13. Genová vazba a genová interakce

Podobné dokumenty
Cvičení č. 8. KBI/GENE Mgr. Zbyněk Houdek

Seminář genotyp, fenotyp, krevní skupiny MONOHYBRIDISMUS

Nauka o dědičnosti a proměnlivosti

Obecná genetika a zákonitosti dědičnosti. KBI / GENE Mgr. Zbyněk Houdek

Chromosomy a karyotyp člověka

Genetika zvířat - MENDELU

Propojení výuky oborů Molekulární a buněčné biologie a Ochrany a tvorby životního prostředí. Reg. č.: CZ.1.07/2.2.00/

Crossing-over. over. synaptonemální komplex

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Propojení výuky oborů Molekulární a buněčné biologie a Ochrany a tvorby životního prostředí. Reg. č.: CZ.1.07/2.2.00/

GENETIKA 1. Úvod do světa dědičnosti. Historie

Základní pravidla dědičnosti

- Zákl. metodou studia organismů je křížení (hybridizace)- rozmn. dvou vybraných jedinců, umožnuje vytváření nových odrůd rostlin a živočichů

Genetika na úrovni mnohobuněčného organizmu

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Základní pravidla dědičnosti - Mendelovy a Morganovy zákony

Molekulární genetika, mutace. Mendelismus

Základní genetické pojmy

Základy genetiky 2a. Přípravný kurz Komb.forma studia oboru Všeobecná sestra

12. Mendelistická genetika

Geny p řevážně nepůsobí izolovan ě izolovan ale, v kontextu s okolním prostředím (vnitřním i vnějším) ě a v souladu souladu s ostatními g eny geny.

Genetika mnohobuněčných organismů

GENETIKA Monogenní dědičnost (Mendelovská) Polygenní dědičnost Multifaktoriální dědičnost

Působení genů. Gen. Znak

MENDELOVSKÁ DĚDIČNOST

Mendelistická genetika

Crossing-over. Synaptonemální komplex. Crossing-over a výměna genetického materiálu. Párování homologních chromosomů

Základní pojmy obecné genetiky, kvalitativní a kvantitativní znaky, vztahy mezi geny

Cvičeníč. 10 Dědičnost a pohlaví. Mgr. Zbyněk Houdek

Genové interakce Modifikace mendelovských poměrů

GENETIKA. Dědičnost a pohlaví

Genetické určení pohlaví

Rozvoj vzdělávání žáků karvinských základních škol v oblasti cizích jazyků Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.1.07/

Mendelistická genetika

Úvod do obecné genetiky

Degenerace genetického kódu

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

VYBRANÉ GENETICKÉ ÚLOHY II.

Genová vazba. Obr. č. 1: Thomas Hunt Morgan

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Deoxyribonukleová kyselina (DNA)

Schopnost organismů UCHOVÁVAT a PŘEDÁVAT soubor informací o fyziologických a morfologických (částečně i psychických) vlastnostech daného jedince

genů - komplementarita

Genetika BIOLOGICKÉ VĚDY EVA ZÁVODNÁ

1. Téma : Genetika shrnutí Název DUMu : VY_32_INOVACE_29_SPSOA_BIO_1_CHAM 2. Vypracovala : Hana Chamulová 3. Vytvořeno v projektu EU peníze středním

"Učení nás bude více bavit aneb moderní výuka oboru lesnictví prostřednictvím ICT ". Základy genetiky, základní pojmy

INTERAKCE NEALELNÍCH GENŮ POLYGENNÍ DĚDIČNOST

Cvičeníč. 9: Dědičnost kvantitativních znaků; Genetika populací. KBI/GENE: Mgr. Zbyněk Houdek

INTERAKCE NEALELNÍCH GENŮ POLYGENNÍ DĚDIČNOST

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

Genetika kvantitativních znaků

"Učení nás bude více bavit aneb moderní výuka oboru lesnictví prostřednictvím ICT ". Molekulární základy genetiky

Gymnázium a Střední odborná škola pedagogická, Čáslav, Masarykova 248

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/

S v a z c h o v a t e l ů k o n í K i n s k ý c h

Barevné formy zebřiček a jejich genetika - část II. příklady

Tento výukový materiál vznikl za přispění Evropské unie, státního rozpočtu ČR a Středočeského kraje

Počet chromosomů v buňkách. Genom

Genetika pro začínající chovatele

Vazba genů I. I. ročník, 2. semestr, 11. týden Aleš Panczak, ÚBLG 1. LF a VFN

GENETIKA POPULACÍ ŘEŠENÉ PŘÍKLADY

Základy genetiky populací

ší šířen VAZEBNÁ ANALÝZA Vazba genů

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Dědičnost vázaná na X chromosom

Genotypy absolutní frekvence relativní frekvence

Genetika přehled zkouškových otázek:

GENETICKÁ INFORMACE - U buněčných organismů je genetická informace uložena na CHROMOZOMECH v buněčném jádře - Chromozom je tvořen stočeným vláknem chr

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

V F 2. generaci vznikají rozdílné fenotypy. Stejné zabarvení značí stejný fenotyp.

Vypracované otázky z genetiky

Genetika pohlaví genetická determinace pohlaví

Nondisjunkce v II. meiotickém dělení zygota

lní Gonozomáln Chromozomové určení pohlaví autozomy x gonozomy gonozomů ení Mgr. Aleš RUDA XY: : pohlaví heterogametické

Mendelistická genetika

MENDELISMUS. Biologie a genetika LS 3, BSP, 2014/2015, Ivan Literák

Propojení výuky oborů Molekulární a buněčné biologie a Ochrany a tvorby životního prostředí. Reg. č.: CZ.1.07/2.2.00/

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Thomas Hunt Morgan ( ) americký genetik a embryolog pokusy s octomilkou (D. melanogaster)

Dědičnost zbarvení srsti u psů se zaměřením na plemeno Cane Corso

a) Sledovaný znak (nemoc) je podmíněn vždy jen jedním genem se dvěma alelami, mezi kterými je vztah úplné dominance.

Základní škola a Mateřská škola G.A.Lindnera Rožďalovice. Za vše mohou geny

Dědičnost na úrovni organismu

VY_32_INOVACE_ / Genetika Genetika

Cesta genetiky od hrachu v Brně po kriminálku Miami. Barbora Černá Bolfíková

Pravděpodobnost v genetické analýze a předpovědi

GENETIKA A JEJÍ ZÁKLADY

RIGORÓZNÍ OTÁZKY - BIOLOGIE ČLOVĚKA

GENETIKA. zkoumá dědičnost a proměnlivost organismů

Propojení výuky oborů Molekulární a buněčné biologie a Ochrany a tvorby životního prostředí. Reg. č.: CZ.1.07/2.2.00/

Propojení výuky oborů Molekulární a buněčné biologie a Ochrany a tvorby životního prostředí. Reg. č.: CZ.1.07/2.2.00/

Hardy-Weinbergův zákon - cvičení

Mutace, Mendelovy zákony, dědičnost autosomální a gonosomální. Mgr. Hříbková Hana Biologický ústav LF MU Kamenice 5, Brno hribkova@med.muni.

Výukový materiál zpracován v rámci operačního projektu. EU peníze školám. Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Zesouladení ( sjednocení ) poznatků genetiky a evolucionistických teorií

GENETIKA dědičností heredita proměnlivostí variabilitu Dědičnost - heredita podobnými znaky genetickou informací Proměnlivost - variabilita

II. ročník, zimní semestr 1. týden OPAKOVÁNÍ. Úvod do POPULAČNÍ GENETIKY

Transkript:

13. Genová vazba a genová interakce o Chromosomová teorie dědičnosti o Bateson a Morgan, chromosomová mapa o Typy genových interakcí Chromosomová teorie dědičnosi Roku 1903 William Sutton pozoroval meiózu u pohlavních buněk kobylek. Měl myšlenku, že Mendelovy fyzické faktory jsou umístěny na chromozomech. Dokázal, že spermie a vajíčka mají v sobě jeden z každého páru chromozomů. Prosazoval chromozomovou teorii dědičnosti, tedy že se chromozomy chovají stejně jako Mendelovy elementy a že každý z chromozomů musí nést mnoho těchto elementů tato pozorování činil i současný vědec Theodor Boveri. 1903 se prvně propojuje cytologie a genetika (cytologie je věda studující buňky; chromosomy jsou umístěny v jádrech buněk tudíž došlo k propojení) Fyzické faktory jsou roku 1909 pojmenovány jako Geny. William Bateson Vědec, který pracoval podobně jako Mendel, ale své pokusy dělal s HRACHOREM. Byl to hlavní populizátor Mendelových pokusů a sám se je snažil rozšířit. Zavedl také název Genetika pro vědní obor zabývající se dědičností. U hrachoru pozoroval: 1. Barvu květů (purpurová = B, červená = b) 2. Tvar pylového zrna - (oválný = T, kulatý = t) 3. Tvar pavézy* - (rovná = P, zahnutá = p) Pokus č.1 ( křížení 1. a 2. znaku) BBTTxbbtt F1: BbTt F2: 1528:106:117:381 = 14:1:1:4 Pokus č.2 (- křížení 2. a 3. znaku) BBppxbbPP F1: BbPp F2: 1920:902:931:0 = 2:1:1:0 Přišel s myšlenkou, že na jednom chromosomu je více genů. Také dokázal, že určité vlastnosti genu jsou děděny nezávisle myšlenky genové vazby.

Thomas Hunt Morgan (1866 1945) - Bylo to americký genetik, studoval zoologii a historii přírody - Zabýval se makromutacemi octomilek chtěl vyvrátit tvrzení, že geny jsou umístěny na chromosomech, což se mu nepovedlo a dopadlo to naprosto obráceně tvrzení potvrdil. Jak to ale prokázal? - Spolu se studenty na Kolumbijské univerzitě studoval zvláštní znaky octomilek. Celé měsíce hledali nějakou, která by se odlišovala od ostatních unikátním znakem. Našli samečka mušky, který měl jako jediný ze všech bílé oči oproti ostatním červenookým. Po zkřížení s červenookou samičkou vzniklo pouze červenooké potomstvo. Bělooké mušky se ovšem objevily opět v následující generaci zdálo se tedy, že jde o klasický příklad recesivní dědičnosti. Nicméně bílé oči se ve druhé generaci objevily opět pouze u samečků. Vědci tedy usoudili, že bělookost je sice recesivní znak, zároveň je ale vázaný na pohlaví. Gen pro barvu očí se tak musí fyzicky nacházet na chromozomu X. - V průběhu výzkumu na ovocných muškách identifikoval Morgan se spolupracovníky stále více a více dědičných znaků. Všimli si, že se u některých mušek objevují mnohem častěji určité kombinace znaků. Přicházejí proto s myšlenkou, že některé geny jsou ve vazbě a dědí se tedy častěji společně, jako by se jednalo o jednu sestavu. Takové sestavy, neboli vazebné skupiny, identifikovali čtyři a odpovídaly tak spárovanému počtu chromozomů drozofily, které pozorovali pod mikroskopem. Toto zjištění bylo dalším důkazem, že se geny nachází na chromozomech. - Morganova skupina využila existenci vazby pro konstrukci chromozomových map. Zjistili, že když si homologní chromozomy během meiózy vymění své části, tak geny ve vazbě se občas oddělí. Četnost, s jakou se geny oddělují, pak umožňuje měřit jejich relativní vzdálenosti na chromozomech. Geny, které jsou od sebe vzdálenější, rekombinují, tedy vyměňují si části chromozomů, častěji. Naopak geny ležící na chromozomu blízko sebe rekombinují vzácněji. - Na základě poznatků vytvořil a sepsal Morganovy zákony dědičnosti - Za tento objev mu byla udělena Nobelova cena za fyziologii a medicínu. Morganovy zákony dědičnosti: První Morganův zákon: Geny jsou na chromosomech uspořádány lineárně za sebou. Druhý Morganův zákon: Geny jednoho chromosomu tvoří vazebnou skupinu. Počet vazebných skupin organismu je shodný s počtem párů homologních chromozómů, které má. Třetí Morganův zákon: Mezi geny homologického páru chromozómu může prostřednictvím crossing overu probíhat genová výměna. Frekvence crossing-overu je přímo úměrná vzdálenosti genů.

Genová vazba: Geny jsou uloženy na chromosomech za sebou - ve specifickém a neměnném pořadí. Každý gen tak má své unikátní místo na určitém chromosomu a na jeho určité části - toto místo označujeme jako genový lokus. O genech uložených na 1 chromozomu říkáme, že jsou spolu v genové vazbě. Podle Mendelova zákona o nezávislé kombinovatelnosti alel se dva různé geny dědí nezávisle na sobě. To ovšem zcela platí pouze o genech uložených na různých chromosomech. Geny, uložené na jednom chromosomu, by se tedy měly dědit společně. Ani to však nemusí být pravda - díky procesu zvanému crossing-over. Jde o proces vzájemné rekombinace některých genů navzájem mezi párem homologních chromosomů během meiózy. Pravděpodobnost, se kterou proběhne crossing-over tak, aby se dva různé geny z jednoho chromosomu přenesly nezávisle na sobě, označujeme jako sílu genové vazby. Čím je vzdálenost mezi geny na chromosomu větší, tím je větší i pravděpodobnost rekombinace mezi nimi a síla genové vazby klesá. Naopak, pokud jsou oba sledované geny na chromosomu velmi blízko sebe, stoupá síla genové vazby a klesá pravděpodobnost rekombinace. Sílu vazby lze při známých výsledcích křížení vypočíst ze zlomku: P= Morganovo číslo Počítá se podílem součtu nově vzniklých gamet/počtem všech gamet (přibližně lze i místo gamet použít fenotypy potomstva). *Gameta je pohlavní buňka s haploidní sadou chromozomů. Dáme si příklad: (106 + 117) / (1528 + 106 + 117 + 381) = 0,105 = 10,5 cm (centimorganů) Toto číslo by nemělo být větší než 50 cm, jelikož síla vazby je potom již prakticky nulová.

Reciproká interakce: Typy genových interakcí: - Alely dvou nebo více alelových párů se podílejí na vzniku řady forem odpovídajícího znaku a každá kombinace těchto alel má samostatný fenotypový projev. Příklad: Papriky A.. Syntéza červ. barviva B..Odbourávání chlorofylu (zelená -> žlutá) AABB AAbb aabb aabb (červená) (hnědá) (žlutá) (zelená) - Poměr 9:3:3:1 (Dominantní) epistáze: - Jeden gen brání projevu druhého genu. Příklad: Máme květinky Jiřinky. Mají dva geny pro barvu květů. YYII..zlatožluté YYii..zlatožluté Generace F 1 : 12 : 3 : 1 yyii světložluté (12 zlatožlutých, 3 světložluté, 1 bílá) yyii.bílé - Dominantní gen zabrání projevu recesivního genu. Recesivní epistáze: - Ten, kdo rozhoduje o projevu je v tomto případě recesivní. Je nadřazený Příklad: Barva srsti u labradorů černá, žlutá a čokoládová je podmíněná 2 geny, příklad s myškami - Poměr 9:3:4 - Můžeme sem zařadit i fenotyp Bombay a krevní skupiny.

