Sjetite se što je gen. Koja je funkcija gena? Kako se ostvaruje nasljedna informacija na molekularno-genetičkoj razini organizacije života? Koji se procesi odvijaju u mejozi?
Jedan od glavnih znakova živih bića je nasljedstvo. To je sposobnost tijela da sačuva i prenese svoja svojstva i razvojne karakteristike s koljena na koljeno, odnosno nasljeđem. Zahvaljujući ovom svojstvu, svaka vrsta organizma zadržava određene nasljedne informacije.
Prijenos nasljednih karakteristika događa se tijekom reprodukcije. Kod nespolnog razmnožavanja prijenos se događa preko nereproduktivnih stanica: tada su karakteristike potomstva iste kao i kod majčinog organizma. Tijekom spolnog razmnožavanja nasljedne informacije prenose se spolnim stanicama – muškim i ženskim spolnim stanicama. Koje će znakove imati potomci - očinski ili majčinski, koji je mehanizam manifestacije znakova? Na takva pitanja odgovara genetika (od grč. genesis – podrijetlo) – znanost o zakonitostima nasljeđivanja i varijabilnosti organizama.
Nasljedni program tijela. Nositelji nasljedne informacije su molekule DNA koncentrirane u kromosomima. Tijekom procesa diobe prelaze u nove stanice. Ali te stanice ne sadrže gotove znakove, odnosno fene (od grčkog faino - očito), već nose samo strukturne sklonosti mogućih znakova u obliku gena. Materijalna osnova nasljeđa, koja određuje razvoj svojstva, je gen - dio molekule DNA. Također služi kao mjerna jedinica za takav biološki fenomen kao što je nasljedstvo.
Nasljedni program tijela provodi se prema sljedećoj shemi:
GEN -> PROTEIN -> OSOBINA (FEN)
Ukupnost svih nasljednih karakteristika – gena organizma, primljenih od oba roditelja, naziva se genotip (od grč. gen i typos – otisak, oblik). Međutim, ne manifestiraju se sve naslijeđene osobine u tijelu. Dakle, potomci mogu biti slični jednom roditelju na neki način, ali slični drugom roditelju na drugi način. Ponekad se pojavljuju čak i znakovi karakteristični za udaljenije pretke. Skup unutarnjih i vanjskih karakteristika koje se javljaju u organizmu tijekom procesa njegova individualnog razvoja naziva se fenotip (od grč. faino i typos - otisak, oblik).
Brojni pokusi pokazali su da homologni kromosomi sadrže gene koji reguliraju razvoj istih svojstava. Upareni geni odgovorni za manifestaciju bilo koje osobine nalaze se u istim regijama homolognih kromosoma. Na primjer, nijanse boje kose, boje očiju i oblika ušiju nalaze se u istim područjima i kromosomima kod svih ljudi. Geni se obično označavaju slovima latinične abecede: A, a. B, b, c, s itd.
Upareni geni mogu nositi iste ili suprotne kvalitete jedne osobine. Na primjer, geni mogu biti odgovorni za karakteristike tamne ili svijetle boje kose, plavih ili smeđih očiju, žute ili zelene boje sjemenki graška, crvene ili bijele boje cvjetova skosa, itd. (Slika 104). Ako upareni geni nose iste kvalitete neke osobine, tada se označavaju s dva identična velika ili mala slova (AA ili aa). Ako su upareni geni nositelji različitih kvaliteta nekog svojstva, tada se označavaju jednim velikim i jednim malim slovom (Aa), a veliko slovo uvijek se piše na prvom mjestu.
Rns. 104. Nasljedne osobine biljaka: 1 - crveni (AA) i bijeli (aa) cvjetovi zmaja; 2 - žute (AA, Aa) i zelene (aa) sjemenke graška
Organizam koji ima identične gene na homolognim kromosomima (AA ili aa) naziva se homozigot (od grčkog homo – istovjetan, jednak). Organizam koji ima različite kvalitete jednog gena u homolognim kromosomima (Aa), tj. nosi suprotna svojstva, naziva se heterozigot (od grčkog "hetero" - različit).
