Эухроматин и гетерохроматин

В зависимости от состояния хроматина выделяют эухроматиновые участки хромосом, отличающиеся меньшей плотностью упаковки и генетически активные, т. е. транскрибируемые, и гетерохроматиновые участки, - более компактные и генетически неактивные.

Различают конститутивный и факультативный гетерохроматин.

Конститутивный гетерохроматин содержится в околоцентромерных и теломерных участках всех хромосом, а также на протяжении некоторых внутренних фрагментов отдельных хромосом. Он образован только нетранскрибируемой ДНК. Его роль заключается в поддержании общей структуры ядра, прикреплении хроматина к ядерной оболочке, взаимном узнавании гомологичных хромосом в мейозе, разделении соседних структурных генов и др.

Пример факультативного гетерохроматина – половой хроматин, или тельце Барра, которое образуется в ядрах клеток здоровой женщины и представляет собой одну из двух Х – хромосом в суперкомпактном состоянии. Гены этой хромосомы не транскрибируются. Другой пример – ядра зрелых эритроцитов птиц, где большая часть генетического материала находится в неактивном состоянии.

5. Организация генетического материала в прокариотической клетке

У прокариот основная часть генетического материала заключена в единственной кольцевой молекуле ДНК длиной около 1 мм (E. coli), причем у них не обнаружено гистонов, которые обеспечивают нуклеосомную организацию хроматина у эукариот. Но кольцевая молекула ДНК прокариот также уложена в виде петель за счет образования комплексов с некоторыми негистоновыми основными белками. Средняя длина одной петли около 40 тыс. п. н. Весь наследственный материал бактериальной клетки в виде компактной массы расположен в её центре и называется нуклеоидом.

Лекция № 4

Тема лекции: Менделизм

План лекции:

1. Генетические эксперименты Г. Менделя. Гибридологический метод

2. Моногибридное скрещивание. Первый и второй законы Менделя

3. Возвратное и анализирующее скрещивания

4. Взаимодействие аллельных генов

5. Дигибридное скрещивание. Третий закон Менделя

6. Источники случайности в генетических процессах

7. Неслучайные отклонения от ожидаемого расщепления

8. Типы межаллельного взаимодействия генов

9. Особенности наследования количественных признаков

1. Генетические эксперименты г. Менделя. Гибридологический метод

Грегор Иоганн Мендель проводил свои опыты по скрещиванию растений в 1856…1865 гг. в монастыре г. Брюнна (ныне – г. Брно, Чехия). Несколько лет он потратил, чтобы выбрать экспериментальный объект; остановился на горохе – Pisum sativum. Его достоинства:

- размножается половым способом (в отличие от ястребинки и одуванчика, у которых семена могут завязываться без опыления; это – так называемый бесполосеменной способ размножения), поэтому Мендель избежал связанной с этим западни;

- имеются сорта с контрастными (альтернативными, взаимоисключающими) признаками;

- имеются «чистые линии» (сорта), которые сохраняют определенный признак на протяжении многих поколений, не давая расщепления при скрещивании с себе подобными (такие линии У. Бэтсон в 1902 г. назвал гомозиготными, а дающие расщепление – гетерозиготными);

- особое строение цветков, благодаря которому скрещивание легко контролировать (цветки обоеполые; тычинки и пестики закрыты лепестками (парус, лодочка, крыло), что препятствует перекрестному опылению).

После выбора этого объекта Мендель еще 2 года потратил на предварительные скрещивания различных сортов, чтобы убедиться, что – это действительно «чистые» линии. Остановился на 7 парах признаков:

красные и белые, верхушечные и пазушные цветки;

гладкие и морщинистые, желтые и зеленые семена;

длинные и короткие стебли;

простые и фрагментированные, зеленые и желтые стручки.

Сама техника скрещивания заключалась в том, что у цветка гороха одного сорта удалялись тычинки до созревания его пыльцы, затем на пестик этого цветка наносилась пыльца с тычинки, взятой из цветка другого родителя.

Для повышения достоверности таким образом опылялись многие десятки цветков. Затем Мендель собирал семена (сотни и тысячи), образовавшиеся после перекрестного опыления, высевал их и изучал признаки у растений – гибридов первого поколения (от лат. hybridus – помесь). При необходимости можно было провести перекрестное опыление между этими гибридами или дождаться, когда произойдет самоопыление, и собрать семена гибридов второго поколения.

В результате Менделем был создан гибридологический метод анализа наследования признаков, который успешно применяется и сейчас.

Особенности гибридологического метода:

1) использование только гомозиготных особей («чистых линий»);

2) анализируются пары альтернативных признаков;

3) проводится точный количественный учет потомков с различными комбинациями признаков (используются математические методы);

4) наследование признаков прослеживается в ряду поколений.

Гибридологический – значит основанный на скрещивании; а гибрид - это потомок от скрещивания двух особей.

В 1909 г. датчанин Вильгельм Иогансен предложил термины ген, фен, генотип, фенотип.

Ген – элементарная единица наследственности, наследственный задаток (как называл его Мендель), определяющий развитие одного признака;

фен – отдельный признак, определяемый одним геном; признак - свойство, отличительная особенность организма;

генотип – совокупность всех генов организма;

фенотип – совокупность всех внешних и внутренних признаков организма, которые развиваются на основе генотипа под влиянием условий окружающей среды.