Оcновы генетики. Законы наследственности
Генетика — наука, изучающая закономерности наследственности
и изменчивости. Мендель, проводя опыты по скрещиванию различных сортов
гороха, установил ряд законов наследования, положивших начало генетике.
Он разработал гибридо-логический метод анализа наследования признаков
организмами. Этот метод предусматривает скрещивание особей с альтернативными
признаками; анализ исследованных признаков у гибридов без учета остальных;
количественный учет гибридов.
Проводя моногибриднре скрещивание (скрещивание по одной паре альтернативных
призкаков), Мендель установил закон единообразия первого поколения.
Он гласит: при скрещивании двух гомозиготных организмов, отличающихся
по одной паре альтернэтивных признаков, первое поколение гибридов единообразно
как по фенотипу, так и по генотипу. Этот закон так же называют законом
доминирования, т. к. один из признаков проявляется, а другой — подавлен.
Если потомков первого локоления скрестить между собой, то во втором
поколении исчезнувший в первом поколении признак проявляется вновь.
Это явление получило название второго закона Менделя или закона расщепления.
Он гласит: при скрещивании гибридов первого поколения между собой, во
втором поколении наблюдается расщепление доминантных и рецессивных признаков
в соотношении 3 :1. Генотипы второго поколения — АА, Аа, Аа, аа, то
есть наблюдается соотношение 1:2:1.
Расщепление признаков в потомстве прискрещивании гетерозиготных особей
обьясняется тем, что гаметы генетически чисты, несут только один ген
из аллельной пары. При образовании половых клеток в каждую гамету попадает
только один ген из аллельной пары (закон чистоты гамет).
Цитологической основой расщепления признаков при моногибридном скрещивании
является расхождение гомологичных хромосом к разным полюсам клетки и
образование гаплоидных половых клеток в мейозе.
Генотип — совокупность генов организма, взаимодействующих
между собой.
Фенотип — совокупность внешних признаков организма.
В опытах Мендель использовал разные способы скрещивания: моногибридное,
дигибридное и полигибридное. При последнем скрещивании особи отличаются
более чем по двум парам признаков. Во всех случаях соблюдается закон
единообразия первого поколения, закон расщепления признаков во втором
поколении и закон независимого наследования.
Закон независимого наследования: каждая пара признаков наследуется независимо
друг от друга. В потомстве идет расщепление по фенотипу 3 :1 по каждой
паре признаков.
Закон независимого наследования справедлив лишь в том случае, если гены
рассматриваемых пар признаков лежат в различных парах гомологичных хромосом.
Гомологичные хромосомы сходны по форме, размерам и группам сцепления
генов.
Поведение любых пар негомологичных хромосом в мейозе не зависит друг
от друга. Расхождение: их к полюсам клетки носит случайный характер.
Независимое наследование имеет, большое значение для эволюции; так как
является источником комбинативной наследственности.
Сцепленное наследование
Организм любого вида имеет большое разнообразие признаков, которое обеспвг
чивается тысячами генов. В то же время число хромосом невелико, так
у человека их всего 23 пары. Следовательно, в каждой хромосоме располагаются
сотни и тысячи генов. Наследование признаков, гены которых находятся
в одной хромосоме, исследовал американский генетик Т. Морган. Гены,
расположенные в одной хромосоме, называют группой сцепления. Количество
групп сцепления в клетке равно гаплоидному набору хромосом.
Закон сцепленного наследования, открытый Морганом, гласит: гены, расположенные
в одной хромосоме, образуют группу сцепления и наследуются вместе.
Дальнейшие исследования Моргана показали, что сцепление не всегда бывает
абсолютным. Причина тому — кроссинговер (обмен участками между гомологичными
хромосомами), который происходит в профазе первого деления мейоза. Кроссинговер
нарушает группы сцепления генов и ведет к появлению особей с перекомбинацией
признаков.
Частота кроссинговера зависит от расстояния между генами: чем ближе
располагаются гены в хромосоме, тем меньше вероятность кроссинговера
между ними и наоборот. Эта зависимость используется, для составления
генетических карт хромосом, где по вероятности кроссинговера рассчитывается
положение генов, в хромосоме.
Расстояние между генами определяется по формуле:
X = (A + C)/N x100,
где X — расстояние между генами (в морга-нидах), А и С — количество
кроссовертных особей, N — общее число особей.