Цитологические и генетические карты хромосом — АНТИ-РАК

Сравнение генетических и цитологических карт хромосом

Цитологические и генетические карты хромосом — АНТИ-РАК

После установления групп сцепления генов и составления генетических карт на основе учета перекреста хромосом возникла необходимость составления цитологических карт с целью их сопоставления с генетическими. Это было осуществлено сначала на митотических, а затем на гигантских хромосомах.

Один из методов основывался на использовании явления хромосомных перестроек, в частности транслокаций. Сущность хромосомных перестроек типа транслокаций заключается в следующем: если в двух негомологичных хромосомах одновременно происходит разрыв, то фрагменты этих негомологичных хромосом могут обменяться местами.

Поскольку каждый фрагмент с генами присоединяется к новой для него группе сцепления, то можно установить в обеих хромосомах точки разлома и присоединения фрагментов к негомологичным хромосомам, а также измерить величину фрагментов.

Устанавливается это генетически, с помощью кроссинговера, и цитологически, в световом микроскопе путем непосредственного измерения переместившихся фрагментов на пахитенной стадии мейоза.

Маркируя хромосому различными генами и зная место их нахождения на генетической карте, можно по месту разрыва, произошедшего вблизи известного гена, определить относительное расстояние между генами в самой хромосоме. Таким методом Ф. Г. Добржанскому удалось составить первые цитологические карты хромосом и сопоставить их с генетическими.

Сравнение относительных размеров соответствующих участков на цитологических (1) и генетических (2) картах хромосом (I, II, III) Drosophila.

Эти цитологические карты полностью подтвердили ту последовательность расположения генов, которая была установлена на основе чисто генетических методов.

Несовпадений между генетическими и цитологическими картами обнаруживалось лишь в величине расстояний между генами, причем в одних участках хромосом эти расстояния оказались меньше, в других — больше.

Это объясняется тем, что в разных районах хромосом вероятность осуществления перекреста неодинакова, а частота перекреста зависит не только от расстояния между генами, но и от местонахождения района хромосомы, в котором он находится.

Цитогенетическое изучение гигантских хромосом в слюнных железах личинок дрозофилы позволило уточнить место целого ряда генов в хромосоме. Так например, на рисунке дана цитологическая карта одной из четырех гигантских хромосом дрозофилы, а именно четвертой, самой маленькой, хромосомы с указанием районов, в которых локализованы гены.

Цитологическая и генетическая карты IV хромосомы клеток слюнных желез Drosophila

Локализация генов в определенных участках хромосомы производится по методу Т. С. Пайнтера с помощью различных хромосомных перестроек: удвоения, перехватки отдельных дисков и др.

Сопоставление генетических и цитологических карт позволило скрыть еще одно явление, а именно неравномерность частоты перекрёста по длине хромосом. Это было показано на хромосомах слюнных желез следующим образом.

Генетические карты всех четырех хромосом дрозофилы, составленные на основе частоты перекреста, имеют определенную длину, выражаемую в единицах перекреста. Общая длина Х-хромосомы и трех аутосом по генетическим картам составляет 279 морганид перекреста. К.

Бриджес изменял длину каждой из четырех хромосом слюнных желез в микронах. Общая физическая длина хромосом слюнных желез, измеренных под микроскопом, составляет 1180 мк.

Чтобы сопоставить цитологические карты гигантских хромосом с генетическими картами для каждой хромосомы, К. Бриджес предложил воспользоваться коэффициентом кроссинговера. Для этого он разделил общую длину всех хромосом слюнных желез (1180 мк) на общую длину генетических картах (279 единиц). В среднем это отношение оказалось равным 4,2.

Следовательно, каждой единице перекреста на генетической карте соответствует 4,2 мк на цитологической карте (для хромосом слюнных желез).

Зная расстояние между двумя генами по генетической карте, например геном рх (с локусом 100,5) и sp (с локусом 107,0) в правом плече второй хромосомы, можно сравнить частоту перекреста в разных районах хромосомы.

В силу неравномерного осуществления обменов по длине хромосом гены при локализации, ведущейся по частоте рекомбинантов, распределяются на генетической карте с разной плотностью. Следовательно, распределение генов на генетических картах можно рассматривать как функцию распределения возможности осуществления перекреста по длине хромосомы.

Таким образом, определение местоположения генов на генетических и цитологических картах на примере дрозофилы и других объектов производилось:

  1. цитологически — на хромосомах в мейозе с использованием хромосомных перестроек;
  2. цитологически — на хромосомах слюнных желез (у дрозофилы);
  3. генетически — при учете мейотического кроссинговера по проценту рекомбинантных особей (зигот) у диплоидных организмов и гамет (или спор) у гаплоидных организмов;
  4. генетически — с учетом соматического (митотического) кроссинговера.

Сопоставление генетических и цитологических карт дало возможность подтвердить следующие положения хромосомной теории наследственности:

  1. хромосомы по своей длине наследственно дискретны;
  2. каждый ген приурочен к определенному месту — локусу в хромосоме;
  3. гены распределены в хромосоме в определенной линейной последовательности;
  4. частота кроссинговера между генами является функцией цитологического расстояния между генами.

, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: https://www.activestudy.info/sravnenie-geneticheskix-i-citologicheskix-kart-xromosom/

23. Генетические и цитологические карты хромосом

Цитологические и генетические карты хромосом — АНТИ-РАК

Генетическикарты- граф-е изображение групп сцепленияс указанием распол-я и расстояния м-угенами.В настоящее время карты группсцепления построены для многихгенетических объектов: от бактериофаговдо человека. Осн-е этапы картир-я гена:

1.Опред. группы сцепления в кот. нах.картируемый ген.2. Опред. точнойлокализации гена в найденной группесцепления.

Опре-егруппы сцепления в к-й может нах-сякартир-й ген начинается с опр-я того,наход. он в аутосоме, либо сцеплен сполом. Это опр-е по рез-м рецепрокныхскрещ-й. Если они совпадают, то генрасположен в аутосоме, если различны,то сцеплен с полом.

Генетическиекарты хромосом, схемы относительногорасположения сцепленных между собойнаследственных факторов — генов. Г. к.х. отображают реально существующийлинейный порядок размещения генов вхромосомах и важны как в теоретическихисследованиях, так и при проведенииселекционной работы, т.к.

позволяютсознательно подбирать пары признаковпри скрещиваниях, а также предсказыватьособенности наследования и проявленияразличных признаков у изучаемыхорганизмов. Имея Г. к. х.

, можно понаследованию «сигнального» гена, тесносцепленного с изучаемым, контролироватьпередачу потомству генов, обусловливающихразвитие трудно анализируемых признаков;например, ген, определяющий эндосперму кукурузы и находящийся в 9-й хромосоме,сцеплен с геном, определяющим пониженнуюжизнеспособность растения.

Гены,расположенные в одной хромосоме, вбольшинстве случаев наследуютсясовместно и образуют одну группусцепления, количество которых, т. о.,соответствует у каждого организмагаплоидному числу хромосом + кроссинговер.

Чемдальше друг от друга гены, тем вышевероятность кроссинговера и, следовательно,рекомбинации. Генетический анализпозволяет обнаружить перекрест толькопри различии гомологичных хромосом посоставу генов, что при кроссинговереприводит к появлению новых генныхкомбинаций.

Обычно расстояние междугенами на Г. к. х. выражают как % кроссинговера(отношение числа мутантных особей,отличающихся от родителей иным сочетаниемгенов, к общему количеству изученныхособей); единица этого расстояния —морганида — соответствует частотекроссинговера в 1%.

Г.к. х. составляют для каждой парыгомологичных хромосом. Группы сцеплениянумеруют последовательно, по мере ихобнаружения. Кроме номера группысцепления, указывают полные илисокращённые названия мутантных генов,их расстояния в морганидах от одногоиз концов хромосомы, принятого за нулевуюточку, а также место центромеры. СоставитьГ.

к. х. можно только для объектов, укоторых изучено большое число мутантныхгенов. Например, у дрозофилы идентифицированосвыше 500 генов, локализованных в её 4группах сцепления, у кукурузы — около400 генов, распределенных в 10 группахсцепления.

У менее изученных объектовчисло обнаруженных групп сцепленияменьше гаплоидного числа хромосом. Так,у домовой мыши выявлено около 200 генов,образующих 15 групп сцепления (на самомделе их 20).

У человека из ожидаемых 23групп сцепления (23 пары хромосом)идентифицировано только 10, причём вкаждой группе известно небольшое числогенов; наиболее подробные карты составленыдля половых хромосом.

У бактерий, которыеявляются гаплоидными организмами,имеется одна, чаще всего непрерывная,кольцевая хромосома и все гены образуютодну группу сцепления.

При переносегенетического материала из клетки-донорав клетку-реципиент, например приконъюгации, кольцевая хромосомаразрывается и образующаяся линейнаяструктура переносится из однойбактериальной клетки в другую (у кишечнойпалочки в течение 110—120 мин). Искусственнопрерывая процесс конъюгации, можно повозникшим типам рекомбинантов установить,какие гены успели перейти в клетку-реципиент.В этом состоит один из методов построенияГ. к. х. бактерий, детально разработанныху ряда видов. Ещё более детализированыГ. к. х. некоторых бактериофагов.

Цитологическиекарты хромосом,схематическое изображение хромосом суказанием мест фактического размещенияотдельных генов, полученное с помощьюцитологических методов. Ц. к. х. составляютдля организмов, для которых обычно ужеимеются генетические карты хромосом.

Каждое место расположения гена (локус)на генетической карте организма,установленное на основе частотыперекреста участков хромосом(кроссинговера), на Ц. к. х. привязано копределённому, реально существующемуучастку хромосомы, что служит одним изосновных доказательств хромосомнойтеории наследственности. Для построенияЦ. к. х.

используют данные анализахромосомных перестроек (вставки, делециии др.) и, сопоставляя измененияморфологических признаков хромосомпри этих перестройках с изменениямигенетических свойств организма,устанавливают место того или иного генав хромосоме. Пользуясь методом хромосомныхперестроек, амер. генетик К. Бриджессоставил в 1935 подробную Ц. к. х.

плодовоймушки дрозофилы, наиболее полногенетически изученного организма.Гигантские хромосомы насекомых отрядадвукрылых оказались самыми удобнымидля построения Ц. к. х., т.к.

наряду сбольшими размерами обладают чёткойморфологической очерченностью: каждыйучасток этих хромосом имеет свойопределённый и чёткий рисунок,обусловленный характерным чередованиемпо длине ярко окрашиваемых участков(дисков) и слабо окрашиваемых (междисков).Цитологическими методами легко определитьотсутствие участка хромосомы или переносего в др.

место. Сопоставление Ц. к. х. сгенетическими показало, что физическоерасстояние между генами в хромосомахне соответствует генетическому (видимо,частота кроссинговера неодинакова вразных участках хромосом), поэтомуплотность распределения генов нацитологических и генетических картаххромосом различна.

Так было установленоважное генетическое явление —неравномерность частот перекреста подлине хромосомы. Линейное расположениегенов и их последовательность,установленные генетическими методами,подтверждаются Ц. к. х. Современныеметоды цитологии и генетики позволяютпостроить Ц. к. х. многих организмов, втом числе человека.

Источник: https://studfile.net/preview/6019326/page:17/

Генетические и цитологические карты хромосом

Цитологические и генетические карты хромосом — АНТИ-РАК

Генетически карты- граф-е изображение групп сцепления с указанием распол-я и расстояния м-у генами.

В настоящее время карты групп сцепления построены для многих генетических объектов: от бактериофагов до человека.

Осн-е этапы картир-я гена:

1. Опред. группы сцепления в кот. нах. картируемый ген.

2. Опред. точной локализации гена в найденной группе сцепления.

Опре-е группы сцепления в к-й может нах-ся картир-й ген начинается с опр-я того, наход. он в аутосоме, либо сцеплен с полом. Это опр-е по рез-м рецепрокных скрещ-й. Если они совпадают, то ген расположен в аутосоме, если различны, то сцеплен с полом.

Генетические карты хромосом, схемы относительного расположения сцепленных между собой наследственных факторов — генов. Г. к. х.

отображают реально существующий линейный порядок размещения генов в хромосомах и важны как в теоретических исследованиях, так и при проведении селекционной работы, т.к.

позволяют сознательно подбирать пары признаков при скрещиваниях, а также предсказывать особенности наследования и проявления различных признаков у изучаемых организмов. Имея Г. к. х.

, можно по наследованию «сигнального» гена, тесно сцепленного с изучаемым, контролировать передачу потомству генов, обусловливающих развитие трудно анализируемых признаков; например, ген, определяющий эндосперм у кукурузы и находящийся в 9-й хромосоме, сцеплен с геном, определяющим пониженную жизнеспособность растения.

Гены, расположенные в одной хромосоме, в большинстве случаев наследуются совместно и образуют одну группу сцепления, количество которых, т. о., соответствует у каждого организма гаплоидному числу хромосом + кроссинговер.

Чем дальше друг от друга гены, тем выше вероятность кроссинговера и, следовательно, рекомбинации. Генетический анализ позволяет обнаружить перекрест только при различии гомологичных хромосом по составу генов, что при кроссинговере приводит к появлению новых генных комбинаций.

Обычно расстояние между генами на Г. к. х. выражают как % кроссинговера (отношение числа мутантных особей, отличающихся от родителей иным сочетанием генов, к общему количеству изученных особей); единица этого расстояния — морганида — соответствует частоте кроссинговера в 1%.

Г. к. х. составляют для каждой пары гомологичных хромосом. Группы сцепления нумеруют последовательно, по мере их обнаружения. Кроме номера группы сцепления, указывают полные или сокращённые названия мутантных генов, их расстояния в морганидах от одного из концов хромосомы, принятого за нулевую точку, а также место центромеры.

Составить Г. к. х. можно только для объектов, у которых изучено большое число мутантных генов. Например, у дрозофилы идентифицировано свыше 500 генов, локализованных в её 4 группах сцепления, у кукурузы — около 400 генов, распределенных в 10 группах сцепления.

У менее изученных объектов число обнаруженных групп сцепления меньше гаплоидного числа хромосом. Так, у домовой мыши выявлено около 200 генов, образующих 15 групп сцепления (на самом деле их 20).

У человека из ожидаемых 23 групп сцепления (23 пары хромосом) идентифицировано только 10, причём в каждой группе известно небольшое число генов; наиболее подробные карты составлены для половых хромосом.

У бактерий, которые являются гаплоидными организмами, имеется одна, чаще всего непрерывная, кольцевая хромосома и все гены образуют одну группу сцепления.

При переносе генетического материала из клетки-донора в клетку-реципиент, например при конъюгации, кольцевая хромосома разрывается и образующаяся линейная структура переносится из одной бактериальной клетки в другую (у кишечной палочки в течение 110—120 мин). Искусственно прерывая процесс конъюгации, можно по возникшим типам рекомбинантов установить, какие гены успели перейти в клетку-реципиент. В этом состоит один из методов построения Г. к. х. бактерий, детально разработанных у ряда видов. Ещё более детализированы Г. к. х. некоторых бактериофагов.

Цитологические карты хромосом, схематическое изображение хромосом с указанием мест фактического размещения отдельных генов, полученное с помощью цитологических методов. Ц. к. х. составляют для организмов, для которых обычно уже имеются генетические карты хромосом.

Каждое место расположения гена (локус) на генетической карте организма, установленное на основе частоты перекреста участков хромосом (кроссинговера), на Ц. к. х. привязано к определённому, реально существующему участку хромосомы, что служит одним из основных доказательств хромосомной теории наследственности. Для построения Ц. к. х.

используют данные анализа хромосомных перестроек (вставки, делеции и др.) и, сопоставляя изменения морфологических признаков хромосом при этих перестройках с изменениями генетических свойств организма, устанавливают место того или иного гена в хромосоме. Пользуясь методом хромосомных перестроек, амер. генетик К. Бриджес составил в 1935 подробную Ц. к. х.

плодовой мушки дрозофилы, наиболее полно генетически изученного организма. Гигантские хромосомы насекомых отряда двукрылых оказались самыми удобными для построения Ц. к. х., т.к.

наряду с большими размерами обладают чёткой морфологической очерченностью: каждый участок этих хромосом имеет свой определённый и чёткий рисунок, обусловленный характерным чередованием по длине ярко окрашиваемых участков (дисков) и слабо окрашиваемых (междисков). Цитологическими методами легко определить отсутствие участка хромосомы или перенос его в др.

место. Сопоставление Ц. к. х. с генетическими показало, что физическое расстояние между генами в хромосомах не соответствует генетическому (видимо, частота кроссинговера неодинакова в разных участках хромосом), поэтому плотность распределения генов на цитологических и генетических картах хромосом различна.

Так было установлено важное генетическое явление — неравномерность частот перекреста по длине хромосомы. Линейное расположение генов и их последовательность, установленные генетическими методами, подтверждаются Ц. к. х. Современные методы цитологии и генетики позволяют построить Ц. к. х. многих организмов, в том числе человека.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/12_191878_geneticheskie-i-tsitologicheskie-karti-hromosom.html

Консультация доктора
Добавить комментарий