Условия и цитология третьего закона Менделя

23.Сцепленное наследование признаков. Генетические доказательства кроссинговера. Цитологические доказательства кроссинговера.

Пусть А —
ген, обусловливающий развитие желтой
окраски семян, а —
зеленой окраски, В —
гладкая форма семени, b —
морщинистая. Скрещиваются гибриды
первого поколения, имеющие генотип АаВb.

При образовании гамет из каждой пары
аллельных генов в гамету попадает только
один, при этом в результате случайного
расхождения хромосом в первом делении
мейоза ген А может
попасть в одну гамету с геном В или
с геном b,
а ген а —
с геном В или
с геном b.

Таким образом, каждый организм образует
четыре сорта гамет в одинаковом количестве
(по 25%): АВ, Ab, aB, ab.
Во время оплодотворения каждый из
четырех типов сперматозоидов может
оплодотворить любую из четырех типов
яйцеклеток.

Сцепленное
наследование: с аутосомами, с половыми
хромосомами. Гены одной хромосомы
наследуются сцепленно, образуют группу
сцепления равную гаплоидному набору

По каждой паре
кризнаков % кроссоверных особей разный,
но всегда постоянный. % кроссоверных
особей всегда меньше 50%.

20.Явление доминантного и рецессивного эпистаза.

• Косвенная
ДНК диагностика, блоттинг по Саузерну

• Методы
генетического анализа основаны на
скрещивании возможных носителей мутации
с тестерными линиями (линиями-анализаторами).
Самый простой метод – это скрещивание
носителей предполагаемой мутации с
соответствующей рецессивно-гомозиготной
линией, т.е. обычное анализирующее
скрещивание.

Фенилкетонурия.

Законы
Менделя:

  1. З.
    единообразия – при х 2х гомозиготных
    особей, отличающихся по 1 паре признаков,
    в потомстве не происходит расщепления,
    т.е оно единообразно, как по генотипу,
    так и по фенотипу

  2. З.
    расщепления – при ч 2х гетерозигот,
    фенотип отличается по 1 паре признаков
    , в потомстве расщепление по фенотипу
    3:1, а по генотипу 1:2:1

  3. При
    скрещивании 2х дигетерозигот получается
    расщепление по фенотипу 9:3:3:1 и 9
    генотипов.

Бэтсон
проводил опыты на кукурузе: А-темная
окраска, а- светлая окраска. В пределах
одного початка 3:1. А-крахмалистый
эндосперм, а- восковидный эндосперм.

Бэтсон также проводил опыты на моллюсках:
А-белые раковины, а — полосатые раковины.
Есть вещество – фенилтиомочевина(фенилтеокарбамид)
А-ощущение горького вкуса, а-не ощущается.

17.Три — и
полигибридное скрещивание при независимом
наследовании признаков.

Комплементарность
– неаллельные взаимодействия, два
неаалельных доминантных гена встречаются
и дают новообразование. Расщепления –
9:3:4, 9:7, 9:6:1, 9:3:3:1

цитологические основы 3 закон

Эпистаз. Один ген
подавляет неаллельный ему ген. Доминантный
(13:3, 12:3:1)

Рецессивный (9:3:4,
9:7, аа подавляет В или вв подавляет А)

Транслокации –
это хромосомные перестройки, в результате
которых часть хромосомы переносится в
другой локус той же хромосомы или в
другую хромосому, но общее число генов
не изменяется. Транслокации открыл К.
Бриджес в 1923 г. у дрозофилы. Типы:

  • Внутрихромосомные.
    В том же плече, либо передвигаются в
    другое плечр

  • Межхромосомные.
    Участок уходит в другую хромосому

  • Реципрокная.
    Взаимный обмен участками негомологичных
    хромосом

  • Ассиметричные.
    Без сохранения центромеры на своем
    участке. Ацентрики и дицентрики (все
    нежизнеспособны)

  • Симметричные. С
    сохранением центромеры на своем участке

Робертсоновские
изменения хромосом.

  • Робертсоновские
    транслокации (2 хромосомы обмениваются
    целыми хромосомными плечами)

  • Робертсоновские
    слияния (одна хромосома сливается с
    более длинной = появление новых видов)

7.Митоз, его механизм и биологическое значение.

Хромосомная
теория наследственности,
теория, согласно которой хромосомы,
заключённые в ядре клетки, являются
носителями генов и представляют собой
материальную основу наследственности,
т.е.

преемственность свойств организмов
в ряду поколений определяется
преемственностью их хромосом .Основные
положения хромосомной теории
наследственности заключаются в
следующем.
1.

Гены находятся в хромосомах.
Каждая хромосома представляет собой
группу сцепления генов. Число групп
сцепления равно гаплоидному набору
хромосом, постоянному для каждого вида
организмов{In 1длягетерогаметного вида).

2.

Каждый ген занимает в хромосоме строго
определённое место (локус).
Гены в
хромосомах расположены линейно.
3-
Сцепление генов может нарушаться в
peзультате кроссинговера (перекреста
хромосом), в
процессе которого между
гомологичными хромосомами происходит
обмен одним или несколькими аллельными
генами.
4.

Митохондриальные
заболевания – это заболевания
обусловленные мутациями кольцевых
молекул митохондриальной ДНК (мтДНК).

Наследование
связано с исключительно материнским
происхождением митохондрий и мтДНК во
всех клетках организма.

