Как вы узнали, существуют более сложные продолжения менделизма, которые не имеют тех же фенотипических соотношений F2 Тем не менее, эти законы обобщают основы классической генетики.

Пары единичных факторов, или генов Мендель впервые предположил, что парные единичные факторы наследственности верно передаются из поколения в поколение путем диссоциации и реассоциации парных факторов во время гаметогенеза и оплодотворения соответственно.

После скрещивания гороха с контрастными признаками и обнаружения, что рецессивный признак вновь появился в поколении F2, Мендель сделал вывод, что наследственные факторы должны наследоваться как дискретные единицы.

После скрещивания гороха с контрастными признаками и обнаружения, что рецессивный признак вновь появился в поколении F2, Мендель сделал вывод, что наследственные факторы должны наследоваться как дискретные единицы.

Это открытие противоречило существовавшему в то время мнению, что родительские черты смешиваются в потомстве. У мальчика на фотографии альбинизм - рецессивный признак. Вместо того чтобы обе аллели вносили свой вклад в фенотип, доминантная аллель будет выражена исключительно. Рецессивный признак будет проявляться только у потомства, имеющего две копии этого аллеля Рисунок 1 , и это потомство будет давать истинное потомство при самоскрещивании. Напротив, было обнаружено несколько различных моделей наследования.

Равная сегрегация аллелей Наблюдая за тем, что истинно скрещивающиеся растения гороха с контрастными признаками дают поколения F1, выражающие доминантный признак, и поколения F2, выражающие доминантный и рецессивный признаки в равном соотношении, Мендель предложил закон сегрегации. Этот закон гласит, что гены для парных унитарных факторов должны сегрегировать в гаметах одинаково, чтобы потомство имело равную вероятность унаследовать любой из факторов.

Для поколения F2 моногибридного скрещивания возможны следующие три комбинации генотипов: гомозиготный доминантный, гетерозиготный или гомозиготный рецессивный. Именно поэтому мы можем применять квадрат Пуннетта для точного прогнозирования потомства родителей с известными генотипами.

Независимая сегрегация генов может быть проиллюстрирована дигибридным скрещиванием - скрещиванием между двумя истинными родителями, которые выражают различные признаки по двум характеристикам.

Считайте характеристики цвета и текстуры семян для двух растений гороха, одно из которых имеет зеленые, морщинистые семена yyrr, а другое - желтые, круглые семена YYRR.

Считайте характеристики цвета и текстуры семян для двух растений гороха, одно из которых имеет зеленые, морщинистые семена yyrr, а другое - желтые, круглые семена YYRR.

Таким образом, потомство поколения F1 является всеYYyRr Рисунок 2. Это дигибридное скрещивание растений гороха включает гены цвета и текстуры семян. У растений гороха фиолетовые цветки P доминируют над белыми цветками p, а желтые горошины Y доминируют над зелеными горошинами y. Каковы возможные генотипы и фенотипы скрещивания между растениями гороха PpYYY и ppYy? Сколько квадратов необходимо для анализа этого скрещивания с помощью квадрата Паннетта?

Первые два генотипа дадут фиолетово-цветущие растения с желтым горохом, а последние два генотипа дадут белоцветущие растения с желтым горохом, по доле каждого фенотипа. Для поколения F2 закон сегрегации требует, чтобы каждая гамета получала либо аллель R, либо аллель r вместе с аллелем Y, либо аллелем y. Закон независимого распределения гласит, что гамета, в которой отсортирован аллель r, с равной вероятностью будет содержать либо аллель Y, либо аллель y.

Таким образом, при самоскрещивании гетерозигот YyRr могут образоваться четыре равновероятные гаметы, а именно: YR, Yr, yR и yr. Это пропорции потомства, которые мы могли бы ожидать, если бы мы провели скрещивание с достаточно большим размером выборки. Благодаря независимой ассортативности и доминированию, дигибридное фенотипическое соотношение можно разложить на два соотношения, характерные для любого отдельного гибридного скрещивания по доминантному и рецессивному образцу.

Не принимая во внимание цвет семян и учитывая только текстуру семян в приведенном выше дигибридном скрещивании, мы ожидали бы, что три четверти потомства поколения F2 будут круглыми, а одна четверть - морщинистыми.

Так же, изолируя только цвет семян, можно предположить, что три четверти потомства F2 будут желтыми, а одна четверть - зелеными.

Упорядочение аллелей для текстуры и цвета - независимые события, поэтому мы можем применить правило произведения. Эти пропорции идентичны пропорциям, полученным с помощью квадрата Паннетта. Круглое, зеленое и морщинистое, желтое потомство также можно вычислить с помощью правила произведения, поскольку каждый из этих генотипов включает доминантный и рецессивный фенотип.

Закон независимого ассортимента также указывает на то, что скрещивание между желтыми и морщинистыми родителями YYrr и зелеными и круглыми родителями yyRR даст такое же потомство F1 и F2, как и скрещивание YYRR x yyrr. Физическая основа закона независимого ассоциирования также находится в мейозе I, в котором различные гомологичные пары выстраиваются в случайном порядке. Каждая гамета может содержать любую комбинацию отцовских и материнских хромосом, а значит, и генов, которые они содержат, поскольку ориентация тетрад в плоскости метафазы случайна.

Метод волосяных линий Когда рассматривается более двух генов, метод квадрата Пуннетта становится неуправляемым. Вводить каждый генотип вручную было бы крайне обременительно. Для более сложных скрещиваний предпочтительны методы вилочковой линии и вероятности. Чтобы подготовить диаграмму вилочковой линии для скрещивания гетерозигот F1, полученных в результате скрещивания родителей AABBCC и aabbcc, мы сначала создаем ряды, равные количеству рассматриваемых генов, а затем сегрегируем аллели в каждом ряду в вилочные линии в соответствии с вероятностями отдельных одногибридных скрещиваний Рисунок 3.

Затем мы перемножаем значения вдоль каждого бифуркационного пути, чтобы получить вероятности потомства F2. Обратите внимание, что этот процесс является диаграммной версией правила продукта.

Значения вдоль каждого вилочного пути могут быть умножены, поскольку каждый ген собирается независимо. Для тригибридного скрещивания фенотипическое отношение F2 - Рисунок 3. Метод вилочковой линии может быть использован для анализа тригибридного скрещивания. Здесь вероятность цвета в поколении F2 занимает верхний ряд 3 желтых:1 зеленый. Вероятность для формы занимает второй ряд 3 круглых:1 морщинистых, а вероятность для роста занимает третий ряд 3 высоких:1 карликовых.

Вероятность для роста занимает третий ряд 3 высоких:1 карликовых.

Вероятность для каждой возможной комбинации признаков рассчитывается путем умножения вероятности для каждого отдельного признака. В то время как метод вилочковой линии представляет собой диаграммный подход к учету вероятностей в скрещивании, вероятностный метод дает пропорции потомства, ожидаемого для проявления каждого фенотипа или генотипа без дополнительной визуальной помощи.

Вероятность каждого фенотипа или генотипа рассчитывается путем умножения вероятности для каждого отдельного признака.

В обоих методах используется правило произведения и рассматриваются аллели каждого гена отдельно. Ранее мы исследовали фенотипические соотношения для тригибридного скрещивания с помощью метода вилочковой линии; теперь мы будем использовать метод правдоподобия для исследования генотипических соотношений для скрещивания с еще большим количеством генов.

Для тригибридного скрещивания написание метода вилочковой линии утомительно, хотя и не так утомительно, как использование метода квадрата Пуннетта. Однако, чтобы полностью продемонстрировать возможности метода правдоподобия, мы можем рассмотреть конкретные генетические расчеты.

Например, при тетрагибридном скрещивании между особями, гетерозиготными по всем четырем генам, в котором четыре гена расположены независимо и в доминантном и рецессивном порядке, какая доля потомства будет гомозиготно-рецессивной по всем четырем аллелям? Вместо того чтобы записывать все возможные генотипы, мы можем использовать метод вероятности. Для одного и того же тетрагибридного скрещивания, какова ожидаемая доля потомства, имеющего доминантный фенотип по всем четырем локусам?

В вопросе говорится о доле потомства, которое 1 гомозиготно доминантно по A или гетерозиготно по A, и 2 гомозиготно по B или гетерозиготно по B, и так далее.

Если вы не уверены в том, как объединить вероятности, возвращение к методу вилочной линии должно прояснить ситуацию. Правила мультигибридного оплодотворения Прогнозирование генотипов и фенотипов потомства от определенных скрещиваний - лучший способ проверить свои знания по менделевской генетике. Учитывая мультигибридное скрещивание, которое подчиняется независимой сборке и следует доминантному и рецессивному образцу, существует несколько обобщенных правил; вы можете использовать эти правила для проверки ваших результатов, когда будете работать над генетическими расчетами в таблице 1.

