Биология - Ярыгин В.Н.
Скачать (прямая ссылка):
5.2.11. Цитоплазматическая наследственность
Благодаря работам А. Вейсмана и Т. Моргана теорию наследственности эукариотических организмов называют хромосомной. Этим подчеркивается факт размещения наследственного материала в хромосомах клеточного ядра. По мере развития генетики накапливались данные, необъяснимые с точки зрения исключительно ядерной локализации генов и свидетельствовавшие о возможности прямого участия в явлениях наследственности цитоплазмы. Ц итоп л аз м а т и ческая наследств енн ост ь обеспечивается генами, локализованными вне ядра клетки. Ей соответствует особый тип одностороннего наследования по материнской линии, при йОтором’ признак передается через цитоплазму яйцеклетки. Совокупность наследственных задатков цитоплазмы называется плазмой ом, а сами задатки — плазмагенами. По материнскому типу наследуется устойчивость к стрептомицину у хламидомонад, направление завитка раковины улиток, пятнистость листьев и мужская стерильность некоторых растений. Уникальной остается родословная, согласно которой в семьях трех поколений родилось 72 девочки и ни одного мальчика. Это может быть объяснено цитоплазматической наследственностью, хотя допустимы и другие объяснения.
Плазмагены разнородны по своей природе. Их можно разделить на две группы: 1) гены ДНК-содержащих органелл клетки (митохондрии, хлоропласты); 2) инфекционные агенты или симбионты клетки (вирусы, плазмиды, эписомы). Плазмагены обоих групп сходны по своим Свойствам с ядерными генами и осуществляют генетический контроль синтеза ряда важных ферментов, а, следовательно, и развития некоторых сложных признаков. Они способны к редупликации и случайным, устойчивым, передающимся в ряду поколений изменениям — точковым мутациям. В качестве примера рассмотрим плазмаге-митрадндвуй. Одна Ta^ vojprara4jje содержит 4—5 кольцевых
молекул ДНК, каждая длиной примерно в 15 ООО пар нуклеотидов. За счет собственной генетической информации в митохондриях образуются тРНК, рибонуклеиновые кислоты и белки рибосом, некоторые ферменты аэробного энергетического обмена и структурные белки. ДНК митохондрий редуплицируется, вслед за чем происходит деление исходной органеллы на две дочерние. Предположительно мутациями митохондриальных генов объясняются такие пороки развития человека, как Spina bifida (раздвоенный позвоночный столб), сращение нижних конечностей.
Генетический контроль структуры и функции митохондрий плазмагены обеспечивают во взаимодействии с генами хромосом ядра. Простой расчет показывает, что объем собственной наследственной информации митохондрии недостаточен для воспроизведения всей совокупности рибонуклеиновых кислот и белков органеллы. Многие белки, особенно ферментативные, включаются в структуру митохондрии, будучи синтезированы в цитоплазме на иРНК, поступившей из ядра. Описано явление генокопирования по ядерным и цитоплазматическим генам. Так, к мужской стерильности растений приводят в одних случаях мутации ядерных генов, а в других — плазмагенов.
5.2.12. Генетический анализ.
Изучая наследственность и изменчивость, генетика использует разнообразные методы. Специфическим для генетического анализа является Гибридологический метод, разработанный Г. Менделем. От обычных скрещиваний растений и животных с последующим наблюдением за потомством зтот метод отличается следующим: 1) практикуется целенаправленный подбор родителей, различающихся по одной, двум, трем и т. д. парам контрастных (альтернативных) стабильных признаков; 2) в каждом поколенишает ведется отдельно по каждой такой паре; 3) этот учет носит количественный характер и ттроводится на гибридах ряда последовательных поколений; ^осуществляется индивидуальная оценка потомства от каждого родителя в ряду поколений. '
Эффективное применение гибридологического метода зависит от выбора подходящего объекта генетического анализа, который должен легко скрещиваться в условиях эксперимента, быстро достигать состояния половой зрелости, давать большое число потомков, иметь малое количество групп сцепления. Наследуемые признаки, взятые для анализа, должны, по возможности, иметь узкую «норму реакции», т. е. быть устойчивыми к модифицирующим действиям внешней среды. Именно этими качествами обладают бактериофаги, кишечная палочка, некоторые самоопыляющиеся растения (в опытах Г. Менделя — горох), кукуруза, гриб нейроспора, плодовая мушка дрозофила, мышь. Эффективность гибридологического метода в познании закономерностей наследования и законов наследственности иллюстрируется результатами опытов Г. Менделя по моно- и дигибридному скрещиванию и Т. Г. Моргана по сцепленному наследованию. В практике генетиче-
Методы генетических исследований человека
Рис. 57. Схема возвратного анализирующего скрещивания гибрида F, с рецессивной родительской формой.
I — родители с пурпурной (Аа) и белой (аа) окраской цветка; 2 — гаметы родителей; 3 — расщепление потомков но генотипу и фенотипу.
ского анализа широко ис-
с к р ец;.и_в а н и е, партнерами в котором служат гетерозиготный гибрид 1 -го поколения (Аа) и один из исходных гомозиготных родителей (АА или аа). Особый интерес представляет вариант F,Aa х Раа или ачяализируюшее с к р е шТТваТГие (рис. 5'/\ В этом случае характер расщепления потомства по фенотипу указывает на ассортимент гамет гибридного организма, что дает возможность проверить гете-розиготность особей по изучаемой паре генов в любом поколении Fb F2 ... Fn