Заболевание
передается от больной матери всем ее
детям.

Сыновья
и дочери больной матери поражаются в
равной степени.

Передача
болезни по мужской линии невозможна.

Генные
мутации или точковые мутации – это
мутации, которые возникают в генах на
уровне нуклеотидов, при этом изменяется
структура гена, изменяется молекула
мРНК, изменяется последовательность
аминокислот в белке, в организме
изменяется признак.

Условия и цитология третьего закона Менделя

— миссенс мутации
– замена 1 нуклеотида в триплете на
другой приведет к тому, что в полипептидную
цепь белка будет включаться другая
аминокислота, которой в норме не должно
быть, а это приведет к тому, что изменятся
свойства и функции белка.

Пример:
замена глутаминовой кислоты на валин
в молекуле гемоглобина.

ЦТТ
– глутаминовая кислота, ЦАТ – валин

Если
такая мутация происходит в гене, который
кодирует β цепь белка гемоглобина, то
в β цепь вместо глютаминовой кислоты
включается валин → в результате такой
мутации изменяются свойства и функции
белка гемоглобина и вместо нормального
HbA появляется HbS, в результате у человека
развивается серповидноклеточная анемия
(форма эритроцитов изменяется).

— нонсенс мутации
– замена 1 нуклеотида в триплете на
другой приведет к тому, что генетически
значащий триплет превратится в стоп
кодон, что приводит к обрыву синтеза
полипептидной цепи белка. Пример: УАЦ
– тирозин. УАА – стоп кодон.


мутации со сдвигом рамки считывания
наследственной информации.

Условия и цитология третьего закона Менделя

Если
в результате генной мутации у организма
будет появляться новый признак (например,
полидактилия), то они называются
неоморфные.

если
в результате генной мутации организм
утрачивает признак (например, при ФКУ
исчезает фермент) то они называются
аморфные.

— сеймсенс мутации
– замена нуклеотида в триплете приводит
к появлению триплета-синонима, который
кодирует тот же самый белок. Это связано
с вырожденностью генетического кода.
Например: ЦТТ – глютамин ЦТЦ – глютамин.

Механизмы
возникновения генных мутаций (замена,
вставка, выпадение).

ДНК
состоит из 2-х полинуклеотидных цепей.
Сначала изменение возникает в 1-й цепи
ДНК – это полумутационное состояние
или “первичное повреждение ДНК”. Каждую
секунду в клетке имеет место 1 первичное
повреждение ДНК.

Когда
повреждение переходит на вторую цепь
ДНК то, говорят о том, что произошла
фиксация мутации, то есть возникла
“полная мутация”.

Первичные
повреждения ДНК возникают при нарушении
механизмов репликации, транскрипции,
кроссинговера

Хромосомные
болезни — наследственные заболевания,
обусловленные изменением числа или
структуры хромосом. К хромосомным
относятся болезни, обусловленные
геномными мутациями или структурными
изменениями отдельных хромосом.

Хромосомные болезни возникают в
результате мутаций в половых клетках
одного из родителей. Из поколения в
поколение передаются не более 3—5 % из
них.

Условия и цитология третьего закона Менделя

Все
хромосомные болезни принято делить на
две группы: аномалии числа хромосом и
нарушения структуры хромосом.

Болезни,
обусловленные нарушением числа хромосом

• синдром
Дауна — трисомия по 21 хромосоме, к
признакам относятся: слабоумие, задержка
роста, характерная внешность, изменения
дерматоглифики;

• синдром
Эдвардса — трисомия по 18 хромосоме,
нижняя челюсть и ротовое отверстие
маленькие, глазные щели узкие и короткие,
ушные раковины деформированы;

Болезни,
причиной которых является полиплоидия

• триплоидии,
тетраплоидии и т. д.; причина — нарушение
процесса мейоза вследствие мутации, в
результате чего дочерняя половая клетка
получает вместо гаплоидного (23) диплоидный
(46) набор хромосом, то есть 69 хромосом
(у мужчин кариотип 69, XYY, у женщин — 69,
XXX); почти всегда летальны до рождения.

Нарушения
структуры хромосом.

• Транслокации
— обменные перестройки между
негомологичными хромосомами.

• Делеции
— потери участка хромосомы. Например,
синдром кошачьего крика связан с делецией
короткого плеча 5-й хромосомы. Признаком
его служит необычный плач детей,
напоминающий мяуканье или крик кошки.

Это связано с патологией гортани или
голосовых связок. Наиболее типичным,
помимо «кошачьего крика», является
умственное и физическое недоразвитие,
микроцефалия (аномально уменьшенная
голова).

• Инверсии
— повороты участка хромосомы на 180
градусов.

• Дупликации
— удвоения участка хромосомы.

• Изохромосомия
— хромосомы с повторяющимся генетическим
материалом в обоих плечах.

• Возникновение
кольцевых хромосом — соединение двух
концевых делеций в обоих плечах хромосомы.

ДНК-зонд —
фрагмент ДНК, меченный тем или иным
образом и использующийся для гибридизации
со специфическим участком молекулы
ДНК.

ДНК-зонды
применяются в Саузерн-блоттинге.

Во
всех клетках женского организма одна
из хромосом Х отключена или «подавлена».
Этот процесс называется «лайонизацией»
по имени Мэри Лайон, которая впервые
его описала.

Лайонизация — это беспорядочный,
ещё не полностью понятый процесс. Если
выключенная хромосома имеет измененный
ген, эта клетка будет производить фактор
свертывания.

Если выключена хромосома
с нормальным геном, то эта клетка либо
не будет производить фактор свертывания,
либо производимый ею фактор будет с
нарушенной функцией.

В среднем у носителей
гемофилии вероятность иметь нормальное
количество фактора свертывания составляет
приблизительно 50%, поскольку примерно
в половине их клеток «хороший» ген будет
выклю- чен.

1.Делеция-
утрата одного ,нескольких нуклеотидов
или целого гена.

Миопатии
Дюшена и Беккера

2.Инсерция
— вставка одного, нескольких нуклеотидов
или гена.

Болезнь
Лиддла

3.Дупликация-
повторное дублирование участка ДНК
размером от одного до нескольких
нуклеотидов или целого гена

Семейная
Х-сцепленная кардиомиопатия

4.Инверсия-
встраивание от одного до двух нуклеотидов
на прежнее место ДНК после поворота на
180 градусов. В результате нарушается
порядок нуклеотидов в гене.

Гемофилия
А

5.Сплайсинговая
мутация-
возникают на стыке экзонов и интронов
.При процессировании мРНК вместе с
интроном, может удаляться экзон , или
интрон остается в составе зрелой мРНК.

6.Миссенс
мутация-
замена нуклеотида в кодирующей части
гена, что приводит к замене аминокислоты
в полипептиде.

7.Трансверсия-
замена пуринового основания(А,Г) на
пиримидиновое (Ц,Т,У) ,или наоборот в
одном из кодонов.

8.Транзиция-в
нуклеотидном остатке замена одного
пуринового основание на другое пуриновое
или одного пиримидинового на другое в
структуре кодона.

Серповидно-клеточный
Hb

9.Нонсенс-мутация-
замена нуклеотида в кодирующей части
гена- приводит к образованию стоп-кодона
и прекращению трансляции.

Латеральная
неонатальная гипераммониемия

10.Динамические
мутации-
мутации , обусловленные увеличением
числа тринуклеотидных повторов в
функционально значимых частях гена

Хорея
Хаттингтона

Фенилкетонурия.

Гены внутри
хромосомы располагаются в линейном
порядке, % кроссинговера отражает
расстояние между генами. Чем ближе гены,
тем больше сила сцепления, тем реже
кроссинговер

1915 г,
хромосомная теория,
согласно которой передача наследственной
информации в ряду поколений связана с
передачей хромосом, в которых в
определённой и линейной последовательности
расположены гены.

Гены располагаются в хромосомах линейно;
что находящиеся на одной хромосоме гены
наследуются сцепленно; что сцепленное
наследование может нарушаться за счёт
кроссинговера.

Основные выводы
сформулированной ими хромосомной теории
наследственности были опубликованы в
1915 году в книге «Механизм менделевской
наследственности».

Картирование
хромосом на основе кроссинговера – 1ый
метод картирования.

Современные
методы картирования

Прогамный тип
определения пола – пол определяется
до оплодотворения, в процессе созревания
гамет (тли)

Сингамный – пол
определяется в результате оплодотворения
(млекопитающие, птицы)


Эпигамный – после
оплодотворения (червь Банелля – личинка
становится самцом, если встречает самку,
улитки, рептилии)

Переопределение
пола. Курицы, функционирует левый яичник,
под влиянием каких-либо факторов яичник
редуцируется, правый зачаток становится
семенником = петух.

257. Митохондриальные заболевания. Особенности их наследования.

Болезнь
Лиддла

Гемофилия
А

Хорея
Хаттингтона

Фенилкетонурия.

Крисс-кросс
наследование — наследование сцепленных
с полом признаков, в результате которого
признаки отцов передаются дочерям, а
признаки матерей — сыновьям; выявление
К.-к.н.

Скрещиваем
реципрокно, получаем наследование
крисс-кросс и расщепление не по Менделю

258. Половой хроматин. Лайонизация. Физиологический клеточный мозаицизм.

Половой
хроматин это инактивированная одна из
половых хромосом во всех соматических
клетках гомогаметного пола. У людей (у
женщин) инактивируется одна из Х хромосом.

Эта хромосома именуется тельцем Барра.
Формирование полового хроматина у
гомогаметного (женского) пола обеспечивает
дозовую компенсацию генов в клетках
гомогаметного пола, чтобы с двух половых
хромосом (ХХ) не образовывалось вдвое
больше РНК, чем в клетках гетерогаметного
(мужского) пола.

Лайонизация
– процесс инактивации одной из двух
Х-хромосом в клетках женского организма,
с образованием неактивного гетерохроматина
(полового хроматина).

Этот процесс
обеспечивает дозовую компенсацию генов
в женских клетках, чтобы с двух Х-хромосом
не образовывалось вдвое больше РНК, чем
в клетках мужского организма, имеющих
только одну Х-хромосому.

Мозаицизм
– существование в пределах одного
организма генетически различающихся
клеток. Может возникнуть в результате
соматических мутаций, а также быть
следствием кроссинговера, нарушения
сегрегации хромосом в ходе митоза.

Это
состояние может влиять на любой тип
клеток, в том числе: Клетки
крови,Сперматозоиды,Клетки кожи

Причины
Мозаицизм вызван ошибкой в ​​делении
клеток в самом начале развития будущего
ребенка. Примеры мозаичности включают
в себя: Мозаика синдромаДауна,
Мозаика синдрома Клайнфельтера,Мозаика синдрома
Тернера.

Амфимиксис
– в равной степени участвуют яйцеклетка
и сперматозоид

Партеногенез
– развитие идет только за счет яйцеклетки.
Возникает при редких контактах особей
(скальные ящерицы), быстром размножении.
Полный партеногенез – появляется
половозрелая особь (у всех беспозвоночных,
у позвоночных во всех классах, кроме
млекопитающих).

При партеногенезе
могут появляться (набор хромосом мб
разный, 2n,
n
– трутни пчел):

  • Самцы и самки
    (тли)

  • Только самцы
    (пчелы)

  • Только самки
    (скальные ящерицы)

Механизмы обеспечения
диплоидности при партеногенезе:

  • Амиотический
    партеногенез – мейоз не происходит,
    яйцеклетка 2n

  • Нет второго деления
    мейоза, хроматиды не расходятся

  • Яйцеклетка может
    сливаться с полярным тельцем

  • Яйцеклетка
    получается гаплоидной, но удваивается

  • Клетка с 2мя ядрами
    в мейозе, цитокинеза не происходит,
    ядра сливаются

Апомиксис
(партеногенез растений). Встречается в
43 семействах. Бывают 2n
и n
организмы. Диплоидность поддерживается:
нет мейоза или происходит слияние с
антиподами и синергидами, либо слияние
между собой антипод и синергид.

Гиногенез
– яйцеклетка активируется сперматозоидом,
но не оплодотворяется. Амбистома
серебристая – хвостатые амфибии, самки
спариваются с самцами др вида. Существует
и у растений.

Кредитогенез –
форма гиногенеза. Рыбки представлены
2n
самками, необходимы самцы другого вида.
Происходит оплодотворение, у следующего
поколения хромосомы самца редуцируются

Андрогенез –
развитие из сперматозоида. Тутовый
шелкопряд, получаемый искусственно. 2
спермия сливаются, если яйцеклетку
разрушают.

Искусственный
партеногенез –
опыты с 19 века. Струнников, опыты на
шелкопряде. Амиотический и миотический
партеногенез.

21.Взаимодействие между аллельными генами.

Аллельные
взаимодействия:

  • Доминирование.
    В гетерозиготном состоянии доминантный
    аллель проявляет себя полностью. Львиный
    зев – А – красный (активный фермент
    содержится), а – светло-красный цветок

  • Неполное
    доминирование. 1:2:1 – при моногибридном
    скрещивании

  • Сверхдоминирование.
    Более сильное развитие признака, чем
    у родителей, может проявиться гетерозис

  • Смена
    доминирования. Картофель. Пшеница – в
    обычных условиях нормальный колос
    доминирует, короткий световой день –
    ветвистый колос.

  • Межаллельная
    комплементация. Множественный аллелизм
    – за 1 признак отвечает несколько
    аллельных генов. А=а1=а2=а3

  • Аллельное
    исключение. Один из аллелей в составе
    хромосомы инактивируется.

  • У
    кукурузы 3n-эндосперм
    и ген отвечают за содержание вит А. ааа
    – 0,05 вит А. Ааа – 2,25. ААа – 5,00. ААА – 7,5

  • Кодоминирование.
    2 аллельных гена (доминантных) в равной
    степени себя проявляют (наследование
    групп крови человека

259. Генные мутации. Механизмы их возникновения.


С 1901 по 1905 наблюдали
половые хромосомы. Х – более крупная,
У – мелкая.

ХХ – гомогаметный
пол

ХУ и Х0 – гетерогаметный
пол

ХХ – женский

ХУ – мужской

ХУ – женский

ХХ – мужской (все
птицы, некотор рыбы, рептилии)

ХХ – самки

Х0 – самцы
(прямокрылые, клопы, жуки, нематоды)


ХХ – самцы

Х0 – самки (бабочки,
круглые черви

Диплоидность и
гаплоидность. 2n
– самки (пчелы), n
– самцы

У мотыля нет половых
хромосом, определяется пол половым
гетерохроматином в аутосомных хромосомах

Биологическое
значение митоза состоит в том, что митоз
обеспечивает наследственную передачу
признаков и свойств в ряду поколений
клеток при развитии многоклеточного
организма.

Митотическое
деление клеток лежит в основе всех форм
бесполого размножения как у одноклеточных,
так и у многоклеточных организмов. Митоз
обусловливает важнейшие явления
жизнедеятельности: рост, развитие и
восстановление тканей и органов и
бесполое размножение организмов.

239.Строение генов у про- и эукариот.

Условия и цитология третьего закона Менделя

1. Уникальных
генов (Это гены представленные в геноме
в одном экземпляре. К таким генам
относятся некоторые структурные и
регуляторные гены.).

2.
Семейств генов (Набор генов, возникший
от некоего гена-предка путем дупликации
и последующих изменений. В семейство
могут входить три типа генов:
1)функционирующий ген или его копии,
2)нефункционирующие копии – псевдогены
и 3)функционирующие мутантные гены.

3.Регуляторных
зон (Эти зоны ДНК постоянно присутствуют
в геноме человека. К ним относятся
терминатор, трейлерные и лидирующие
последовательности нуклеотидов,
промотор, модуляторы и т.д.

4. Повторяющихся
участков ДНК, которые несут какую-либо
функцию, т.е. участвуют в каких-любо
генетических процессах (транскрипции,
тансляции, репликации, репарации,
процессинге и т.д.).

5. Повторяющихся
участков ДНК, у которых в настоящее
время достоверно не выявлено какой-либо
функции. Однако предполагают, что эти
участки могут участвовать в процессах
упаковки ДНК .

6. Транспозонов
(сегменты ДНК обладающие способностью
перемещаться в другие геномные локусы,
иногда существенно изменяя экспрессию
соседних генов.) .

Условия и цитология третьего закона Менделя

Тандемные
повторы – это нуклеотидные пары, которые
могут встречаться с разной частотой.

-Сателлитная
ДНК, в которых количество повторяющихся
пар нуклеотидов от 100 до нескольких
сотен, а у высокоповторяющихся сателлитов
до более чем 1 миллиона нуклеотидов.

-Минисателлиты.
Встречаются более чем в 1000 местах генома
человека. Находятся в конце хромосом
(в теломерах). Число повторяющихся пар
нуклеотидов от 7 до 100.

-Микросателлиты.
Число повторяющихся пар нуклеотидов
от 1 до 6. Могут быть использованы как
маркеры в популяционно-генетических
исследованиях.

Ген
– это совокупность сегментов ДНК,
контролирующего образование либо
молекулы РНК, либо белкового продукта.
Сам ген функционировать практически
не может.

а. Экзонов.

б. Интронов.

2.Регуляторные
участки гена содержат

а.
Стартовый кодон – сайт (место) начала
транскрипции.

б.
Терминатор – сайт окончания транскрипции.

в.
Лидерную последовательность.

г.
Трейлерную последовательность.

д.
Промотор.

е.
Контролирующие зоны располагаются
вблизи от обслуживаемого гена.

ж.
Модуляторы (энхансеры, сайленсеры) –
располагаются вдали от гена.

Как
правило, кодирующая область представлена
не несколькими генами, а одним. Каждый
ген у эукариот имеет свою регуляторную
область.

Ген
эукариот имеет мозаичное строение –
в нём чередуются участки, несущие
информацию о последовательности
аминокислот в белке и не несущие её.
Участки, несущие информацию носят
название экзоны, не несущие называются
интроны. Число интронов у различных
организмов различно

Энхансеры-
небольшой участок ДНК, способный
связываться с факторами транскрипции,
при этом увеличивая уровень транскрипции
гена или группы генов.

Сайленсеры-
последовательность ДНК, с которой
связываются белки-репрессоры (факторы
транскрипции). Связывание белков-репрессоров
с сайленсерами приводит к понижению
или к полному подавлению синтеза РНК
ферментом ДНК-зависимой РНК-полимеразой.

Инсуляторы-последовательности
ДНК, особые регуляторные элементы,
которые обладают способностью блокировать
сигналы, исходящие от окружения. Они
блокируют взаимодействие между энхансером
и промотором, если находится между ними.

Ген
– участок ДНК, с которого копируется
РНК.

Ген
прокариот называется опероном, в его
состав входят два основных участка:
регуляторный (неинформативный) и
структурный (информативный). У прокариот
на долю регуляторных элементов приходится
около 10 %, структурных – 90 %.

Структурная
область генов прокариот (единица
транскрипции) может быть представлена
одним кодирующим участком, который
называется цистроном, либо несколькими
кодирующими участками (полицистронная
единица транскрипции) (рис. 19).

В структурной
зоне закодирована информация о
последовательности аминокислот в виде
генетического кода. Со структурной
области считывается мРНК. При наличии
у прокариот полицистронной единицы
транскрипции на одном структурном
участке одновременно может синтезироваться
несколько разновидностей мРНК.

К
регуляторным элементам генов прокариот
относятся промотор, оператор и терминатор
– участки, управляющие работой гена.

Генетическая
система эукариот называется транскриптоном.
Транскриптон также состоит из двух
частей: регуляторной (неинформативной)
и структурной (информативной), относительная
пропорция которых противоположна генам
прокариот: на долю регуляторного участка
приходится 90 %, структурного – 10 %.

Регуляторный участок представляет
собой ряд последовательно расположенных
промоторов и операторов и несколько
терминаторов. Структурный участок
состоит из одной единицы транскрипции
и имеет “прерывистое” строение:
кодирующие участки (экзоны) чередуются
с некодирующими (интронами).

Одномоментно
на структурном участке у эукариот может
синтезироваться только одна молекула
мРНК, однако благодаря наличию
альтернативного сплайсинга в разное
время (в зависимости от потребности
клетки) на одной и той же структурной
части могут синтезироваться разные
виды мРНК (от одной до нескольких
десятков).

Фенилкетонурия.

270) Комплементарная, клонированная, рекомбинантная днк.

Клонирование
ДНК.

-Ферменты
рестриктаз, способных разрезать двойную
спираль ДНК по специфической
последовательности из 4-8 нуклеоти на
фрагменты строго определённого размера,
вызывают ступенчатые разрывы, в результате
чего на концах фрагментов ДНК образуются
короткие одноцепочечные «липкие хвосты»,
которые могут комплиментарно связываться
с подобными «липкими хвостами»,
образовавшимися под действием того же
фермента.

Благодоря «липким хвостам»
можно присоединить фрагмент ДНК,
содержащий гены человека, к ДНК вируса.
Если полученную рекомбинантную молекулу
ДНК ввести в бактериальную клетку, то
за счёт репликационной активности
вируса за короткое время можно получить
(клонировать) миллионы молекул вирусной
ДНК, содержащей гены человека.

Комплементарная
ДНК — это ДНК, синтезированная на матрице
зрелой мРНК в реакции, катализируемой
РНК-зависимой ДНК-полимеразой.


процессе синтеза белка ДНК транскрибируется
в мРНК, и мРНК далее транслируется в
белки. Одним из различий между прокариотами
и эукариотами является то, что гены
эукариот могут содержать интроны —
некодирующие последовательности,
которые вырезаются из незрелой мРНК в
процессе сплайсинга.

Рекомбинантная
ДНК — искусственно созданная
последовательность ДНК, части которой
могут быть синтезированы химическим
путём, с помощью полимеразной цепной
реакции или клонированы из ДНК различных
организмов.

-Рекомбинантные
ДНК могут быть трансформированы в клетки
живых организмов в составе плазмид или
вирусных векторов.

Рекомбинантные
ДНК — фрагменты ДНК, содержащие гены
человека, присоединенные к ДНК вируса.
Если полученную рекомбинантную молекулу
ДНК ввести в бактериальную клетку, то
за счёт репликационной активности
вируса за короткое время можно получить
(клонировать) миллионы молекул вирусной
ДНК, содержащей гены человека.

1.Генетический
код триплетен. (3 расположенных рядом
нуклеотида несут информацию об одном
белке.) Таких триплетов может быть 64 (в
этом проявляется избыточность
генетического кода), но только 61 из них
несет информацию о белке (кодоны).

2.Генетический
код вырожден (аминокислот 20, а кодонов
61), т.е. одну аминокислоту могут кодировать
несколько кодонов (от двух до шести).
Метионин и триптофан имеют по одному
кодону, т.к. с них начинается синтез
белка (старт-сигнал).

3.Код
однозначен – несет информацию только
к одной аминокислоте.

4.Код
коллинеарен, т.е. последовательность
нуклеотидов в гене соответствует
последовательности аминокислот в белке.

5.Генетический
код неперекрываем и компактен – один
и тот же нуклеотид не может входить в
состав двух разных кодонов, считывание
идет непрерывно, подряд, вплоть до
стоп-кодона. В коде отсутствуют «знаки
препинания».

6.Генетический
код универсален – одинаков для всех
живых существ, т.е. один и тот же триплет
кодирует одну и ту же аминокислоту.

273. Дифференциальное окрашивание хромосом.

Дифференциальное
окрашивание хромосом — метод окрашивания
хромосом специальными красителями,
которые выявляют определенные диски
или области хромосомы.

Условия и цитология третьего закона Менделя

Наиболее
часто используемым является метод с
окраской хромосом красителем Гимза.
Препараты хромосом при этом способе
окраски сначала обрабатывают трипсином,
который удаляет белки, содержащиеся в
хромосоме.

Затем на препарат наносят
краситель Гимза, который выявляет в
хромосомах характерный для каждой из
них рисунок из светлых и темных сегментов.
Обычно на гаплоидный набор можно
насчитать до 400 сегментов. Подсчитано,
что каждый сегмент содержит в среднем
около 8 млн. п.н.

Если
хромосомы перед окраской Гимза сначала
нагревают, то рисунок полос сохраняется,
но их цвет меняется на противоположный,
т.е. темные полосы становятся светлыми,
и наоборот.

Если
до применения красителя Гимза препарат
хромосом сначала обрабатывают кислотой,
а затем щелочью, то окрашиваются
преимущественно центромеры и другие
районы, богатые гетерохроматином,
содержащие высокоповторяющиеся
последовательности ДНК (С-окраска).

Q-окраска
хромосом выявляется с помощью
флюоресцентной микроскопии хромосом,
которые могут быть окрашены разными
флюорохромами. Из последних чаще всего
используют производные акридина: акрихин
и акрихин-иприт.

Разработаны также
высокоразрешающие методы дифференциальной
окраски хромосом на стадии прометафазы
клеточного деления. Они позволяют
выявлять до 800 поперечных полос на
гаплоидный набор хромосом.

Болезнь
Лиддла

Гемофилия
А

Хорея
Хаттингтона

Наследование
через Х-хромосому (гоносомное наследование)
у человека.


Дальтонизм. Так
же как на рисунке

Гемофилия, по такой
же схеме. Мышечная дистрофия Дюшена.
Гидроцефалия (сцепл с Х-хромосомой).
Цвет шерсти у кошек.

Признаки,
ограниченные полом.

Гены находятся в
половых и аутосомах обоего пола, но
проявляются только у одного из полов.

Подагра (т. у
мужчин), распределение волосяного
покрова (муж), размеры тела, окраска
перьев и пр.

Признаки, зависимые
от пола.

Делеции — хромосомные
перестройки, при которых происходит
потеря участка хромосомы. Делеция может
быть следствием разрыва хромосомы или
результатом неравного кроссинговера.

