Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

II. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости




МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«АСТРАХАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

 

Реферат на тему:

Роль генных мутаций в эволюции гомологичных генов и белков

 

Выполнила:

студентка группы БЛ-42

Петрякова Юлия Александровна

Проверила:

к.б.н., доцент кафедры

физиологии, морфологии,

генетики и биомедицины

Яковенкова Людмила Александровна

 

Астрахань – 2016 г.

Оглавление

Введение. 2

I. Краткая биография Н.И. Вавилова. 4

II. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости. 6

III. Методы молекулярной эволюции. 10

IV. Изучение белков как продуктов генов. 13

Заключение. 18

Список литературы: 19

 

 


Введение

Точная работа всех матричных биосинтезов - репликации, транскрипции и трансляции - обеспечивает копирование генома и воспроизведение фенотипических характеристик организма в поколениях, т.е. наследственности. Однако биологическая эволюция и естественный отбор возможны только при наличии генетической изменчивости. Установлено, что геном постоянно претерпевает разнообразные изменения. Несмотря на эффективность механизмов коррекции и репарации ДНК, часть повреждений или ошибок в ДНК остаётся. Изменения в последовательности пуриновых или пиримидиновых оснований в гене, не исправленные ферментами репарации, получили название "мутации". Одни из них остаются в соматических клетках, в которых они возникли, а другие обнаруживаются в половых клетках, передаются по наследству и могут проявляться в фенотипе потомства как наследственная болезнь.

Существенный вклад в генетическую изменчивость вносят перестройки хромосом в процессе мейоза. Как уже указывалось ранее, слияние яйцеклетки со сперматозоидом у эукариотов сопровождается генетическими рекомбинациями, в ходе которых происходит обмен участками ДНК между гомологичными хромосомами. Это приводит к появлению потомства с новой комбинацией генов.


 

I. Краткая биография Н.И. Вавилова

История науки хранит имена многих замечательных ученых-путешественников, обогативших человечество крупнейшими открытиями. Среди географов-первооткрывателей Николай Иванович Вавилов занимает особое место как путешественник, открывший не новые страны, а новый мир культурных растений с неожиданным для современников разнообразием форм. Это был ученый-провидец, искавший и находивший в многотрудных и часто опасных странствиях подтверждение своим гениальным теоретическим построениям. Вместе с тем путешествия Н. И. Вавилова, принесшие мировой науке результаты первостепенной значимости, а их автору – заслуженную славу одного из наиболее выдающихся путешественников современности, составляют лишь часть его многогранной деятельности как ученого, организатора и руководителя науки, общественного и государственного деятеля нашей страны.

Публикация книги "Пять континентов", принадлежащей перу Н. И. Вавилова, отражающей романтику и трудности его экспедиционной деятельности и приуроченной к исполнившемуся в 1987 г. столетию со дня его рождения, вносит свою лепту в увековечение памяти о нашем замечательном современнике.

Н. И. Вавилов родился 26 ноября 1887 г. в Москве. Ко времени окончания коммерческого училища он уже твердо знал, что будет биологом. Не желая терять год на подготовку к экзаменам по латинскому языку, знание которого было в то время обязательным для поступления в Московский университет, Николай Иванович поступил в 1906 г. в Московский сельскохозяйственный институт (бывшую Петровскую, а ныне Тимирязевскую сельскохозяйственную академию). Уже в студенческие годы начали проявляться его замечательные качества.

В 1913 г. Н. И. Вавилов был командирован за границу для научной работы. Большую часть времени он провел в Мертоне (Англия), в генетической лаборатории Садоводственного института. Там он продолжил исследование иммунитета хлебных злаков.

Вавилов был избран членом Английского королевского общества и Шотландской академии наук. Его научные заслуги были отмечены золотыми медалями и премиями академий ряда зарубежных стран. Он избирался президентом и вице-президентом ряда международных научных конгрессов.

Вавилов определил центры происхождения культурных растений так: I – Южноазиатский тропический; II – Восточноазиатский; III – Юго-западноазиатский; IV – Средиземноморский; V – Абиссинский; VI – Центральноамериканский; VII – Индийский (Южноамериканский).

Исследования Н.И.Вавилова о центрах происхождения имеют не только теоретическое значение. Многочисленные экспедиции, организованные под его руководством в разные центры природного разнообразия возделываемых форм растений, позволили создать во Всесоюзном институте растениеводства (Санкт-Петербург), носящем теперь имя Н.И.Вавилова, и на его многочисленных опорных пунктах во всех районах страны богатейшую коллекцию ценного исходного материала, служащего незаменимой основой для создания новых сортов растений.

Н.И. Вавилов был репрессирован, погиб в тюрьме в 1943 г.


 

II. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости

Успех селекционной работы зависит главным образом от генетического разнообразия исходной группы растений или животных. Между тем генофонд существующих пород животных или сортов растений, естественно, менее разнообразен по сравнению с генофондом исходного дикого вида. Поэтому при выведении новых сортов растений и пород животных очень важны поиски и выявление полезных признаков у диких предков. С целью изучения многообразия и географического распространения культурных растений Н. И. Вавилов организовал многочисленные экспедиции как в пределах территории России, так и во многие зарубежные страны. В результате этих экспедиций был собран огромный семенной материал, который был использован для селекционной работы. Н. И. Вавилов выделил 7 центров происхождения культурных растений (таблица 1).

Кроме того, Н. И. Вавиловым были сделаны важные обобщения, послужившие крупным вкладом в теорию селекции.

Изучение наследственной изменчивости у культурных растений и их предков позволило Н. И. Вавилову сформулировать закон гомологических рядов наследственной изменчивости: «Виды и роды, генетически близкие, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных форм у других видов и родов. Чем ближе генетически расположены в общей системе роды и виды, тем полнее сходство в рядах их изменчивости. Целые семейства растений в общем характеризуются определенным циклом изменчивости, проходящей через все роды и виды, составляющие семейство». Суть этого закона заключается в том, что у близких по происхождению видов и родов организмов возникают сходные наследственные изменения. Так, у разных видов млекопитающих встречаются формы бесшерстные, длинношерстные, короткопалые и т.д.

Этот закон имеет важное значение для селекции. Создать заново желательный признак очень трудно. Гораздо легче найти разновидность с таким признаком и закрепить его скрещиванием с другими формами. Опираясь на этот закон, Н. И. Вавилову и его сотрудникам удалось найти не известные селекционерам формы многих видов растений, собрать богатейшую коллекцию сортов культурных растений.

На примере семейства злаковых Н. И. Вавилов показал, что сходные мутации обнаруживаются у целого ряда видов этого семейства. Так, черная окраска семян встречается у ржи, пшеницы, ячменя, кукурузы и ряда других за исключением овса, проса и пырея, удлиненная форма зерна – у всех изученных видов. У животных также наблюдаются сходные мутации: альбинизм и отсутствие шерсти у млекопитающих, альбинизм и отсутствие перьев у птиц, короткопалость у крупного рогатого скота, овец, собак, птиц. Некоторые наследственные заболевания и уродства, встречающиеся у человека, отмечены и у некоторых животных. Животных с такими болезнями используют в качестве модели для изучения аналогичных дефектов у человека. Например, катаракта глаза бывает у мышей, крыс, собак, лошадей; гемофилия – у мыши и кошки; диабет – у крысы; врожденная глухота – у морской свинки, мыши, собаки и т.д. То, что сходные, наследственно обусловленные нарушения жизнедеятельности встречаются у представителей разных видов одного и того же класса – класса млекопитающих, убедительно подтверждает закон гомологических рядов наследственной изменчивости Н. И. Вавилова. Появление сходных мутаций объясняется общностью происхождения генотипов. В процессе возникновения новых видов от одного общего предка различия между ними устанавливаются только по части генов, обусловливающих успешное существование в данных конкретных условиях. Многие гены у видов, имеющих общее происхождение, остаются неизменными и при мутировании дают сходные признаки.

Таблица 1.Центры происхождения культурных растений (по Н. И. Вавилову).

Название центра Географическое положение Родина культурных растений
Южноазиатский тропический. Тропическая Индия, Индокитай, Южный Китай, острова Юго-Восточной Азии. Рис, сахарный тростник, цитрусовые, огурец, баклажан, черный перец и др. (50 % культурных растений).
Восточноазиатский Центральный и Восточный Китай, Япония, Корея, Тайвань. Соя, просо, гречиха, плодовые и овощные культуры – слива, вишня, редька и др. (20 % культурных растений).
ЮгоЗападноазиатский. Малая Азия, Средняя Азия, Иран, Афганистан, ЮгоЗападная Индия. Пшеница, рожь, бобовые культуры, лен, конопля, репа, морковь, чеснок, виноград, абрикос, груша и др. (14 % культурных растений).
Средиземноморский. Страны по берегам Средиземного моря. Капуста, сахарная свекла, маслины, клевер, чечевица, кормовые травы (11 % культурных растений).
Абиссинский. Абиссинское нагорье Африки. Твердая пшеница, ячмень, кофейное дерево, сорго, бананы.
Центральноамериканский.   Южная Мексика. Кукуруза, длинноволокнистый хлопчатник, какао, тыква, табак.
Южноамериканский. Южная Америка вдоль западного побережья. Картофель, ананас, хинное дерево.

Таким образом, обнаружение спонтанных или индуцированных мутаций у одного вида дает основания для поисков сходных мутаций у родственных видов растений или животных.

Закон гомологических рядов наследственной изменчивости успешно используется в селекционной практике. Работа по созданию семенных коллекций сортов культурных растений и их дикорастущих предков, начало которой положил Н. И. Вавилов, в наше время продолжается. В России в настоящее время коллекция включает более 320 тыс. образцов, относящихся к 1041 виду растений. Сюда входят дикие виды, сородичи культурных растений, старые местные сорта, все лучшее и новое, что создано за последнее время усилиями селекционеров всех стран мира. Из мирового генофонда ученые выделяют генетические источники хозяйственно ценных признаков: урожайности, скороспелости, устойчивости к болезням и вредителям, засухоустойчивости, устойчивости к полеганию и др. Современные генетические методы дают возможность добиваться в селекции растений очень крупных успехов. Так, использование ценных генов дикого эфиопского ячменя позволило создать выдающийся по продуктивности сорт ярового ячменя Одесский 100.


 

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...