Наследственность и изменчивость

1. Лекция

Наследственность и
изменчивость организмов
Лекция

2. 1. Генетическая информация

Генетическая информация хранится в виде определенной
последовательности нуклеотидов ДНК, а реализуется в
виде аминокислотной последовательности белков,
причем посредниками, переносчиками информации
выступают РНК.
Реализация
генетической
информации
следующим образом:
ДНК РНК белок
ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота
РНК - рибонуклеиновая кислота
происходит

3. 1. Генетическая информация

Ген – участок молекулы ДНК, содержащий информацию о
первичной структуре одной полипептидной цепочки или
молекулы рРНК и мРНК.
Ген определяет строение одного из белков живой клетки и
тем самым участвует в формировании признака или
свойства организма.
Генетический код – это свойственный всем живым
организмам способ кодирования аминокислотной
последовательности
белков
при
помощи
последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК.

4. 1. Генетическая информация

Последовательность аминокислот в каждом белке
определяется последовательностью нуклеотидов в гене —
участке ДНК, кодирующем именно этот белок.
В ДНК используется четыре нуклеотида:
1.
2.
3.
4.
аденин (А),
гуанин (Г),
цитозин (Ц),
тимин (Т).
В РНК используются те же нуклеотиды, за исключением
тимина, который заменен урацилом (У).

5. Схема строения ДНК

Каждая молекула ДНК состоит из
двух комплементарных* цепочек
полинуклеотидов.
Пары:
(А – Т) аденин и тимин,
(Г – Ц) гуанин и цитозин
называются комплементарными
парами,
а две цепочки нуклеиновых кислот,
в которых все основания образуют
комплементарные пары —
комплементарными цепочками.
*Строгое соответствие нуклеотидов, расположенных
напротив друг друга в парных цепях молекулы ДНК,
называют принципом комплементарности

6. Виды РНК и их функции

В клетках существует три основных типа рибонуклеиновых кислот:
1) информационная, или матричная, РНК (иРНК, или мРНК),
2) транспортная РНК (тРНК)
3) рибосомная РНК (рРНК)

7. Генетическая информация

Реализация генетической информации в живых клетках (т.е.
синтез белка, закодированного в ДНК) осуществляется при
помощи двух матричных процессов:
1. транскрипции (т.е. синтеза иРНК на матрице ДНК)
перенос генетической информации с ДНК на РНК.
2. трансляции (синтез полипептидной цепи на матрице иРНК)
Синтез белка в клетке протекает при участии специальных органелл —
рибосом.

8. Генетическая информация

9. Генетическая информация

Свойства генетического кода:
• Триплетность. Три стоящих подряд нуклеотида кодируют «имя» одной
аминокислоты, т.е. каждая из 20 аминокислот зашифрована значащей
единицей кода – сочетанием из трех нуклеотидов, называемых
триплет или кодон;
• Однозначность (дискретность). Один триплет не может кодировать
две разные аминокислоты, шифрует только одну аминокислоту. Определенный кодон соответствует только одной аминокислоте;
• Избыточность (вырожденность). Каждая аминокислота может
определятся более, чем одним триплетом. Исключение – метионин и
триптофан.

10. Генетическая информация

Свойства генетического кода:
• Неперекрываемость. Одно и то же основание не может
одновременно входить в два соседних кодона;
• Полярность. Некоторые триплеты не кодируют аминокислоты, а
являются своеобразными «дорожными знаками», которые
определяют начало и конец отдельных генов, поэтому мы можем
говорить о полярности генетического кода;
• Универсальность. У животных и растений, у грибов, бактерий и
вирусов один и тот же триплет кодирует один и тот же тип
аминокислоты, т.е. генетический код одинаков для всех живых
существ. Универсальность кода ДНК подтверждает единство
происхождения всего живого на нашей планете. На использовании
свойства универсальности генетического кода основаны методы
генной инженерии.

11. 2. Наследственность и изменчивость – свойства организмов

Наследственность – это свойство организма
передавать свои признаки и особенности
развития следующим поколениям.
• Благодаря наследственности все особи в пределах
вида сходны между собой.
• Наследственность
позволяет
животным,
растениям и микроорганизмам сохранять из
поколения в поколение характерные черты вида,
породы, сорта.

12. 2. Наследственность и изменчивость – свойства организмов

Изменчивость – свойство организмов
приобретать новые признаки в процессе
индивидуального развития.
• Благодаря изменчивости особи в пределах
вида различаются между собой.
Различия между особями одного вида могут зависеть от изменения
материальных основ наследственности организма. Изменчивость
определяется и внешними условиями

13. 2. Наследственность и изменчивость – свойства организмов

Генотип – совокупность генов, которую
организм получает от родителей
Фенотип – совокупность
внутренних признаков
внешних
и

14. Основные термины и понятия генетики

15. Символы, используемые при решении генетических задач

16. 3. Закономерности наследования, установленные Г.Менделем и Т.Морганом

Грегор Мендель (1822—1884) — выдающийся
чешский ученый, основоположник генетики.
Впервые
обнаружил
наследственных
факторов,
названных генами.
существование
впоследствии
Он впервые применил гибридологический метод,
а результатом проведенных исследований
явилось
открытие
закономерностей
наследования, которые сегодня известны как
законы (или правила) Менделя.
Использовал для экспериментов чистые линии,
т.е. растения, в потомстве которых при
самоопылении не наблюдалось разнообразия по
изучаемому признаку. (В каждой из чистых линий
сохранялась однородная совокупность генов.)

17. 3. Закономерности наследования, установленные Г.Менделем и Т.Морганом

18. 3. Закономерности наследования, установленные Г.Менделем и Т.Морганом

19. 3. Закономерности наследования, установленные Г.Менделем и Т.Морганом

Третий закон Менделя — закон
независимого комбинирования
При скрещивании двух гомозиготных
особей, отличающихся друг от друга
двумя и более парами альтернативных
признаков, гены и соответствующие им
признаки наследуются независимо друг
от друга и комбинируются во всех
возможных сочетаниях.
Закон независимого комбинирования
(наследования) признаков проявляется в
случаях, когда гены, отвечающие за
признаки, располагаются на разных
парах

20. 3. Закономерности наследования, установленные Г.Менделем и Т.Морганом

Томас Гент Морган (1866 -1945) –
американский эмбриолог, генетик.
Лауреат Нобелевской премии 1933 г.
Т.Морган и его школа создали
хромосомную теорию
наследственности

21. 3. Закономерности наследования, установленные Г.Менделем и Т.Морганом

Хромосомная теория наследственности (1911 г.)
• Гены находятся в хромосомах в линейном порядке.
• Каждый ген занимает в хромосоме строго определенное место — локус.
• Гены одной хромосомы наследуются сцеплено (группой сцепления), благодаря
этому признаки наследуются совместно. Количество групп сцепления у
организма равно гаплоидному набору хромосом.
• Нарушение сцепления происходит только в результате кроссинговера. Частота
кроссинговера прямо пропорциональна расстоянию между генами: чем гены
дальше, тем обмен чаше.
• Независимое наследование характерно только для генов, находящихся в
негомологичных хромосомах.
• Каждый биологический вид характеризуется определенным хромосомным
набором (кариотипом).

22. Хромосомный набор клетки (кариотип)

Клетки, составляющие ткани любого многоклеточного организма, получили название
соматических. Ядра таких клеток содержат, как правило, двойной, или диплоидный, набор
хромосом, т. е. по две хромосомы одинакового вида. Исходно половина хромосом
досталась каждой клетке от материнской яйцеклетки и столько же хромосом от
сперматозоида отца. Парные, т. е. абсолютно одинаковые, хромосомы (одна от матери,
другая от отца) получили название гомологичных. Исключение представляют половые
хромосомы — например, у всех млекопитающих это Х-хромосома, доставшаяся от матери,
и одна из двух хромосом, X или У, которую организм получает от отца.
Гаплоидный набор хромосом — это набор различных по размерам и форме хромосом
клеток данного вида, но, в отличие от диплоидного набора, здесь каждая хромосома
представлена в единственном числе. Гаплоидный набор содержится в ядрах половых
клеток (гамет). Если у пчелы диплоидный набор — 32 хромосомы, то гаплоидный
соответственно 16.
В профазе клеточного деления каждая хромосома удваивается, после чего в её составе
можно наблюдать не одну, а две хроматиды. Соответственно в этом случае у человека в
соматических клетках будет 92 хроматиды, попарно соединённые в 46 хромосом.