В.И. Иванов - Генетика, страница 9

Видно, что от этого заболевания страдают в основном особи мужского пола, и заболевание передается от самок- носительниц рецессивного гена к половине их сыновей. ееис. 2.8. Наследование сцепленной с полом гемофилии у кейрн-терьеров. (Обозначения см. рис. 2.6 и рис. 2.7) 2.7.5.

ГОЛАНДРИЧЕСКИЙ ТИП НАСЛЕДОВАНИЯ Для этого типа наследования характерна передача признака от отца к сыну 1(-хромосома человека в основном генетически инертна. Определены функции всего нескольких генов г'-хромосомы, контролирующих детерминацию пола, формирование яичек и процесс сперматогенеза (гл. 8). Из морфологических признаков, наследуемых сцепленно с У-хромосомой, наиболее известна волосатость ушей. Возможно, со временем будут выявлены и другие признаки. пава СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ ГЕНЕТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА 3Л.

ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ГЕНЕ 3.1.1. ДИСКРЕТНОСТЬ ЕДИНИЦНАСЛЕДСТВЕННОСТИ— ФАКТОРОВ ПО Г. МЕНДЕЛЮ !а нрогяжсции ХХ столетия благодаря совершенствованию методов исследования ан!и представления о том, что такое ген, как он устроен и какова его функция в лш кс и и оргш ~изме в целом, постоянно развивались. ('ун!сспкняшис дискретных единиц наследственности, было постулировано !с~ шелом и с~ о работе «Опыты над растительными гибридамиы Анализируя резульптя скрснгивоний различных линий гороха, он пришел к выводу, что отдельные рн ишки кш ггролируются некими факторами, которые не исчезают, не сливаются, комбинируются и проявляются у потомков в определенных численных соотношенях (3: (; 9:3:3: ! и др.).

В !909 г. В. Иогансен предложил называть единицы наследгксш юсти генами, совокупность генов организма — генотипом, а их проявление фе<л ином. 3.1.2. ГЕН вЂ” ЕДИНИЦА МУТАЦИИ, РЕКОМБИНАЦИИ И ФУНКЦИИ ( серел и не 20-х гг ХХ века, в значительной степени благодаря работам Т Моргана и п~ сотрудников, сложилось представление о гене, как единице мутации, рекомбиюцин и фу~ акции, В те годы генетический анализ рецессивных мутаций проводился пюмш пью фу~ ~к~ !ионального и рекомбинационного тестов на аллелизм.

Функциональный тест. Функциональное сходство рецессивных аллелей одного геш шгрсдслялось по проявлению мугантного фенотипа у гетерозигот. Проявление юрмалыюго фенотипа у гетерозигот считалось доказательством неаллельности ре!ссканя пах мутаций. Однако этот тест оказался недостаточно точным, потому что в плсльных, редких случаях гетерозиготы по аллелям одного гена могут иметь норьцп,пый фенотип, Кроме того, функциональный тест не применим кдоминантным вшелям, шк как штерозиготы по нормальному доминантному (ь) и рецессивному Глава 3. Смрукмура и функции генемическою мани тнеаеа 41 Обозначения: вс» вс» - нормальные мухи 1 — общие отсутствующие щетинки ЯЯ вЂ” щетинки есть '»бь~г3 ~~» 1г )~ зД~ Рис. З.т.

Ступенчатый вллелизм (а) аплелю одного гена (а /+), также как и гетерози готы по аплелям Различных генов (а/+ Ь/ч), имеют обычно нормапьныи фенотип. В конце 40-х годов Э. Льюис пред- ложил более точный и информативный, ис-юрино-тест ддя определения аллельности мутаций (см.

ниже). Рекомбииаттиоииый тест. Согласно этому тесту мутации признавались неаллель- ными, если между ними происходил кроссинговер. Однако в более поздних исследо- ваниях 40 — 50-х годов при Увеличении разрешающей возможности генетического анализа было показано, что кроссннговер имеет место и в пределах одного гена, хо- тя и с низкой частотой, измеряемой в сотых и тысячных долях процента. С другой стороны, есть участки хромосом (прицентромерные и прителомерные), в которых хроссинптвер между соседними генами затруднен, и поэтому его отсутствие в таких участках не является доказательством аллельности мутаций. Разрешающие возможности применяемых методов анализа были таковея что ген можно было определить только, как часть хромосомы, неделимУю при возникнове- нии мутаций и в процессе рекомбинации с другими генами.

Однако уже в 1929 г, появились экспериментальные доказательства дели~вот~ ге на. А.С. Серебровский и Н.п дубинин выявили сложное строение гена аслаеге тенге (редукция щетинок) Мутации отдельных участков этого сложного гена вызывают отсутствие разных щетинок. В случае перекрывания этих участков (ецентров», по терминологии авторов) в покусе ас ес у гетерози гот отсутствуют только общие щетин ки, у Оготор)и1а юе1аноеатгег задний отдел груди зсцгейцтп имеет 4 щетинки юсли у гомо- зигот гсх/вез отсутствуют щетинки 1, 2 3 а у мутантов гсз/ всь — 2, 3, 4, тогда у компаун- дов, т.е. гетерозигот по аплелям одного гена ест ' тс', будут отсутствовать щетинки 2 и 3 (рис.

3.1.). Такое явление было названо ступенчатым иллелизмом. На примере различных мутаций покуса ас вс авторами было поивзано, что ген не всегда мутирует как единое целое; му аци и могут затрагивать различные его Участки. Новаторская идея о делимости гена не сразу получила признание среди генетиков, олнако множество данных, полученных на различных обьектах, в конце концов убе- дили генетическое сообщество в том, что ген не является единицей мутации и Реком- бинации, 3.1.3. ОДИН ГЕН вЂ” ОДИН ФЕРМЕНТ В 1899 и 1901 гг. в различных журналах были опубликованы сообщения А.

Рэррола о семейных случаях алкаптонурии (пигментация соединительной ткани, аРтрит, моча черного цвета). В 1/4 этих семей браки были заключены между двоюродными брать ями и сестрами (двоюродными сибсами), что указывало на рецессивный характер (г Чагтг Д Общак генетики <аследования данного заболсвштия. В 1908 в А. Рзррол высказал предположение о юм, что алкаптонурия обущювлена врожденной ошибкой метаболизма. Идея А. й'эрюда о наследственной природе нарушений обмена веществ получила свое развитие т работахДж. Бидла, Б.

Эфрусси и Э. Тэйтума. В 30-е г. Дж. Бидл и Б. Эфрусси на ос~ южанини своих работ на дрозофиле пришли к выводу, что мутации блокируют опрейслснн ые этапы биосинтеза того или иного конечного продукта (гл. 5). В 50-е гг Дж. Бидл и Э. Тэйтум, изучая коллекцию УФ-индуцированнглх мутантов нейроспоры, заключили, что неспособность каждого из этих штаммов синтезировать какую-то энределенную аминокислоту связана с наследственным нарушением фермента, контролирующего данный этап биосинтеза. Так было сформулировано важнейшее ~юложение биохимической генетики; еодин ген — один ферментк Это положение о:и йачает, что один ген кодирует фермент, катализирующий одну из биохимических реакций.

3.1.4. ДОКАЗАТЕЛЬСТВО ГЕНЕТИЧЕСКОЙ РОЛИ МОЛЕКУЛЫ ДНК И ОТКРЫТИЕ ЕЕ СТРУКТУРНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ДНК выделяют и добавляют к шероковвтым бактериям В тканяк мертвой мыши обнаргкены бактерии ,4вйй-б~~~ф:> 1 Транорорывиия Ф Обрввтютол гладкие Оактерии брис. 3.2. Трансформация.

(Из: Льюин, 1987) К 1944 г. О. Эйвери и его коллеги К. Маклеод и М. Маккарти открыли трансформируюпйую активностьДНК у пневмококков. Эти авторы продолжили работу ((йиффита, описавшего феномен трансформации (передачи наследственных признаков) у бактерий. О. Эйвери, К. Маклеод, М.

Маккарти показали, что при удалении белков, нолисахаридов и РНК трансформация бактерий не нарушается, а при воздействии ага индуцирующее вещество ферментом дезоксирибонуклеазой трансформирующая активность исчезает. В этих экспериментах впервые была продемонстрирована генетическая роль молекулы ДНК (рис. 3.2). В 1952 г. А. Херши и М. Чейз подтвердили ил тетическую роль молекулы ДНК в опытах на бактериофаге Т2. Пометив его белок р щиоактивной серой и Б, а ДН К вЂ” радиоактивным фосфором зкР, они инфицирова- 43 Глава 3, Струклзури и 4ункцик еененззтнеекаеа манззрзтазтй Для заражения бактерий используют фаги с ДНК, меченной з'р ( ° ), и белке меченным ззВЯ) Встряхиаание О Фагсаые оболочки Ь' Зараженные бактерии содержат 70% метки ззр (е) содержат 80% метки з'8 дикие 0 В потомстве фага Р ви лза 5 ~ 1а% реа|юдщ метки мр ( ° ) и менее 1% метки зз8 - Я чт Рис.

3.3. Тренсдукция. (Из: Льюин, 1987) ли этим бактериальным вирусом кишечную палочку Е. со(г3 В потомстве фага было выявлено большое количество радиоактивного фосфора и лишь следы ззб. Отсюда следовало, что именно ДНК, а не белок фага проникает в бактерию, а затем после репликации передается фаговому потомству (рис. 3.3). В !953 г. двум американским ученым — генетику Джеймсу Уотсону и физику Френсису Крику удалось разгадать, как устроена молекула ДНК. Предложенная ими модель была основана на данных рентгено-структурного анализа Д НК, проведенного Морисом Уилкинсом и Розалицд Франклин, и учитывала правило эквивалентносги Чаргаффа, согласно которому молярные отношения пуриновых и пиримидиноных азотистых оснований в ДНК близки к 1:1, т.е. содержание А = Т, а С = О (структура молекулы ДНК описана в разд.