Шпаргалка по "Биология"

Вопрос  18.Множественный аллелизм. 

Аллели оказывают  влияние на развитие одного и того же признака но выражения признака может быть разным. Различия аллелей  возникают путем мутации одного из них. Ген может изменится не один раз, по разному влияя на развитие одного и того же признака. В результате возникает серия аллелей. Это явление получило название множественного аллелизма. Множественный аллелизм-явление существования более 2 альтернативных аллельных генов имеющие различные проявления в фенотипе. Например,4группы крови у человека определяется сочетанием в генотипе аллелей А, В и 0 одного и того же гена Y(Y⁰,Y^a,Y^b). Гены А и B доминантны по отношению к гену 0. В генотипе всегда присутствуют только два гена из серии аллелей. Гены Y⁰Y⁰ определяют I группу крови, гены Y^АY^А, Y^АY⁰ - II группу, Y^BY^B, Y^BY⁰ - III группу, Y^AY^B - IV группу. 

Вопрос  19.Типы взаимодействия генов. Комплементарность.

     Типы  взаимодействия генов:

     1)Комплементарное взаимодействие - (взаимодополнительное действие генов) - явление, когда признак развивается только при взаимном действии двух доминантных неаллельных генов, каждый из которых в отдельности не вызывает развитие признака. Комплементарными и дополнительными генами называются 2 или более доминантных гена, которые по отдельности не оказывают действия, но вместе встречаясь в генотипе, вызывают проявление нового признака.

     2)Комбинативное взаимодействие - явление, когда два неаллельных гена, взаимодействуя между собой обусловливают развитие нового признака, при этом каждый ген имеет собственное фенотипическое проявление.

     3)Эпистаз - тип взаимодействия генов, при котором один ген подавляет действие другого (неаллельного) гена. Пример наследования окраски оперения у кур. Если скрещивать белых лекгорных с белыми плимутроками то гибриды 1го поколения будут белые, а у гибридов 2го поколения происходит расщепление 13/16-белые,3/16-неокрашенные.

     4)Полимерия -это явление когда несколько генов определяют развитие одного и того же признака. Чем больше таких генов присутствует в генотипе, тем ярче проявляется признак. Эти гены называются полимерные. Они могут определить количественные и качественные признаки. Качественные признаки резко ограничены и не имеют переходов(например, окраска желтая или зелёная, переходов желт-зеленая нет). Количественные признаки не имеют границ, имеют непрерывный ряд изменчивости без резких границ(надои, жирность молока, скороспелость, урожайность, яйценосность). Установлено что окраска лепестков мака зависит от10 генов, рост человека как минимум от 10пар генов.

     5)Плейотропия - множественное действие гена. В этом случае один ген отвечает за развитие нескольких признаков. 

Вопрос  20.Эпистатическое действие генов.

     Эпистаз - подавление действия одного гена другим, не аллельным, геном. Ген-подавитель, или  супрессор,  действует на подавляемый  гипостатический ген по принципу, близкому к доминантности  -рецессивности. Разница  состоит  в том, что эпистатический и гипостатический гены не  являются  аллельными, то есть занимают различные локусы в гомологичных или негомологичных хромосомах.

     Эпистаз широко распространен в природе, в некоторых случаях изучены биохимические механизмы эпистатических взаимодействий. Так, у домашних птиц, в частности у кур, имеется зпистатическая система из двух генов, влияющих на окраску оперения. Эпистатический ген сам по себе не влияет на окраску пера. В то же время ген С в доминантной форме определяет  нормальную продукцию пигмента. Однако белые леггорны с генотипом ССП не имеют пигмента в результате действия эпистатического гена. Есть и другие белые породы кур, окраска которых определяется другим генотипом.

     Расщепление при эпистазе, которое является результатом дигибридного скрещивания, отличается и от классического менделевского, и от того, которое наблюдается при комплементарности. Анализ  показывает, что только у 3/16 потомства будет присутствовать ген С в доминантной форме и одновременно эпистатический ген в рецессивной форме. Соотношение белых и пестрых птиц составит 13:3. Этот тип взаимодействия неаллельных генов называют доминантным эпистазом. В отличие от него при рецессивном эпистазе рецессивная аллель одного гена, будучи в гомозиготном состоянии,  подавляет проявление доминантной или рецессивной аллели другого гена. В этом случае вместо ожидаемого при дигибридном скрещивании расщепления 9:3:3:1 получается отношение 9:7. 

Вопрос  21.Современные представления о гене. Гены прокариот и эукариот.

     Ген-единица наследственной информации ,занимающая определенное положение в геноме или хромосоме, контролирующие восполнение определенные функции в организме.

     Ген - это отрезок генома (ДНК), который содержит все последовательности, кодирующие тот или иной белок, и который транскрибируется в виде одной про-мРНК. Это определение укладывается в классический постулат «один ген - один фермент (белок)».

     Выделяют  гены:

     -структурные(несут генетическую информацию о транскрипте);

     - регуляторные(не несут информации ,а регулируют работу структурных генов).

     Согласно  современным представлениям, ген, кодирующий синтез определенного белка, у эукариот состоит из:

     - обширной регуляторной зоны, оказывающая сильное влияние на активность гена в той или иной ткани организма на определенной стадии его индивидуального развития.

     - непосредственно примыкающий к кодирующим элементам гена промотор - последовательность ДНК длиной до 80-100 пар нуклеотидов, ответственная за связывание РНК-полимеразы, осуществляющей транскрипцию данного гена.

     - структурная часть гена, заключающая в себе информацию о первичной структуре соответствующего белка. Эта область для большинства генов эукариот существенно короче регуляторной зоны, однако ее длина может измеряться тысячами пар нуклеотидов.

     Важная  особенность эукариотических генов  - их прерывность. Это значит, что область гена, кодирующая белок, состоит из нуклеотидных последовательностей двух типов. Одни - экзоны - это участки ДНК, которые несут информацию о строении белка и входят в состав соответствующих РНК и белка. Другие - интроны - не кодируют структуру белка и в состав зрелой молекулы и-РНК не входят.

     Отличия генов прокариот:

1)у прокариот нет интронов.

2)генов значительно меньше и в ДНК есть повторы пар нуклеотидов. В пределах хромосом определенные гены строго локализованы. Аллельные гены занимают одинаковые локусы.

     Гены эукариот сложнее, прерывны, отличаются более сложной и протяженной регуляторной зоной, а также тем, что он кодируют обычно только один белок, а не несколько, как у прокариот.

     Геном эукариот, особенно высших, резко превышает  по размерам геном прокариот и  достигает сотен миллионов и  миллиардов пар нуклеотидов. Количество структурных генов при этом возрастает не очень сильно. Количество ДНК в геноме человека достаточно для образования примерно 2 млн. структурных генов. Реально имеющееся число оценивается как 50-100 тыс. генов, т.е. в 20-40 раз меньше того, что могло бы кодироваться геномом такого размера. Следовательно наблюдается избыточность генома эукариот.

     Причины избыточности:

- некоторые гены и последовательности нуклеотидов многократно повторены;

- в геноме существует много генетических элементов, имеющих регуляторную функцию;

- часть ДНК вообще не содержит генов. 

Вопрос  22.Доказательства генетической роли ДНК: трансформация, трансдукция, плазмиды.

     ДНК находятся в ядре в составе хромосом. В клетках прокариот кольцевая или линейная ДНК. У прокариот и низших эукариот встречаются также небольшие автономные, преимущественно кольцевые молекулы ДНК, называемые плазмидами.

     ДНК-носитель наследственной информации, записанной в виде последовательности нуклеотидов с помощью генетического кода.

     Трансформация-внесение в клетку генетической информации при помощи изолирования ДНК. Трансформация приводит к появлению у трансформированной клетки (трансформанта) и её потомства новых признаков, характерных для объекта - источника ДНК. Явление трансформации было открыто в 1928 английским учёным Гриффитом, наблюдавшим наследуемое восстановление синтеза капсульного полисахарида у пневмококков при заражении мышей смесью убитых нагреванием капсулированных бактерий и клеток, лишённых капсулы. Организм мыши в этих экспериментах играл роль своеобразного детектора, так как приобретение капсульного полисахарида сообщало клеткам, лишённым капсулы, способность вызывать смертельный для животного инфекционный процесс. Однако природу трансформирующего агента в то время установить не удалось. Было известно, что это вещество небелкового происхождения, т. к. все белки при нагревании подвергались денатурации. В 1944 г. Эйвери с сотрудниками (США) установил, что фактором, обеспечивающим трансформацию, являются молекулы ДНК. Эта работа - первое исследование, доказавшее роль ДНК как носителя наследственной информации.

     Трансдукция-перенос генетического материала от одной клетки к другой с помощью вируса (бактериофага), что приводит к изменению наследственных свойств клеток-рецепиентов. Было открыто американским ученым Ледербергом. Процесс трансдукции протекает следующим образом. Фаг заражает одну бактериальную клетку и размножается в ней за счет ДНК хозяина. Затем одна из дочерних фаговых частиц заражает другую бактериальную клетку и вносит при этом генетический материал первой клетки-хозяина во вторую клетку-хозяина.

     Плазмиды  - внехромосомные (дополнительные по отношению к хромосоме) генетические структуры бактерий, способные автономно размножаться и существовать в цитоплазме бактериальной клетки. Некоторые плазмиды могут с определенной частотой включаться (интегрироваться) в бактериальный геном и размножаться (копироваться) затем вместе с ним как его составная часть. В зависимости от способности или неспособности передаваться из одной бактериальной клетки в другую в процессе конъюгации различают конъюгативные (трансмиссивные) и неконъюгативные (нетрансмиссивные) плазмиды. Плазмиды представляют собой молекулы ДНК замкнутые в кольцо и находятся в клетке в сверхспирализованной форме. Неконъюгативные плазмиды имеют относительно простую генетическую организацию. Конъюгативные имеют более крупные размеры и наряду с генетической областью, контролирующей их репликацию, содержат также так называемую трэй-область. Эта область определяет способность клетки, содержащей плазмиду, быть генетическим донором, т.е. вступать в конъюгацию с другой клеткой (реципиентом) и передавать ей свой генетический материал (плазмидную либо хромосомную ДНК). Неконъюгативные плазмиды обычно не содержат трэй-области и поэтому не могут самостоятельно передаваться из одной клетки в другую. Значительное место в составе плазмидной ДНК могут занимать различные гены, обеспечивающие бактериям-хозяевам преимущества по сравнению с бесплазмидными бактериями (например, гены, контролирующие устойчивость клеток к действию антибиотиков). 

Вопрос  23.Классификация изменчивости. Значение изменчивости в эволюции.

     Изменчивость-фундаментальное свойство в живой природе. Это возникновение новых признаков (свойств) или их утрата у организмов. Благодаря изменчивости существуют все многообразие жизни на земле.

     В условиях простого наблюдения мы видим фенотипическую изменчивость. Она складывается из генотипической изменчивости и модификационной. Генетическая изменчивость включает в себя мутационную и комбинативную (источники:кроссенговер+скрещивание).

     Мутационная изменчивость в свою очередь делится на генную, хромосомную и геномную.

     Генные  мутации - это изменения числа  и(или) последовательности нуклеотидов  в структуре ДНК (вставки, выпадения, перемещения, замещения нуклеотидов) в пределах отдельных генов, приводящие к изменению количества или качества соответствующих белковых продуктов. Возникают часто без всякого видимого фактора среды, т.е. спонтанно.

     Хромосомные мутации характеризуются изменением структуры отдельных хромосом. При них последовательность нуклеотидов в генах обычно не меняется, но изменение числа или положения генов может привести к генетическому дисбалансу, что пагубно сказывается на нормальном развитии организма.

     Геном совокупность всех генов организма; его полный хромосомный набор. Изменения числа хромосом в клетках организма сопровождаются изменением его признаков и свойств, а потому называются геномными мутациями.

     Модификационная изменчивость в организме связанна с изменением фенотипа. Это происходит вследствие влияния окружающей среды и носит адаптивный характер. Генотип не меняется.

     Мутация-внезапно возникающие стойкие изменения генетического аппарата, включающие переход генов из одного аллельного состояния в другое, так и различные изменения числа и строения хромосом. Мутационная изменчивость играет роль главного поставщика наследственных изменений. Именно она является первичным материалом всех эволюционных преобразований. 

Вопрос  24 Генные мутации. Спонтанный и индуцированный мутационный процесс.

     Генные  мутации - это изменения числа  и(или) последовательности нуклеотидов в структуре ДНК (вставки, выпадения, перемещения, замещения нуклеотидов) в пределах отдельных генов, приводящие к изменению количества или качества соответствующих белковых продуктов. Возникают часто без всякого видимого фактора среды (спонтанно). Примеры генных мутаций: альбинизм, или в норме 5 лепестков, а у растения 6 или 7(сирень). Может мутировать не весь ген, а часть. Например это серповидно-клеточная анемия у человека.