Promatranja pokazuju da se neki znakovi u prirodi pojavljuju češće od drugih. Na primjer, šipak često ima cvjetove s ružičastim vjenčićem, a bijeli cvjetovi su rjeđi. Međutim, ružičasti cvjetovi nikada se ne nalaze na grmovima s bijelim cvjetovima. Drugi primjer je manifestacija boje sjemena u grašku. Jedna vrsta graška ima samo žuto sjeme, dok druga ima samo zeleno sjeme. Grašak je samooplodna biljka, pa se boja njegovog sjemena pojavljuje dosljedno u svakoj sorti. Ali ako križate dvije sorte jedna s drugom, tada će se sav grašak pokazati samo žutim.
Eksperimentalna istraživanja prirode manifestacije suprotnih svojstava omogućila su utvrđivanje da se kod križanja organizama neke osobine iz para pojavljuju češće od drugih. Dominantna osobina, koja se uvijek manifestira, kako u homozigotnom tako iu heterozigotnom stanju, naziva se dominantna (od latinskog dominantus - dominantan). Dominantno svojstvo obično se označava velikim slovima: A, B, C itd. (slika 105).
Riža. 105. Neke dominantne i recesivne karakteristike čovjeka: 1 - slobodna (AA, Aa) ušna školjka; 2 - srasla (aa) ušna školjka; 3 - sposobnost smotanja jezika u cijev (Aa. Aa)
Potisnuto svojstvo pojavljuje se samo u homozigotnom stanju, uz prisutnost dva gena jednake kvalitete. Takvo se svojstvo naziva recesivno (od latinskog recessus - povlačenje, odstupanje), a gen se označava odgovarajućim malim slovom: a, b, c itd. U heterozigotnom stanju recesivno svojstvo može biti potpuno ili djelomično potisnuto. dominantnom.
Riža. 106. Vinska mušica Drosophila i njeni kromosomi
Kromosomska teorija nasljeđa. Proučavanje procesa mejoze omogućilo je uspostavljanje veze između prijenosa nasljednih svojstava organizama i stvaranja zametnih stanica. Mejoza osigurava pojavu genetske informacije različite kvalitete u gametama. To je zbog posebnog ponašanja kromosoma tijekom mejoze, otkrivenog kao rezultat križanja.
Riža. 107. Thomas Hunt Morgan (1866.-1945.)
Godine 1912., na temelju proučavanja vinskih mušica (slika 106), američki znanstvenik Thomas Hunt Morgan (slika 107) formulirao je kromosomsku teoriju nasljeđa. Njegove glavne odredbe su sljedeće:
- jedinica nasljedne informacije je gen, koji se nalazi na kromosomu;
- svaki kromosom sadrži mnogo gena; nalaze se u njemu linearno, to jest u određenom nizu jedan za drugim;
- gene koji se nalaze na istom kromosomu tijelo nasljeđuje zajedno ili povezano i tvore vezujuću skupinu;
- broj veznih skupina gena jednak je broju parova homolognih kromosoma organizma;
- povezivanje gena može biti poremećeno tijekom procesa crossing overa, što povećava broj kombinacija gena u gametama tijela;
- Tijekom procesa mejoze, homologni kromosomi završavaju u različitim gametama, nehomologni kromosomi se raspršuju nasumično, neovisno jedni o drugima.
Vježbe na temelju pređenog gradiva
- Definirajte nasljeđe. Što proučava genetika? Navedite definicije osnovnih genetskih pojmova.
- Koja je razlika između genotipa i fenotipa organizma?
- Je li moguće odrediti genotip pojedine jedinke samo na temelju vanjskih karakteristika? U kojim slučajevima? Objasni svoj odgovor.
- Zašto su geni u tijelu u parovima? Je li ova značajka sačuvana u organizmima s jednim nizom kromosoma?
- Koje značajke ponašanja kromosoma u mejozi stoje u osnovi kromosomske teorije nasljeđivanja?
- Navedite glavne odredbe kromosomske teorije nasljeđivanja.
- Odredite koliko će tipova gameta proizvesti jedinke s genotipovima AA, Bb, AAcc, AaCc.
- Zapišite shemu križanja dviju jedinki genotipova AA i aa koristeći sljedeće genetske simbole: P - roditeljske jedinke; G - gamete roditelja; F - potomci od križanja.
Genetika(od grčke "genesis" - podrijetlo) - znanost o zakonima nasljeđivanja i varijabilnosti organizama.
Gen(od grčkog "genos" - rođenje) je dio molekule DNA odgovoran za jednu karakteristiku, tj. za strukturu određene proteinske molekule.
Alternativni znakovi - međusobno isključive, kontrastne karakteristike (boja sjemena graška je žuta i zelena).
Homologni kromosomi(od grčkog "homos" - identičan) - upareni kromosomi, identični po obliku, veličini, skupu gena. U diploidnoj stanici skup kromosoma uvijek je uparen:
jedan kromosom iz para majčinog podrijetla, drugi - očevog podrijetla.
mjesto - područje kromosoma u kojem se nalazi gen.
Alelni geni - geni smješteni u istim lokusima homolognih kromosoma. Oni kontroliraju razvoj alternativnih svojstava (dominantnih i recesivnih - žuta i zelena boja sjemena graška).
genotip - ukupnost nasljednih karakteristika organizma primljenih od roditelja je nasljedni razvojni program.
fenotip - skup karakteristika i svojstava organizma, koji se očituje tijekom interakcije genotipa s okolišem.
zigota(od grčkog "zigota" - uparen) - stanica nastala spajanjem dviju gameta (spolnih stanica) - ženskog (jaje) i muškog (spermija). Sadrži diploidni (dvostruki) set kromosoma.
Homozigot(od grčkog “homos” - identičan i zigota) zigota koja ima iste alele određenog gena (oba dominantna AA ili oba recesivna aa). Homozigotna jedinka ne proizvodi cijepanje u svom potomstvu.
Heterozigot(od grčkog "heteros" - drugi i zigota) - zigota koja ima dva različita alela za određeni gen (Aa, Bb). Heterozigotna jedinka u svom potomstvu proizvodi segregaciju za ovu osobinu.
Dominantna osobina(od latinskog "edominas" - dominantan) - prevladavajuća osobina koja se očituje u potomstvu
heterozigotne osobe.
Recesivna osobina(od latinskog "recessus" - povlačenje) osobina koja je naslijeđena, ali je potisnuta, ne pojavljuje se u heterozigotnim potomcima dobivenim križanjem.
Gameta(od grčkog "gametes" - supružnik) - reproduktivna stanica biljnog ili životinjskog organizma, koja nosi jedan gen iz alelnog para. Gamete uvijek nose gene u "čistom" obliku, budući da nastaju mejotičkom diobom stanica i sadrže jedan od para homolognih kromosoma.
Citoplazmatsko nasljeđe- ekstranuklearna nasljednost, koja se provodi uz pomoć molekula DNA smještenih u plastidima i mitohondrijima.
Izmjena(od latinske "modifikacije" - modifikacije) - nenasljedna promjena fenotipa koja se javlja pod utjecajem čimbenika okoliša unutar normalnih granica reakcije genotipa.
Varijabilnost modifikacije - fenotipska varijabilnost. Odgovor specifičnog genotipa na različite uvjete okoliša.
Serije varijacija- niz modifikacijske varijabilnosti svojstva, koji se sastoji od pojedinačnih vrijednosti modifikacija poredanih prema rastućem ili opadajućem kvantitativnom izražaju svojstva (veličina lista, broj cvjetova u klasu, promjena boje dlake).
Krivulja varijacije- grafički izraz varijabilnosti svojstva, koji odražava i opseg varijacije i učestalost pojavljivanja pojedinih varijanti.
