Задача про Роб. тр-ю и синдром Дауна

Стр 1 из 3Следующая ⇒

Мутационная изменчивость

Классификация мутаций.

Мутации бывают

А) по измененияю генотипа – генные, хромосомные, геномные.

Б) по последствиям – полезные, нейтральные, вредные, полулетальные и летальные.

В) по отношению к генеративному пути.- сомат. и генер.

Г) по поведению в гетерозиготе – доминантные и рецессивные

Д) по причинам – спонтанные и индуцированнные

Е) по изменению фенотипа – аморфные(исчезн.признака), гипоморфные(меньше выраж.), гиперморфные(больше), неоморфные(новый), антиморфные(замена признака другим)

Ж) По проявлению- морфологические, физиологические и биохимические.

З) По отношению к дикому типу - прямые и обратные.

Миссенс-мутации

Замена нуклеотида с образованием кодона с новым свойством, кодирующего другую аминокислоту.

Задача про Роб. тр-ю и синдром Дауна

Образуется 6 типов гамет: при скрещивании с нормальными:

15. 21 (норма) здоровый ребенок (15 15. 21 21)

15+21 Носитель транлокации (15 15+21 21)

15+21. 21 Синдром Дауна –трисомия 21 (15 15+ 21 21 21)

21+15. 15 летальны

15 -

21 -

Из родившихся живыми - треть даунов.

Мутагенные факторы.

Физические, химические и биологические.

Рекомбинационный механизм хромосомных перестроек.

Может идти двумя путями.

Первый: контакт хромосом, затем разрыв, и соединение.

Второй: Разрыв, затем контакт, затем соединение.

При этом могут происходить симметричные, приводящие к инверсиям, и асимметричные, приводящие к возникновению ацентрических фрагментов, т.е. делециям.

Метод сцепленных иксов.

Метод, используемый для выявления рецессивных мутаций, сцепленных с полом в Х хромосоме у самца. Для этого исследуемого самца скрещивают с самкой линии Double-yellow, имеющей генотип XXY, причем Х-хромосомы имеют общую центромеру и признак желтой окраски сцеплен с полом. При этом мутация проявляется в F1 у сыновей.

Почему повышается фертильность у отдаленных гибридов при удвоении числа хромосом?

Потому что у полученных амфидиплоидов нормально идет конъюгация хромосом, и образуются нормальные гаметы, чего нет у отдаленных гибридов с неудвоенным числом хромосом.

Чем отличается аллополиплоидия от автополиплоидии

Аллополиплоиды это полиплоидные отдаленные гибриды, а автополиплоиды возникают при умножении одного и того же набора хромосом.

Может ли родится девочка с трисомией X при нерасхождении хромосом у отца?

Может, если нерасхождение произойдет в эквационном делении мейоза.

10. Предмутационные изменения.

Это изменения генотипа под влиянием мутагенов, которые могут а) фиксироваться в виде мутаций б) исправляться в ходе репарации в) не полностью или неправильно исправляться в ходе ошибочной репарации.

Метод отпечатков и применение.

Автор – Дж. Ледерберг. Это автоматизированный (бархатная печатка) способ анализа мутантных микроорганизмов с помощью переноса отпечатков сразу всех колоний на разные среды (сохраняя взаимное их расположение) с последующим просвечиванием.

У здоровых родителей - ребенок с синдромом Кляйнфельтера. От отца или матери он получил лишнюю хромосому и в каом делении мейоза?

Наиболее вероятно нерасхождение у матери в первом или втором делении мейоза, менее вероятно, от отца, но тогда только во втором.

13. Соблюдаются ли Менделевские законы расщепления у полиплоидов (на примере тетраплоида)?

Нет, так как при образовании гамет хромосомы могут расходиться не только 2-2, а еще 3-1 и 4-0, поэтому часть гамет нежизнеспособна и картина расщепления нарушается. Жизнеспособные гаметы при расхождении 2: 2 бывают трех типов: АА, Аа, аа. Это дает расщепление 35: 1 по фенотипу и 1: 8: 8: 18: 1 по генотипу.

Гомеозисные мутации

Это мутации, оказывающие сильное влияние на ход эмбриогенеза и приводящие к проявлению признаков присущих филогенетически родственным организмам. Происходят в генах, кодирующих регуляторные белки.

