 |
21. Регенерация и ее виды. 22.Закономерности наследственности при моногибридном скрещивании. Первый и второй закон Г.Менделя. Менделирующие признаки
|
|
|
|
21. Регенерация и ее виды.
Регенера́ ция — способность живых организмов со временем восстанавливать повреждённые ткани, а иногда и целые потерянные органы. Регенерацией также называется восстановление целого организма из его искусственно отделённого фрагмента(например, восстановление гидры из небольшого фрагмента тела или диссоциированных клеток).
Типы регенерации:
• Репаративной - называют регенерацию, происходящую после повреждения или утраты какой-либо части тела. Выделяют типичную и атипичную репаративную регенерацию. При типичной регенерации утраченная часть замещается путём развития точно такой же части. Причиной утраты может быть внешнее воздействие(например, ампутация), или же животное намеренно отрывает часть своего тела(автотомия), как ящерица, обламывающая часть своего хвоста, спасаясь от врага. При атипичной регенерации утраченная часть замещается структурой, отличающейся от первоначальной количественно или качественно. У регенерировавшей конечности головастика число пальцев может оказаться меньше исходного, а у креветки вместо ампутированного глаза может вырасти антенна.
• Регенерацию в процессе нормальной жизнедеятельности организма, обычно не связанную с повреждениями или утратой, называют физиологической. В каждом организме на протяжении всей его жизни постоянно идут процессы восстановления и обновления. У человека, например, постоянно обновляется наружный слой кожи. Птицы периодически сбрасывают перья и отращивают новые, а млекопитающие сменяют шерстный покров. У листопадных деревьев листья ежегодно опадают и заменяются свежими. Такие процессы носят название физиологической регенерации.
|
|
|
•Внутриклеточная регенерация – процесс восстановления макромолекул и органелл. Увеличение числа органелл достигается усилением их образования(лизосомы), сборки элементарных структурных единиц(микротрубочки), или путем их деления(митохондрии).
•Регенерация на тканевом, органном и организменном уровнях обеспечивается делением, детерминацией, дифференцировкой и ростом клеток.
Трансплантация — в медицине пересадка какого-либо органа или ткани, например, почки, сердца, печени, лёгкого, костного мозга, стволовых гемопоэтических клеток, волос.
Различают следующие виды трансплантации:
1. Аутотрансплантация, или аутологичная трансплантация — реципиент трансплантата является его донором для самого себя. Например, аутотрансплантация кожи с неповреждённых участков на обожжённые широко применяется при тяжёлых ожогах. Аутотрансплантация костного мозга или гемопоэтических стволовых клеток после высокодозной противоопухолевой химиотерапии широко применяется при лейкозах, лимфомах и химиочувствительных злокачественных опухолях.
2. Изогенная трансплантация — донором трансплантата является 100% генетически и иммунологически идентичный реципиенту однояйцевый близнец реципиента.
3. Аллотрансплантация, или гомотрансплантация — донором трансплантата является генетически и иммунологически отличающийся человеческий организм.
4. Ксенотрансплантация, или межвидовая трансплантация — трансплантация органов от животного другого биологического вида.
22. Закономерности наследственности при моногибридном скрещивании. Первый и второй закон Г. Менделя. Менделирующие признаки
Основные понятия генетики
Наследственность — свойство организмов сохранять генетическую информацию, детерминирующую признаки, особенности развития и жизнедеятельность потомков. Наследственность закрепляет признаки, характерные для вида.
Наследование — способ передачи наследственной информации от одного поколения к другому.
Изменчивость — свойство организмов изменять признаки, полученные от родителей, или приобретать новые в процессе индивидуального развития.
Ген — единица наследственности. В структурном отношении — это определенная последовательность нуклеотидов ДНК, кодирующая структуру полипептидной цепи. В функциональном отношении(как единица функции — цистрон) — это совокупность кодирующих и регуляторных последовательностей, одновременно участвующих в процессе транскрипции.
|
|
|
Гены располагаются в хромосомах линейно. Участок хромосомы, в котором расположен определенный ген, называется локусом. Гены одной хромосомы образуют группу сцепления и наследуются вместе. При кроссинговере сцепление генов нарушается.
Аллель — одно из возможных состояний гена(конкретное состояние кодирующей последовательности: определенный состав, последовательность и количество нуклеотидов в локусе).
Аллельные гены — гены, определяющие развитие одного и того же признака(цвет) в одинаковых или разных фенотипических проявлениях(желтый, зеленый); локализованы в одинаковых локусах гомологичных хромосом.
Неаллельные гены — гены, определяющие развитие разных признаков(цвет и форма). Могут быть локализованы в гомологичных хромосомах, но в разных локусах, или в негомологичных хромосомах.
Гомозигота — организм, в гомологичных хромосомах которого находятся одинаковые аллели одного гена(изоаллели) — аа, АА, ААВВ, ааВВ; образует один тип гамет.
Гетерозигота — организм, в гомологичных хромосомах которого локализованы разные аллели одного гена(Аа, АаВв); образует разные типы гамет.
Гемизигота — организм, содержащий только один аллель определенного гена(мужской организм гемизиготен по генам, локализованным в X- и Y-хромосомах). Гены, расположенные в участке Y-хромосомы, не гомологичном Х-хромосоме, называются сцепленными с Y-хромосомой, а наследование — голандрическим.
Гибридизация — скрещивание гомозиготных особей, отличающихся по генотипу(фенотипу).
Рецессивный аллель — аллель, проявляющийся только у гомозиготных организмов(аа); у гетерозиготных подавляется доминантным аллелем.
|
|
|
Доминантный аллель — аллель, проявляющийся у гомо- и у гетерозиготных организмов(АА, Аа).
Фенотип — совокупность всех признаков, свойств, особенностей развития и жизнедеятельности организма. Это результат реализации генотипа в конкретных условиях среды.
Генотип — система всех взаимодействующих аллелей организма.
Геном — количество генов в гаплоидном наборе, характерное для вида.
Моногибридное скрещивание — скрещивание форм, отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных признаков. При этом скрещиваемые предки являются гетерозиготными по положению аллеля в хромосоме
Моногибридное наследование представляет собой пример наследования единственного признака(гена), различные формы которого называют аллелями. Например, при моногибридном скрещивании между двумя чистыми линиями растений, гомозиготных по соответствующим признакам - одного с жёлтыми семенами(доминантный признак), а другого с зелёными семенами(рецессивный признак), можно ожидать, что первое поколение будет только с жёлтыми семенами, потому что аллель жёлтых семян доминирует над аллелью зелёных. При моногибридном скрещивании сравнивают только один характерный признак.
Законы Менделя — это принципы передачи наследственных признаков от родительских организмов к их потомкам, вытекающие из экспериментов Грегора Менделя. Эти принципы послужили основой для классической генетики и впоследствии были объяснены как следствие молекулярных механизмов наследственности. Хотя в русскоязычных учебниках обычно описывают три закона, «первый закон» не был открыт Менделем. Особое значение из открытых Менделем закономерностей имеет «гипотеза чистоты гамет».
Закон единообразия гибридов первого поколения, или первый закон Менделя, утверждает, что потомство первого поколения от скрещивания устойчивых форм, различающихся по одному признаку, имеет одинаковый фенотип по этому признаку. При этом все гибриды могут иметь фенотип одного из родителей(полное доминирование), как это имело место в опытах Менделя, или, как было обнаружено позднее, промежуточный фенотип(неполное доминирование). В дальнейшем выяснилось, что гибриды первого поколения могут проявить признаки обоих родителей(кодоминировапие). Этот закон основан на том, что при скрещивании двух гомозиготных по разным аллелям форм(АА и аа) все их потомки одинаковы по генотипу(гетерозиготны — Аа), а значит, и по фенотипу.
|
|
|
Закон расщепления, или второй закон Менделя, гласит, что при скрещивании гибридов первого поколения между собой среди гибридов второго поколения в определ. соотношениях появляются особи с фенотипами исходных родительских форм и гибридов первого поколения. Так, в случае полного доминирования выявляются 75% особей с доминантным и 25% с рецессивным признаком, т. е. два фенотипа в отношении 3: 1. При неполном доминировании и кодомииировании 50% гибридов второго поколения имеют фенотип гибридов первого поколения и по 25% — фенотипы исходных родительских форм, т. е. наблюдают расщепление 1: 2: 1. В основе второго закона лежит закономерное поведение пары гомологичных хромосом, которое обеспечивает образование у гибридов первого поколения гамет двух типов, в результате чего среди гибридов второго поколения выявляются особи трёх возможных генотипов в соотношении 1АА: 2Аа: 1аа. Конкретные типы взаимодействия аллелей и дают расшепления по фенотипу в соответствии со вторым законом Менделя.
Признаки, которые наследуются по законам Менделя, называются менделирующими. Все менделирующие признаки дискретны и контролируются моногенно, то есть одним геном. Например, у человека к таким признакам относятся цвет глаз, острота зрения, наличие абсолютного слуха.
Ген, имеющийся в генотипе в необходимом для проявления количестве(1 аллель для доминантных признаков и 2 аллеля для рецессивных) может проявляться в виде признака в разной степени у разных организмов(экспрессивность) или вообще не проявляться(пенетрантность). Причины:
· модификационная изменчивость(воздействие условий окружающей среды)
· комбинативная изменчивость(воздействие других генов генотипа).
Экспрессивность – степень фенотипического проявления аллеля. Например, аллели групп крови АВ0 у человека имеют постоянную экспрессивность(всегда проявляются на 100%), а аллели, определяющие окраску глаз, – изменчивую экспрессивность. Рецессивная мутация, уменьшающая число фасеток глаза у дрозофилы, у разных особей по-разному уменьшает число фасеток вплоть до полного их отсутствия.
Пенетрантность – вероятность фенотипического проявления признака при наличии соответствующего гена. Например, пенетрантность врожденного вывиха бедра у человека составляет 25%, т. е. болезнью страдает только 1/4 рецессивных гомозигот. Медико-генетическое значение пенетрантности: здоровый человек, у которого один из родителей страдает заболеванием с неполной пенетрантностью, может иметь непроявляющийся мутантный ген и передать его детям.
|
|
|
|
|
|