Stopa reakcije - granica modifikacijske varijabilnosti svojstva određena genotipom. Plastične osobine imaju široku reakcijsku normu, dok neplastične imaju usku reakcijsku normu.
Mutacija(od latinskog "mutatio" - promjena, promjena) - nasljedna promjena u genotipu. Mutacije mogu biti: genske, kromosomske, generativne (u gametama), ekstranuklearne (citoplazmatske) itd.
Mutageni faktor - faktor koji uzrokuje mutaciju. Postoje prirodni (prirodni) i umjetni (umjetni) mutageni čimbenici.
Monohibridno križanje - križanje oblika koji se međusobno razlikuju u jednom paru alternativnih znakova.
Dihibridno križanje oblici koji se međusobno razlikuju po dva para alternativnih karakteristika.
Analiza križanja - križanje testnog organizma s drugim koji je recesivni homozigot za određeno svojstvo, što omogućuje utvrđivanje genotipa testnog subjekta. Koristi se u uzgoju biljaka i životinja.
Okovano nasljeđe- zajedničko nasljeđivanje gena lokaliziranih na istom kromosomu; geni tvore skupine veza.
Crossingovsr (križ) - međusobna izmjena homolognih regija homolognih kromosoma tijekom njihove konjugacije (u profazi I mejoze I), što dovodi do preraspodjele izvornih kombinacija gena.
Spol organizama - skup morfoloških i fizioloških karakteristika koje se određuju u trenutku oplodnje jajašca spermijem i ovise o spolnim kromosomima koje nosi spermij.
Spolni kromosomi - kromosoma koji razlikuju muškarce od žena. Svi spolni kromosomi ženskog tijela su isti (XX) i odrediti ženski spol. Spolni kromosomi muškog tijela su različiti (XY): X definira ženstvenost
kat, Y- muški rod. Budući da svi spermiji nastaju mejotičkom diobom stanica, polovica njih nosi X kromosome, a polovica Y kromosome. Vjerojatnost da dobijete muško i žensko je ista,
populacijska genetika - grana genetike koja proučava genotipski sastav populacija. To omogućuje izračunavanje učestalosti mutantnih gena, vjerojatnost njihove pojave u homo- i heterozigotnom stanju, kao i praćenje nakupljanja štetnih i korisnih mutacija u populacijama. Mutacije služe kao materijal za prirodnu i umjetnu selekciju. Ovaj dio genetike utemeljio je S. S. Chetverikov, a dalje je razvijen u djelima N. P. Dubinina.
Genom nazivamo cjelokupni skup nasljednog materijala sadržanog u haploidnom skupu kromosoma stanica određene vrste organizma. Genom je specifičan za vrstu, budući da predstavlja nužan skup gena koji osigurava stvaranje svojstava specifičnih za vrstu organizama tijekom njihove normalne ontogeneze. Na primjer, neke vrste razvijaju haploidne organizme koji se razvijaju iz jednog skupa gena sadržanih u genomu. Stoga su kod brojnih vrsta člankonožaca mužjaci haploidni, razvijaju se iz neoplođenih jaja.
Tijekom spolne reprodukcije, genomi dviju roditeljskih zametnih stanica spajaju se tijekom oplodnje, tvoreći genotip novi organizam. Sve somatske stanice takvog organizma imaju dvostruki set gena primljenih od oba roditelja u obliku određenih alela. Dakle, genotip je genetska konstitucija organizma, koja je ukupnost svih nasljednih sklonosti njegovih stanica sadržanih u njihovom kromosomskom setu - kariotipu.
Riža. 3.67. Kariotipovi organizama raznih vrsta:
ja- bezobrazan, II- Drosophila. III - osoba
kariotip - diploidni skup kromosoma karakterističan za somatske stanice organizama određene vrste, koji je specifična značajka vrste i karakterizira ga određeni broj, struktura i genetski sastav kromosoma (sl. 3.67). Dolje su navedeni brojevi kromosoma somatskih stanica nekih vrsta organizama.
Ako se označava broj kromosoma u haploidnom setu spolnih stanica P, tada će opća formula kariotipa izgledati 2p, gdje je vrijednost P varira među različitim vrstama. Budući da je vrsta svojstvena organizmima, kariotip se kod pojedinih jedinki može razlikovati po nekim osobinama. Na primjer, predstavnici različitih spolova imaju u osnovi iste parove kromosoma ( autosomi), ali se njihovi kariotipovi razlikuju u jednom paru kromosoma ( heterokromosomi, ili spolni kromosomi). Ponekad se te razlike sastoje od različitog broja heterokromosoma kod žena i muškaraca (XX ili XO). Najčešće se razlike odnose na strukturu spolnih kromosoma, označenih različitim slovima -X i Y (XX ili XY).
Svaki tip kromosoma u kariotipu, koji sadrži određeni skup gena, predstavljen je s dva homologa naslijeđena od roditelja s njihovim zametnim stanicama. Dvostruki skup gena sadržan u kariotipu - genotip - jedinstvena je kombinacija uparenih alela genoma. Genotip sadrži razvojni program određene jedinke.
- (od Gene and Type) ukupnost svih gena lokaliziranih u kromosomima određenog organizma. U širem smislu, genetika je ukupnost svih nasljednih čimbenika organizma - kako nuklearnih (genom), tako i nenuklearnih, izvankromosomskih (tj. Velika sovjetska enciklopedija
Određivanje prirode djelovanja i broja gena koji određuju nasljeđe analiziranog svojstva. Osnivač A. g. Mendel (1865). A. g. uključuje niz privatnih metoda, čija je uporaba, pojedinačno ili u kombinaciji, usmjerena na proučavanje mehanizama genetskih procesa. Glavna metoda A. g. hibridološka analiza, na temelju različitih tipova križanja i kvantitativnog obračuna segregiranih oblika u potomstvu tih križanja. Hibridološka analiza uključuje populacijsku metodu (vidi. Hardy-Weinbergov zakon), na temelju upotrebe matematike i statistike varijacija, kao i aneuploida (vidi. Monosomija) i mutacijski (vidi ClB metoda. Meller-5 metoda) metode. Važna faza u proučavanju mutagenog učinka zračenja i kemikalija je citološka analiza učestalosti i prirode kromosomskih aberacija (vidi. Kromosomske aberacije). Kombinacija križanja s citogenetskim opažanjima vrlo je učinkovita u genomska analiza.
4 genetske analize
5 genetske analize
6 genetske analize
7 genetske analize
teme
EN
8 fenotip
n
1. fenotip; ukupnost svih svojstava organizma nastalih u procesu njegova individualnog razvoja;
2. građu i funkcije tijela.
1) fenotip; ukupnost svih svojstava organizma nastalih u procesu njegova individualnog razvoja;
2) građu i funkcije tijela.
9 fenotip
10 genotip
11 genotip
Cjelokupnost nasljednih sklonosti stanice ili organizma - skup alela, priroda njihove povezanosti i drugi oblici međudjelovanja; G.- genetička konstitucija organizma, koja se očituje u njegovom fenotipu; termin " G„Predložio V. Johannsen 1909. godine.
1. Skup svih gena lokaliziranih u kromosomima organizma koji određuje norma reakcije pojedinaca na uvjete okoline, svoj održivost i plodnost - općenito, njezina sudbina u genetski bazen sljedeća generacija vrste ili populacije. Pokazatelj je postotak jedinki s određenim genotipom u genskom fondu sljedeće generacije prilagodljivost ili “darwinovska prilagodba” genotipa.
2. U širem smislu, gen je ukupnost (sustav) svih nasljednih sklonosti jedinke, nasljedna osnova organizma, koja uključuje jezgre i nenukleare - citoplazmu (plazmon) i plastid (plastom kod biljaka) - nositelji, u kojima se svaki gen nalazi u složenoj interakciji s drugim nuklearnim genima i s plazmonom. G. je složeni međudjelovajući sustav nasljednih sklonosti određene stanice ili organizma, uključujući aleli, njihov karakter kvačilo u kromosomima i prisutnosti kromosomske pregradnje. Da bi se odredio G., potrebno je proučiti pretke ili potomke određene jedinke, ili oboje zajedno. Termin je predložio V. Johansen 1909. godine.
