один набор (n) хромосом, в отличие от соматических клеток, имеющих два набора (2 n) хромосом.

Два деления мейоза условно называют мейоз I и мейоз II. В каждом делении мейоза, как и в митозе, различают профазу, метафазу, анафазу и телофазу. Репликация хромосом осуществляется в периоде S-интерфазы, предшествующей мейозу I. На этой стадии делящиеся клетки еще не детерминированы к мейозу и могут вновь делиться митотически.

Профазу I— сложно под­разделяют на 5 этапов: лептотену, зиготену, пахитену, диплотену и диакинез.(Уиниуортером (1900)

1)Лептотена На этой стадии появляются тонкие перекрученные нити хромосом. 2)Зиготена знаменуется конъюгацией сначала отдельных участков гомологичных хромосом, которая завершается по всей их длине к концу зиготены. 3)Пахитена (стадия толстых нитей)- хромосомы сост. Из 2-ух хроматид.4)В диплотене наиболее четко видна структура бивалентов и составляющие каждый из них четыре хроматиды. На этой ста­дии начинается отталкивание гомологов и становятся различимы­ми фигуры, напоминающие греческую букву X, так называемые хиазмы, которые свидетельствуют об обмене в биваленте гомоло­гичными участками хромосом. В диплотене заметна большая спи-рализация хромосом, чем на стадии пахитены.

У животных в ядрах созревающих ооцитов на этой стадии наблюдаются характерные образования — хромосомы с отходя­щими от них боковыми петлями. .Это хромосомы типа ламповых щеток

На данной стадии созревания ооцита вырабатываются продукты активности хромосом «про запас». Это необходимо в связи с тем, что после­дующее развитие оплодотворенного яйца происходит за счет цитоплазмы матери. Гены, внесенные сперматозоидом при опло­дотворении, часто не функционируют до стадии гаструлы.

В диакинезе спирализация усиливается, уменьшается чис­ло хиазм, биваленты располагаются по периферии ядра.

Метафаза I. Разрушается ядерная мембрана и профаза сменя­ется метафазой. Исчезают ядрышки. Биваленты располагаются в экваториальной плоскости клетки, образуя метафазную плас­тинку. Хромосомы при этом сильно спирализованы — утолщены и укорочены. Спирализация хромосом продолжается вплоть до анафазы I, когда хромосомы максимально спирализованы.

В анафазе Iхромосомы расходятся к противоположным по­люсам. Центромеры разных бивалентов двигаются не­зависимо друг от друга. Происходит редукция центромер.Телофаза характеризуется образованием ядерной мембраны и восстановлением структуры ядра.

После непродолжительной интерфазы,на­блюдается второе деление мейоза. От обычной интерфазы интер-кинез отличается тем, что в нем хромосомы не удваиваются.В профазе IIхромосомы становятся хорошо различимыми. При этом они часто выявляются в виде фигуры креста, потому что сестринские хроматиды, отталкиваясь друг от друга, удержи­ваются не поделившейся еще центромерой.

Метафаза IIосущ. по митотическому типу. Морфоло­гическое отличие хромосом от митотических на этой стадии — их большая сте­пень спирализации.В анафазе IIпроисходит расхождение удвоенных центромер, в результате чего дочерние хроматиды расходятся к разным полюсам.

В телофазе II образуются четыре гаплоидных ядра.

Биологич. знач-е мейоза:1)каждая половая клетка получает 1n набор хромосом.2)В процессах конъюгации и кроссинговера создаются новые комбинации генов,путем сочетания разных материеских и отцовских хромосом.3) Свободный порядок хромосом на стадиях метафазы и анафазы I-го митотич. деления- доказывают 3-ий з-н Менделя.

Гаметогенез (у жив-ых) В семенниках сперматогонии после периода роста превращаются в сперматоциты I порядка, которые претерпевают I деление мейоза и в результате образуются сперматоциты II порядка.В них проходит_П_деление мейоза и возникают сперматиды. Так,каждый диплоидный сперматоцит дает 4 гаплоидные-клетки. Далее сперматиды в результате процесса спермиогенеза превра­щаются в сперматозоиды. Развитие яйцекл.происхо­дит в яичниках..Как яйцектетки,так сперматозоиды ,претерпе­вают два деления мейоза. Существенным различием при этом яв­ляется то, что ооцыты I порядка, в которые превращаются оогонии в результате более продолжительного роста, образуют при I деле­нии мейоза две гаплоидные_клетки с неодинаковым количеством цитоплазмы: одну крупную клетку ооцит II порядка и полярное тельце.При II делении каждый ооцит II обр-ет одну оотиду и 2-ое поляр.тельце,Т.о,в рез-те мейоза,ооцит I образует 4 оотиды,но только1 из них превр. В яйцекл-ку.

-У Раст-ий: образующиеся в рез-те мейоза гаплоидные Кл-ки- микроспоры и мегаспоры,дают начало мужскому и жен. Гаметофитам,к-ые гаплоидны.А они формир-ют муж. полов. кл-ки- спермии и жен.- яйцеклетки.


Генетика

1. Основные положения хромосомной теории наследственности. Сцепление генов и кроссинговер. Генетические и цитологические доказательства кроссинговера. Генетические карты и принципы их построения.

2. Современные представления о гене. Доказательства генетической роли ДНК. Структура ДНК и механизмы репликации.

3. Генетика пола. Хромосомный и балансовый механизм определения пола у животных и человека. Генетика человека. Методы изучения генетики человека.

4. Закономерности наследования признаков при взаимодействии генов. Аллельные и неаллельные взаимодействия.

5. Изменчивость. Типы изменчивости. Их закономерности. Мутационная теория Де Фриза. Классификация мутаций на основе изменения генотипа и их краткая характеристика.

6. Генетика как наука. Основные понятия, законы и методы генетики. Менделизм.

7. Основы генетики популяций. Факторы генетической динамики популяций. Элементарное эволюционное явление, элементарные эволюционные факторы. Закон Харди Вайнберга.

8. Механизмы реализации наследственной информации. Свойства генетического кода. Транскрипция и трансляция. Регуляция транскрипций и трансляций в онтогенезе. Обратная транскрипция.

9. Селекция как наука и ее генетические основы. Методы селекции. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости. Успехи и проблемы современной селекции.

10. Особенности строения и функционирования генов у про- и эукариот. Процессинг РНК.

11. Мейоз, его биологическое значение. Гаметогенез у растений, животных и человека.

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Основные положения хромосомной теории наследственности. Сцепление генов и кроссинговер. Генетические и цитологические доказательства кроссинговера. Генетические карты и принципы их построения.

Хромосомы ядерные структуры довольно плотной консистенции интенсивно окрашивающиеся основными красителями Хр теор наслед теория согласно... носителями наследственности являются гены находящиеся в хромосомах... каждый ген имеет в хромосоме определенное место локус гена...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Методы исследования в популяциционной генетике.

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Генетическая роль ДНК
Косвенные док-ва: 1. ДНК локализована в хромосомах или же в способных к самовоспроизведению клеточных органоидах(пластиды, клеточный центр, митохондрии)2.в гаплоид

Структура ДНК и мех-мы репликации
ДНК- полимерная молекула, в состав к-й входят 4 основания: пуриновые – аденин, гуанин, пиримидиновые – Тимин, цитозин. каждый из них соединен с одной молекулой сахара – дезоксирибозой и с остатком

Генетика пола. Хромосомный и балансовый механизм определения пола у животных и человека. Генетика человека. Методы изучения генетики человека.
Пол – сов-сть признаков и св-в организма, обеспе-их его участие в воспроизводстве потомства и передаче наследственной инф-ии следующему поколению за счет образования гамет. Признаки, по ко

Закономерности наследования признаков при взаимодействии генов. Аллельные и неаллельные взаимодействия.
Основные закономерности наследственности были открыты Менделем в 1865 г. Он считал, что материальная основа наследственности состоит из «факторов», и эти «наследственные факторы» поодиночке попадаю

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги