Генетика и эволюция

• Генетика - наука, изучающая механизмы и закономерности наследственности и изменчивости организмов, методы управления этими процессами. Основы генетики заложены Г.Менделем (1822-1884), открывшим законы наследственности.

· Ген - структурная и функциональная единица наследственности, контролирующая развитие определенного признака или свойствГен-структурная и функциональная единица наследственности, контролирующая развитие определенного признака или свойств

• Аллель- (от греч. allelon - друг друга, взаимно), аллеломорфа, одно из возможных структурных состояний гена. Любое изменение структуры гена в результате мутаций или за счёт внутригенных рекомбинаций у гетерозигот по двуммутантным аллелям приводит к появлению новых аллелей этого гена (число аллелей каждого гена практически неисчислимо).
• Рецессивные гены- (т.е. признак, им определяемый) могут не проявляться у одного или многих поколений, пока не встретятся два идентичных рецессивных гена от каждого из родителей (внезапное проявление такого признака у потомков не следует путать с мутацией).

· Доминантные гены- Присутствие доминантного гена всегда явно и внешне проявляется соответствующим признаком.Их присутствие всегда проявляется, даже если доминантный ген "работает" без партнера (т.е. Аа).

· Гомозиготы - (гомо- (Гомео-) + Зигота)особь или клетка, имеющая в генотипе два одинаковых или даже идентичных по происхождению аллеля данного гена.… (Медицинская энциклопедия) Гомозигот а-(от гомо... и зигота), диплоидная или полиплоидная клетка (особь), гомологичные хромосомы к-рой несут идентичные аллели того или иного гена.

· Гетерозиготы -(от гетеро... и зигота), клетка или организм, имеющие в наследственном наборе (генотипе) разные формы (аллели) того или иного гена. Гетерозигота получается при слиянии разнокачественных по генному составу гамет, каждая из которых приносит в зиготу свои аллели. Например, гомозиготные формы АА и аа образуют гаметы соответственно А и а. Полученная при скрещивании ААаа Гетерозигота всегда образует разнокачественные гаметы: А и а. Скрещивание такой формы внутри себя или с рецессивной родительской формой аа даёт потомков двух видов — фенотипически А и фенотипически а (см. Рецессивность, Фенотип). Расщепление Гетерозигота происходит по определённому правилу (см. Менделя законы). Сохранение Гетерозигота имеет значение для с.-х. практики, т.к. расщепление часто ведёт к утрате ценных качеств. Почти все плодовые деревья гетерозиготны. Чтобы предупредить у них расщепление признаков и утерю ценных свойств, прибегают к вегетативному размножению или апомиксису. Для сохранения гетерозиготного состояния могут применяться также гиногенез и партеногенез. Ср. Гомозигота.

• Хромосомы- (греч. chrōma цвет, окраска + sōma тело) — основные структурно-функциональные элементы клеточного ядра, содержащие гены. Название «хромосомы» обусловлено их способностью интенсивно окрашиваться основными красителями во время деления клетки. Каждый биологический вид характеризуется постоянством числа, размеров и других морфологических признаков X. Хромосомный набор половых и соматических клеток различен. В соматических клетках содержится двойной (диплоидный) набор Х. который можно разделить на пары гомологичных (идентичных) хромосом, сходных по величине и морфологии. Один из гомологов всегда отцовского, другой— материнского происхождения. В половых клетках (гаметах) эукариот (многоклеточных организмов, в т.ч. человека) все хромосомы набора представлены в единственном числе (гаплоидный хромосомный набор). В оплодотворенной яйцеклетке (зиготе) гаплоидные наборы мужских и женских гамет объединяются в одном ядре, восстанавливая двойной набор хромосом. У человека диплоидный хромосомный набор (кариотип) представлен 22 парами хромосом (аутосом) и одной парой половых хромосом (гоносом). Половые хромосомы различаются не только по составу содержащихся в них генов, но и по своей морфологии. Развитие из зиготы женской особи определяет пара половых хромосом, состоящая из двух Х-хромосом, то есть ХХ-пара, амужской — пара, состоящая из X-хромосомы и У-хромосомы, — то есть ХУ-пара.

• ГЕНОМ- (нем. Genom), совокупность генов, характерных для гаплоидного набора хромосом данного вида организмов; основной гаплоидный набор хромосом. Термин предложен Г. Винклером в 1920. В отличие от генотипа, Г. представляет собой характеристику вида, а не отд. особи. При отдалённой гибридизации можно получить организмы, несущие разные Г., аллополиплоиды (напр., гибриды между пшеницей и пыреем, пшеницей и элимусом, рожью и пыреем). Виды растений, содержащие разл. Г., иногда встречаются и в природе (напр., нек-рые виды пшеницы). Для определения числа и сходства Г. у разных видов используют спец. метод — геномный анализ. У диплоидных организмов Г. является дискретной единицей генетич. анализа, поскольку гаметы у них в норме содержат по одному Г. Можно рассматривать Г. и как функц. единицу, необходимую для нормального развития организма, т. к. для мн. организмов (особенно растений) существуют в норме или получены экспериментально гаплоиды, развивающиеся на основе одного Г.
• ГЕНОТИП- (от ген и греч. typos — отпечаток), генетич. (наследственная) конституция организма, совокупность всех наследственных задатков данной клетки или организма, включая аллели генов, характер их физич. сцепления в хромосомах и наличие хромосомных перестроек. В узком смысле Г.— совокупность аллелей гена или группы генов, контролирующих анализируемый признак у данного организма (в этом случае нерассматриваемая часть Г. выступает в качестве генотипической среды). Термин «Г.» предложен В. Иогапсеном в 1909. В совр. генетике Г. рассматривают не как механич. набор независимо функционирующих генов (что было характерно для ранних этапов развития генетики), а как единую систему генетич. элементов, взаимодействующих на разл. уровнях (напр.. между аллелями одного гена или разных генов). Г. контролирует развитие, строение и жизнедеятельность организма, т.е. совокупность всех признаков организма — его фенотип. Особи с разными Г. могут иметь одинаковый фенотип, поэтому для определения Г. организма необходимо проводить его генетич. анализ, напр. анализирующее скрещивание. Особи с одинаковым Г. в разл. условиях могут отличаться друг от друга по характеру проявления признаков (особенно количественных), т. е. различаться по фенотипу. Т. о., Г. определяет возможные пути развития организма и его отд. признаков во взаимодействии с внеш. средой. Примером влияния среды на фенотипич. проявление признаков может служить окраска меха у кроликов т. н. гималайской линии: при одном и том же Г. кролики при выращивании на холоде имеют чёрный мех, при умеренной темп-ре «гималайскую» окраску (белую, с чёрной мордой, ушами, лапами и хвостом), при повышенной темп-ре — белый мех. В связи с этим в генетике используют понятие о норме реакции — возможном размахе фенотипич. изменчивости без изменения Г. под влиянием внеш. условий (Г. определяет пределы нормы реакции). При изменении Г. или наличии особей с разными Г. говорят о генотнпич. изменчивости, являющейся одним из условий эволюц. процесса. Наличие особей одинакового Г. характерно для видов с бесполым (включая вегетативное) способом размножения и для чистых линий. Одинаковым Г. обладают идентичные (однояйцевые) близнецы, развивающиеся из одной оплодотворённой яйцеклетки.
• ФЕНОТИП- (от греч. phaino — являю, обнаруживаю и тип), совокупность всех признаков и свойств особи, формирующихся в процессе взаимодействия её генетич. структуры (генотипа) и внешней, по отношению к ней, среды. Термин «Ф.» введён В. Иогансеиом в 1903. В Ф. не реализуются все генотипич. возможности, и он является лишь частным случаем реализации генотипа в конкретных условиях. Поэтому даже между однояйцовыми близнецами, имеющими полностью идентичные генотипы, можно выявить заметные фенотипич. различия, если они развивались в разных условиях. Однозначного соответствия между генотипом и Ф. нет: изменения генотипа не всегда сопровождаются изменением Ф., а изменения Ф. не обязательно связаны с изменениями генотипа. В процессе микроэволюции отбор идёт по Ф. особей. Тем самым в популяциях сохраняются особи либо с широкой нормой реакции, пределы к-рой определяются генотипом, либо особи нужного Ф., определяемого генотипом достаточно жёстко. При наличии в популяции особей разного генотипа отбор по Ф. приводит опосредованно к отбору по генотипу. При отсутствии генотипич. изменчивости отбор по Ф. не даёт результатов, что было продемонстрировано экспериментально В. Иогансеном в опытах по отбору в чистых линиях.

Свойства генетического материала:

Генетический материал (genetic material) - Компоненты клетки, обеспечивающие хранение, реализацию, воспроизводство и передачу при размножении генетической (наследственной) информации. Свойства генетического материала –

· дискретность (наличие обособленных групп сцепления – хромосом),

· непрерывность (физическая целостность хромосомы),

· линейность (одномерность «записи» генетической информации),

· относительная стабильность (передача потомству с небольшими изменениями).

Изменчивость – это универсальное свойство живых организмов приобретать новые признаки под действием среды (как внешней, так и внутренней). Различают два вида изменчивости: фенотипическую (модификационная) и генотипическую.

· Фенотипическая изменчивость – это изменение организмов под действием факторов среды и эти изменения не наследуются. Эта изменчивость не затрагивает гены организма, наследственный материал не изменяется.

· Модификационная изменчивость признака может быть очень велика, но она всегда контролируется генотипом организма.

· Генотипическая изменчивость - при генотипической изменчивости происходит изменение наследственного материала и, обычно, эти изменения наследуются. Это основа разнообразия живых организмов. Различают два вида генотипической изменчивости: мутационная и комбинативная.

· Комбинативная изменчивость основывается на возникновении новых комбинаций генов родителей.

· Мутационная изменчивость в основе этой изменчивости лежит изменение структуры гена, хромосомы или изменения числа хромосом. Мутация – это спонтанное изменение генетического материала.

Мутации имеют ряд свойств:

1. Возникают внезапно, и мутировать может любая часть организма, т.е. они не направлены.

2. Чаще бывают рецессивными, реже – доминантными.

3. Могут быть вредными, полезными, нейтральными.

4. Передаются из поколения в поколение.

5. Вызываются внешними и внутренними факторами.

6. Представляют собой стойкие изменения наследственного материала.

7. Это качественные изменения, которые, как правило, не образуют непрерывного ряда вокруг средней величины признака.

8. Могут повторяться.

9. Мутации являются и элементарным эволюционным материалом и не направляющим элементарным эволюционным фактором.

10. Мутационный процесс – источник резерва наследственной изменчивости популяций.

Поиск по сайту: