Лекция 1. Предмет и основные положения генетики

Генетика – область биологии, изучающая наследственность и изменчивость. Наследственность — это свойство одного поколения передавать другому признаки строения, физиологические свойства и специфический характер индивидуального развития. Изменчивость — это изменение наследственных задатков, вариабельность их проявления в процессе развития организма при взаимодействии с внешней средой.

Механизм наследственности. Клетки, через которые осуществляется преемственность поколений, — специализированные половые при половом размножении и неспециализированные соматические при бесполом — несут в себе только зачатки, возможности развития признаков и свойств.

Ген — это участок молекулы ДНК (или участок хромосомы), определяющий возможность развития отдельного элементарного признака. У организмов одного вида каждый ген располагается в одном и том же месте (локусе) строго определенной хромосомы.

Генотип – совокупность генов, имеющих фенотипическое проявление.

Фенотип – совокупность признаков, определяемых данным генотипом.

Геном – количество ДНК, находящееся в гаплоидном наборе хромосом данного вида. Гены могут существовать в 2-х (или более) формах, т.е. один и тот же ген может по разному влиять на фенотип. Эти состояния генов называются аллелями или аллельными генами. Чистолинейные организмы, содержащие 2 идентичные аллели, называются гомозиготными. Гибриды, клетки которых имеют 2 различные аллели, именуются гетерозиготными.

Многие, может быть даже все, гены у разных организмов существуют более чем в 2-х аллельных формах – это явление множественного аллелизма.

Законы Менделя.

1. Единообразие гибридов первого поколения – закон доминирования.

Эффект проявления у гибридов одного из двух контрастирующих признаков Мендель назвал доминирование, а сам признак – доминантным. Признак не обнаруживающийся в гибридах первого поколения, получил название рецессивного. Таким образом, Мендель вскрыл сущность взаимодействия контрастирующих признаков в гибридах, которая заключается в доминировании одного из них.

2. Закон расщепления, или чистоты гамет.

Анализирующее скрещивание – скрещивание особи с доминантным фенотипом с рецессивной гомозиготой (анализатором). Проводится для установления генотипической структуры организма, имеющего доминантный фенотип, т.к. организм может быть как гомозиготным по доминантной аллели, так и гетерозиготным.

Неполное доминирование – когда гибриды первого поколения проявляют признаки, промежуточные между двумя родительскими формами.

Генетика определения пола.

Чаще всего пол определяется в момент оплодотворения – зиготически. Однако, известны случаи, когда пол выявляется до оплодотворения – презиготически, или после оплодотворения – постзиготически.

Выделяют 3 основных типа хромосомного определения пола, названных по тем видам животных, у которых данный тип был впервые описан:

1. Ligaeus (водяной клоп) – у дрозофилы и человека.

Аутосомы — хромосомы, одинаковые у обоих полов. Половые хромосомы — те, по которым мужской и женский полы отличаются друг от друга. Женский пол рассматривается как гомогаметный, мужской – гетерогаметный.

Р: ♂ХУ × ♀ХХ

Х, У Х

F₁: ♂1ХУ: ♀1ХХ

2. Protenor (др. род водяного клопа) – чешуекрылые, морской червь и др.

В соматических клетках самок Protenor имеется 14 хромосом, у самцов – 13. Непарная хромосома у самцов – Х хромосома.

Р: ♂Х0 × ♀ХХ

Х, 0 Х

F₁: ♂1Х0: ♀1ХХ

3. Abraxas grossulariata (бабочка крыжовенной пяденицы) – птицы (курица, индюк и др.), некоторые рыбы, земноводные, цветковые растения. Гетерогаметен женский пол.

Р: ♂ ZZ × ♀ ZW

Z Z, W

F₁: ♂1 ZZ: ♀1 ZW

Р: ♂ZZ × ♀Z0

Z Z, 0

F₁: ♂1ZZ: ♀1Z0

Закономерности изменчивости. Изменчивость — процесс, отражающий взаимосвязь организма с внешней средой. Наследственные изменения — мутации. Изменения, вызванные факторами внешней среды, не являются наследственными.

Генная инженерия — раздел молекулярной биологии, связанный с целенаправленным конструированием новых, не существующих в природе сочетаний генов с помощью генетических и биохимических методов.