Кроссинговер. Хромосомные карты (биология 10 класс)

На этом видеоуроке все желающие смогут изучить тему «Кроссинговер. Хромосомные карты». Урок познакомит пользователей с понятием частоты рекомбинаций, кроссинговера и профазы, в которую он происходит. Затем учитель даст определение хромосомных карт и расскажет об их свойствах.

БИОЛОГИЯ 10 КЛАСС

Тема: Основы генетики

Урок: Кроссинговер. Хромосомные карты

Степанова Анна Юрьевна

к. б.н., доц. МГУИЭ

Москва

2012

Здравствуйте, тема нашего сегодняшнего урока – «Кроссинговер. Хромосомные карты».Сегодня мы поговорим о кроссинговере, о частоте рекомбинаций и о хромосомных картах. Но прежде чем перейти к основной части нашего урока, давайте вспомним, что такое кроссинговер и когда он происходит.

В профазе I мейоза каждая хромосома находит себе гомологичную и с ней сближается (конъюгирует), в результате чего образуется бивалент. В биваленте хромосомы удерживаются друг с другом в некоторых точках, которые называются хиазмами. Как раз хиазмы в профазе I мейоза впервые обнаружил бельгийский цитолог Янсон в 1909 году. Генетическое значение этого процесса разъяснил Морган, высказавший предположение, чторазрыв сцепления аллелей в мейозе происходит из-за разрыва хромосом в хиазмах (местах перекреста). Хромосомы обмениваются участками, образуя новые хромосомы, которые содержат участки отцовских и материнских хромосом. Родительские хромосомы образуют новое сочетание генетического материала. Этот процесс называется генетической рекомбинацией. А потомков, которые были получены при сочетании различных генов, называют рекомбинантными.

Давайте, зная о кроссинговере, рассмотрим пары гомологических хромосом у дрозофилы, несущие серую окраску тела и длинные крылья и черную окраску тела с зачаточными крыльями. Гомозиготного самца с длинными крыльями и серой окраской тела скрестили с гомозиготной самкой с черной окраской тела и зачаточными крыльями. В первом поколении появлялись гетерозиготные особи с серой окраской тела и длинными крыльями.

При обратном скрещивании мух с поколения F1 с гомозиготными двойными рецессивами были получены следующие результаты:

— 965 мух с серым телом и длинными крыльями,

— 944 мухи с черным телом и зачаточными крыльями,

       

— 206 мух с черным телом и длинными крыльями,

— 185 мух с серым телом и зачаточными крыльями.

Два последних фенотипа являются рекомбинантными. Как показывают эти результаты, гены, определяющие окраску тела и длину крыльев, являются сцепленными и находятся в одной хромосоме. А наследование у черных мух длинных крыльев, а также у серых мух зачаточных крыльев связано с кроссинговером. Если бы эти гены находились в разных хромосомах, то при дигибридном скрещивании гомозиготы по доминантным аллелям с гомозиготой по рецессивным аллелям соотношение фенотипов было бы другое — 1:1:1:1. То есть около:

— 25% серых мух и длинными крыльями,

— 25% мух с серым телом и зачаточными крыльями,

— 25% мух с черным телом и длинными крыльями,

— 25% мух с серым телом и зачаточными крыльями.

Из приведенных цифр можно вычислить частоту рекомбинаций генов, которые определяют окраску генов и длину крыльев. Частоты рекомбинации вычисляется по формуле: (число рекомбинантов / число потомков) х 100.

В нашем примере частота рекомбинации составила 17%. Это значение соответствует числу рекомбинаций при образовании гамет. Один из учеников Моргана высказал предположение, что частота рекомбинаций свидетельствует о линейном расположении генов на хромосоме. Кроме того, этим учеником было выдвинуто еще одно положение: «Частота рекомбинации напрямую связана с расположением генов в хромосоме». Чем дальше друг от друга располагаются сцепленные гены, тем больше вероятность того, что между ними может произойти кроссинговер (выше частота рекомбинации).

Давайте рассмотрим пример: A, B и C — генные локусы, расположенные в одной хромосоме. Вероятность кроссинговера между генами A и C выше, чем между генами B и C. Данные, полученные при изучении рекомбинаций, имеют большое значение при составлении генетических карт — относительное расположение генов в хромосоме.

Хромосомные карты строятся путем прямого перевода частоты рекомбинаций между генами в предполагаемые расстояния на хромосоме. Если частота рекомбинаций между генами равна 4%, это значит, что эти гены расположены в одной хромосоме на расстоянии 4 морганид друг от друга. Морганида— единица расстояния на генетической карте. Если частота рекомбинации между генами A и C равна 9%, то они находятся на расстоянии друг от друга в 9 морганид. То есть морганида— это единица относительного (генетического) расстояния между генами, определяемая частотой кроссинговера.

Таким образом, если посчитать частоту кроссинговера между какими-либо двумя генами, располагающимися в одной хромосоме, то таким образом можно определить расстояние между генами и построить хромосомную карту.

Сегодня мы ознакомились с явлением кроссинговера, узнали, как вычислять расстояние между генами и составлять хромосомные карты. На этом наш урок закончен, всего вам доброго! До свидания!