Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Законы Менделя

Как записывается генотип кошки?

В качестве небольшого отступления, давайте вспомним, что каждый ген представлен аллельной парой. Аллели имеют буквенное обозначение. Большой буквой обозначается доминантный аллель, прописной – рецессивный. В генетической формуле должны присутствовать два аллеля одного гена, поскольку один ген представлен аллельной парой. Так, ген черного окраса имеет обозначение «В» в доминантной форме и «в» - в рецессивной. Гомозиготный черный окрас записывается как «ВВ», гетерозиготный черный окрас записывается как «Вв».

Бывают случаи, при которых видна работа доминантного гена, но не видна работа рецессивного. Точно установить какое значение имеет второй аллель – нельзя. В этих случаях второй аллель обозначают прочерком «В -», однако помнят, что он есть, но может иметь различное выражение – рецессивное или доминантное.

Поскольку часто один фенотипический признак формируется работой нескольких генов, равно как и в генотипе кошки присутствует множество генов, формирующих различные признаки, запись генетического кода может быть составлена из нескольких аллельных пар. Например АА ВВ СС, такая формула описывает работу сразу трех генов.

В основу генетики, как мы знаем, легли опыты Грегора Менделя по скрещиванию различных сортов гороха. Эти опыты в результате оказались абсолютно справедливы не только для гороха, но и для всех живых организмов, включая кошек.

Законы Менделя наглядно демонстрируют механизм наследования признаков, определяемых отдельными генами или группой генов.

Первый закон Менделя: закон единообразия гибридов первого поколения: при моногибридном скрещивании все потомство в первом поколении характеризуется единообразием по фенотипу и генотипу.

Моногибридное скрещивание — скрещивание форм, отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных признаков. То есть при моногибридном скрещивании отслеживается аллельное состояние только одного гена.

Рассмотрим в качестве иллюстрации первого закона Менделя скрещивание черной кошки, гомозиготной по гену черного окраса и шоколадного кота. Черный окрас является доминантным относительно шоколадного и имеет обозначение «В», то есть генотип кошки будет «ВВ». Шоколадный окрас представляет собой тот же ген черного окраса, но в рецессивном его состоянии. Генотип шоколадного кота будет записан как «вв».

При слиянии половых клеток и образовании зиготы каждый котенок получил от отца и от матери по половинному набору хромосом, которые объединившись дали обычный двойной (диплоидный) набор хромосом. То есть от матери каждый котенок получил доминантный аллель черного окраса «В», а от отца – рецессивный аллель шоколадного окраса «в». Проще говоря, каждый аллель из материнской пары «умножается» на каждый аллель отцовской пары – так мы получаем все возможные в данном случае варианты сочетаний аллелей родительских генов.

Таким образом, все рожденные котята первого поколения у нас получились фенотипически черными, так как ген черного окраса доминирует над шоколадным. Однако все они являются носителями шоколадного окраса, который фенотипически у них не проявляется.

Второй закон Менделя: при скрещивании гибридов первого поколения их потомство дает расщепление в соотношении 3:1 при полном доминировании и в соотношении 1:2:1 при промежуточном наследовании (неполное доминирование).

Рассмотрим этот закон на примере уже полученных нами черных котят. При скрещивании наших котят-однопометников мы увидим следующую картину:

В результате такого скрещивания мы с вами получили трех фенотипически черных котят и одного шоколадного. Из трех черных котят один является гомозиготой по черному окрасу, а два других являются носителями шоколада. Фактически мы получили расщепление 3 к 1 (три черных и один шоколадный котенок). В случаях с неполным доминированием (когда гетерозигота слабее проявляет доминантный признак, чем гомозигота) расщепление будет выглядеть как 1-2-1. В нашем с Вами случае картина выглядит так же с учетом носителей шоколада.

Примечание:

Первый закон Менделя позволит Вам без труда отслеживать наследование простых признаков, например большинство окрасов, формирующихся работой одного гена. Первый закон на практике работает всегда без исключений. Второй закон может иметь вариации. Однако они совершенно не связаны с не точностью закона. Вариабельность зависит от количества рожденных котят – их может быть не 4 а 2 или 6. Все котята могут родиться шоколадными, или, наоборот, будут одни только черные. Второй закон Менделя дает возможность оценить вероятность рождения котенка, обладающего определенным признаком. И дает представление о возможном генотипе ожидаемых котят.

Анализирующее скрещивание — скрещивание испытуемого гибрида с другим, являющимся по данному признаку рецессивной гомозиготой, что позволяет установить генотип испытуемого.

Анализирующее скрещивание используется для выяснения гетерозиготности гибрида по тому или иному признаку. При этом гибрид первого поколения скрещивается с родителем (или обладающим аналогичными качествами партнером), гомозиготным по рецессивному гену (вв). Такое скрещивание производится потому, что в большинстве случаев гомозиготные особи (ВВ) фенотипически не отличаются от гетерозиготных (Вв)

Первый вариант анализирующего скрещивания: гибридная особь гетерозиготная (Вв), фенотипически неотличимая от гомозиготной, в нашем случае черная, скрещивается с гомозиготной рецессивной особью (вв), т.е. шоколадным котом:

родительская пара: Вв х вв

распределение в F1: Вв Вв вв вв

т. е. в потомстве наблюдается расщепление 2:2 или 1:1, подтверждающее гетерозиготность испытуемой особи;

Второй вариант анализирующего скрещивания: гибридная особь гомозиготна по доминантным признакам (ВВ):

Р: ВВ х вв

F1: Вв Вв Вв Вв

т.е. расщепления не происходит, а значит испытуемая особь гомозиготна.

Примечание:

В практическом смысле, анализирующее скрещивание обычно не проводят. Однако, используя в работе носителей окрасов, проявляющихся в рецессивной форме и желаемых для получения, вы неизбежно столкнетесь с необходимостью сходных по смыслу скрещиваний. Цель которых не столько анализ, сколько получение определенного окраса или качества.

Сегодня заводчики имеют возможность устанавливать носительство достаточно обширного спектра окрасов и наследственных заболеваний в лабораторных условиях простым анализом.

Дигибридное скрещивание — скрещивание форм, отличающихся друг от друга по двум парам альтернативных признаков. То есть при скрещивании отслеживается работа двух разных генов.

Цель дигибридного скрещивания — проследить наследование двух пар признаков одновременно. При этом скрещивании Мендель установил еще одну важную закономерность – независимое наследование признаков или независимое расхождение аллелей и независимое их комбинирование, впоследствии названное третьим законом Менделя.

Для иллюстрации этого закона введем в нашу формулу черного и шоколадного окрасов ген осветления «d». В доминантном состоянии «D» ген осветления не работает и окрас остается интенсивным, в рецессивном гомозиготном состоянии «dd» окрас кошки осветляется. Тогда генотип окраса черной кошки будет выглядеть как «ВВDD» (предположим, что она гомозиготна по интересующим нас признакам). Скрестим ее уже не с шоколадным, а с лиловым котом. Лиловый генетически является осветленным шоколадным окрасом, то есть «ввdd».

Для удобства оценки результатов дигибридного скрещивания используют решетку Пеннета, куда записывают все возможные варианты комбинации родительских аллелей (верхняя строка таблицы – комбинации материнских аллелей, первый левый столбец – в него мы запишем отцовские комбинации аллелей). А так же все вероятные сочетания аллельных пар, которые могут получиться у потомков (они расположены в теле таблицы и получаются путем простого сочетания родительских аллелей на их пересечении в таблице).

Родители: ВВDD х ввdd

При скрещивании этих двух животных в первом поколении все котята получатся черными и их генотип по окрасу можно записать как ВвDd., т.е. все они будут носителями шоколада «в» и осветления «d».

А теперь скрестим между собой двух однопометников.

Итак, мы скрещиваем пару черных кошек с генотипами: ВвDd х ВвDd

Запишем в таблицу все возможные сочетания родительских аллелей и возможные генотипы получаемых от них котят:

В итоге получаем следующие результаты:

9 фенотипически черных котят – их генотипы BBDD (1), BBDd (2), BbDD (2), BbDd (3)
(отметим их красным цветом в таблице и в списке)

3 голубых котенка – их генотипы BBdd (1), Bbdd (2) (сочетание гена осветления с черным окрасом дает голубой окрас) (отметим их синим цветом в таблице и в списке)

3 шоколадных котенка – их генотипы bbDD (1), bbDd (2) (рецессивная форма черного окраса «в» в сочетании с доминантной формой аллеля гена осветления, дает нам шоколадный окрас)
(отметим их бирюзовым цветом в таблице и в списке)

1 лиловый котенок – его генотип bbdd (сочетание шоколадного окраса с рецессивным гомозиготным геном осветления дает лиловый окрас) (отмечен черным цветом в таблице)

Таким образом, мы получили расщепление признаков по фенотипу в соотношении 9:3:3:1.

Важно подчеркнуть, что при этом выявились не только признаки родительских форм, но и новые комбинации, давшие нам в результате шоколадный, голубой и лиловый окрасы. Это скрещивание показало независимое наследование гена, отвечающего за осветленный окрас от гена, непосредственно отвечающего за окрас шерсти.

Независимое комбинирование генов и основанное на нем расщепление во втором поколении в соотношении 9:3:3:1 возможно только при следующих условиях:

1) доминирование должно быть полным (при неполном доминировании и других формах взаимодействия генов числовые соотношения имеют иное выражение);

2) независимое расщепление справедливо для генов, локализованных в разных хромосомах.

Третий закон Менделя: аллели каждой аллельной пары отделяются в мейозе независимо от аллелей других пар, комбинируясь в гаметах случайно во всех возможных сочетаниях (при моногибридном скрещивании таких сочетаний было 4, при дигибридном — 16, при тригибридном скрещивании гетерозиготы образуют по 8 типов гамет, для которых возможны 64 сочетания, и т. д.).

Примечание

Как правило, в своей работе заводчик чаще сталкивается с полигибридным скрещиванием. То есть отслеживать приходится проявление и экспрессивность сразу нескольких признаков. С помощью решетки Пеннета вы сможете отследить любое количество признаков. Принцип построения таблицы всегда одинаков – генотип родителя необходимо разделить на две части, составив все возможные сочетания из половинного набора.

Так же как мы делали в примерах выше. Если генотип кошки определен как ВвDd, то возможные половинные комбинации будут выглядеть как:

BD, Bd, bD, bd

Каждая буква из первой аллельной пары Вв умножается на каждую букву из второй аллельной пары Dd. Именно так мы получаем все возможные комбинации аллелей и получаем тот самый гаплоидный (половинный) набор, возникающий в половых клетках гаметах в результате мейоза.

Общим правилом является отслеживание проявления одних и тех же генов родительской пары. То есть, если вы отслеживаете проявление гена черного окраса как рецессивное, так и доминантное, то обозначение данного гена должно присутствовать в генетических формулах обоих родителей. Нельзя оценить наследование, если оно записано как скрещивание пары, обладающей различным составом генов. Например: АаВв и СсВв. Аллель может быть в паре только с аллелем того же гена. А и С – это аллели различных генов, которые не могут составить аллельную пару.