О природе живого: механизмы и смысл - Ичас М.
ISBN 5-03-002805-6
Скачать (прямая ссылка):
Б. Мендель называл линию “чистой”, когда оба гена у нее представлены одним и тем же аллелем, например ТТ или it. Сегодня
1 /4 карликовых
(само-
опыление)
Все потомство карликовое
вместо того, чтобы называть их “чистыми”, мы говорим “гомозиготные” (от греч. “гомос” — одинаковый). Если же имеются два разных аллеля, например, Tt, такую форму называют “гетерозиготной” (от греч. “гетерос” — разный).
В. При образовании гамет (яйцеклеток или спермиев) каждая из них получает лишь один из двух генов пары, и каждый из этих генов попадает в половину всех гамет. Если индивидуум гетерозиготен (Tt), образуется равное число гамет двух типов — с аллелем Тис аЛлелем t. Поскольку оплодотворение — процесс случайный, возможны любые комбинации генетического материала яйцеклеток и спермиев. При достаточно большом числе случаев оплодотворения частота гамет типов Т и t будет одинаковой. Эту закономерность удобно демонстрировать следующим образом.
Построим квадрат, называемый решеткой Пениста (по имени одного из ранних генетиков), и разделим его на четыре меньших квадрата. Вертикальные ряды будут соответствовать разным типам спермиев, а горизонтальные — разным типам яйцеклеток. На пересечениях тех и других рядов окажутся возможные сочетания гамет при оплодотворении (и соответственно генотипы получаемого потомства):
s
*
ь т
со Т *
со +
=r t >s СЕ
В табличке показаны результаты скрещивания Tt х Tt. Подсчитав число потомков каждого из четырех типов, мы получим соотношение ITT : 2Tt : 1 tt. Всего будет три генотипа, но, поскольку Т доминирует, — только два фенотипа. Поэтому в итоге, окажется три высоких растения на одно карликовое, т. е. менделевское отношение 3:1. .
В этой решетке Пеинета каждому квадратику соответствует четверть всего потомства (1/4 — это произведение 1/2 х 1/2, т. е. произведение вероятностей получить тот или иной ген от одного родителя и тот или иной ген от другого). Квадрат Пеннета не обязателен для расчета генетических отношений, но он удобен, так как позволяет упростить операции, подобно тому как правила алгебры упрощают расчеты. Прямой алгебраический путь получения того же результата — раскрытие бинома (р+д)2: если частота гена Т равна р, а частота гена t равна q, причем р + q = 1, то частоты генотипов будут соответствовать членам разложения этого бино-
Спермии: Т t
тт Tt
tT tt
ма, т. е. р2 + 2pq + ?2. (В нашем случае, где р = А и q — |, это будет (А + |)2 = | + | + i).
Законы Менделя универсальны
Для того чтобы показать, что законы Менделя оправдываются не только в опытах на горохе, рассмотрим наследование групп крови М и N у человека. Поскольку результаты его указывают на механизм, идентичный описанному Менделем для гороха, мы получаем убедительное доказательство общности этого механизма для всех живых существ1^.
Клеточные мембраны эритроцитов содержат множество белков. Среди них есть и гликопротеииы, т. е. белки с присоединенными к ним молекулами углеводов. Примером таких белков могут служить белки слизистых веществ яичного белка и слюны. Они способны вызывать образование антител, и те из них, которые входят в состав эритроцитов, называются веществами групп крови.
Один из белков встречается у человека и высших обезьян в двух вариантах — М и N. Образование этих двух веществ контролируется двумя аллелями одного и того же гена, LM и LN. Эритроциты любого гомозиготного человека LMLM несут только гликопротеин М, т. е. принадлежат к группе М, а гомозиготы ?N?N имеют группу крови N. Эритроциты гетерозигот с генотипом LMlN несут оба гликопротеина и принадлежат к группе MN.
Наследование этих признаков осуществляется точно так же, как у гороха. Если оба родителя имеют генотип LMLN, то оба производят гаметы Ьш и LN, и в результате мы получаем;
lmln х lmln
у
1 LMLM ; 2 LmLn : 1 LNLN
Соотношения феиотипов здесь не совсем такие, как в рассмотренном выше случае у гороха, поскольку у гетерозигот проявляются оба аллеля одновременно и в результате можно различить три фенотипа — М, MN и N (1:2:1).
Ген представляет собой последовательность нуклеотидов ДНК, а аллели — варианты этой последовательности. Если оба аллеля активны, то оба они экспрессируются в гетерозиготе. Так как ну-
1) Кроме прокариот. — Прим. ред.
клеотидов в гене много, возможно множество вариантов их последовательности, а значит, и аллельных вариантов гена. Известны, например, десятки аллелей гена, определяющего окраску шкурки у грызунов, и в принципе число их должно определяться возможными вариантами аминокислотных последовательностей в белке, который кодируется данным геном (а это число астрономически велико). На практике, однако большинство аллелей можно объединить в одну группу, так как они дают одинаковый фенотип, обусловленный тем, что соответствующий белок неактивен или вообще не образуется.