12 virulencija
Kvantitativne karakteristike patogenosti mikroorganizma za određeni organizam; indikatori U. su uvjetne vrijednosti - minimalna smrtonosna, 50% smrtonosna, 50% zarazna doza.
2. Relativna sposobnost organizma da uzrokuje bolest, izražena kvantitativnim parametrima - minimalno, 50% smrtonosno i 50% infektivno B.
13 genetski kompleks
ukupnost svih nasljednih faktora organizma, genotip
14 kompleks
15 genetski učinci zračenja
16 genotip
17 buket
18 genetski bazen
19 genetski bazen
[ʹdʒi:npu:l] biol.
genetski fond, skup nasljednih čimbenika populacije
20 učinak potrošača
2) ekv. učinak potrošača, utjecaj na potrošnju (rezultat nekog utjecaja. vanjski događaj; npr. utjecaj političke odluke, vladinih radnji, gospodarskih događaja na potrošačko tržište)
Opća embriologija: Terminološki rječnikNasljedstvo- (fiziol.) Pod N. podrazumijevamo sposobnost organizama da svoja svojstva i osobine prenose s jedne generacije na drugu, sve dok traje sam proces razmnožavanja. Još uvijek ne postoji zadovoljavajuća teorija N. koja bi objasnila... ...
fenotip- A; m. Biol. Skup svojstava i karakteristika organizma koje su se razvile u procesu njegovog individualnog razvoja. * * * fenotip [od fen (biol.) i tip], ukupnost svih karakteristika i svojstava organizma nastalih u procesu njegove individualne... ... enciklopedijski rječnik
Biološki pojam vrste Enciklopedijski rječnik F.A. Brockhaus i I.A. Efron
Vrsta, biološki pojam- (Species) jednako se koristi u zoologiji i botanici za označavanje različitih oblika biljnih i životinjskih organizama. Općenito, pojam vrste podudara se sa svakodnevnim pojmom pasmine životinje ili biljke (divlje, ali ne domaće) ... Enciklopedijski rječnik F.A. Brockhaus i I.A. Efron
Ustav- I Konstitucija (lat. constitutio struktura, stanje) je skup relativno stabilnih morfoloških i funkcionalnih (uključujući i mentalne) osobina osobe, određenih nasljeđem (genotipom), kao i dugotrajnim utjecajem prirodnih... Medicinska enciklopedija
FENOTIP Moderna enciklopedija
FENOTIP- (od grčkog fen i tip) u biologiji, ukupnost svih znakova i svojstava organizma nastalih u procesu njegovog individualnog razvoja. Razvija se kao rezultat interakcije nasljednih svojstava genotipa organizma i uvjeta okoline... Veliki enciklopedijski rječnik
Fenotip- m. Ukupnost svih znakova i svojstava organizma nastalih u procesu njegovog individualnog razvoja (kao rezultat interakcije nasljednih svojstava organizma, genotipa i uvjeta okoline). Efraimov rječnik objašnjenja. T.F...... Moderni objašnjeni rječnik ruskog jezika Efremova
FENOTIP- (od grč. pháino otkrivam, otkrivam i týpos otisak, oblik, uzorak), ukupnost svih znakova i svojstava organizma nastalih u procesu njegova individualnog razvoja. Uzrokovano interakcijom genotipa (nasljedno... ... Veterinarski enciklopedijski rječnik
Fenotip- (od grč. phaino pokazujem i upisujem), ukupnost svih znakova i svojstava organizma nastalih u procesu njegovog individualnog razvoja. Razvija se kao rezultat interakcije nasljednih svojstava genotipa organizma i uvjeta okoline... ... Ilustrirani enciklopedijski rječnik