т.е. может быть
потеряна средняя часть хромосомы (CD)
или концевая (D-F).

Гетерозиготные
делеции цитологически выявляются из-за
наличия петли в нормальном гомологе.

Делеции очень
удобны для картирования генов в
определенных участках хромосом. Этот
метод картирования генов был предложен
в 1935 году. Картирование хромосом на
основе перекрывающихся делеций.

В гетерозиготном
состоянии обладают жизнеспособностью,
в гомозиготном – большинство делеций
являются летальными. Очень небольшие
могут не повлиять на жизнеспособность.
Делеции могут быть причинами наследственных
болезней человека:

  • Синдром
    Орбели (делеция в 13 хр)

  • Синдр
    кошачьего крика


Делеции у животных
могут нарушат у КРС оплодотворяемость

Изохромосомы –
это хромосомы, потерявшие одно плечо,
но при этом заменившие его зеркально
на точную копию другого своего плеча.
Разрушаются по центромере. Такая
хромосома, если Х – инактивируется.

Причины образования
изохромосом точно не известны.

Кольцевая хромосома
— замкнутая двухцепочечная молекула
ДНК, естественная структура хромосом
у многих прокариот, некоторых вирусов,
а также молекул ДНК, входящих в состав
пластид и митохондрий эукариот.

Линейная хр =
дефишенси = кольцевая хр, нарушается
жизнеспособность

28.Наследование через х хромосому летальных признаков. Признаки ограниченные полом и признаки, зависимые от пола.

Неполное
доминирование – в этом случае гетерозигота
даёт собственный фенотип т.е при
скрещивании двух гетерогизот получается
расщепление 1:2:1 и по генотипу и по
фенотипу. Провести скрещивание.

Это признаки,
которые кодируются генами, находящимися
на половых хромосомах.

У человека признаки,
кодируемые генами Х-хромосомы, могут
проявляться у представителей обоих
полов, а кодируемые генами Y-хромосомы
— только у мужчин.

Следует иметь в виду,
что в мужском генотипе только одна
Х-хромосома, которая почти не содержит
участков, гомологичных с Y-хромосомой,
поэтому все локализованные в Х-хромосоме
гены, в том числе и рецессивные, проявляются
в фенотипе в первом же поколении.

В половых хромосомах
содержатся гены, регулирующие проявление
не только половых признаков. Х-хромосома
имеет гены, отвечающие за свертываемость
крови, цветовое восприятие, синтез ряда
ферментов.

В Y-хромосоме содержится ряд
генов, контролирующих признаки,
наследуемые по мужской линии (голандрические
признаки): волосистость ушной раковины,
наличие кожной перепонки между пальцами
и др. Известно очень мало генов, общих
для Х- и Y-хромосом.

Виды сцепленного
наследования:

  • Х-сцепленное

  • Y-сцепленное
    (голандрическое)


При Х-сцепленном
наследовании возможен промежуточный
характер проявления признака у
гетерозигот.

Y-сцепленные гены
присутствуют в генотипе только мужчин
и передаются из поколения в поколение
от отца к сыну.

276. Что такое полиморфизм генов?

ДНК
полиморфизмы — различные наследуемые
вариации в структуре ДНК.

ДНК-полиморфизмы
– это вариабельные участки в
последовательности ДНК, которые
встречаются в популяции с частотой не
менее 1%, и в подавляющем большинстве
случаев обладают нейтральным эффектом.

Существуют также полиморфизмы, способные
повлиять на степень экспрессии генов,
активность функциональных продуктов
(белков, РНК) и структуру белков.

33.Определение пола в процессе онтогенеза у человека.

Процесс формирования
пола в онтогенезе длителен и проходит
несколько этапов или уровней.

1. Хромосомный,
генетический – сочетание половых
хромосом: ХХ – женский пол, XY – мужской
пол. На первых этапах ХХ-хромосомы обе
активны, далее на определенном этапе
одна х-хромосома инактивируется и
становится тельцем Барра.

2. Гонадный –
формирование гонад: яичники или семенники.
У эмбриона имеются одинаковые зачатки
– кортекс и медула. ХХ – медула
редуцируется, из кортекса формируется
яичник. ХУ – кортекс редуцируется, из
медулы формируются семенники.

3. Соматический.
Сформированные половые железы вырабатывают
соответствующие гормоны – эстрогены
или андрогены, под влиянием которых
формируется тот или иной фенотип
(развиваются вторичные половые признаки:
характер оволосения и отложения жира
на теле, особенности строения скелета,
тембр голоса и т.п.).

Примером неполного
переопределения пола у человека может
служить синдром Морриса: при наборе
половых хромосом XY фенотип женский. В
основе этого синдрома лежит рецессивная
мутация, ведущая к отсутствию в клетке
белка-рецептора, который воспринимает
мужские половые гормоны (андрогены)

4. Психологический
– психологическая самооценка
принадлежности к тому или иному полу

247. Современные методы цитогенетики.

Рестрикция
— лигирование .

В
классических методиках рестрикции и
лигирования, клонирование фрагмента
ДНК включает четыре стадии: разрезание
ДНК эндонуклеазами рестрикции, лигирование
ДНК с вектором, трансфекция и последующий
скрининг (отбор).

Выделение
вставки.

Первоначально
необходимо выделить участок ДНК для
клонирования. Выделение вставки может
быть сделано технологией клонирования
шотган, комплементарной ДНК, искусственным
химическим синтезом.

Трансформация.

После
лигирования плазмидой трансформируют
бактерии для наращивания. Бактерии
далее выращивают на селективной среде
для отбора колоний, содержащих встройку.
Индивидуальные колонии отбирают и
изучают на наличие встройки.

Отбор.

Получают
культуры трансфецированных клеток.

Современные
векторы для клонирования содержат
селективные маркеры (как правило, гены
устойчивости к антибиотикам) которые
дают возможность расти только клеткам
с правильной вставкой расти на селективной
среде (с антибиотиком).

Генная
терапия.

Генная
терапия подразумевает введение
работающего гена в клетки, в которых он
отсутствует, что приводит к излечению
болезни, связанной с отсутствием или
неправильным функционированием гена.

1.флуоресцентная
гибридизация in situ (FISH)
2.сравнительная
геномная гибридизация(CGH)
3.
мечение хромосом с помощью полимеразной
реакции с использованием специфических
праймеров (PRINS)
4.

флуоресцентная гибридизация пептидно
– нуклеиновых соединений(PNA)
Это
просто дополнение( не факт что
правильно).Цитогенетика: методы
1)Микрометод для хромосомного анализа
по Аракаки .

2) Определение полового
хроматина Клетки костного мозга для
хромосомного анализа .3)Изготовление
ацетокарминовых препаратов.
4)Колхицинированные митозы у животных.

281. Классификация генов.

Классификация
а)

1.
Конститутивные гены.

2.
Гены «роскоши».

Гены общеклеточных
функций (конститутивные гены или гены
«домашнего хозяйства) постоянно находятся
в активном состоянии. Их активность в
малой степени зависти от состояния
внешней среды (организма), т.е.

практически
не регулируется. Эти гены кодируют
белки-ферменты, которые принимают
участие в жизненно важных для клетки
метаболических процессах. Например,
таких как гликолиз, цепь передачи
электронов, синтез ДНК, аминокислот и
т.д. В сущности, эти гены полностью
обеспечивают жизнедеятельность клетки.

Гены «роскоши»
контролируют строго специализированные,
специфические функции клетки. На
организменном уровне имеются собственные
системы жизнеобеспечения, развития,
размножения, дыхания и т.д.

Поэтому любая
клетка организма должна поддерживать
не только свои жизненные потенции
(которые обеспечивают Гены «домашнего
хозяйства»), но и принимать участие в
жизнедеятельности всего организма.

Последним и занимаются специализированные
гены. Эти гены контролируют белки,
которые обеспечивают функционирование
физиологических систем организма –
его защитных свойств, процессов дыхания,
выделения, кровоснабжения, пищеварения
и т.д.).

К таким генам относятся гены,
контролирующие синтез гемоглобина,
иммуноглобулина и др. В отличии от генов
«домашнего хозяйства» «гены роскоши»
находятся под жёстким контролем организма
и имеют сложный аппарат регуляции.

Классификация
б)

1.Структурные
гены.

2.Регуляторные
гены.

Оба
типа генов транскрибируют различные
типы РНК

Условия и цитология третьего закона Менделя

Структурные
гены транскрибируют несколько видов
РНК – иРНК, тРНК, рРНК и т.д.

-Гены,
с которых транскрибируются регуляторные
РНК. Они не принимают непосредственного
участия в синтезе белка, а регулируют
отдельные стороны этого процесса
(транскрипцию, процессинг и т.д.)

-Гены,
которые несут информацию о структуре
регуляторного белка. На них транскрибируется
иРНК. Этим они похожи на структурные
гены.

42.Типы и последствия генных мутаций. Генные мутации у человека.

Изменяется
нуклеотидный состав. Т. Морган, ген
белоглазия у дрозофилы.

Были выделены 4
типа генных мутаций:

  • Выпадение
    пары/группы нуклеотидов

  • Вставка пары/группы
    нуклеотидов

  • Перестановка
    нукл-в внутри гена

  • Замена пар
    оснований. Транзиции (пурин на пурин
    А=Г Г=А; пиримидин на пиримидин Т=Ц, Ц=Т)
    и трансверсии

7.Митоз, его механизм и биологическое значение.

Рибозим-
молекула РНК обладающая каталитической
активностью. Рибозимы способны расщеплять
самих себя и другие молекулы РНК;
формирование пептидной связи при
образовании молекулы белка происходит
при помощи рРНК рибосомы; малые ядерные
РНК участвуют в сплайсинге(созревание
РНК).

Рибозим
может выполнять в организме функции
фермента, катализируя изменения
собственной молекулярной структуры
(до открытия этих молекул считалось,
что все ферменты являются белками).

Условия и цитология третьего закона Менделя

Так
как репликация молекул ДНК и РНК не
может протекать при отсутствии ферментов,
а белковые ферменты могут вырабатываться
в организме лишь в про цессе кодирования
ДНК, то возникает вопрос: как молекулы
нуклеиновой кислоты колировали сами
себя на ранних стадиях эволюции.

Открытие
рибозим позволило получить ответ на
этот вопрос. Результаты недавних
исследований позволили выявить
способность рибозим, созданных методами
генетической инженерии, разрушать
молекулы РНК вируса СПИДа (вируса
иммунодефицита человека (ВИЧ)).

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Медицинский взгляд на еду