9. Патология деления клеток и её последствия. Оплодотворение. Избирательность при оплодотворении
Митоз. При делении соматических клеток могут возникнуть нарушения, связанные с повреждением хромосом, митотического аппарата, цитоплазмы. Задержка митоза в профазе, нарушение спирализации и диспирализации, раннего разделения хроматид. Эти нарушения возникают под действием отдельных хим. веществ, радиации, вирусных инфекций. Основн. патология мейоза – не расхождение хромосом: первичная, вторичная, третичная. Первичная – у особей с нормальным кариотипом: в анафазе I нарушение разделения бивалентов и обе хромосомы из пары гомологов переходят в одну клетку., что приводит к избытку хр-м в данной клетке и недостатка в другой. Вторичная – нерасхождение возникает в гаметах у особей с избытком одной хром-мы в кариотипе (образ-ся биваленты и униваленты). Третичная – имеет структурные перестройки хромосом. Это всё отрицательно влияет на жизнеспособность организма. Оплодотворение – взаимная ассимиляция мужск. и женск. половых клеток, в рез-те кот развивается новый организм – зигота, из кот развив-ся зародыш, плод, а затем молодая особь. К спермиям в половых путях самца примешиваются секреты добавочных половых желёз и образ-ся сперма. Порция спермы выбрасывается в половые пути самки и наз-ся эякулят., кот содерж большое кол-во спермиев. Попав в половые пути самки, часть спермиев погибает, другие продвигаются в яйцевод. Яйцеклетка выделяет хим вещ-ва и спермии двигаются, т.к. вещ-во хемотаксис привлекает спермии. Они двигаются против тока жидкости – реотаксис. Благодаря сократительной мускулатуре половых путей самки, яйцеклетка выделяет фертилезин, а спермий – антифертилезин. Спермий сливается с яйцеклеткой. Спермий выделяет диалоронидазу и трипсин. Они разрушают межклеточное вещ-во лучистого венца, в рез-те фалликулярные клетки рассеиваются. После этого проникает через блестящую оболочку в цитоплазму клетки: головка – шейка – тело – хвостик отбрасывается. После вхождения на периферии цитоплазмы выделяются картикальные гранулы, образ-ся оболочка оплодотворения, головка спермия увеличивается, объем ядра спермия равен объёму ядра яйцеклетки, головка поворачивается к ядру яйцеклетки, исчезает шейка и тело. Ядро спермия наз-ся мужским пронуклиусом, а ядро яйцеклетки – женским пронуклиусом. Они сливаются и образуют синкозиоз с диплоидным набором хром-м и яйцеклетка превращ-ся в зиготу. Внесённые в спермии центриоли, расходятся к полюсам клетки – период дробления. Основное вещ-во, определяющ передачу свойств по наследству, явл-ся ДНК (х,у). Избирательность: 1) межвидовая - спермий не может проникнуть в яйцеклетку другого вида животного из-за химич и генетич несовместимости. 2) внутривидовая – чем больше генетич различий между спермием и яйцеклеткой, тем больше вероятность их слияния.
10. Фенотип и генотип. Наследственность и изменчивость и их виды
Фенотип – совокупность внешних признаков, обусловленных влиянием генотипа и внешней среды. Генотип – совокупность генов организма. Наследственность – свойство организма повторять в ряду поколений одинаковые признаки и передавать наследственные задатки этих признаков. Изменчивость - свойство организма и отдельных признаков изменяться под действием наследуемых и ненаследуемых факторов. Виды изменчивости: 1) онтогенетическая (индивидуальная); 2) ненаследственная (модификационная) – изменение признака под действием фактора среды, не затрагивающ генотип. Норма реакции – ограниченные генотипом пределы, в кот измен-ся признак под действием факторов среды. 3) наследственная: а) комбинативная – в рез-те различных сочетаний материнских и отцовских хром-м у потомства, а также в рез-те кроссинговера, б) корреляктивная – все признаки в организме взаимосвязаны, т.е. если измен-ся один, то измен-ся и другие, связанные с ним, в) мутационная – связана с изменением генетического материала. Виды наследственности: 1) ядерная. 2) цитоплазматическая: истинная; ложная – ДНК вируса, проникшая в клетку; переходная, т.е. неизученная.
11. Биометрическая обработка больших выборок (X+- mx, Cv, t)
Биометрия – наука о способах применения математическ, статистическ методов в биологии. Выборка – часть генеральной совокупности, кот исследуется с целью характеристики всего массива. (Cv = σ / x), (t = x/m), (x = A+b·l), (b=(∑p·a)/n), (m= σ/√n), (x+-2,5·σ), σ =l·√((∑p·a²)/n) - b²). t – критерий достоверности. x- средняя арифметическая величина признака. m – ошибка средней арифметической. σ – среднее квадратичное отклонение. Cv- коэффициент вариации.
12. Биометрическая обработка малых выборок ((X+- m)x, Cv, t)
(x = ∑V/n), (σ = √ C/ (n-1)), (C = ∑V²-(∑V)²/n), (C1 = (σ / x)·100%), (m= σ/√n), (x +- m), (t = x/m). x- средняя арифметическая величина признака. σ – среднее квадратичное отклонение. Cv- коэффициент вариации. m – ошибка средней арифметической. t – критерий достоверности. C – сумма квадратов.
13. Биометрическая обработка качественных выборок (х, σ, rg, дисперсионный анализ)
С помощью дисперсионного анализа можно установить достоверность и силу влияния, а также относительную роль одного или нескольких факторов в общей изменчивости признака. х = ∑V/N ·100; σ² = (∑V² - H) / (n-1). V – сумма вариантов; n – число вариантов; Н – поправка.
14. Корреляция, регрессия, повторяемость, наследуемость – понятие, вычисление, значение
Корреляция - взаимная связь признаков и их изменений: r = (∑V1·V2 – ((∑V1·∑V2) / n)) / (√ C1· C2); V1,V2 – числовые значения двух признаков; C1, C2 – дисперсия двух признаков; C = ∑V²-(∑V)²/n. Нужна для оценки силы и направления взаимосвязи между признаками. Наследуемость – степень наследственной обусловленности признака: h² = 2·r; h² - коэф-т наследуемости; r – коэф-т корреляции. Указывает на долю генетической изменчивости в общей фенотипической изменчивости признака. Регрессия – показывает, насколько изменяется один признак при изменении другого признака на единицу: Rx/y = r · (σ·x)/(σ·y) и Ry/x = r · (σ·y)/(σ·x); r – корреляция, σ – среднее квадратичное отклонение. Повторяемость -
15. Строение и хим состав ДНК
ДНК сост. из азотистых оснований: пуриновые (А, Г), перемединовые (Т, Ц). Нуклеотиды отлич-ся др. от друга только азотистыми основаниями. Соединяются между собой фосфорной связью с помощью фосфатов, образуя полинуклеотидную цепь. Нуклеотиды соединяются между собой в длинные цепи. Остов такой цепи образует остатки сахара и Н3РО4. Цепь ДНК всегда строится в одном направлении 5 '- 3' к концу. Пространственное строение молекулы ДНК было открыто в 1953 г. ДНК сост из 2 цепей с противоположной полярностью, в том числе матричная цепь всегда от 3' до 5' к концу. Цепи удерживаются вместе через азотистые основания водородными связями по принципу комплементарности от А-Т – двойная связь, Г-Ц – тройная связь. Комплементарные цепи одной молекулы образуют правовинтовую спираль, один виток которой включает 10 (витков) нуклеотидов, расстояние между ними 0,34 нм – нормальная В – спираль ДНК. Кроме этого известны 2 формы спирали ДНК – А, Z, функции которых не изучены. У высших животных организмов ДНК кольцевая. У прокариотов – линейная, кольцевая, одноцепочечная и двухцепочечная. У эукариотов – одноцепочечная кольцевая.
16. Строение и типы РНК
РНК – одноцепочечная полинуклеотидная, за исключением РНК эритроцитов и некоторых вирусов. В состав нуклеотид входят: фосфат, сахар рибоза, азотистые основания: А,Г,Ц,У. 3 типа: и-РНК-5%- переписывает информацию с ДНК в ядре и переносит её в цитоплазму на рибосомы. Длина зависит от длины переписываемого гена. р-РНК – 80% - размер её измеряется в единицах Сверберга. 120-5000 нуклеотид. Входит в состав рибосом. 6 видов. т- РНК – 15% - 75-90 нуклеотидов. 80-100 видов. Имеют вторичную структуру в виде листка клевера. Имеет акцепторный стебель и антикодон, а на нём 3 неспаренных нуклеотида (АЦЦ).ф-я – перенос аминокислот на рибосомы, где строится белок. На каждую аминокислоту приходится несколько разных видов т – РНК – изоакцепторный. Аминокислота прикрепляется к акцепторному стеблю т-РНК с помощью фермента – синтетаза. Каждой аминокислоте своя синтетаза.
17. Доказательство роли ДНК в наследственности
1) Трансформация бактерий. (В 1928 г впервые получили доказательство возможности передачи наследственных задатков от одной бактерии к другой. Вводили мышам вирулентный капсульный и авирулентный бескапсульный штаммы пневмококков. При введении вирулентного штамма мыши заболели пневмонией и погибли. При введении авирулентного штамма – живые. При введении вирулентного капсульного штамма, убитого нагреванием, мыши также не погибали. Ввели смесь живой культуры авирулентного бескапсульного штамма со штаммом убитого нагреванием вирулентного капсульного – мыши заболели пневмонией и погибли. Из крови погибших животных были выделены бактерии, кот обладали вирулентностью и были способны образовать капсулу. Живые бактерии авирулентного бескапсульного штамма трансформировались – преобрели свойства убитых болезнетворных бактерий. Трансформирующий фактор – ДНК.). 2) Размножение вирусов. (Вирусы репродуцируются только внутри клетки, какого – то организма и используют для этого её ферментные системы и другие необходимые компоненты. Круг хозяев для определённого вируса может быть ограничен. Вирусы могут инфицировать одноклеточные микроорганизмы – микоплазмы, бактерии и водоросли, а также клетки высших растений и животных.)
18. Синтез ДНК и РНК
Синтез РНК: все гены РНК делят на 3 группы – кодирует и-РНК , (Синтез белка – на них строится и-РНК), кодирует р-РНК, кодирует т-РНК.. У прокариот известно 7 генов, кодирующих р-РНК. Длина каждого такого гена около 5 тыс. нуклеотид. На таком гене сначала образ-ся незрелая р-РНК. В ней содерж-ся: несущие инф-цию ставки, инф-ция о 3 видах р-РНК и о нескольких видах т-РНК. Созревание сост в том, что вырезаются все ставки и цепи р- и т-РНК. Основная часть генов т-РНК одиночная. Часть т-РНК генов объедин-ся в группы с генами р-РНК. Синтез ДНК – репликация ДНК – процесс самоудвоения ДНК. Происходит в S – период интерфазы. Репликация всех двуцепочечных ДНК поликонсервативна, т.е. в дочерней молекуле одна цепь родительская, а другая построена вновь. Репликация начинается в особых точках молекулы ДНК – точках инициации синтеза или точках ori. У прокариот на единственной молекуле ДНК имеется одна точка ori. У эукариот на одной молекуле ДНК (число молекул ДНК = числу хромосом) множество точек ori, расположенных на расстоянии 20000 пар нуклеотидов др. от друга. Материнская молекула ДНК начинает расходиться на 2 цепи в точке ori с образованием вилки репликации на материнской цепи (ориентированной 3'–5'). Дочерняя цепь строится из свободных дезоксинуклеотидов ядра сразу в направлении 5'-3'. И это строительство совпадает с удвоением вилки репликации, эта дочерняя цепь наз-ся лидирующей. На материнской цепи ДНК, антипараллельно матричной, дочерняя цепь запаздывающая, она строится отдельными кусками или фрагментами – указаки, т.к. направление строительства противоположно движению вилки репликации. Для начала синтеза ДНК требуется прайнер – короткая РНК – затравка длиной 5-10 рибонуклеотидов. Прайнер связывает первый свободный дезоксинуклеотид и начинает строить дочерние цепи ДНК. В лидирующей цепи прайнер один, а в запаздывающей у каждого отрезка указаки – длина этих отрезков 100-200 нуклеотидов у высших организмов, 1000-2000 у прокариот. Ферменты репликации: для синтеза прайнеров нужна РНК – полимераза. для образования эфирных связей между фосфатами дезоксинуклеотидов при строительстве цепи ДНК нужна ДНК полимеразы. Для вырезания прайнеров, неправильно включённых в состав ДНК нуклеотидов, нужна ДНК – экзонуклеаза. Для сшивания фрагментов указаки в сплошную запаздывающую дочернюю цепь нужен фермент ДНГ – лигаза. Скорость синтеза ДНК у эукариот 10-100 пар нуклеотидов в секунду, а у прокариот 1500 пар (в одном месте). Репликация по типу катящегося колеса. Двухцепочечная кольцевая ДНК надрезается в точке начала катящегося кольца. Причём надрезается одна цепь из двух – матричная. К освободившемуся 3' концу этой цепи начинают пристраиваться свободные дезоксинуклеотиды. По мере удлинения дочерней цепи ДНК 5' конец из материнского кольца вытесняется. Когда 3' и 5' концы встретятся в одной точке, синтез ДНК прекращается и дочернее кольцо отделяется от материнского.
19. Генетический код и его свойства
Это перевод последовательных нуклеотидов ДНК на последоват аминокислот в белке. 3 нуклеотида – триплет, кодирующий свою аминокислоту – кадон. Свойства: 1) универсален, т.е.единый для всех; 2) код триплетен; 3) избыточный, триплетов 64, аминокислот 20; 4) код не перекрывающийся, т.е.наложение триплетов друг на друга не бывает в норме; 5) 2 нуклеотида одинаковых – облигатные, а третий варьирует – факультативный; 6) из 64 триплетов 61 явл кадонами, а 3 не кодируют аминокислоту, это стоп сигналы – останавливают синтез белка; 7) последовательность нуклеотид ДНК отражает последовательность аминокислот в белке, но не наоборот.

20. Современное представление о структуре и функции генов
Ген - совокупность сегментов ДНК, которые вместе образуют наследственную единицу, отвечающую за функциональную продуктивность, т.е.за белок или т-РНК, или р-РНК. В сост входит: 1) единица транскрипции, т.е.участок ДНК, кодирующий не зрелую РНК; 2) промотр – длина гена может быть от 190-16000 пар нуклеотид. Ген явл единицей ф-и, т.е.есть ген целиком, а не отдельн его куски, кодирует РНК. Явл единицей мутации и един рекомбинации могут быть отдельные нуклеотиды в гене, т.е.даже 2 соседн. нуклеотиды могут разъединить с помощью кроссинговера и даже 1 нуклеотид может мутировать, место мутации в гене наз сайт. Сайты, на которых мутации происход. часто – горячи точки. У прокариотов гены непрерывные, т.е. сост. только из экзонов.у эукориотов гены прерывистые, т.е. сост. из экзонов и интронов. Перекрывающий ген – ген явл. частью др. гена, происходит наложение рамок считывания. При образовании зрелой и-РНК один экзон может соединиться с др. экзонам, образуется семейство, близких по строению и-РНК. Гены способны перемещаться - троспозоны. Ген и его копии и псевдогены образ семейство. 2 группы ДНК: структурные - кодируют белки и и-РНК; регуляторы – регулируют работу структурных генов. На эти 2 группы генов приходится от 15-98% всей ДНК, а остальная ДНК – избыточная, они копируют уже имеющиеся гены.
21. Синтез белка в клетке
Синтез белка в кл происходит в интерфазе в период G1 в 2 этапа: транскрипция, трансляция. Транскрипция – переписывается информация с ДНК на и-РНК. Переписана может быть любая цепь материнской ДНК, но обычно переписывается матричная. и-РНК строится из свободных рибонуклеатидов ядра по принципу комплиментарности матрицы. Образование эфирных связей между рибонуклеотидами способствует фермент РНК – полимераза. У прокариот известен 1 такой ф-т, а у эукариотов – 3 – для и-РНК, т-РНК, р-РНК. РНК полимераза связывается промоутером – специфическая последовательность нуклеотидов длиной 6 – 30 оснований, который стоит перед каждым геном. Начиная с промоутера, РНК полимераза расплетает ген на 2 цепи и на матричной строится РНК. Когда считывание инф-ции на ДНК дойдёт до обратных повторов нуклеотидов, на цепи РНК образуется петля или шпилька. Она мешает продвижению РНК полимераза, поэтому синтез РНК останавливается. У прокариот и-РНК не требует созревания, т.к. не содержит интронов; у эукариот образ-ся незрелый транскрипт и – РНК – включает в себя экзоны – участок, кот кодирует аминокислоты; интроны – нуклеотиды, не несущие инф-цию. Созревание и-РНК происходит в ядре и наз-ся процессинг, кот состоит в том, что интроны вырезаются, а оставшиеся экзоны сращиваются в цепь – силайсинг. Затем зрелая и-РНК модифицируется: 1) на 5 ́ конце и-РНК образуется кэп или колпачок – от 50 – 200 остатков метилированного гуанина. С помощью него и-РНК прикрепляется к малой субчастице рибосомы. 2) к 3 ́ концу прикрепляется до 200 адениловых остатков. Они стабилизируют цепь и-РНК. В таком виде зрелая и-РНК направляется в цитоплазму на рибосомы и прикрепляется на малую субчастицу. Трансляция – сборка белка из аминокислот: 1) инициация – начало синтеза. т-РНК-и узнаёт триплет инициатор синтеза АУГ, стоящее в начале цепи и-РНК. т-РНК-м узнает этот же триплет в любом месте цепи и-РНК. Большая субчастица рибосомы соедин-ся с малой. 2) Элонгация – удлинение белковой цепи. т-РНК-и занимает п-участок рибосомы, а вторая т-РНК, антикодон которой соответствует кадону, на и-РНК переносит свою аминокислоту в а- участок рибосомы. Между аминокислотой наход-ся п- и а- участки, образуется пептидная связь. а- участок освобождается, т.к. рибосомы передвигаются по и-РНК на один шаг. В него поступает третья аминокислота – трипептид – рибосомы продвигаются на шаг. 3) терминация – остановка синтеза. Когда считывание инф-ции на и-РНК дойдёт до одного триплета терминаторов, а участок не освобождается, т.к. нет т-РНК, кот соответствует терминатору – синтез белка прекращается. С помощью трёх белков факторов терминации цепь белка и цепь и-РНК отсоединяются от рибосомы.
22. Регуляция синтеза и-РНК и белка
Процесс реализации генетической информации наз экспрессия генов (работа генов). Работа генов регулируется на уровне транскрипции и-РНК с помощью белков репрессоров и активаторов. Регуляция работы генов прокариот наз индукцией, репрессии и рассматривается на примере работы лактозного оперона. У кишечной палочки за распад лактозы отвечают 3 фермента, а за синтез этих ферментов 3 структурных гена, расположены последовательно друг друга. На этих генах образуется 1 молекула из РНК. Перед структурными генами нах. общий для них оператор, а передний промотр. Оперон – сайт, в котором молекулы белка репрессора. Промотр – несколько нуклеотидов с котор связывается РНК полимераза и начинается транскрипция. На небольшом расстоянии от оперона нах. ген. – репрессор. На нём синтезируется и-РНК, белки репрессоры есть в кл всегда. Репрессия – остановка работы оперона. Индукция – включение в работу. Когда появл вещ-во индукта (лактоза), то молекула индуктора освобождает оператор от белка репрессора, то структурные гены начинают работать. – это негативная регуляция работы генов. Существует пазитивная регуляция – сигнал усиления транскрипции – комплекс АМФ-сар, когда такой комплекс связывается с промотором транскрипция усиливается в 50 раз.
23. Дифференциальная активность генов в онтогенезе
Дифференцировка – возникновение различий между клетками, тканями, органами. До 7 дня зигота тотипотентна, т.е. из любой её кл можно вырастить целый организм или орган. После 7 дня тотипотентность теряется из-за дифференцировки. Все структурные кл условно делят на 3 типа: 1) гены “домашнего” хоз-ва – работующего во все кл организма; 2) гены, работающие в специализированных тканях; 3) гены, выполняющ. 1-ну узкую функцию. Большинство генов многоклеточного организма работают только на определённых стадиях онтогенеза или в определённых тканях. Примеры неравномерной работы генов: 1) инактивация “х” хр-мы у самок. Сначала на ранних стадиях эмбриогенеза из 2-х “х” хр-м по принципу случайности, выбирается одна, затем она инактивируется мителированием – её её неактивное состояние стабилизируется, т.е.сохраняется в течение всеё жизни данного организма. Любой женский организм мазаичный, т.е. 50% отцовских, 50% материнских “х” хромосом. Неравномерная активность отцовских и материнских генов наз. геномным иниринтингом. 2) у эукариот зигота до стадии поздней бластулы развивается за счёт информации, содержащеёся в информосомах. Гены ядра начинают работать со стадии гаструлы. 3) работа гигантских хромосом в слюнных железах личинок насекомых. На них находятся активные гены: 4) изменение состояния гемоглобина у человека и животных с возрастом.
24. Влияние генов и среды на развитие признака
Примером влияния гена на общий метаболизм явл действие доминантного гена коротконогости у кур, который в гомозиготном состоянии летален, т.к.вызывает общие нарушения развития и гибель зародыша через 76 часов после начала инкубации. Примером влияния генов на отдельные биохимические реакции явл финилаланинтиразиновый обмен у человека. Исходное вещество аминокислота фенилаланин. Под действием ферментов синтез которой контролируется соответствующими генами. В норме должна превращаться в аминокислоту тирозин, при мутации генов наблюдается наследственная недостаточность ферментов и фенилаланин накапливается в организме. Мутации отдельных генов ведут к снижению активности ферментов вплоть до полного прекращения их синтеза. Из – за этого дальнейшие превращения того или иного вещества прекращается, а само оно начинает накапливаться, давая токсический эффект. Признаки условно делят на 3 группы: 1) зависит от генотипа и совсем не зависит от условия жизни – это группы крови и аномалии или уродства; 2) зависит от генотипа и мало от условий жизни – качественные признаки (масть у животных); 3) в основном зависит от условий жизни – большинство хозяйственно – полезных признаков и некоторых мультифакторных заболеваний. Фенокопия – изменение признака под влиянием среды, которое копирует признак, обусловленный генотипом (куры с белым цветом кожи из-за недостатка каротина в корме явл фенокопиями кур с белым цветом кожи из-за наличия в фенотипе доминантного гена W.
25. Критические периоды развития. Взаимодействие ядра и цитоплазмы в развитии
Взаимодействие ядра и цитоплазмы в развитии: цитоплазма играет важную роль в реализации наследственной инф-ции и формировании некоторых признаков организма. Основная часть цитоплазмы поступает в зиготу с яйцеклеткой. Определенные участки цитоплазмы яйцеклетки могут содержать факторы, определяющие судьбу тех или иных дифференцирующихся клеток. Активность генов зависит от цитоплазмы. В цитоплазме яйцеклетки имеется активатор синтеза ДНК и репрессор синтеза РНК, которые действуют независимо друг от друга. Если ядра из клеток мозга взрослой лягушки пересадить в зрелый ооцит, то в них синтезируется РНК и не синтезируется ДНК. Некоторые органоиды цитоплазмы, имеющие свою систему белкового синтеза (митохондрии), могут влиять на развитие определенных признаков. Наследование признаков через цитоплазму - цитоплазматическая или внеядерная наследственность. В процессе развития имеет место сложное взаимодействие ядра и цитоплазмы. У растений и особенно животных главная роль в формировании признаков организма принадлежит ядру.
26. Фенотип и генотип микроорганизмов. Строение генома у бактерий и вирусов и его репликация
Генотип – совокупность генов бактериальной клетки. Фенотип – совокупность всех признаков и свойств, проявляемых данной культурой. У микроорганизмов изучаются признаки и свойства в целом всей культуры (штамма). Культуры микробов могут отличаться морфологическими, физиологическими и биохимическими признаками. К морфологическим признакам относятся окраска, размер, форма отдельно растущих колоний; к физиологическим и биохимическим – способность или неспособность расти при пониженной или повышенной температуре, устойчивость к антибиотикам, различным ядам, облучению, отношение к питательным средам. Фенотип бактерий обозначают теми же символами, что и генотип, но с прописной буквы. Так генотипам his+ соответствует фенотип His+. Указывает на способность синтезировать гистидин. Генотип микроорганизмов представлен совокупностью генов, обуславливающих потенциальную возможность формирования любого их признака. Но формирования признака происходит в определённых условиях окружающей среды, которые не всегда способствуют проявлению генотипа. Патогенный генотип одного штамма бактерий можно отличить от другого непатогенного штамма только при заражении восприимчивого животного. Геном - совокупность генов в гаплоидном наборе хромосом, т.е. в гаметах. Геном вирусов представлен двухцепочечной или одноцепочечной ДНК и двухцепочечной или одноцепочечной РНК. Молекулы нуклеиновых кислот могут быть линейные и кольцевые. Геном бактерий представлен кольцевой молекулой ДНК. Репликация ДНК у бактерий происходит - полуконсервативным способом. В репликации участвуют ферменты ДНК – полимеразы. Непрерывная репликация в направлении 5¢ ® 3¢ идёт только на одной комплиментарных цепей. Они называются лидирующей. На второй цепи синтез ДНК идёт также в направлении 5¢ ® 3¢, но на коротких фрагментах - оказаки. Каждый фрагмент инициируется коротким полирибонуклеотидом. Эти РНК служат затравкой для дальнейшего роста цепи ДНК. Затем РНК удаляется, брешь заполняется при помощи ДНК – полимеразы и фрагменты оказаки соединяются при помощи ферментов лигаз. К моменту завершения цикла репликации ДНК точки прикрепления дочерних ДНК отодвигаются благодаря активному росту участка бактериальной мембраны между ними. В результате сложного комплекса процессов образуется межклеточная перегородка. В период репликации ДНК и образования перегородки клетки непрерывно растёт, идёт формирование рибосом и других соединений. На определённой стадии дочерние клетки отделяются друг от друга. Каждая дочерняя клетка имеет такой же набор генетической информации, какой был в исходной бактериальной клетке.
27. Конъюгация, трансформация у микроорганизмов и трандукция
Конъюгация – перенос генетического материала от одной бактериальной клетки (донора) к другой (реципиенту) при их непосредственном контакте. Один штамм является донором (мужским), а другой – реципиентом (женским). Клетки донора обладают половым фактором F. Он является конъюгативной плазмидой и представляет собой циркулярно-замкнутую молекулу ДНК. Половой фактор F обладает способностью включатся в геном бактерии и тогда из цитоплазматической структуры превращается в фрагмент хромосомы. При конъюгации клетки - доноры F+ соединяются в клетки – реципиентами F- при помощи конъюгационного мостика – особой протоплазматической трубки, образуемой клеткой F+. В клетке донора под влиянием фермента эндонуклеазы в точке внедрения фактора F происходит разрыв цепи ДНК. Свободный конец одной из цепей ДНК постепенно начинает передвигаться через конъюгационный мостик в клетку реципиента и сразу же достраивается до двухцепочечной структуры. На оставшейся в клетке – доноре цепи ДНК синтезируется вторая цепь. Конъюгационный мостик очень хрупкий, легко разрывается, и вся цепь не успевает перейти. При конъюгации половой фактор вместе с фрагментом ДНК иногда переходит в женскую клетку, превращая её в мужскую и передавая ей свойства, контролируемые фрагментом хромосомы донора. Процесс переноса генетической информации при помощи полового фактора называется сексдукцией. Трансдукция – перенос генов из одной бактериальной клетки в другую при помощи бактериофага. Трансдуцируется один ген, реже 2 и очень редко 3 сцепленных гена. При переносе генетического материала заменяется участок молекулы ДНК фага. Фаг при этом теряет свой собственный фрагмент и становится дефективным. Включение генетического материала в хромосому бактерии реципиентов осуществляется механизмом типа кроссинговера. Происходит обмен наследственным материалом между гомологичными участками хромосомы реципиента и материала, привнесённого фагом. Различают три вида трансдукции: неспецифическую, специфическую и абортивную. При неспецифической трансдукции в период сборки фаговых частиц в их головку вместе с фаговой ДНК может включиться любой из фрагментов ДНК поражённой бактерии. При специфической трансдукции профаг включается в определённое место хромосомы бактерии и трансдуцирует определённые гены, расположенные в хромосоме клетки донора рядом с профагом. Абортивная трансдукция - фрагмент хромосомы донора, перенесённый в клетку реципиента, не всегда включается в хромосому реципиента, а может сохраняться в цитоплазме клетки (только в одну из дочерних клеток). Трансформация – поглощение изолированной ДНК бактерии донора клетками бактерии реципиента. В процессе трансформации принимают участие 2 бактериальные клетки: донор и реципиент. Трансформирующий агент представляет собой часть молекулы ДНК донора, которая внедряется в генотип реципиента, изменяя его фенотип. Из клеток донора выделяются в окружающую среду молекулы или фрагменты молекул ДНК. Сначала эта ДНК адсорбируется на оболочке клетки реципиента. Затем через определённые участки её стенки при помощи специальных клеточных белков ДНК втягиваются внутрь клетки. В реципиентной клетке она становится одноцепочной. В ДНК реципиента включается одна из цепей трансформирующего фермента. Эта цепь вступает в синопсис с гомологичным участком хромосомы реципиента и встраивается в неё посредством кроссинговера. При этом участок ДНК реципиента замещается ферментом донора. Молекула ДНК со вставкой трансформирующего участка оказывается гибридной. При следующем удвоении возникают одна нормальная дочерняя молекула ДНК, другая - трансформированная. Установлено, что способность бактерий – реципиентов к трансформации определяется их физиологическим состоянием. Такое физиологическое состояние называется компетентностью. Трансформирующей способностью обладает только крупные молекулы ДНК. У бактерий сохранилась гомологичность некоторых участков ДНК.
28. Понятия: мутация, мутагенез, мутант. Классификация мутаций
Мутация – стойкое изменение в ДНК и кариотипе особи. Мутагенез - процесс возникновения мутации. Мутаген – фактор, вызывающий мутацию. Мутант – осыбь, у которой мутация проявилась. Классификация: І. По возможности наследования 1. соматические, возник в кл тела и по наследству не передаётся, но в организме появляется клон мутантных кл, одна из причин рака. 2. генеративные в гаметах или в зиготе, передаются по наследству.II По влиянию на жизнеспособ. 1 суперлитальные или полезные – повышают жизнеспособность. 2 нейтральные – не влияют на жизнеспособность. 3 вредные – понижают, в том числе а) сублетальные – выживания от 50-100% б) полулетальные – не более 50% выживаемости. 4. летальные -100%смертельный исход.III По способности проявляться у гетерозигот. 1. доминантные – проявляются в первом поколении. 2. рецессивные – проявл-ся, когда рецессивный мутантный ген перейдёт в гомозиготное состояние. IV. По направлению мутирования. 1. прямые – от нормы к мутации. 2. обратные – от мутации к норме. V. По причинам возникновения. 1. спонтанные – возникают в естественных условиях. 2. индуцированные – получают искусственным путём. VI. По фенотипу. 1. морфологические – изменение внешнего и внутреннего строения. 2. физиологические - влияют на плодовитость, продуктивность, резистентность. 3. биохимические – на обмен веществ. 4. поведенческие – на поведение. VII. По характеру изменения генетического материала. 1. геномные или числовые. 2. хромосомные или структурные. 3. генные или точковые. 4. цитоплазматические.
29. Геномные, хромосоиные, генные, цитоплазматические мутации
Мутация – стойкое изменение в ДНК и кариотипе особи. Геномная мутация – изменение числа хром-м в кариотипе. 1) полиплоидия – изменение числа хром-м, кратное гаплоидному набору. n- гаплоиды, 3n – триплоиды. Использ-ся в растениеводстве особенно n, 3n. У растений это возможно, т.е. они могут размножаться вегетативно. У животных 100 % полиплоиды погибают на стадии эмбриона. Причины полиплоидии: а) нерасхождение всего набора хром-м в мейозе, б) ошибка при оплодотворении. 2) анэуплоидия – увеличение (уменьшение0 числа хром-м в кариотипе на 1-2. 2n+1 – трисомия (синдром Дауна). 2n+2 – тетросомия. 2n-1- моносомия (синдром Тернера). 2n-2 – нулисомия. Причина – нарушение расхождения по одной паре хром-м в анафазе I. Мозаицизм – часть клеток тела имеет ненормальный набор хром-м из-за нарушения митоза во время раннего дробления зиготы. Хромосомная мутация – изменение формы, размера хром-мы, порядка расположения генов в ней. Могут быть сбалансированными (нет утраты или избытка генетического материала, они не проявляются фенотипически) и несбалансированными. Виды: внутрихромосомная (дупликация – в рез-те неравного кроссинговера в гомологичных хром-мах происходит удвоение участка одной хром-мы из пары - выживание; фрагментация – разрыв хром-мы на куски – летальный; инверсия – переворот участка хром-мы на 180º - не влияет на жизнеспособность; нехватки- потеря участка хромосомы: а) делеции – выпадение внутреннего участка, б) дефишенции – потеря конца хром-м – более 2% летально) и межхромосомная – транслокация – перемещение участка из одной хром-мы в другую, ей негомологичную (а) если обмен взаимный – транслокация реципрокная,б) если не взаимный – транспозиция, в) если 2 одноплечие хром-мы сливаются в области центромера, образуют одну равноплечую, то это транслокация Робертсона – эмбриональная смертность). Генная мутация – изменение отдельных нуклеотидов внутри гена. Может быть потеря, вставка, замена одного на другой или перенос на другое место, переворот нескольких нуклеотидов на 180º. Нуклеотид, затронутый мутацией – сайт. 5 типов (синтез белка): 1) гипоморфные – мутантный ген уменьшает синтез белка, 2) гиперморфные – увеличивает синтез белка, 3) аморфные – прекращает синтез белка, 4) неаморфные – синтезирует новый белок, 5) антиморфные – сиртезирует фермент, тормозящий синтез исходного белка. 3 вида (транскрипция): 1) миссенсмутация – замена нуклеотида в триплете заменяет аминокислоту в белке. 2) нонсенс – замена нуклеотида превращает триплет в терминатор. 3) мутация сдвига рамки чтения – вставка или выпадение нуклеотида изменяет аминокислотный состав белка. Цитоплазматическая мутация – изменение ДНК митохондрий и пластид, передаётся только по материнской линии.
30. Классификация мутагенов. Антимутагены
Мутаген – фактор, вызывающий мутацию. Классы: физические (основными мутагенами явл-ся ионизирующие излучения, ультрафиолетовые лучи и повышенная температура. К группе ионизирующих излучений относят рентгеновы лучи, γ-лучи и β-частицы, протоны, нейтроны. Ионизирующие излучения, проникая в клетки, на своем пути вырывают электроны из молекул, что приводит к образованию положительно заряженных ионов. Освободившиеся электроны присоединяются к другим молекулам, кот становятся отрицательно заряженными. В рез-те облучения клеток образуются свободные радикалы водорода (Н) и гидроксила (ОН), кот дают соединение Н2О2. Такие превращения в молекулах ДНК и кариотипе в приводят к изменению функций генетического аппарата клеток, возникновению точковых мутаций. Ионизирующие облучения могут нарушить процессы деления в соматических клетках, вследствие чего возникают нарушения и злокачественные образования), химические (это вещества химической природы, способные индуцировать мутации: алкилирующие соединения (диметил- и диэтилсульфат, фотрин), аналоги азотистых оснований и нуклеиновых кислот (кофеин), красители (акридин желтый и оранжевый), азотистая кислота, пероксиды, пестициды, минеральные удобрения (нитраты). Химические мутагены индуцируют генные и хромосомные мутации) и биологические (это простейшие живые организмы, вызывающие мутации у животных: вирусы, бактерии. Биологические мутагены вызывают широкий спектр мутаций в клетках животных (хромосомные). Антимутагены – вещества, в различной степени снижающие уровень мутабильности. Важная особенность их - стабилизация мутационного процесса до естественного уровня. Им присуща физиологичность действия (в высоких дозах могут действовать как мутагены – аргинин). Отдельные мутагены характеризуются специфичностью действия - они эффективны только по отношению к аберрациям хромосом или генным мутациям. Механизм действия антимутагенов связывают с нейтрализацией мутагена до его взаимодействия с ДНК; активацией ферментных систем детоксикации поступающих из среды загрязнителей; предотвращением ошибок в процессе репликации ДНК. Группы антимутагенов: 1) витамины и провитамины ( витамин Е снижает мутагенное действие ионизирующих излучений и химических соединений; витамин С способствует уменьшению частоты аберраций хромосом, вызванных ионизирующими излучениями; витамин А снижает естественное и искусственное мутирование в клетках у животных; витамина В снижает действия алкилирующих соединений, ультрафиолетового облучения путем усиления репарации.) 2) аминокислоты (аргинин, гистидин, метионин, цистеин). 3) ферменты (пероксидаза, каталаза). 4) фармакологические средства (интерферон). 5) группа веществ с антиокислительными свойствами (производные галловой кислоты). 6) комплексные соединения. Пути снижения концентраций вредных веществ: создание безотходных технологий; переход от химических средств борьбы в сельском хозяйстве на безвредные биологические; создание устойчивых сортов растений, не требующих химических средств защиты; выявление мутагенов в окружающей среде и их изъятие .
34. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости и его значение
Вавилов сформулировал закон гомологических рядов наследственной изменчивости: 1) генетически близкие виды и роды характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть существование параллельных форм у других видов и родов. Чем ближе генетически расположены в общей системе роды и линнеоны, тем полнее сходство в рядах их изменчивости; 2) целые семейства растений, в общем, характеризуются определенным циклом изменчивости, проходящей через все роды и виды, составляющие семейство. Этот закон имеет универсальный характер. Обнаружено сходство мутаций не только у растений, но и у животных. Так, были подмечены появления аналогичных форм аномалий у разных видов животных, что указывает на сходство строения многих ферментов и белков и соответственно на сходство генотипов у них. Эти данные подтверждают закон гомологических рядов. Зная формы аномалий у одного вида животных, следует предполагать, что они имеются или могут возникнуть и у другого вида, близкого с первым по происхождению.
35. Генная инженерия
Генная инженерия — раздел биотехнологии, связанный с целенаправленным конструированием новых комбинаций генетического материала, способного размножаться в клетке и синтезировать определенный продукт. Генная инженерия решает следующие задачи: 1) получение генов путем их синтеза или выделения из клеток; 2) получение рекомбинантных молекул ДНК; З) клонирование генов или генетических структур; 4) введение в клетку генов или генетических структур и синтез чужеродного белка. Получёние генов. Два способа: химический и ферментативный. Химическим путем синтезировали ген аланиновой т - РНК дрожжей. ,однако ген аланиновой т - РНК при введении в клетку кишечной палочки не функционировал, т.к. он не имел промотора и терминальных кодонов, которые дают сигнал о завершении синтеза иРНК. Осуществили синтез гена супрессорной тирозиновой т – РНК - оказался работоспособным. Химико-ферментативный обнаружили фермент обратную транскриптазу. При помощи неё вирусы могут синтезировать ДНК, используя в качестве матрицы иРНК. Ферментативным синтезом - транскрибирование комплементарной нити ДНК (гена) на молекулах РНК в пробирке. Система для синтеза представляет собой раствор, в котором содержатся все четыре нуклеотида, входящих в состав ДНК, ионы магния, фермент обратная транскриптаза и и – РНК. Рестриктирующие эндонуклеазы (рестриктазы). Важным событием для развития генной инженерии было открытие в клетках бактерий ферментов, способных разрезать молекулу ДНК в строго определенных местах. Ферменты эти называются рестриктирующими эндонуклеазами или рестриктазами, а процесс «разрезания» молекулы ДНК называется рестрикцией. Палиндромом называется последовательность ДНК, которая считывается одинаково в обоих направлениях, начиная от 3’-конца каждой цепи. Рекомбинантная ДНК — это искусственно полученная молекула ДНК. Она имеет форму кольца, включает ген, составляющий объект генетических манипуляций, и так называемый вектор, обеспечивающий размножение рекомбинантной ДНК и синтез в клетке хозяина определенного продукта, кодируемого внесенным геном. Векторы должны обладать особенностями: 1) иметь свойства репликона; 2) содержать один или несколько маркирующих генов, чтобы по фенотипу можно было определить факт его передачи. Соединение вектора с фрагментом ДНК может производиться путями: при помощи липких концов, под действием эндонуклеаз рестрикции; дополнительного синтеза полинуклеотидных фрагментов каждой из цепей ДНК (поли-А и поли-Т); соединения тупых концов при помощи Т4-лягазы. Размножение в бактериях идентичных рекомбинантных ДНК называется клонирование. Каждый клон бактерий содержит свою рекомбинантную ДНК. Введение в клетку рекомбинантных молекул и синтез чужеродного белка. Чаще всего рекомбинантные молекулы вводятся в клетки бактерий методом трансформации. В последние годы уделяется много внимания созданию генно-инженерных вакцин. Получают антигены из рекомбинантных микроорганизмов или культур клеток, в которые введен определенный ген возбудителя болезни. Этим методом получен материал для вакцинации против гепатита В, гриппа А, малярии, ящура, бешенства и др. Штаммы бактерий, продуцирующие вещества, активные в организме человека и животных, могут быть использованы для промышленного производства лекарственных препаратов.

36. Клеточная инженерия. Получение моноклональных антител
Под клеточной инженерией понимают метод конструирования клеток нового типа на основе их культивирования гибридизации и реконструкции. Культура клеток — метод сохранения жизнеспособности клеток вне организма в искусственно созданных условиях жидкой или плотной питательных сред. Для культивирования могут быть использованы клетки различных органов, лимфоциты, фибробласты, эмбрионы, клетки почек животных и человека, раковые клетки человека и т. д. Культуры, приготовленные непосредственно из тканей организма, называются первичными. В большинстве случаев клетки первичной культуры можно перенести из культуральной чашки и использовать для получения вторичных культур, которые можно последовательно перевивать в течение недель и месяцев. Технология культивирования некоторых клеток животных настолько хорошо отработана, что может быть использована в производственных целях для получения различных продуктов. Они используются как медицинские препараты. Получение моноклональных антител. Введение антигена (бактерий, вирусов и т. д.) вызывает образование разнообразных антител против многих детерминант антигена. В 1975 получены моноклональные антитела с помощью гибридомной технологии. Моноклональные антитела — это иммуноглобулины, синтезируемые одним клоном клеток. Моноклональное антитело связывается только с одной антигенной детерминантой на молекуле антигена. Гибридомная технология - слияние с помощью полиэтиленгликоля лимфоцитов сёлезенки предварительно иммунизированных организмов определенным антигеном с раковыми клетками, способными к бесконечному делению. Отбирают клоны клеток, синтезирующие необходимые антитела. Гибридомы - бессмертные клоны клеток, синтезирующие моноклональные антитела. Получение и использование моноклональных антител — одно из существенных достижений современной иммунологии. С их помощью можно определить любое иммуногенное вещество. В медицине моноклональные антитела можно использовать для диагностики рака и определения локализации опухоли, для диагностики инфаркта миокарда. Для использования в терапии моноклональные антитела можно соединять с лекарством благодаря специфичности антител они доносят это вещество непосредственно к раковым клеткам или патогенным микроорганизмам, что позволяет значительно повысить эффективность лечения. Можно использовать моноклональные антитела для определения пола у крупного рогатого скота на предимплантационной стадии развития, а также для стандартизации методов типирования тканей при трансплантации органов, при изучении клеточных мембран, для построения антигенных карт вирусов, возбудителей болезней.
