Вопрос 60. Сцепление генов и кроссинговер
/. Группа сцепления генов в одной хромосоме
2. Кроссинговер
3. Роль кроссинговера в эволюции
1. Во всех примерах скрещивания, которые приводились выше, имело место комбинирование генов, относящихся к различным аллельным парам. Оно возможно только потому, что рассматриваемые нами гены локализованы в разных парах хромосом. Однако число генов значительно превосходит число хромосом. Следовательно, в каждой хромосоме локализовано много генов, наследующихся совместно. Гены, локализованные в одной хромосоме, называются группой сцепления. У каждого вида организмов число групп сцепления равняется числу пар хромосом, т. е. у мухи дрозофилы их 4, у гороха — 7, у кукурузы — 10, у томата —12 и т. д.
Установленный Менделем принцип независимого наследования и комбинирования признаков работает только тогда, когда гены, определяющие эти признаки, находятся в разных хромосомах (относятся к разным группам сцепления).
2. Гены, находящиеся в одной хромосоме, сцеплены не абсолютно. Во время мейоза, при конъюгации хромосом, гомологичные хромосомы обмениваются идентичными участками. Этот процесс носит название кроссинговера, или перекреста. Кроссинговер может произойти влюбом участке хромосомы, даже в нескольких местах одной хромосомы. Чем дальше друг от друга расположены локусы в одной хромосоме, тем чаще между ними следует ожидать перекрест и обмен участками. У дрозофилы гены длины и окраски крыльев (нормальной длины — V и черной окраски — В) локализованы в одной паре гомологических хромосом, т. е. относятся к одной группе сцепления. Если муху, имеющую оба рецессивных аллеля (bbvv), скрестить с гомозиготной по доминантным аллелям (BBVV), то в первом поколении все потомство окажется гетерозиготным, проявляющим дополнительные признаки (BbVv).
Здесь еще нет отличия от обычного дигибридного скрещивания. Чтобы узнать, какие гаметы образуют особь первого поколения, следует провести анализирующее скрещивание — скрестить гибридную самку с самцом, рецессивным по обоим генам (т. е. черным короткокрылым). Если два гена, относящихся к разным аллельным парам, локализованы в разных хромосомах, то у гетерозигот следует ожидать образования четырех типов гамет:
• 25% гамет BV;
• 25% Bv;
• 25% bV;
• 25% bv.
В таком случае при анализирующем скрещивании должны получиться и четыре вида потомков: серые длиннокрылые; серые короткокрылые; черные длиннокрылые и черные короткокры-лые, причем всех поровну. Однако такого соотношения потомков (1 : 1 : 1 : 1) в нашем примере не будет — гены В и V находятся в одной группе сцепления, причем оба доминантных аллеля локализованы в одной хромосоме, а оба рецессивных — в другой гомологичной хромосоме. Поэтому гены В и V независимо друг от друга комбинироваться не будут.
При абсолютном сцеплении обоих генов можно ожидать только два типа гамет:
• 50% BV;
• 50% bv.
Соответственно при анализируемом скрещивании — половину мух серых длиннокрылых и половину черных короткокрылых. Но в данном случае и этого не произошло.
Фактически гибридная самка в анализирующем скрещивании дает таких потомков: 41,5% серых длиннокрылых; 41,5% черных короткокрылых; 8,5% черных; 8,5% серых.
Преобладание серых длиннокрылых и черных короткокрылых мух указывает на то, что гены BV и bv действительно сцеплены. Особи с таким фенотипом образуются из гамет, где эти хромосомы не подвергаются перекресту. С другой стороны, появление серых короткокрылых и черных длиннокрылых говорит о том, что в известном числе случаев происходит разрыв сцепления между генами В и V и генами b и v. Это результат обмена между идентичными участками хромосом — кроссинговера.
3. Кроссинговер имеет большое значение для эволюции, так как непомерно увеличивает возможности комбинативной изменчивости. Вследствие перекреста отбор в процессе эволюции идет не по целым группам сцепления, а по группам генов и даже отдельным генам. Ведь в одной группе сцепления могут находиться гены, кодирующие наряду с адаптивными (приспособительными) и неадаптивные состояния признаков. В результате перекреста полезные для организма признаки могут быть отделены от вредных и, следовательно, возникнут более выгодные комбинации — адаптивные.
Дата добавления: 2015-10-09; просмотров: 1899;