По каким причинам у здоровых родителей может родиться даун?

В случае нерасхождения хромосом или наличия робертсоновской транслокации или спонтанного удвоения 21 хромосомы.

Расщепление при самоопылении триплоида Ааа

Гаметы: 1А 2а 2Аа 1аа у самок. У самца только а и А

Методы учета генных мутаций у микроорганизмов. Метод отпечетков и Эйетса.

Суть в выращивании ауксотрофных мутантов на селективных(нет чего-то одного) и минимальных (соли и сахара) средах

Почему у линии Меллер-5 у самки не идет кроссинговер в Х хромосоме.

Потому что обе Х хромосомы содержат по две инверсии (в обоих плечах).

Спонтанный мутационный процесс и его причины.

Это не индуцированные мутации.

а)Транспозиционная активность генетически мобильных элементов.

б)Взаимное влияние генов(действие генов-мутаторов)

в)Биохимически обусловленное изменение нуклеотидов( дезаминирование Ц-У, размыкание пуринового кольца, деятельность свободных радикалов).

Хромосомные болезни человека.

Хромосомными болезнями (хромосомными синдромами) называются комплексы

множественных врожденных пороков развития, вызываемых числовыми

(геномные мутации) или структурными (хромосомные аберрации) изменениями

хромосом, видимыми в световой микроскоп. Наиболее часто у человека встречаются трисомии по 21-й, 13-й и 18-й паре хромосом ( синдром Дауна, Эдвардса и Патау). Из синдромов связанных с половыми хромосомами - синдромы Кляйнфельтера, Тернера, полисомии X и Y.

Закон гомологических рядов наследственной изменчивости Вавилова.

1) Генетически близкие виды и роды характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости, причем чем ближе они систематически, тем полнее сходство в рядах.

2) Целые семейства растений в общем характеризуются определенным циклом изменчивости, проходящим через все роды и виды их составляющие. Причина – общность происхождения генотипов.

При учете рецессивных летальных мутаций с пом-ю метода Мёллер-5 кого из родителей обрабат-т мутагеном?

Самца, т.к. самка имеет вполне определенный генотип и испльзуется для учета мут-й у самцов ( по 2 инверсии в обеих Х-хромосомах, маркировка генами sc, b, wa.)

Методы учета мутаций у животных.

Для учета рецессивных летальных мутаций в аутосомах – метод CyLPm. 2 гомологичные хр-мы имеют инверсии. 1 из них маркирована домин. генами Су и L, в гомозиг-м сост-ии вызыв-ми летальный эффект, др-я – Pm. По специфической картине расщепления в F3 можно пр-ть наличие мутации.

Для учета сцепл-х с полом рец-х лет-х м-й – методы CLB, Мёллер 5 (см. соотв-е вопросы)

Методы получения полиплоидных форм. Как получить триплоидный арбуз?

Факторы, нарушающие расхождение хромосом в митозе(эндомитоз): изменение температуры, ионизирующее излучение, хим. в-ва, механическое воздействие (декапитация, пасынкование)

Наиболее часто исп-ся алкалоид колхицин, получаемый из Colchicum caucasicum – 0, 1-0, 2 % р-р в воде. Обрабатывают семена, точку роста или раневую поверхность. Колхицин парализует механизм расхождения клеток к полюсам, разрушая веретено деления (k-митоз). Тетраплоид*диплоид = триплоид.

Мейоз у гетерозиготных по транслокации организмов.

У гетерозиготных по транслокации организмов обр-ся генетически несблансированные гаметы (т.к. нарушена конъгация в мейозе). При анализирующем скрещивании в потомстве обнаруживаются ненормальное расщепление: зиготы, имеющие недостачу или излишек генного материала, не выживают, а у выживших нарушены группы сцепления генов.

В мейозе образуются тетраваленты:

Что опаснее – транзиции или инсерции?

Инсерции, т.к. они сдвигают рамку считывания!

28. Последствия соматических и генеративных мутаций. При генеративных – полный мутант. При соматических- возникновение мозаиков.

У организмов, размножающихся исключительно половым путем, соматические мутации не наследуются, у размножающихся вегетативным путем, наследуются.

Мутационная теория Гуго де Фриза.

А) Мутация возникает внезапно.

Б) Новые формы устойчивы.

В) Мутации являются качественными изменениями, не образуют непрерывных рядов, не образуют среднего типа.

Г) Идут в разных направлениях

Д) Выявление мутаций зависит от числа проанализированных особей.

Е) Одни и те же мутации могут возникать повторно.

Самку из первого поколения при методе CLB скрещивают с самцом, обработанным мутагеном (из Р) или с самцом из F1?

С обработанным мутагеном.

Генные мутации

Это изменение последовательности нуклеотидов в ДНК в пределах 1 гена. Бывают:

- Со сдвигом рамки считывания (выпадение или вставка(инсерция) нуклеотида.

- С заменой нуклеотида в триплете:

а) Транзиции – замена на основание того же класса

б) Трансверсии – на основание другого класса (пуриновое на пиримидиновое и наоборот). Мут. с заменой нуклеотида также подразд-ся на нонсенс- и мисенс-мутации.

39. 1 из видов пшеницы имеет диплоидный набор хр-м 2n=14. Чему равно число хр-м у моносомика (13), трисомика (15), триплоида (21), автотетраплоида (28), тетрасомика (16)?

МОДИФИКАЦИИ

40. Эксперимент Вейсмана:

В 1885 г. немецкий биолог Август Вейсман провозгласил существование барьера между соматическими и половыми клетками, защищающего половые клетки от любого изменения тела. Вейсман пытался проверить, могут ли наследоваться приобретенные родителями увечья. Наиболее известна его работа по отрубанию хвостов у только что родившихся крысят. В длившихся много поколений экспериментах Вейсман показал, что отрубание хвостов никогда не приводило к появлению бесхвостого потомства.Таким обр., доказано, что мутации в соматических клетках никогда не передаются в репродуктивные клетки.

41. Причины адаптивных модификаций на примере теплового шока. Различия морфозов и мод-й.

Адаптивные модификации – фенотипические измнения, происх-е в пределах нормы генотипически обусловленной нормы реакции, возн-е при изменении условий существования организма и имеющие целью приспособление к ним.

У ряда бактерий обнаружена универсальная адаптивная р-я на разл-е стрессовые воздействия (синдром теплового шока), проявл-ся в интенсивном синтезе небольшой группы сходных белков(белки теплового шока). Стрессовое возд-е на клетку вызывает ингибирование синтеза обычных белков, но индуцир-т синтез этих белков, ф-я к-х состоит в защите клет-х стр-р от воздействия, в перв. очередь нуклеоида и мембран.

Морфозы – патологические, носящие неадаптивный хар-р ненаследуемые изменения орг-ма в пр-се онтогенеза, под влиянием ф-ров внешней среды.

42.Опредедления:

Модификации - фенотипические измнения, происх-е в пределах нормы генотипически обусловленной нормы реакции, возн-е под влиянием ф-ров внешней среды. М.б. адаптивные либо неадаптивные.

Фенотипическая супрессия – явление, при котором у мутантного организма в результате морфоза развивается нормальный фенотип.

Норма реакции – генетически обусловленная амплитуда возможной изменчивости признака (изменчивости проявления гена) в зависимости от условий среды.

Эпигеномное наследование – наследование активности определенных генов в ряду поколений дифференцированных клеток.

Морфоз – модификац., ктор. Индуцируются физич. и химич. Факторами, в частности мутагенами, резко изменяют фенотип особи, вызывая иногда уродства.

Фенокопии – появление фенотипа, напоминающего то или иное аллельное состояние гена, в результате модификац.

43. Роль модификаций в эволюции. При половом размножении модификации не наследуются. При бесполом или вегетативном размножении могут наблюдаться т.н. длительные модификации, некоторое время сохраняющиеся в ряду бесполых поколений.

При существовании в колеблющихся условиях конкретные адаптивные модификации могут через стабилизирующую форму естественного отбора преобразоваться в наследственные приспособления - при этом происходит постепенное замещение модифицированной нормы соответствующими мутациями, укладывающимися в пределах этой же нормы.

Сравнительная х-ка мутаций и модификаций. Пример, когда усл-я среды могут исправить дефекты развития, обусловленные генотипом.

Мутации ненаправленны, изначально не адаптивны, наследуются.

Модификации могут быть как адаптивными(направленными) и неадаптивными(ненапр-ми), не наследуются.

Пример:

Очень резкая мутация Drosophila funebris polymorpha обладает при культивировании при 15°С нормальными глазами и ножками у всех 100% особей.

Все ли модификации носят приспособительный х-р? Примеры.

Не все модификации обязательно адаптивны. Примером таких модификаций являются морфозы.

Морфозы - ненаследственные изменения, вызываемые в соматических клетках организма факторами внешней среды; возникают в результате нарушения действия генов. Хотя М. обычно представляют собой выраженные отклонения от родительских форм, приспособительного значения они не имеют.

Пример: при облучении личинок дрозофил рентгеновскими лучами получают до 100% особей с однотипными морфозами (растопыренные крылья, вырезка на крыле и др.), имитирующими мутации – фенокопиями, не меющими никакого приспособительного значения.

НЕХРОМОСОМНОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ

49. Схемы наследования в случае:

Ядерной наследственности – по з-нам Менделя.

Цитоплазматической насл-ти – признак наследуется по материнской линии(матроклиния) – фенотип потомков соответствует фенотипу матери.

Взаимодействия ядра и цитоплазмы –проявление признака зависит и от ядерных генов, и от цитопл-х. Пример – мужская стерильность кукурузы.

Задача про японцев.

Наследование идет по материнской линии.

ТЕОРИЯ ГЕНА

63.Способы определения аллельности мутантных генов.

Традиционно сущ-т 2 критерия аллелизма – функциональный и рекомбинационный; в свете открытия явления псевдоаллелизма рекомбинационный кр-й потерял актуальность.

В соотв-ии с критерием функциональной комплементарности 2 мутации, затрагивающие 1 признак, авляются аллельными, если гетерозигота по этим мутациям в транс – положении обнаружвает мутантный фенотип, соответствующий гомозиготе по 1 из мутаций, или имеет промежуточный фенотип; если же соответствует дикому типу – мутации не аллельны.

Псевдоаллелизм.

Псевдоаллели – аллели 1 гена, м-ду которыми возможен кроссинговер. (1938 Льюис). Открытие псевдоаллелей привело к признанию того, что ген не является единицей кроссинговера.

71. Определения:

Кодон - единица генетического кода, представляющая собой группу из трех азотистых оснований в молекуле ДНК или РНК, кодирующая включение определенной аминокислоты в полипептидную цепь.

Антикодон - участок молекулы транспортной РНК, состоящий из трёх нуклеотидов и узнающий соответствующий ему кодон в молекуле информационной РНК, с которым комплементарно взаимодействует. Специфическое взаимодействие кодон - антикодон, происходящее на рибосомах в процессе трансляции, обеспечивает правильную расстановку аминокислот в синтезирующейся полипептидной цепи.

Множественный аллелизм – существование более чем 2 аллелей у 1 гена.

Аллель - Аллельные гены - различные формы одного и того же гена, расположенные в одинаковых участках (локусах) гомологических хромосом. Аллели определяют варианты развития одного и того же признака. В нормальной диплоидной клетке могут присутствовать не более двух аллелей одного локуса одновременно.

Сайт - точка на хромосоме или на хромосомной карте, соответствующая локализации мутации или хромосомного диска

Локус - участок хромосомы, в котором локализирован ген.

Множественное действие генов (плейотропия) - влияние одного гена на развитие нескольких признаков организма.

Строение гена у эукариот.

Итрон-экзонное строение. У каждого структурного гена имеется большой регуляторный район, содержащий ряд различных последовательностей, например, для посадки фермента РНК-полимеразы, связывания транскрипционных факторов и др. У них существуют базигены и трансгены.

Программа «Геном человека».

Междунар-я организация, ставившая целью определение полной нуклеотидной посл-ти ДНК человека.Созд. в 1988 г. по инициативе У.Гилберта и Дж. Уотсона.

К февралю 2001 геном был прочитан. Это около 3, 3 млрд нукл-в. Было обнаружено ок. 30 000 генов. Было установлено: около 1% генома кодир-т белки, остальное – повторы, тандемные и диспергированные.

Определения.

Аллель – одно из возможных состояний гена, каждое из которых характеризуется уникальной последовательностью нуклеотидов.

Трансформация – способ переноса генетич.информации, при котором ДНК, изолированная из одной клетки, проникает в другую и встаивается в ее геном.

Генетич. Код – система записи наследствен.информации в молекуле ДНК.

Промотор- регулятивный участок оперона, к которму присоединяется фермент транскрипции – ДНК-зависимая РНК-полимераза и с которого инициируется транскрипция.

Экзон – фрагменты прерывистого гена эукариот, несущие информацию о последоват.аминокислот в полипептиде и прерываемые интронами, сохраняются в зрелой мРНК.

Интрон – транскрибируемый участок ДНК, который удаляется из состава транскрипта при сплайсинге, в результате последовательности, находящиеся вокруг интрона (экзоны), объединяются.

Клонирование генов. Векторы

Для исследования структуры и свойств выделенных

(синтезированных) генов и дальнейших манипуляций с ними необходимо иметь

не одну или две, а сотни и тысячи копий данного гена, которые получают

путем клонирования. Клонирование генов осуществляется путем встраивания

гена в плазмиды — векторы, способные при введении их в клетку автономно

реплицировать свою ДНК, а заодно и последовательность нуклеотидов

встроенного гена. С помощью векторов размноженный ген может быть

перенесен в клетки бактерий, растений или животных.

Мини-сателлитные ДНК.

Это неинформативные участки ДНК

Микро- (от 1 до 4 п.о. в основном повторяющемся блоке) и минисателлитные (с бoльшим числом п.о. в индивидуальном повторе) ДНК характеризуются высокой вариабельностью по числу копий в геномах организмов даже одного вида и в ряде случаев обладают генетической нестабильностью как в норме, так и при некоторых патологических состояниях организмов. Благодаря этому свойству мини- и микросателлиты часто называют тандемными повторами с изменяющимся числом копий

Эписомы. Плазмиды.

Плазмида - это кольцевой фрагмент ДНК, несущий один или несколько генов и находящийся в цитоплазме. Бывают искусственно синтезированные и естественно образующиеся у бактерий при конъюгации. Эписома - это плазмида, встроившаяся в бактериальную ДНК.

Схема лак-оперона.

Оперон- группа геном, транскрибируемых на одну молекулу мРНК и находящаяся под контролем одного оператора. В лак-опероне есть участок, кодирующий фермент бета-галактозидазу, расщепляющий лактозу, ген-регулятор и участок-оператор.Ген-регулятор кодирует белок-репрессор, который, соединяясь с оператором (иногда соединяясь с ко-репрессором), блокирует синтез генов. Вещество- индуктор(лактоза) блокирует репрессор и синтез идет нормально

Типы трансдукции.

Бывают специфическая(фаг встраивается в определенное место), неспецифическая(в любое место), абортивная - фрагмент остается в цитоплазме.

Что такое промотор.

Участок молекулы ДНК, к которому присоединяются молекулы РНК-полимеразы, что сопровождается инициацией транскрипции соответствующих генов. Как правило, промотор расположен на операторном конце оперона; каждый ген (или оперон) имеет свой промотор, контролирующий его транскрипцию. Существование промоторов впервые было показано Ф.Жакобом и Ж.Моно при анализе lac-оперона E.coli.

Ген. карта Эшерихии Коли.

Имеет кольцевую форму. Это было определено при изучении мех-ма передачи генов при конъюгации. Разрыв может происх-ть в любом месте, но линейный порядок передачи генов постоянен (передача может также идти в разных напр-х). В результате при изучении рекомбинации по определенным маркерам составили карту.

Гетерогеноты.

Гетерогенота— бактериальная клетка с неполным диплоидным набором хромосом, образовавшимся в результате трансдукции или сексдукции при неидентичности эндогеноты и экзогеноты.

Мерозигота.

Это частично диплоидное состояние у прокариот после обмена генетическим материалом. (Диплоидное по некоторым генам).

Структура оперона.

Оперон- группа геном, транскрибируемых на одну молекулу мРНК и находящаяся под контролем одного оператора. В опероне есть участок, кодирующий белок, ген-регулятор и участок-оператор.Ген-регулятор кодирует белок-репрессор, который, соединяясь с оператором (иногда соединяясь с ко-репрессором), блокирует синтез генов. Вещество- индуктор блокирует репрессор и синтез идет нормально.

Клонирование животных.

При клонировании получают клон- генетически идентичный исходному организм, путем переноса в яйцеклетку реципиента ядра стволовой клетки донора с последующим ее развитием.

1. Амейотический партеногенез. Б.Л.Астауров в 30-е годы подобрал термическое воздействие, которое одновременно активировало неоплодотворенное яйцо к развитию и блокировало стадию мейоза, т.е. превращение диплоидного ядра яйцеклетки в гаплоидное. Развитие с ядром, оставшимся диплоидным, заканчивалось вылуплением личинок, точно повторяющих генотип матери, включая и пол.

2. Индуцированный андрогенез - воздействием гамма-лучей и высокой температуры ядро яйца лишается способности к оплодотворению. Ядро проникшего в такое яйцо сперматозоида, не встретив дееспособного женского ядра, само, удвоившись, приступает к развитию мужского зародыша, который повторяет генотип отца.

3. Замена гаплоидного ядра яйцеклетки на диплоидное ядро, взятое из малодифф..

Идет в четыре основных этапа:

1. Из соматической клетки выделяют клеточное ядро.

1. Выделяют ооцит и удаляют ее собственное ядро, т. е. проводят энуклеацию ооцита.

2. В энуклеированный ооцит пересаживают диплоидное ядро соматической клетки

4. Осуществляют активацию ооцита к развитию (для этого используют электрический импульс) и пересаживают его в матку реципиентной самки.

Образование гинандроморфов. Опыт Гердана по клонированию жив-х.

Гинандроморфы – организмы, сочетающие в себе признаки обоих полов. 3 типа гинандроморфов:

1. Латеральные – морфологическое разделение идет по главной оси тела животного.

2. Передне-задние – передняя часть тела несет признаки 1 пола, задняя-другого.

3. Мозаичный – небольшие участки тела несут признаки другого пола.

Цитологический мех-м г-зма сводится к элиминации 1 из половых хр-м в какой-либо из клеток первого дробления зиготы (разв-ся латеральный г-м) или позже (мозаичный). Дизиготический гинандроморфизм – при обр-ии 2-х женских пронуклеусов в яйц-ке и последующей полиспермии.

Английский эмбриолог Дж. Гердан в 1974 г осуществил пересадку живых ядер соматических клеток в ооцит лягушки (клонирование). Подобные опыты проводились и до него. Гердан в своих работах показал, что с увеличением возраста доноров их ядра, взятые для пересадки, постепенно утрачивают способность обеспечивать нормальное развитие яиц реципиента. Большая часть аномалий, наблюдаемых у зародышей с пересаженными ядрами, возникала за счет изменения ядра донора.

Плейотропия.

Множественное действие гена; причина плейотропизма – во взаимосвязанном действии разных генов, а также в том, что кодируемый продукт может участвовать в нескольких биохимических реакциях в организме. При мутациях проявление плейотропизма связано с тем, что вызываемое нарушение (например, нарушение этапа метаболизма) сказывается и на последующих этапах жизненных процессов.

СЕЛЕКЦИЯ

Гетерозис.

Гетерозис- это явление гибридной силы, заключающееся в том, что при скрещивании двух чистых линий полученный гибрид более продуктивен по сравнению с ними. Это вызвано высокой гетерозиготностью гибридов и низкой проявляемостью у них рецессивных мутаций.

Понятия вид, порода, сорт.

Сорт это искусственно выведенная популяция определенного вида растений, порода, это то же для животных, а вид это естественно сложившаяся система, включающая одну или несколько популяций.

128. Челночные векторы и их примеры. Векторы, способные реплицироваться в клетках-хозяевах разных биологических видов, называют челночными, или бинарными векторами. Примерами челночных векторов являются плазмидные ДНК, способные реплицироваться в клетках высших (животных и растений) и низших организмов. Необходимость использования челночных векторов в генной инженерии связана с тем, что наработку в препаративном количестве векторной ДНК для проведения генно-инженерных манипуляций удобнее проводить в бактериальных клетках, тогда как получение биологически активных продуктов клонированных генов высших организмов во многих случаях возможно только в клетках своего или близкого вида, в которых эти гены экспрессируются в природных условиях, т.е. в своем обычном генетическом окружении.