37. Трансплантация и клонирование эмбрионов млекопитающих
Трансплантация—метод ускоренного воспроизводства высоко продуктивных животных путем получения и переноса одного или нескольких эмбрионов от высокоценных животных (доноров) менее ценным животным (реципиентам). Использование трансплантации позволяет получать от одной генетически ценной самки в десятки раз больше потомства. Приемы: 1) гормональное вызывание суперовуляции; 2) осеменение доноров семенем производителей, оцененных по качеству потомства; 3) извлечение и оценку качества эмбрионов, сохранение и пересадку или криоконсервирование эмбрионов в жидком азоте, оттаивание и пересадку. Цели: 1) размножения генетически ценных особей; 2) получения идентичных животных путем разделения ранних эмбрионов. 3) сохранения мутантных генов, малых популяций; 4) получения потомков от бесплодных, но генетически ценных по генотипу животных; 5) выявления вредных рецессивных генов и хромосомных аномалий; б) повышения устойчивости животных к болезням; 7) акклиматизации импортных животных иностранных пород; 8) определения пола эмбриона и получения животных определенного пола; 9) межвидовых пересадок; 10) получения химерных животных, которые развиваются из ранних эмбрионов, полученных из бластомеров разных животных. Клонирование - получение эмбриональных клонов. Метод пересадки ядер соматических клеток зародышей в энуклеированные яйцеклетки лягушек. Разрушали ядра яйцеклеток лягушки ультрафиолетовыми лучами, затем в каждое из яиц вводил ядро из дифференцированной клетки плавающего головастика. Такие ядра вызывали развитие генетически идентичных эмбрионов и взрослых лягушек (клон головастика). Метод культивирования клеток кожи взрослых лягушек. При использовании ядер соматических клеток взрослых животных развитие клонов ограничивалось стадией головастиков. Ядра взрослых организмов и даже поздних эмбрионов по каким-то причинам утрачивают свои потенции. Метод разделения эмбрионов на ранней стадии развития. Если количество клеток эмбриона (бластомеров) не превышает 16, они еще не дифференцированы. Это позволяет разъединять эмбрионы (бластулы) на 2 и большее число и получать однояйцевых близнецов.
38. Химерные и трансгенные животные
Понятие химера означает составное животное - искусственном объединении эмбриональных клеток двух и более животных. Животные могут быть как одной породы, так и разных пород и даже разных видов. Два метода получения химер: 1) агрегационный - объединение двух и более морул или бластоцист в один эмбрион; 2) инъекционный - микроинъекция клеток внутриклеточной массы бластоцисты доноров в бластоцель эмбриона-реципиента. Имеются внутривидовые и межвидовые химеры лабораторных животных и с/х животных. В потомстве химерных животных не сохраняется родительский генотип, происходит расщепление, и нарушаются ценные генетические комбинации. Трансгенные животные, в геном которых интегрируют чужеродные гены. Трасгеноз— экспериментальный перенос генов, выделенных из определённого генома или искусственно синтезированных, в другой геном. В ряде экспериментов было установлено, что мыши, развивающиеся из зиготы, в которую была введена чужеродная ДНК, содержат в своем геноме фрагменты этой ДНК, а иногда у них происходит и экспрессия чужеродных генов. Мышам были введены гены: гемоглобина кролика, β - глобина человека, лейкоцитарного интерферона человека, гормона роста крысы и человека. Схема получения трансгенных животных: 1) выбор, получение и клонирование чужеродного гена; 2) получение зигот и выявление пронуклеусов; З) микроинъекция определенного числа копий генов в видимый пронуклеус; 4) трансплантация зиготы в половые пути гормонально подготовленной самки; 5) оценка родившихся животных по генотипу и фенотипу.
39. Полное доминирование. Пример и схема
Полное доминирование – когда у гетерозигот доминантная аллель подавляет полностью рецессивный. Пример: у морских свинок всклоченность шерсти доминирует над гладкой. А – всклоченная, а – гладкая: Аа*Аа=АА,Аа,Аа,аа; б) Аа*аа=Аа,Аа,аа,аа. Может быть и доминантный и рецессивный.
40. Неполное доминирование. Пример и схема
У гетерозигот рецессивный признак частично проявляется, поэтому она отлична от гомозигот доминантных меньшей степенью развития доминантных признаков. А – красный, а – белый: 1)АА*аа=Аа 2)Аа*Аа=АА,Аа,Аа,аа.

41. Промежуточное наследование. Пример и схема
У гетерозигот аллели в паре равноправны, поэтому оба альтернативных признака проявляются с одинаковой интенсивностью. Такие равноправные аллели обозначают одной большой буквой с индексом: А – красная, А' – белая, АА' – чалая. 1)АА*А'А'=АА' 2)АА'*АА'=АА,2АА',А'А'
42. Сверхдоминирование. Гетерозис и его использование в животноводстве
Сверхдоминирование – превосходство детей над родителями. Гетерозис - превосходство детей над родителями по продуктивности, плодовитости, жизнеспособности. Проявляется только в F1, чтобы поддерживать гетерозис в течении нескольких поколений используют особый вид скрещивания – переменная. Гетерозис получается при спаривании гомозиготных, разных по генотипу родителей, чтобы у детей возросла гетерозиготность, но и в этом случае гетерозис бывает не всегда, а только при удачном сочетании родительских генов. Виды: 1) истинный – превосходство детей над лучшим родителем (отцом); 2) гипотетический – превосходство над средним арифметическим показателем продуктивности родителей; 3) относительная – превосходство над худшим родителем (мать). Если дети хуже худших родителей – гибридная депрессия. Гипотезы: 1) Гипотеза доминирования. У детей доминантные гены, прошедшие отбор и значительно благоприятно влияющие на организм, подавляют действие рецессивного гена. 2) Гипотеза сверхдоминирования. У гетерозигот разнообразнее состав ферментов и значительно выше уровень обмена веществ. 3) Гипотеза генетического баланса. При повышении гетерозиготного возникновения нов сочетаний генов по типу эпистаза и комплиментарности, в том числе благоприятных сочетаний.

43. Плеотропное действие генов. Пример и схема
Плеотропия – (множественное деление гена) – один ген влияет на 2 признака и более, т.к. контролирует синтез ферментов, участвующих в различных обменных процессов в кл и в организме в целом. Т – белая, ts – бежевая: 1) Tta*tsts=Tts,Tts,tats,tsta; 2) Tts*tats=Tta,Tts,tsta,tsts.
44. Множественный аллелизм. Пример и схема
Каждый ген в норме имеет 2 аллели. Иногда в результате мутации у гена образуется более 2 аллелей. Множество образует серию аллелей данного гена, обозначаются лдной буквой с разными индексами. Пример: шерсть у кроликов: С-агути, сsh –шиншилла, ch – гималайский, с – альбинос. В одной серии может быть сразу несколько типов доминирования. С>сsh> ch> с – полное доминирование; сsh> ch, ch> с – неполное доминирование. Любой организм может иметь только 2 аллеля из общей серии, одинаковых или разных.
45. Кодоминирование. Пример и схема
Кодоминирование – проявление в потомстве признаков обеих родителей - тип наследования групп крови и полиморфных белков. У к.р.с. 2 типа групп крови (Нв): Нв(в степени)А, Нв(в степени)В: 1) НвА/НвА*НвВ/НвВ = НвА/НвВ; 2) НвА/НвВ* НвА/НвВ = НвА/НвА, 2НвА/НвВ,НвВ/НвВ.

46. Возрастное, анализирующее, рецепрокное скрещивание. Пример. Практическое использование
Скрещивание гибридов первого поколения (Аа) с особями, сход ными по генотипу с родительскими формами (АА или аа), называется возвратным. А – белый, а – чёрный: Аа*АА=2Аа,2АА. 2) Аа*аа=2Аа,2аа. Скрещивание с рецессивной родительской формой (аа) получило название анализирующего. Применяется при гибридологическом анализе, когда нужно установить генотип интересующей нас особи. А – белый, а – чёрный: Аа*аа=2Аа,2аа. Рецессивные наследственные задатки в гетерозиготном организме остаются неизменными и вновь проявляются при встрече с такими же рецессивными наследственными задатками. Позднее на основании этих наблюдений. Скрещивание, при котором исходные родительские формы меняются местами – реципрокные и сост. из 2-х скрещиваний прямого и обратного. Широко применяется в птицеводстве и свиноводстве.
47. Менделевские законы наследственности. Неменделевское наследование признаков
I закон - единообразия первого поколения гибридов (правило доминирования). При скрещивании 2 гомозиготных организмов, отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных признаков, всё первое поколение гибридовокажется единообразным и будет нести признак одного родителя (при условии полного доминирования). 2 закон – закон расщепления признаков – в потомстве, полученном от скрещивания гибридов первого поколения, наблюдается явление расщепления: четверть особей из гибридов второго поколения имеет рецессиный признак, три четверти – доминантных. Расщепление по фенотипу – 3:1, по генотипу -1:2:1. При неполном доминировании в потомстве гибридов (F2) расщепление по генотипу и фенотипу совпадает (1:2:1). Все гомозиготные организмы имеют признаки родителей – доминантные или рецессивные, все гетерозиготные имеют промежуточные признаки. 3 закон – независимого комбинирования (наследования) признаков и генов – при скрещивании 2 гомозиготных особей, отличающихся друг от друга по двум парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях. Этот закон применим лишь к наследованию альтернативных генов, находящихся в разных парах гомологичных хромосом. Пример: ген окраски семян гороха расположены в одной паре хромосом, а гены обусловливающие форму семян гороха, - в другой. Неменделевское наследование признаков. 1) наследование, сцепленное с полом; 2) митохондриальные болезни 1 класса – участие мутационного белка в реакциях синтеза АТФ; причина мутации в генах митохондральная ДНК; 3) геномный инбридинг, когда отцовские и материнские гены работают по разному. Отцовские гены важны для развития плаценты, а материнские для разв. тела эмбриона. Если в яйцеклетку лишённую ядра прони-вают 2 спермия. То образуется зигота с диплоидным набором отцовских хромосом – ткани эмбриона не развиваются. Если имеется 2 набор материнских хромосом, то развивается эмбриональная опухоль – тератома.
48. Эпистаз. Пример и схема.
Эпистаз – подавление генов из одной пары аллелей доминантного и рецессивного генов из другой пары аллелей. Подавляющий ген – эпистатический или супрессор, или ангибитор; подавляющий ген – гипостатичный. Виды: 1) доминантный – супрессор явл доминантным геном 12:3:1 или 13:3; 2) рецессивный – супрессор – рецессивный ген 9:7 или 9:3:4. А – серая (супрессор), а – не влияет, В – вороная, в – рыжая. 1) ААВВ*аавв=АаВв; 2) АаВв*АаВв=2Аавв, ААВВ, 2ААВв, Аавв, 2АаВВ, 4АаВв, ааВВ, 2ааВв, аавв. 12:3:1

49. Комплиментарность. Пример и схема
Комплиментарные – дополняющие друг друга – доминантные неаллельные гены, которые при совместном действии в гомо- и гетерозиготном состоянии вызывают развитие нового признака, которого не было у родителей. Однако, этот новый признак явл атавизмом, т.е.для комплементарности характерно возвращение к дикому фенотипу в F1. 9:7 или 9:3:4 или 9:6:1. У душистого горошка окраска цветов определяется 2-мя парами генов. А, а – В,в – белые, А?В? – пурпурный. 1) Аавв*ааВВ=АаВв – пурпурные; 2) АаВв*АаВв=9:7
50. Новообразование. Пример и схема
Новообразование –это разновидность комплементарности. Характеризуется тем, что в F1появл нов признак, которого не было у родителей и которые не встречались в природе. 9:3:3:1 (F2). А – розовитый, а – не влияет,В – гороховодный, в – не влияет, аавв – простой, А?В? – ореховидный (новообразование). 1) Аавв*ааВВ=АаВв; 2) АаВв*ААВв=9А?В?, 3А?вв, 3ааВ?, аавв.
51. Гены - модификаторы. Пример и схема
Гены - модификаторы – не имеют собственного влияния на признак, однако изменяют действие др генов из неаллельных пар, тем самым вызывая модификаторы (изменения) простых признаков. 9:3:4 (F2).с ними связаны понятия – пенетрантности, экспрессивности. Пенетрантность – способность гена проявиться фенотипически, выражается в процентах и бывает полной (у всех особей популяции, имеющих данный ген, он проявляется в виде признака) и неполной (у некоторых особей ген имеется, но внешне не проявляется). Экспрессивность – степень проявления признака, т.е. один и тот же признак у разных особей выражен с разной интенсивностью. А – чёрный, а – коричневый, В – модификация ослабляет чёрн до дымчатого, А?В? – дымчатый, в – не влияет. 1) Аавв*ааВВ=АаВв; 2) АаВв*АаВв=9А?В?, 3А?вв, 4аа??
52. Полимерия. Пример и схема. Особенности наследования количественных признаков
Полимерия – на один признак влияют несколько неаллельных, но сходно действующих генов. Такие гены наз полимерными (множественными). Они обладают аддитивным (суммирующим) действием, т.е. чем больше таких генов, тем ярче выражен признак, который они определяют. 15:1 или 1:4:6:4:1 – для качественных признаков; 1:4:6:4:1 – для колич (F2). Окраска зерновки у пшеницы определяется 2-мя парами полимерных генов. А1 – АААА- тёмно-красный –1; а1 – АААа – красный-4; А2 –Аааа – светло – красный –6; а2 – Аааа – бледнокрасный – 4; аааа – белый. 1) А1А1А2А2*а1а1а2а2=А1а1А2а2; 2) А1а1А2а2*А1а1А2а2=1:4:6:4:1
53. Явление сцепленного наследования. Полное сцепление генов и признаков
Гены, расположенные в одной хромосоме, представляют собой группу сцепления. Сцепление генов - это совместное наследование генов, расположенных в одной и той же хромосоме. Количество групп сцепления соответствует гаплоидному числу хромосом. Сцепление генов, расположенных в одной хромосоме, может быть полным или неполным. Полное сцепление: Морган скрещивал черных длиннокрылых самок с серыми с зачаточными крыльями самцами. У дрозофилы серая окраска тела доминирует над черной, длиннокрылость - над зачаточными крыльями. Серое тело - А, черное тело а; длиннокрылые - В, зачаточные крылья - в. При спермиогенезе в период мейоза гомологичные хромосомы расходятся в разные половые клетки. 1) АА//АВ*ав//ав=4АВ//ав; 2) АВ//ав*АВ//ав=АВ//АВ, АВ//ав, ав//АВ, ав//ав. Если гены наход в аутосомах, то при полном сцеплении в F1 будет единообразие по фенотипу, а в F2 – 3:1, по скольким бы признакам не различались родители, т.к. изучается одна пара хромосом.
54. Явление неполного сцепления в наследовании признаков
В результате скрещивания потомки имели сочетание признаков, как у исходных родительских форм, но появились особи и с новым сочетанием признаков - сцепление неполное. В – серое, в – чёрное, V – нормальные, v - зачаточные. Bv||Bv*bV||bV=Bv||bV; самок из первого поколения скрестили с самцами анализаторами: BV//bV*bv//bv=Bv//bv,bV//bv – не кроссоверное. Bv//bV*bv//bv=2bv//bv, 2BV//bv – кросоверное. Обмен гомологичных хромосом своими частями называется перекрестом или кроссинговером. Особей с новыми сочетаниями признаков, образовавшимися в результате кроссинговера, называют кроссоверами. Количество появления новых форм зависит от частоты перекреста, которая определяется по следующей формуле: Частота перекрёста = (Число кроссоверных форм)·100/ Общее число потомков. За единицу измерения перекреста принята его величина, равная 1 %. Ее называют морганидой. Величина перекреста зависит от расстояния между изучаемыми генами. Чем больше отдалены гены друг от друга, тем чаще происходит перекрест; чем ближе они расположены, тем вероятность перекреста меньше.
55. Карты хромосом. Пример их построения
Карта хромосом - план расположения генов в хромосоме. Гены расположены в хромосомах в линейной последовательности на определенных расстояниях друг от друга. Явление торможения кроссинговера на одном участке кроссинговером на другом получило название интерференции. Чем меньше будет расстояние, разделяющее три гена, тем больше интерференция. Принимая во внимание линейное расположение генов в хромосоме, взяв за единицу расстояния частоту кроссинговера, Морган составили первую карту расположения генов в одной из хромосом дрозофилы: сh___13.6___ y___28.2___b. При построении карт указывают не расстояние между генами, а расстояние до каждого гена от нулевой точки начала хромосомы. Доминантный аллель обозначается прописной буквой, рецессивный - строчной. После построения генетических карт встал вопрос о том, отвечает ли расположение генов в хромосоме, построенное на основании частоты кроссинговера, истинному расположению. Каждая хромосома по длине имеет специфические рисунки дисков, что позволяет отличать разные ее участки друг от друга. Материалом для проверки служили хромосомы, у которых вследствие мутации возникали различные хромосомные перестройки: не хватало отдельных дисков, или они были перевернуты, или удвоены. Физические расстояния между генами на генетической карте не вполне соответствуют установленным цитологическим. Однако это не снижает ценности генетических карт хромосом для предсказания вероятности появления особей с новыми сочетаниями признаков. На основании анализа результатов многочисленных экспериментов с дрозофилой Т. Морган сформулировал хромосомную теорию наследственности, сущность которой заключается в следующем: 1) гены находятся в хромосомах, располагаются в них линейно на определенном расстоянии друг от друга; 2) гены, расположенные в одной хромосоме, относятся к одной группе сцепления. Число групп сцепления соответствует гаплоидному числу хромосом; З) признаки, гены которых находятся в одной хромосоме, наследуются сцеплено; 4) в потомстве гетерозиготных родителей новые сочетания генов, расположенных в одной паре хромосом, могут возникать в результате кроссинговера в процессе мейоза. Частота кроссинговера зависит от расстояния между генами; 5) на основании линейного расположения генов в хромосоме и частоты кроссинговера как показателя расстояния между генами можно построить карты хромосом.
57. Бисексуальность, интерсексуальность, гиандроморфизм, химеризм по половым хром-мам. Роль гормонов и условий среды в развит признаков пола
Любая зигота имеет х-хром-мы и аутосомы, т.е. имеет гены и женского и мужского пола, т.е. генетически любой организм бисексуальный (двуполый). Интерсексы – гермофродиты – особи с развитыми и женскими и мужскими признаками. 2 типа: истинные – имеют женские и мужские половые железы из-за нарушения баланса генов; условные – имеют железы одного пола, а наружный половой признак другого пола из-за нарушения баланса гормонов. Иногда у насекомых и животных встречается гиандроморфы – одна часть тела имеет женские признаки, а другая – мужские. Причины: зигота женского пола разделяется на 2 бластомера. Один из них потерял одну х-хром-му. Из этого бластомера будет развиваться мужская половина тела. Химеризм по половине хромосом хх/ху встречается у многоплодных животных, у бычков – когда в одном и том же организме содержатся хх- хромосомы, а воспроизводство ху- хромосом нарушено. При обычном кормлении вырастают самцы, а если в корм добавлять женские половые гормоны, то вырастают самки (рыбки мальки). Если личинка морского червя прикрепится ко дну моря – самка, если к хоботку самки – самец.

58. Типы детерминации пола у животных. Первичное и вторичное соотношение полов. Проблема регулирования пола
Детерминация обеспечивает образование равного кол-ва самцов и самок, что необходимо для нормального самовоспроизведения вида. Типы: 1) эпигамный – пол особи определяется в процессе онтогенеза, зависит от внешней среды. 2) прогамный – пол определяется в ходе гаметогенеза у родителей особи. 3) сингамный – пол определяется в момент слияния гамет. Первичное и вторичное соотношение полов: соотношение полов, кот определяется в момент слияния гамет, наз-ся первичным, всегда 1:1. Любое изменение в соотношении полов, как до, так и после рождения, наз-ся вторичным. Обычно после рождения оно смещается в пользу женского пола, поэтому у многих видов животных и у чел-ка мужских особей рождается больше, чем женских: кролики – 57%, человек – 51%, птицы – 59%. Проблема регулирования пола: имеет важное хозяйственное значение. Н-р: в молочном скотоводстве, в яичном птицеводстве желательны самки, а там, где основной продукт – мясо, лучше самцы. Проблема в том, чтобы разделить сперму на х- и у- фракции. Способы: 1) электрофорез – х – спермии имеют отрицательный заряд – движутся к катоду, а у – спермии – к аноду. Гарантия 80%. 2) Метод осаждения – х – сперма более плотная и осядает вниз, а у – остаётся сверху. 3) Использование набора кислот для изменения рН женских половых путей для создания условий только для х – или только для у-. 4) Партеногенез: геногенез – получение самок – рентгеновскими лучами облучают овоцит. первого порядка, тем самым задерживают расхождение хром-м, образ-ся яйцеклетка с диплоидным набором хром-м, в кот без оплодотворения развивается самка. Андрогенез – получение самцов – ядро яйцеклетки убивают лучами рентгена, затем в неё проникают два спермия, ядра сливаются, давая диплоидный набор, будет самец. 5) Метод разделения спермы на фракции по кол-ву ДНК в спермиях. 6) Чем моложе родители, тем вероятность рождения у них мужского пола больше. 7) Чем больше спермы в половых путях самки, тем вероятнее рождение мужского пола. 8) Чем больше хранится сперма – самка. 9) У птицы кормление: если петуху в корм добавлять Са, то самка, а если К – самцы. 10) В любой популяции действует закон равновесия, т.е. соотношение полов стремится 1:1.
59. Основные положения хромосомной теории наследственности
На основании анализа результатов многочисленных экспериментов с дрозофилой Т.Морган сформулировал хромосомную теорию наследственности, сущность которой заключается в следующем: 1) гены находятся в хромосомах, располагаются в них линейно на определенном расстоянии друг от друга; 2) гены, расположенные в одной хромосоме, относятся к одной группе сцепления. Число групп сцепления соответствует гаплоидному числу хромосом; З) признаки, гены которых находятся в одной хромосоме, наследуются сцеплено; 4) в потомстве гетерозиготных родителей новые сочетания генов, расположенных в одной паре хромосом, могут возникать в результате кроссинговера в процессе мейоза. Частота кроссинговера зависит от расстояния между генами; 5) на основании линейного расположения генов в хромосоме и частоты кроссинговера как показателя расстояния между генами можно построить карты хромосом.
60. Наследование признаков, сцепленных с полом
Признаки, гены которых наход-ся в половых хром-мах, наз-ся сцепленные с полом. В у - хром-ме генов. почти нет, поэтому если говорят, что признак сцеплен с полом, значит ген наход-ся в х - хром-ме. Если ген расположен в у - хром-ме, то это обычно оговаривается. У чел-ка известно около 300 генов, находящ-ся в х - хром-ме и вызывающих наследственные болезни. Почти все они рецессивны. Наиболее известны: гемофилия, дальтонизм, мускульная дистрофия. Если рецессивный ген болезни сцеплен с х - хром-мой, то носителем явл-ся женщина, а болеют мужчины, т.к. у них этот ген наход-ся в одинарной дозе или гомозиготном состоянии. Доминантны х - сцепленных заболеваний известно мало, в том числе некоторые формы рахита, нарушение сегментации кожи. Считается, что мутация в х - хром-ме чаще происходит в сперматогенезе, т.е. у отца и эту х-хром-му получит дочка. Наследование, сцепленное с у - хром-мой: в у - хром-ме наход-ся около 35 генов, в том числе 7 вызывают болезни (гипертрикоз, нарушение сперматогенеза). Т.к. отец передает у - хром-му только сыну, такие болезни наследуются по мужской линии и наз-ся голондрическими. У животных известно только х - сцепленное рецессивное наследование, в том числе гемофилия у собак, бесшерстность у телят, отсутствие зубов, деформация передних ног у телят, карликовость у кур.
61. Наследование, ограниченное полом. Наследование, контролируемое полом
Признаки, ограниченные полом: гены их наход-ся в аутосомах, т.е. есть у обоих полов, но проявляются только у одного пола. 1) Молочная продуктивность. 2) Яичная продуктивность. 3) Икра у рыб (у женского пола). 4) Яркое оперение (у самцов). К числу нежелательных, ограниченных полом признаков, относятся: 1) триторхизм, 2) аномалия спермиев (у самцов), 3) недоразвитие частей половых органов (у самок). Признаки, контролируемые полом: гены в аутосомах, т.е. есть у обоих полов и проявляются также у обоих, только у одного пола чаще или интенсивнее, чем у другого. 1) Комолость доминирует у овец, рецессивно у баранов. 2) Заращение яйцеводов и семяпроводов у птиц доминантно у самок и рецессивно у самца. 3) Атаксия (расстройство координации движения) доминантно у самок и рецессивно у самца. 4) Искривление киля у птицы доминантно у самцов и рецессивно у самок. 5) Наследственное облысение доминантно у мужчин и рецессивно у женщин. 6) Указательный палец длиннее безымянного доминантно у мужчин и рецессивно у женщин.
62. Понятие популяции. Типы. Свойства
Популяция – совокупность особей данного вида, в течение длительного времени населяющая определённое пространство (ареал), состоящ из особей, кот свободно скрещиваются др с другом и отдалённая от других популяций. Свойства: 1) группа животных одного вида. 2) определённая численность. 3) ареал распространения. 4) свободно скрещиваются. 5) имеют определённый генофонд – совокупность аллелей, входящих в состав популяции. Типы: земноводные, наземные, почвенные.
63. Факторы, изменяющие структуру популяций
Популяция – совокупность особей данного вида, в течение длительного времени населяющая определённое пространство (ареал), состоящ. из особей, кот свободно скрещиваются др. с другом и отдалённая от других популяций. Основные Факторы: мутации, естественный и искусственный отбор, дрейф генов, миграции. Спонтанные мутации каждого гена происходят с низкой частотой. Мутации, возникающие в половых клетках родительского поколения, приводят к изменению генетической структуры потомства. Генетическая структура популяций изменяется под действием естественного и искусственного отбора. Действие естественного отбора сост в том, что преимущественное размножение имеют особи с высокой жизнеспособностью, плодовитостью, т.е. более приспособленные к условиям окружающей среды. При искусственном отборе значение имеют признаки продуктивности, и признаки приспособленности к условиям окруж среды. Распространение мутаций может произойти в результате миграций. Когда импортные производители популяций были носителями мутаций и распространяли генетические аномалии при использовании при воспроизводстве местных популяций. Генетич структура популяций может измениться в силу случайных генетикоа-втоматических проц-сов (дрейфа генов) – случайное ненаправленное изменение частот аллелей в популяции. В некоторых популяциях мутантный аллель полностью вытесняет нормальный – результат дрейфа генов.
64. Отбор в популяциях и чисой линии. Закон Харди-Вайнберга и его использование для определения генетич структуры популяции
Популяция – совокупность особей данного вида, в течение длительного времени населяющая определённое пространство (ареал), состоящ. из особей, кот свободно скрещиваются др. с другом и отдалённая от других популяций. Генетическая структура популяций изменяется под действием естественного и искусственного отбора. Действие естественного отбора сост. в том, что преимущественное размножение имеют особи с высокой жизнеспособностью, плодовитостью, т.е. более приспособленные к условиям окружающей среды. При искусственном отборе значение имеют признаки продуктивности, и признаки приспособленности к условиям окруж среды. Чистые линии – потомство, полученное только от одного родителя, и имеющ с ним полное сходство по генотипу. В отличие от популяций они хар-ся полной гомозиготностью. В чистой линии отбор невозможен, т.к. все особи, входящие в неё имеют идентичный набор генов. Закон Харди-Вайнберга: при отсутствии факторов, изменяющих частоты генов популяции при любом соотношении аллелей от поколения к поколению, сохраняют эти частоты аллелей постоянными. Харди и Вайнберг провели математич. анализ распределения генов в больших популяциях, где нет отбора, мутаций и смешивания популяций. Они установили. Что такая популяция находится в состоянии равновесия по соотношению генотипов, что определяется формулой: p²AA + 2pqAa + q²aa = 1. где р. – частота доминантного гена А, q – частота его рецессивного аллеля а. Пользуясь формулой, можно рассчитать частоту гетерозиготных носителей некоторых форм рецессивно обусловленных аномалий в стадии КРС, проанализировать сдвиги в генных частотах по конкретным признакам в результате отбора, мутаций и других факторов.
65. Генетический груз и методы его оценки
Генетический груз - совокупность вредных генных и хромосомных мутаций. Различают мутационный (формируется вследствие новых мутаций) и сегрегационный (в результате расщепления и перекомбинирования аллелей при скрещивания гетерозиготных носителей «старых» мутаций). Частота летальных, полулетальных и субвитальных мутантных генов, передающихся из поколения в поколение в форме мутационного генетического груза, из-за трудности идентификации носителей не поддается точному учету. Величина генетического груза по формуле Мортона log еS = А + ВF, где S- часть потомства, оставшаяся в живых; А - смертность, В - ожидаемое увеличение смертности, F - коэффициент инбридинга. Уровень генетического груза можно определять на основании фенотипического проявления мутаций (уродства), анализа типа их наследования, частоты в популяции. Определяют генетический груз популяции путем сравнения частот мертворожденных в родственных и неродственных подборах родительских пар. Хромосомные мутации являются составной частью генетического груза. Учет их ведется прямым цитологическим методом.
66. Использование инбридинга в животноводстве
Спаривание животных, находящихся в родственных отношениях, назыв инбридингом. Виды: 1) смешивание родства (брат х сестра, бабка х внук, внучка х дед). 2) близкий инбридинг (степень родства: II x III, III x II, IV x I, I x IV, III x III). 3) умеренный (III x IV, IV x III, IV x IV), 4) отдалённый (спариваются родственники в пятом поколении и далее). Чем ближе родство, тем быстрее рецессивные летальные и полулетальные гены перейдут в гомозиготное состояние и проявятся инбредная депрессия. Поэтому инбридингом разрешают пользоваться только в племенных заводах в определённых целях: 1) для выявления производителей, носителей летальных и полулетальных генов; а) если ген полулетальный, то используется анализирующее скрещивание аа х Аа (носитель) – аа (урод), б) если ген летальный, то используется кровосмешение, обычно отец-дочь Аа х Аа – аа (урод). 2) Кровосмешение используется для закрепления наследственности выдающегося животного у его потомков. В каждом поколении инбридных потомков ведут строгий отбор по жизнеспособности. 3) Кровосмешение и близкий инбридинг используют при выведении новых пород. Потомство от скрещивания разных пород – помесь. Оно имеет богатую, но высокую гетерозиготность. Для закрепления наследственности помесей их скрещивают сначала с отцом, потом с дедом. 4) Умеренный и отдалённый инбридинг применяют при разведении животных по линиям.
67. Группы. Системы крови и их номенклатура. Получение реагентов для определения групп крови
Группа крови – молекулы белка на поверхности эритроцитов. В течении жизни группы крови не меняются, т.е.зависит от генотипа. Совокупность групп крови, которая определяется одним геном наз. системой крови. В разных системах имеется разное число групп крови. Гены, кот влияют на сист крови, расположены в аутосомах и наследуются независимо друг от друга. Эти гены образуют серию множественных аллелей. Благодаря огромному кол-ву аллелей группы крови у разных особей не совпадают, за исключением однояйцевых близнецов. Совокупность всех групп крови у особи – тип крови, а в популяции – кровяной тип. Аллели в паре взаимодействуют по типу кадоминирования. Реже по типу полного доминирования. Группы и сист крови обозначают заглавными буквами лат алфавита с подстрочными и надстрочными индексами. Генотип В (а/в). Фенотип В (а+в+)=Вав. Генотип – ген В, гетерозигота, а\в аллели. Фенотип – система крови В, группа крови а и в. Для получения реагентов проводят серологические реакции, взаимодействия между эритроцитарным антигеном (группа крови) и специфич антителом по принципу агглютинации (склеивание эритроцитов), преципитации (осаждение эритроцитов), гемолиза (разрушен эритроцитов). В образец крови вносят моноспецифическую сыворотку с антителами на конкретный эритроцитарный антиген. Получение моноспецифической сыворотки: Кровь от животного – донора, имеющего антигены Ас, Ва и Са, вводят реципиенту с антигеном Ас, но не имеющему антигенов Ва и Са. У реципиента вырабатываются антитела к антигенам Ва и Са. Антитела против антигена Ас не образуется, т.к. у реципиента есть этот фактор. В сырой сыворотке абсорбируют ненужные антитела, в данном случаи Са, эритроцитами третьего животного, имеющего антиген Са. Потом из сыворотки путём центрифугирования удаляют эритроциты с абсорбированными на них антителами Са. Полученную моноспецифическую сыворотку можно использовать для выявления антигена Ва в эритроцитах других животных.
68. Значение групп крови для животноводства и ветеринарии
1) для контроля достоверности происхождения (если у потомка обнаружена группа крови, кот нет хотя бы у одного родителя – значит это не его родители – если наследование доминантное). 2) для иммуногенетического анализа близнецов (если близнецы из двух разных зигот – они двуяйцовые, имеют разный генотип и разный тип крови; если они из одной зиготы, то всё одинаковое). Однояйцовые близнецы использ-ся в опытах по ветеринарии и физиологии: у КРС у 90 % всех двоен возникает сращение кровеносных сосудов в эмбриональный период, происходит обмен эритроцитами – мозаицизм эритроцитов. Все тёлки с мозаичными эритроцитами бесплодны, т.к. половой гормон у бычка начинает выделяться раньше и подавляет нормальное развитие половой системы тёлки - тёлки из разнополых двоен - фримартины. 3) группа крови использ-ся для определения происхождения пород. Если у разных пород обнаружены одинаковые и при этом редкие группы крови, то эти породы находятся в родстве. 4) для отбора животных по продуктивности и резистентности. Ищут связь между группами крови и продуктивностью. Наличие такой связи объясняет: а) плейотропным действием гена, б) сцепленным наследованием гена. 5) группа крови использ-ся при составлении карт хромосом. 6) по группам крови можно предсказать генетическую несовместимость матери и плода. При изучении Макак – резус на поверхности их эритроцитов открыли новую систему крови, кот назвали резус-фактор. В этой системе всего одна группа крови. Если особь имеет дополнительный ген, то уже резус-фактор есть (резус положительный Rh+). Если особь рецессивная, резус-фактора нет (резус отрицательный Rh-).
69. Явление полиморфизма, основные системы полиморфизма с\х животных, методы выявления, значение
Полиморфизм - одновременное присутствие двух или более генетических форм одного вида в таком численном отношении, что их не отнести к повторным мутациям. Ген, представленный более чем одним аллелем, называют полиморфным геном. Основными методами изучения полиморфизма белков и ферментов являются электрофорез в крахмальном геле и иммуноэлектрофорез. Система: 1) Гемоглобин. Аллели гемоглобинового локуса обозначаются так: HbA, HbB и т. д., а генотип – HbAHbA, HbBHbB и т. д., фенотип – HbB, HbA. Замещение аминокислот в белке может вызвать функциональные различия полиморфных форм. Сбалансированный полиморфизм - когда приспособленность гетерозигот выше, чем гомозигот, а оба аллеля сохраняются в популяции с промежуточной частотой. Функция гемогломина – перенос кислорода из органов дыхания к тканям и перенос углекислого газа от тканей в органы дыхания. 2) Трансферрин. Функции: переводит железо плазмы в диионизированную форму и переносит его в костный мозг, где оно используется вновь для кроветворения и подавляет размножение вирусов в организме. 3) Белок церулоплазмин играет роль в обмене меди в организме, являясь основным переносчиком ее в ткани. Генетически детерминируемые антигенные варианты сывороточных белков, по которым различают особей одного вида, называют аллотипами. Аллогруппа - совокупность аллотипов, наследуемых как одна группа. Совокупность сцепленных генов одной хромосомы, контролирующих аллогруппу, называют гаплотипом. Значение: 1) изучение причин и динамики генотипической изменчивости, составляющей основу эволюционной генетики; 2) уточнение происхождения отдельных животных; 3) определения моно- и дизиготных двоен; 4) построение генетических карт хромосом; 5) использование биохимических систем в качестве генетических маркеров в селекции животных.
70. Понятие иммунитета. Неспецифические факторы защиты
Иммунитет – способность поддерживать генеостаз (постоянство внутренней среды). Все средства защиты разделяются на специфические и неспецифические. Специфические - появляется иммунитет через 48 часов после контакта с патогенном (латентный период) и действует против строго определённого патогенна – адентивный иммунный ответ. Неспецифические факторы защиты препятствуют размножению патогена в латентный период; действуют против любого патогенна с разной эффективностью – воспалительная реакция. К ним относят кожа и слизистая, клеточная защита, гуморальная защита. Кожа и слизистая: явл-ся преградой на пути микробов; на поверхности кожи высокое осмотическое давление, молочная кислота, ненасыщенные жирные кислоты; слизистая выделяет секреты с бактерицидными свойствами, в том числе желудочный и кишечный сок. Всё это неблагоприятно для развития микробов. Если микробы внедрились в подкожную клетчатку или в подслизистую ткань, место внедрения – ворота инфекции. Сюда устремляется группа фагоцитов. Клеточная защита – фагоцитоз. Гл роль в нем играют лейкоциты – при остром воспалении; фагоциты – при хроническом воспалении. Микроб, захваченный фагоцитом, может подвергнуться полному перевариванию – завершённый фагоцитоз. Микроб внутри лейкоцита размножается – незавершённый фагоцитоз. В таком виде патоген не доступен действию антител. Многие микробы имеют капсулы, выделяют токсины => полиинфекции покрываются погибшими эритроцитами микробов и продуктами распада. Развивается воспаление. В этот очаг поступает жидкая часть крови и лимфы, кот содерж гуморальные факторы защиты – стволовые лимфоидные клетки превращаются в В – лимфоциты, кот ответственны за реализацию гуморального иммунного ответа. В – система ответственна за иммунитет при многих бактериальных инфекциях, антитоксический иммунитет, аллергию немедленного типа. В – лимфоциты имеют рецепторы – макромолекулярные структуры клеточной поверхности, с помощью кот клетки узнают антигены.
72. Лимфоциты: Т и В – типа. Их функции
Лимфоциты содержат крупное ядро, окружённым узким ободком слабо базафильной цитоплазмы, органоиды слабо развиты. По функционному признаку различают: Т – лимфоциты проходят развитие в вилочковой железе и в спец зонах переферич лимфоидных органоидов. Долгоживущие. Обеспечивают реакции клеточного иммунитета, участвуют в гуморальном иммунитете. Среди них различают: Т – клетки памяти – долго живут, сохраняя информацию об антигене, кот вызвал их появление. Т –киллеры – обладают цитотоксичным эффектом по отношению к чужеродным клеткам. Т- хелперы – помощники – в гуморальном иммунитете – помогают В- лимфоцитам вырабатывать иммуноглобулин. Т – супрессоры – подавляют способность В - лимфоцитов вырабатывать иммуноглобулин. В-лимфоциты развиваются в красном костном мозге и переферич лимфоидных органах. Короткоживущие. В – клетки памяти – сохраняют информацию об антигене.
73. Иммунный ответ. Локус иммунного ответа
Иммунный ответ, или иммунологическая реактивность, - высокоспецифическая форма реакции организма на чужеродные вещества (антигены). При иммунном ответе происходят распознавание чужеродного агента. При введении антигена возникает первичный иммунный ответ - через 2 дня в крови образуются антитела, титр которых возрастает, достигает максимума, а затем падает. Вторичный иммунный ответ возникает на повторное введение того же антигена и характеризуется более высоким и быстрым нарастанием титра антител. Подобная реакция более усиленного образования антител на повторное введение антигена – иммунологическая память При вирусной инфекции ДНК или РНК вируса попадает в клетку, а вирусные белки остаются на клеточной мембране. Цитотоксические Т-киллеры своими рецепторами узнают вирусные антигены только в комбинации с белком главного комплекса гистосовместимости МНС класса 1.В отличие от антител Т-рецепторы не узнают и не связывают антиген, если тот не находится вместе с белком МНС. После узнавания антигенов цитотоксические Т-клетки убивают зараженные вирусом клетки. Мутации любых локусов, обусловливающие разные звенья иммунной системы организма, влияют на иммунный ответ. Гены иммунного ответа. Гены, кодирующие иммунный ответ, наз-ся генами иммунного ответа Высота иммунного ответа детерминирована многими генами иммунного ответа, обозначаемыми Iг-1, Iг-2 и т. д. Контроль иммунного ответа осуществляется Iг-генами путем контроля синтеза Iа-белков. Во многих случаях иммунный ответ против антигенов наследуется полигенно. Гены иммунного ответа: 1) Ir-гены определяют количество синтезируемых антител против определенных антигенов; 2) Ir-гены не сцеплены с локусами, кодирующими иммуноглобулины; 3) Ir-гены высокоспецифичны. 4) между генами, контролирующими высокий или низкий иммунный ответ против различных антигенов, в основном не существует никакой связи. Теории иммунитета: 1) клонально-селекционная теория Ф. Бернета (1959). Она основана на четырех основных принципах: а) в организме имеется большое число лимфоидных клеток; б) популяция лимфоидных клеток гетерогенна, и в результате интенсивного деления клеток образуется большое число клонов; в) небольшое количество антигена стимулирует клон клеток к размножению; г) большое количество антигена элиминирует соответствующий клон. 2) Сетевая теория. Согласно неё антитела не только узнают антиген, но и сами являются антигенами.
75. Главный комплекс гистосовместимости (МНС)
При первой пересадке сердца человека главная трудность заключается не в технике операции, а в несовместимости тканей, обусловленной иммунологическими механизмами. У человека выживание трансплантатов реципиентов, взятых от случайного донора, составляет 10,5 дня, тогда как трансплантаты, обмененные между однояйцовыми близнецами, приживаются. Это происходит благодаря наличию на поверхности клеток антигенов, называемых трансплантационными антигенами или антигенами гистосовместимости. Гены, кодирующие эти антигены, называются генами тканевой совместимости. Эффективность трансплантации зависит не только от лейкоцитарных и эритроцитарных антигенов, но и от минорной системы гистосовместимости. Различают два класса белков МНС. Белки класса I находятся на поверхности почти всех клеток. Молекула белка состоят из двух полипептидных цепей: большой и малой. Белки МНС класса II имеются на поверхности некоторых клеток (макрофаги), а их молекула состоит из примерно равных полипептидных цепей. Основная роль белков МНС состоит в направлении реакции Т-клеток на антиген. Главный комплекс гистосовместимости открыт у многих видов. У человека он обозначен HLA, у КРС – BoLA (локусы SD и LD), у свиней – SLA (локусы A, B, C, D), у овец – OLA (локусы A, B, C), у лошадей – ELA (SD, LD).
76. Дефекты иммунной системы. Врождённый и приобретённый иммунитет