Приведенный выше обзор молекулярных и цитологических основ организации наследственного аппарата позволяет сформулировать несколько общих правил наследования генов:

• гены являются участками ДНК, несущих информацию о структуре белков и таких молекул РНК, которые непосредственно выполняют определенные функции;

• совокупность белков (главным образом) определяет все физиологические и внешние признаки организма, т.е. проявление определенного признака зависит от определенной совокупности генов;

• гены располагаются в хромосомах? белково-нуклеиновых комплексах, в каждый из которых входит одна длинная молекула ДНК;

• при размножении одноклеточных организмов неполовым путем и разделении соматических клеток многоклеточного организма дочерние клетки получают полный набор генов от материнской клетки в неизменном виде. Остальные правил касается многоклеточных эукариот, которые размножаются половым путем:

• в каждой клетке многоклеточного организма существует набор пар гомологичных хромосом (диплоидный набор), в данной области (локусе) каждой из хромосом определенной пары могут содержаться идентичные гены или разные варианты одного гена (аллеля).

• при образовании гамет каждая из них получает только одну хромосому из каждой пары, но перед этим гомологичные хромосомы обмениваются своими участками

• потомок получает по одному набору хромосом (и, соответственно, по одному набору аллелей) от каждого из родителей.

Хотя большинство признаков зависит от активности определенной совокупности генов, есть случаи (их меньшинство, но все равно довольно много), когда проявления внешнего признака можно поставить в соответствие лишь один ген. Рассмотрим на простом примере, как реализуются сформулированные выше правила.

Окраска семян гороха зависит от гена sgr, кодирующего белок SGR (гены принято обозначать, как правило, маленькими буквами, выделяя их курсивом, их продукты? Большими; приведенное обозначение происходит от "stay green"). Белок участвует в процессе разрушения хлорофилла, вследствие чего зрелые семена приобретает желтый цвет (становятся видимыми желтые пигменты каротиноиды). Мутация в гене sgr приводит к тому, что семена сохраняют зеленый цвет. Итак, имеем два аллеля одного гена, которые можно обозначить как sgr + (нормальный ген) и sgr? (Мутантный ген), или как А и а соответственно. Если мутантный аллель будет присутствовать только в одной хромосоме, аллель А все равно выполнит свою работу, и семена будет желтым. В этом случае принято говорить, что аллель А является доминантным, а аллель а? рецессивным. Зеленый цвет семян проявится лишь в случаях, когда обе хромосомы будут нести аллель а? генотип будет гомозиготным по рецессивным аллелем; гомозигота по доминантному геном (АА) и гетерозигот (Аа) без семян желтого цвета. Итак, если скрестить гомозиготы АА (желтые) и аа (зеленые), все потомки первого по-покалывания будут гетерозиготами Аа с желтыми семенами.

Такие гетерозиготы будут образовывать гаметы двух типов: с геном А или а в равном соотношении. Если скрестить эти гетерозиготы первого поколения, то во втором поколении на одну гомозиготу АА будет образовываться в среднем один гомозигота аа и две гетерозиготы Аа (А? От отца, а? От матери или наоборот): особи с желтым и зелеными семенами будут получены в количественном соотношении 3: 1. Исходя из сформулированных выше положений, нами только полу-мано результат, опубликованный Грегором Менделем (Gregor (Johann) Mendel) в 1866 г. Поскольку немного найдется примеров публикаций, из которых начиналась бы целая наука, стоит привести полную ссылку на нее: Mendel G. Versuche ?ber Pflanzen-Hybriden / / Verh. Naturforsch. Ver. Br?nn. ? 1866. ? Bd. 4. ? S. 3?? 47. Конечно, Мендель ничего не знал о ДНК и ее репликации, хромосомы, мейоз и т.д., он просто исследовал количество особей с определенными признаками в скрещивания гороха с желтыми и зелеными семенами. Однако сформулировал принципиальные положения генетики: признаки зависят от дискретных наследственных факторов (Мендель не пользовался термином "ген"), каждый такой фактор существует в нескольких формах, две копии фактора содержатся в соматических клетках, в гаметы переходит только одна из них.

Даже исходя из материала этого раздела, разумеется, в большинстве случаев закономерности наследования будут значительно сложнее (следующие разделы посвящены дальнейшему выяснению этих закономерностей). Например, если рассматривать два гена, которые определяют пару некоторых признаков (Мендель изучал и этот случай, исследуя цвет и форму семян), то они будут наследоваться независимо друг от друга, если находятся в разных хромосомах (как это и было в его опытах). Если два гена присутствуют в одной хромосоме (сцепленные), то они наследуются вместе. Но только при условии, что они не разошлись по разным гомологичных хромосомах (и не попали в различных гамет) вследствие кроссинговера. Подробнее менделевское законы наследования и отклонения от них рассмотрены в главе 3.


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+