Мейоз

Что образуется в результате мейоза?

В результате мейоза образуются 4 половые клетки с гаплоидным набором хромосом.

Задача на определение возможных фенотипов

У морских свинок черный цвет шерсти (А) доминирует над белым: (а), а гладкая шерсть (В) над мохнатой (b). Запишите генотипы черных особей с мохнатой шерстью ,белых с гладкой шерстью , черных с гладкой шерстью. Укажите все возможные фенотипы.

Ответ:
Черные с мохнатой шерстью: ААbb, Ааbb
Белые с гладкой шерстью: aaBb, aaBB
Черные с гладкой шерстью: AABb, AABB, AaBb, AaBB

Задача на определение гeнотипа и фенотипа

У кошек ген черной(В) и рыжей(A) окраски сцеплены с полом и находятся в Х хромосоме. От черепаховой кошки и черного кота родились котята pыжей и черепаховой окраски. Укажите гeнотипы и фенотипы родителей и потомства.

Ответ:
Родители: черепаховая кошка xBxA, черный кот xBy
Потомство: рыжие котята xAy (самцы), черные котята xBxB (самки)

Закон Харди-Вайнберга

Закон Харди-Вайнберга описывает:

+ Правильный ответ:

• 2) идеальную популяцию

Повторы в ДНК

Как может возникнуть повторение идентичных участков ДНК и какое биологическое значение может быть у такого повторения?

Разберем возможные способы возникновения повторов в ДНК. Сначала рассмотрим случай, когда у какого-то организма в ДНК некий участок присутствует в удвоенном виде. Или такое строение данный участок имел всегда (тогда вопрос о его происхождении теряет смысл), или он возник из единичной копии. Понятно, что, придумав способ удвоения участка ДНК, мы открываем дорогу к дальнейшему увеличению числа сегментов.
Логично предположить, что вторая копия нашего сегмента не возникла из ничего, а сначала была в составе другой молекулы ДНК. Обмен участками ДНК между двумя молекулами называется рекомбинацией. Как известно, у эукариот это «событие» происходит в мейозе. Вспомним известные из учебника схемы перекреста хромосом.
Обычно хромосомы рекомбинируют точно, и в составе получившихся хромосом сохраняется порядок и число генов. Но не так уж редко перекрест бывает неравным. В результате в одной из получившихся хромосом данного гена нет вовсе, а в другой хромосоме этот ген удвоен. Если точка перекреста будет не между генами, а внутри гена, то удвоится не весь ген, а участок ДНК в составе этого гена. Хромосома, из которой ген утрачен, скорее всего, не будет воспроизводиться в череде поколений (если ген важный, то ближайшие потомки, получившие такую хромосому, погибнут или не оставят потомства). Хромосома же с удвоенным участком может и не оказывать отрицательного влияния на своего обладателя. Такие же обмены участками между хромосомами могут происходить и во время митоза и даже между митозами, когда клетка не делится.
Другой путь умножения генов — повторное начало репликации. В ДНК содержатся участки, в которых начинается репликация. Здесь две нити ДНК в определенных условиях расходятся, и специальные ферменты начинают синтез дочерних цепей. Структуру удваивающейся ДНК представляют следующей схемой.

Подробнее...

Значение делеций

Среди различных мутаций выделяют делеции — утраты разного количества нуклеотидов из ДНК. Есть ли случаи, когда делеции не вредны, а безразличны или даже полезны для их обладателя?

Прежде всего необходимо различать делеции, происходящие в генеративных клетках (т. е. половых и их предшественницах), и делеции в соматических (всех остальных) клетках. Первые практически всегда безвредны для организма, но могут влиять на приспособленность его потомков. Вторые влияют на приспособленность самого организма. Некоторые белки могут выполнять свои функции даже в том случае, если удалить небольшую часть молекулы. Делеции в генах таких белков будут практически безразличны. Если белок синтезируется и работает не при любых, а лишь при определенных условиях (например, только у одного пола), то делеция по гену этого белка будет безразлична в других условиях (у другого пола).
У эукариот большинство генов имеется не в единственном экземпляре, а во многих копиях. Некоторые из них могут утрачиваться без ущерба.
Существуют большие зоны ДНК, которые ничего не кодируют. Внутри многих генов эукариот располагаются некодирующие области — интроны. Некоторые интроны могут быть утрачены из ДНК без большого вреда для организма, поскольку их наличие или отсутствие не влияет на работу белка (правда, некоторые интроны имеют особые функции и их удаление вредно).

Подробнее...

Частота генотипов

На далекой Амазонке было открыто большое племя, полностью изолированное от внешнего мира. Исследователь определил группы крови системы MN (М и N — два кодоминантных аллеля одного гена) у 100 членов племени. У него получилось: с генотипом ММ — 80 человек, MN — 20 человек и NN — 0 человек. Исследователь решил, что на далекой Амазонке люди с генотипом NN не выживают. А что скажете Вы?

Начнем решать эту задачу от противного. Пусть никакого отбора нет и гаметы каждого из родительских аллелей беспрепятственно принимают участие в формировании следующего поколения. У 100 человек имеются 200 аллелей гена, определяющего эту группу крови. Поэтому частота аллеля М — 0,9; частота аллеля N — 0,1. Можно предположить, что образование родительских пар не зависит от этой группы крови. Тогда, поскольку племя большое и случайные колебания не должны сильно влиять на частоты разных аллелей и типов скрещивания, частота встреч двух гамет с аллелем N и образования генотипа NN — 0,01. Это один человек из 100, в выборку из 100 человек такой генотип мог не попасть по случайным причинам. Те, кто знаком с законом Харди — Вайнберга, могут доказать, что оговоренные выше условия совпадают с теми, при которых выполняется этот закон. Частоты аллелей и генотипов в следующем поколении при этом не меняются. Выразить частоты всех генотипов через частоты аллелей можно, исходя из сказанного ранее.

Биологическое значение повторов генов в хромосоме

Какое биологическое значение имеет повторение идентичных генов в одной хромосоме? Как такое повторение может возникнуть?

Продукты довольно многих генов нужны в клетке в большом количестве, но обычно при этом вполне достаточно одной копии такого гена. Ведь с нее можно «списать» много копий информационной РНК, а по каждой из этих РНК построить много молекул белка. Для тех генов, которые кодируют не белок, а РНК (рибосомную, транспортную), такой механизм «усиления» в полной мере не работает, поэтому они представлены в клетке большим количеством копий. Иногда какого-то белка нужно не только много, но и к определенному сроку.
Так, белки, участвующие в укладке ДНК, срочно необходимы к началу репликации ДНК, а до этого будут только «мешать». В этом случае такие способы «усиления» оказываются слишком медленными, поскольку с одного гена одновременно можно «списать» лишь ограниченное количество информационных РНК, а по одной информационной PHK можно одновременно строить лишь ограниченное количество молекул белка. В этом случае тоже потребуется иметь несколько копий гена.

Подробнее...

Изменение последовательности нуклеотидов в ДНК

Как сказывается изменение последовательности нуклеотидов в ДНК на структуре и функциях белков?

Участками ДНК, изменение которых не вызвало бы изменения структуры и функций белка, могут быть так называемые «некодирующие последовательности». Например, такие последовательности составляют около 90% генома человека, и их функции пока остаются неизвестными — они не кодируют ни один белок.
Другой пример таких участков — гены, кодирующие не белки, а рибосомные или транспортные РНК. Изменение в кодирующей последовательности таких генов не вызовет каких-либо изменений в структуре белка. При этом, если т-РНК утратит способность переноса соответствующей аминокислоты, это в конечном счете скажется на структуре и функциях белка.
Возможен еще один случай: изменение могло произойти во внутренних, некодирующих последовательностях генов эукариот (так называемых интронах). При транскрипции интроны вырезаются из РНК — в этом состоит процесс сплайсинга. Матричная РНК, прошедшая сплайсинг, содержит только кодирующие последовательности. Изменения в интронах, следовательно, могут не повлиять на структуру и функции белка.
Учитывая особенности генетического кода, можно найти еще одну возможность осуществления данных условий: некоторые аминокислоты кодируются несколькими триплетами, и часто третий нуклеотид не имеет существенного значения при узнавании триплета транспортной РНК (например, замена А–Г в триплете АГА на АГГ не изменит кодируемую аминокислоту — аргинин).
В некоторых случаях аминокислотные замены могут и происходить, но не приводить к существенному изменению структуры и функций белка. Случаем, когда такое изменение все же происходит, является серповидноклеточная анемия.