Кросинговер. Зчеплене успадкування

1.

Кросинговер.
Зчеплене успадкування

2.

• В одній хромосомі розміщено багато генів.
Неалельні гени можуть міститися в одній, або в
різних хромосомах. Якщо гени розташовані у
різних хромосомах, вони будуть
успадковуватися незалежно.
• Американський генетик Томас Морган вивчав
закономірності успадкування генів,
розташованих в одній гомологічній хромосомі.

3.

4.

• В експериментах Морган використовував
плодову мушку дрозофілу, що має важливі
для генетиків якості: невибагливість,
плодовитість, невелику кількість хромосом
(чотири пари), безліч чітко виражених
альтернативних ознак.

5.

У мухи дрозофіли гени, що відповідають за забарвлення тіла і
довжину крил, розташовуються в одній хромосомі:
домінантна ознака A зумовлює сіре тіло у дрозофіли,
рецесивна a — чорне тіло; домінантна B — нормальні крила,
b — короткі крила.

6.

• Морган проводив два типи аналізуючого
схрещування. При схрещуванні рецесивної
за обома ознаками самки (чорної з
короткими крилами) aabb з
дигетерозиготним самцем (сірим з
нормальними крилами) AaBb у потомстві
з'явилося 50 % чорних мух з короткими
крилами і 50 % мух з сірим тілом і
нормальними крилами.

7.

• Отже, гени, розташовані в одній хромосомі, успадковувалися разом.
Такі гени утворюють групу зчеплення.
• Явище спільного успадкування генів, які містяться в одній хромосомі,
Морган назвав зчепленим спадкуванням.
• Інші результати було отримано, коли схрещували дигібридну самку
(сіру з нормальними крилами) AaBb з гомозиготним рецесивним
самцем (чорним з короткими крилами) aabb. У цьому випадку
потомство мало чотири фенотипи: 41,5 % — сірих мух з короткими
крилами, 41,5 % — чорних з нормальними крилами, 8,5 % — сірих з
нормальними крилами, 8,5 % — чорних з короткими крилами.
• Морган прийшов до висновку, що зчеплення може бути неповним.
Воно порушується в результаті кросинговеру — обміну ділянками між
гомологічними хромосомами.

8.

• У профазі I мейозу
відбувається кон'югація гомологічних
хромосом. Хромосоми зближуються, а
потім починають розходитися і
утворюють перехрест (хіазми). У
процесі кон'югації між деякими
дочірніми хроматидами є можливим
обмін ділянками (кросинговер).

9.

• Кросинговер — обмін ділянками між
гомологічними хромосомами, який
відбувається у профазі I мейозу.

10.

• Кожна з утворених хроматид потрапляє в
окрему гамету. У результаті кросинговеру
утворюються кросоверні гамети,
хромосоми яких містять нові комбінації
генів.

11.

• Організми, які виникають в результаті
злиття кросоверних гамет, називають
рекомбінантними або кросоверними.

12.

• Оскільки кросинговер відбувається не після кожної
кон'югації, то і число кросоверних гамет є завжди
меншим числа некросоверних гамет.
• Морган довів, що частота кросинговеру між
гомологічними хромосомами залежить від відстані
між генами у хромосомі. Чим ця відстань є
більшою, тим частіше відбувається кросинговер і
тим частіше з'являються рекомбінантні організми.
Частота рекомбінацій (кросинговеру) визначається у
відсотках до загального числа нащадків

13.

• Частота рекомбінацій (кросинговеру) = число
рекомбінантів : загальне число нащадків × 100%.
• Ця величина показує відносну відстань між зчепленими
генами у хромосомі. За одиницю відстані між генами
приймають 1 морганід (М) (1 % кросинговеру), або
відсоток появи рекомбінантних особин.
• У дослідженнях Т. Моргана кількість кросоверних
організмів дрозофіл становить 8,5 + 8,5 = 17 %, а
некросоверних — 83 %. Отже відстань між генами
дорівнює Aa і Bb 17 сМ.

14.

• Зчеплене успадкування спостерігається, якщо гени, що
відповідають за різні ознаки, розташовуються в одній парі
гомологічних хромосом. Зчеплення може бути повним або
неповним.
При повному зчепленні гени, розташовані в одній хромосомі,
успадковуються разом.
В цьому випадку схрещування дигетерозиготи AB=ab і
рецесивної дигомозиготи ab=ab призводить до появи двох
фенотипів, які повністю повторюють фенотип батьків.
Дигетерозигота утворює два види гамет: AB та ab, а
дигомозигота — один ab. У потомства генотипи є такими
самими, як і у батьків: AB=ab та ab=ab — тому і фенотипи
збігаються.

15.

• схрещування рецесивної дигомозиготної
самки дрозофіли з дигетерозиготним самцем.
• При схрещуванні рецесивної за обома
ознаками самки, яка має темне тіло і короткі
крила, з дигетерозиготним домінантним
самцем утворилося 50 % сірих мух з довгими
крилами і 50 % мух з темним тілом і короткими
крилами.

16.

17.

• Неповне зчеплення генів спостерігається, якщо гени
розташовані у хромосомі далеко один від одного. При
схрещуванні дигетерозиготи і рецесивної гомозиготи
утворюється 4 класи різних фенотипів. При цьому відбувається
утворення нових генотипів, які повністю відрізняються від
батьківських.
У цьому випадку на процес утворення гамет впливає
кросинговер.
Дигетерозигота AB=ab утворює не два, а чотири види гамет:
некросоверні — AB, ab (більше) і кросоверні — Ab, aB (менше).
При їх сполученні з гаметамі дигомозиготи ab утворюються
чотири генотипи і чотири фенотипи: у більшій кількості —
нерекомбінантні AB=ab і ab=ab, у меншій кількості —
рекомбінанти aB=ab і Ab=ab.

18.

• схрещування дигетерозиготной самки
дрозофіли з дигомозиготним самцем.
• Якщо схрещують дигибридну самку з
гомозиготним за рецесивними ознаками
самцем, то у результаті утворюється
потомство: 41,5 % — сірих з довгими крилами,
41,5 % — сірих з короткими крилами, 8,5 % —
темних з довгими крилами, 8,5 % — темних з
короткими крилами.

19.

20.

Хромосомна теорія спадковості
• На основі проведених експериментів Т.
Морган сформулював закон
зчепленого успадкування.

21.

• Гени, розташовані в одній хромосомі,
успадковуються разом,
утворюючи групу зчеплення, і сила
зчеплення між ними обернено
пропорційна відстані між цими
генами. Кількість груп зчеплення
дорівнює кількості пар гомологічних
хромосом.
у людини — 23 групи зчеплення.

22.

Цей закон був покладений в основу хромосомної теорії
спадковості:
Гени в хромосомі розташовані лінійно у певній послідовності.
Кожна з негомологічних хромосом має свій унікальний набір генів.
Кожен ген займає в хромосомі певний локус. Алельні гени
займають однакові локуси гомологічних хромосом.
Гени однієї хромосоми зчеплені, тому успадковуються, переважно,
разом.
Ознаки, які визначаються зчепленими генами, також
успадковуються зчеплено.
Зчеплене успадкування генів може порушуватися внаслідок
перехрещування хромосом (кросинговеру), який відбувається між
гомологічними хромосомами у процесі мейозу.
Частота кросинговеру між генами дорівнює відстані між ними.

23.

Генетичні карти хромосом
Генетична карта — це схема
взаємного розташування і відносних
відстаней між генами певних
хромосом, що знаходяться в одній
групі зчеплення.
Вона являє собою відрізок прямої,
на якому нанесений порядок
розташування генів і вказано
відстань між ними у морганідах.
Генетичні карти хромосом складені
для багатьох видів організмів: комах
(дрозофіла, комар, тарган, тощо),
грибів (дріжджі, аспергіл), для
бактерій і вірусів.