Fenotyp Bombay - Skupina A - Tvoří se pouze aglutinogen A + aglutinin anti-b - Skupina B - Tvoří se pouze aglutinogen B + aglutinin anti-a - Skupina AB - Tvoří se oba aglutinogeny - Skupina 0* - Netvoří se žádný aglutinogen + aglutiny anti-a a anti-b *Lépe řečeno - netvoří se aglutinogen (antigen) A nebo B. Nalézt zde však můžeme tzv. antigen H, což je vlastně prekurzor pro antigen A i B. V některých textech je proto skupina 0 nazývána skupinou H I tvorba antigenu H je geneticky podmíněna. Může dojít k vzácnému případu, že jedinec je hh recesivní homozygot a netvoří tedy antigen H, protože tento antigen je prekurzorem pro tvorbu antigenu A i B, může být syntéza antigenů A či B přerušena již v tomto kroku. Ve výsledku bude mít jedinec fenotyp skupiny 0 (nebude u něj prokázán antigen A, respektive antigen B), ačkoli jedinec může nést geny pro tvorbu některého z těchto antigenů (A či B, případně obou). Představme si situaci, že jedinec má genotyp AA ale zároveň i hh. Fenotypově mu bude určena krevní skupina 0 (právě tento fenotyp se označuje jako fenotyp Bombay). Pokud bude mít potomka s jiným jedincem se skupinou 0 - tentokrát ovšem jde o jedince s genotypem 00 a HH - potom bude mít tento potomek krevní skupinu A (genotyp A0 Hh). Výsledkem bude tedy situace, která odporuje základním pravidlům dědičnosti krevních skupin. Jedná se však o velmi vzácný fenomén, poprvé identifikovaný právě v Indii. Komplementarita: - Jde o spolupráci dominantních alel dvou a více spolupůsobících genů. Vzájemně se doplňují, jeden bez druhého by nefungovaly. Příklad: Barva květu hrachoru je nutná přítomnost obou genových produktů, aby se vytvořilo fialové barvivo pro květ. Dalším příkladem může být například sluch u člověka či u králíka, který je podmíněn dvěma geny, přičemž alespoň jedna alela od každého genu je pro sluch nezbytná. - Poměr 9:7 Kompenzace: - Když jsou oba geny dominantní, tak se jakoby vynulují. Stejně tak se stane, i když jsou oba recesivní. Příklad: Lusky A ohne se nahoru B ohne se dolu Když jsou oba dominantní či recesivní, lusk bude rovný.

Inhibice (potlačení): - Gen nemá jinou funkci, než blokovat jiný gen, který se poté nemůže projevit. Příklad: Slepice Gen C způsobuje barevnost slepice. Gen I potlačuje jakýkoli projev genu C. Když máme dominantní C a recesivní i, je slepice hnědá. CI, ci je bílá. - Poměr 13:3 Komulativní duplicitní interakce: - Sčítání genů ; více genů podmiňuje jeden znak - Rozhodující je celkový počet aktivních alel Příklad: U králíků je délka uší ovládána třemi geny: přítomnost každé dominantní alely v genotypu podmiňuje prodloužení boltce o 2 cm (recesivní homozygot má délku uší 10 cm, králík - dominantní homozygot ve všech třech genech má délku uší 22 cm). - Poměr 1:4:6:4:1 (platí pro dva geny) Nekomulativní duplicitní interakce: - K vyvolání určitého fenotypu stačí přítomnost jedné dominantní alely z kteréhokoli alelického páru - Jediný další možný fenotyp je nepřítomnost dominantní alely Příklad: Tvar plodu u kokošky pastuší tobolky závisí na 2 genech: stačí pouze 1 dominantní alela, aby se vytvořila trojúhelníková tobolka místo oválné, nepočítá se přitom, kolik je přítomno aktivních alel - Poměr 15:1

Shrnutí všech genových interakcí: