Ветеринарная генетика

22. Влияние внешних и внутренних факторов на частоту кроссинговера.
1. Гомо- и гетерогаметный пол. Для абсолютного большинства высших эукариот характерна примерно одинаковая частота кроссинговера как у гомогаметного, так и гетерогаметного пола. Однако есть виды, у которых кроссинговер отсутствует, у особей штерогаметного пола (например, у самцов дрозофилы и самок тутового шелкопряда), в то время как у особей гомогаметного пола он протекает нормально. При этом частота митотического кроссинговера у самцов и самок этих видов практически одинакова, что указывает на различные механизмы генетического контроля рекомбинации в половых и соматических клетках.
2. Структура хроматина. На частоту перекреста в разных участках хромосомы влияет распределение гетерохроматиновых и эухроматиновых районов. В областях конститутивного гетерохроматина (в прицентромерных и теломерных районах хромосом) частота кроссинговера снижена, поэтому расстояние между генами в этих участках, определенное по частоте кроссинговера, может не соответствовать действительному.
3. Функциональное состояние организма. Частота кроссинговера зависит от возраста организма. Так, у дрозофилы максимальная частота кроссинговера наблюдается в первые 10 дней жизни, в следующие 10 дней наблюдается ее снижение, а после трех недель жизни - вновь подъем частоты рекомбинации. Можно предположить, что функциональное состояние организма влияет на течение различных стадий мейоза, т.к. степень спирализации хромосом, скорость прохождения различных стадий профазы может в сильной степени зависеть от физиологического состояния клеток.
4. Генотип. У разных видов обнаружены гены, изменяющие частоту кроссинговера. Они могут, как увеличивать, так и уменьшать частоту этого события. В качестве за-пирателей перекреста выступают также хромосомные перестройки, в частности инверсии и трапелокацни, так как они затрудняют нормальную конъюгацию хромосом в зиготене. У дрозофилы обнаружен так называемый интрахромосомный эффект перестроек на частоту кроссинговера. Если в хромосоме, несущей инверсию, частота кроссинговера снижается, то вдругой негомологичной структурно нормальной хромосоме частота кроссинговера возрастает.
5. Экзогенные факторы. На частоту рекомбинации могут влиять различные факторы внешней среды: температура, ионизирующие излучения, концентрация солей, химические мутагены, лекарства, гормоны. При большинстве указанных воздействий частота кроссинговера повышается. По частоте различных типов рекомбинаций (мейотический и митотический кроссинговер, сестринские хроматидные обмены) можно судить о мутагенном действии лекарственных препаратов, канцерогенов, антибиотиков и т.д.
23. Двойной кроссинговер. Генетическая карта хромосом.

Кроссинговер, при котором происходят два обмена участками одной пары хромосом за время одного мейоза.

Генетическая карта хромосом –  схема относительного положения  генов, находящихся в одной группе сцепления. По таким картам можно  предсказать характер наследования изученных признаков для данных организмов, а при селекционной работе – вести сознательный подбор пар  для скрещивания.

24. Хромосомная теория наследственности. Основные положения.

Хромосомная теория наследственности, теория, согласно которой хромосомы, заключённые в ядре клетки, являются носителями генов и представляют собой материальную основу наследственности, т.е. преемственность свойств организмов в ряду поколений определяется преемственностью их хромосом. Х. т. н. возникла в начале 20 в. на основе клеточной теории и  использования для изучения наследственных свойств организмов гибридологического анализа.

1. Гены находятся в хромосомах. Каждая хромосома представляет  собой группу сцепления генов.  Число групп сцепления равно  гаплоидному набору хромосом, постоянному для каждого вида организмов.

2. Каждый ген занимает в хромосоме  строго определённое место (локус). Гены в хромосомах расположены  линейно.

3. Сцепление генов может нарушаться в peзультате кроссинговера (перекреста хромосом), в

процессе которого между гомологичными  хромо¬сомами происходит обмен одним  или несколькими аллельными генами.

4. Расстояние между генами в  хромосоме пропорционально частоте  кроссинговера между ними.

Т. Морган и его коллеги ошибочно считали, что ген является едини¬цей  мутации, рекомбинации и функции, т.е. гены мутируют и рекомбинируют как  единое целое.

 В 20-30-х гг. XX века А.С. Серебровским  и Н.П. Дубининым на примере  генов дрозофилы было показано, что гены имеют сложную природу.  Это открытие подтвердилось последующими  работами зарубежных учёных.

25. Механизм детерминации пола

Детерминация - дифференцировка, возникновение качеств, различий между частями развивающегося организма на стадиях, предшествующих появлению морфологически различимых закладок органов и тканей.

В ходе эволюции у большинства раздельнополых организмов сформировался механизм детерминации пола, обеспечивающий образование равного количества самцов и самок, что необходимо для нормального самовоспроизведения вида. Детерминация пола может происходить на разных этапах размножения. Различают три основных типа детерминации:

1) эпигамный, когда пол особи определяется в процессе онтогенеза. Детерминация пола в данном случае значительно зависит от внешней среды;

2)  прогамный, когда пол будущего дочернего организма определяется в ходе гаметогенеза у родителей особи;

3) сингамный, при котором пол  дочерней особи определяется  в момент слияния гамет. Это наиболее распространенный тип детерминации пола, характерный для животных всех видов.

При прогамном и сингамном типах  детерминации пол зависит от определенных половых хромосом.

Схема образования гамет в мейозе самцов и самок, определения пола при оплодотворении следующая:

Существует равная вероятность  закладки особи мужского или женского пола, так как число сперматозоидов у самцов (яйцеклеток у птиц) с  Х - и Y-хромосомами одинаково.

Самцов обычно рождается на несколько  процентов больше, чем самок, но в  ходе эволюции выработался механизм сохранения числового соотношения  полов, поэтому к возрасту половой  и физиологической зрелости это  соотношение выравнивается вследствие более высокой смертности самцов.

26. Наследование признаков, сцепленных с полом. Признаки, ограниченные полом. Признаки, зависимые от пола.

Признаки, сцепленные с полом –  это такие признаки, которые обусловлены  генами, расположенными в половых  хромосомах. Рост человека определяется полом.

Признаки, выражение или проявление которых различно у представителей разных полов, или проявляющиеся  только у одного пола, относятся к ограниченным полом. Степень проявления аутосомных генов контролируется половыми гормонами, которые являются стимуляторами некоторых признаков. Например, у мужчин ген облысения проявляется как доминантный в гетерозиготном состоянии, а у женщин – это рецессивный ген и проявляется только в гомозиготном состоянии. Другим примером признака, ограниченного полом, является молочность коров и жирность молока. Эти признаки имеются и у быков, но проявляются только у коров.

Некоторые признаки, называемые зависимыми от пола, определяются генами, находящимися не в X-хромосомах, а в одной из пар аутосом. Однако проявление таких  признаков зависит от пола животного, что обычно связано с действием  мужских или женских половых  гормонов. Например, наличие или  отсутствие рогов у овец контролируется одной парой генов, причем ген H, обусловливающий  рогатость, доминирует у самцов, но рецессивен у самок, а его аллель h, обусловливающий безрогость, наоборот, рецессивен у самцов и доминантен у самок. Поэтому животное с генотипом HH будет рогатым независимо от его пола; животное с генотипом hh будет независимо от пола безрогим; наконец, при наличии генотипа Hh оно будет рогатым, если это самец, и безрогим, если это самка.

27. Наследование при нерасхождении половых хромосом

Явление нерасхождения половых  хромосом наблюдается в случае нарушения  расхождения хромосом при редукционном делении, тогда в полярное тельце отходят не одна , а обе Х-хромосомы. В этом случае в яйцеклетке имеются только аутосомы, а половая хромосома отсутствует.

Самки, имеющие генотим ХХХ не отличаются от нормальных, иногда даже плодовиты

Самцы – ХХУ имеют ряд физиологических  и анатомических аномалий, бесплодны (свиньи, коты)

Х0 – синдром Тернера(хромосомная болезнь, сопровождающаяся характерными аномалиями физического развития, низкорослостью и половым инфантилизмом),женская особь

У0 – не существуют, т.к погибают.

28. Балансовая теория определения пола.

В природе и эксперименте встречаются  факты, которые свидетельствуют  о том, что роль половых хромосом в определении пола не абсолютна: их функция может изменяться  в  зависимости  от общего  генного  баланса.

1) Сверх-самки;

2) Нормальные самки;

3) Интерсексы;

4) Нормальные самцы;

5) Сверх-самцы.

29. Патология по половым хромосомам.

У ряда животных различных видов  обнаружена патология по половым  хромосомам. Основная причина таких  аномалий – нерасхождение половых  хромосом в процессе митоза дробящейся зиготы и нерасхождение половых  хромосом в бластомеры на ранних этапах развития особи. Нерасхождение половых  хромосом при мейозе и митозе сопровождается появлением в фенотипе особей аномалий, затрагивающих морфологические  и физиологические системы. При  этом существенно снижается или  полностью утрачивается воспроизводительная  функция, нарушается общее развитие, появляется патология нервной и  гормональной систем, меняется габитус  тела.

У самок Х0 наблюдается синдром Тернера.

30. Соотношение полов. Проблема регулирования пола и ее практическое значение.

Самцов обычно рождается на несколько  процентов больше, чем самок, но в  ходе эволюции выработался механизм сохранения числового соотношения  полов, поэтому к возрасту половой  и физиологической зрелости это  соотношение выравнивается вследствие более высокой смертности самцов.

На соотношение полов влияют факторы:

1. возраст родительских пар;
2. кол-во половых клеток самцов и самок;
3. физиологическое состояние родителей;
4. уровень их основного обмена и характер рациона.

В условиях колхоза нет необходимости  иметь большое количество бычков, следовательно, регулируя соотношение  полов, человек способен извлечь  для себя выгоду.

31. Строение нуклеиновых кислот. Правило Чаргаффа. Коэффициент видовой специфичности.

Нуклеиновые кислоты сложные высокомолекулярные соединения, имеющиеся во всех клетках  живых организмов и являющиеся материальными  носителями наследственной информации. Нуклеиновые кислоты играют ведущую  роль не только в хранении, но и в  передаче наследственной информации потомкам и реализации ее в ходе индивидуального  развития каждого организма. Н. к. были открыты в середине 60-х гг. 19 в. швейцарским ученым Ф. Мишером

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) – сложный биополимер, состоящий  из мономеров – нуклеотидов. Каждый нуклеотид включает три компонента – остаток фосфорной кислоты (фосфат), пентозный сахар (дезоксирибозу) и одно из четырех азотистых оснований (аденин,гуанин,тимин,цитозин).

Правило Чаргаффа: равенство А=Т, Г=Ц.

Коэффициент видовой специфичности  – соотношение (А+Т):(Г+Ц)

32. Репликация молекулы ДНК

Репликация ДНК – способность  к самокопированию. Учеными было установлено, что каждая дочерняя молекула ДНК состоит из одной цепи, полученной от родительской двойной спирали, и  одной вновь синтезированной  цепи.

Гипотетические механизмы репликации ДНК:

1. консервативный – родительская ДНК полностью сохраняется, дочерние полностью синтезируются;
2. дисперсионный –родительская ДНК распадается на нуклеотиды, дочернии полностью синтезируются имея и неимея в своем составе нуклеотиды от род. ДНК.

Таким образом, ДНК способна самовоспроизводится  и сохранять наследственную информацию, закодированную в ней в виде последовательного  чередования нуклеотидных оснований, во множестве поколений клеток, образующихся в онтогенезе многоклеточного организма.

33. Реализация наследственной информации. Структура белковой молекулы. Транскрипция, трансляция, терминация. Генетический код.