Чтобы применить эти правила, необходимо сначала определить n, число гетерозиготных пар генов - число генов, которые сегрегируют по два аллеля. Например, скрещивание между гетерозиготами AaBb и AaBb имеет n, равное 2. Таблица 1.

Гены на отдельных негомологичных хромосомах всегда будут классифицироваться независимо. Однако каждая хромосома содержит сотни или тысячи генов, расположенных на хромосомах линейно, как бусины на нитке.

Разделение генов на отдельные хромосомы не всегда легко.

На сегрегацию аллелей в гаметах может влиять сцепление, при котором гены, физически расположенные близко друг к другу на одной хромосоме, с большей вероятностью наследуются как пара. Гомологичные хромосомы содержат одинаковые гены в одинаковом линейном порядке. Аллели могут различаться на гомологичных парах хромосом, но гены, которым они соответствуют, не различаются.

При подготовке к первому делению мейоза гомологичные хромосомы реплицируются и синапсируют. Гомологичные гены выстраиваются в линию друг с другом. На этом этапе сегменты гомологичных хромосом обмениваются линейными участками генетического материала Рисунок 4. Этот процесс называется рекомбинацией, или кроссинговером, и является обычным генетическим процессом.

Поскольку гены выравниваются во время рекомбинации, порядок генов не изменяется. Вместо этого в результате рекомбинации материнский и отцовский аллели объединяются на одной хромосоме. На одной хромосоме может произойти несколько событий рекомбинации, в результате чего образуется большая смесь аллелей. Рисунок 4. Процесс кроссинговера, или рекомбинации, происходит, когда две гомологичные хромосомы выстраиваются в линию во время мейоза и обмениваются участком генетического материала.

Здесь поменялись местами аллели гена С. В результате получились две рекомбинантные и две нерекомбинантные хромосомы. Когда два гена расположены в непосредственной близости на одной хромосоме, они считаются сцепленными, и их аллели обычно передаются вместе в процессе мейоза.

Для примера представьте дигибридное скрещивание, включающее цвет цветка и высоту растения, в котором гены находятся рядом друг с другом на хромосоме.

Если одна гомологичная хромосома имеет аллели высоких растений и красных цветов, а другая хромосома имеет гены коротких растений и желтых цветов, то при образовании гамет аллели высоких и красных цветов будут вместе в одной гамете, а аллели коротких и желтых цветов - в других гаметах. Они называются родительскими генотипами, поскольку унаследованы в неизменном виде от родителей особи, производящей гаметы. Но в отличие от того, если бы гены находились на разных хромосомах, не будет гамет с высокими желтыми аллелями и гамет с короткими красными аллелями.

Если вы создадите квадрат Пуннетта с этими гаметами, вы увидите, что классическое менделевское предсказание результата дигибридного скрещивания не применимо. По мере увеличения расстояния между двумя генами возрастает вероятность одного или нескольких кроссинговеров между ними, и гены ведут себя так, как если бы они находились на отдельных хромосомах. Генетики использовали долю рекомбинантных гамет, не похожих на родительские, в качестве меры расстояния между генами на хромосоме.

Используя эту информацию, они построили подробные карты генов на хромосомах хорошо изученных организмов, включая человека.

Садовый горох имеет семь хромосом, и некоторые предполагают, что выбор семи признаков не был случайным. Однако даже если исследованные им гены не были расположены на отдельных хромосомах, вполне возможно, что он просто не наблюдал сцепления из-за обширных эффектов рекомбинации. Вопрос: Каким будет потомство от дигибридного скрещивания?

Каким будет потомство от дигибридного скрещивания?

Контекст: Рассмотрим, что горох созревает за один вегетационный период и что у вас есть доступ к большому саду, в котором вы можете вырастить тысячи горошин. Существует несколько истинно селекционных растений со следующими парами признаков: высокие растения с раздутыми стручками и карликовые растения с суженными стручками. Гипотеза: обе пары признаков будут независимо упорядочены в соответствии с менделевскими законами.

При скрещивании истинно селекционных родителей все потомство F1 является высокорослым и имеет раздутые стручки, что указывает на доминирование признаков высокорослости и раздутости над признаками карликовости и сжатости, соответственно. В результате автокросса гетерозигот F1 получено 2 потомка F2. Проверка гипотезы: Поскольку каждая пара признаков независимо упорядочена, пропорции высокий:карликовый и раздутый:суженный должны быть одинаковыми у каждого члена поколения F1.

Постройте сетку, аналогичную показанной на рисунке 5, в которой пересекаются две особи TtIi.


Навигация

thoughts on “

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *