И.Ф. Жимулёв - Общая и молекулярная генетика

И. Ф. ЖИМУПЕВ ОБЩАЯ И МОЛЕКУЛЯРНАЯ ГЕНЕТИКА Издание четвертое, стереотипное третьему Ответственные редакторы: доктор биологических наук Е. С. Беляева доктор биологических наук А. П. Акифьев Рекомендовано Министерством образования и науки Российской Федерации в качестве учебного пособия для сгпудентов университетов, обучающихся по направлению 510000 — Биология и биологическим специальностям СИБИРСКОЕ УНИВЕРСИТЕТСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО ф НОВОСИБИРСК 2007 УДК 575 ББК Е04 Ж66 Рекомендовано к печати Уч~ным советом Новосибирского государств-нного университета Рецензенты: Кафедра цитологии и генетики Новосибирского государственного университета Заслуж нный профессор Московского государственного университета пм.

М. В. Ломоносова, академик 2О. П. Азьчр.хое Заведующий кафедрой генетики и селекции Санкт-Петербургского государственного университета, академик РАН, профессор С.'. Г. Бйпле-Вечпзпнпя Директор Института биологии гена РАН, академик Г. П. Георлиев Заведующий лабораторией, чл.-корр. РАН Л.

гз, Кпузочкип Директор Института молекулярной генетики РАН, академик Е х1 Счезлтлпя Заведующий лабораторией, чл.-корр. РАН о 4. Гвоздев г1лдаелчгн с 2002 дода 18В1х1-10: 5-379-00375-3 1ЯВ1х1-13: 978-5-379-00375-3 Эта книга — учебное пособие нового поколения, которое отражает современное состояние гсигники н уровень сс преподавания. По широте охвата ак~уальпых папращшппй общей и мщюкупярпой гепсгпкп, насыщенности новейшим фактичсскилз материалом оио выгодно отличается от предшествующих ему учебных изданий по генетике.

В пособии подрооно изложены соврсмснныс свсдсни» по биотехнологии, молекулярной ~ епегпке и генной инженерии, представлены повейпшс данные, полученные с исполт.зоваиисм методов генного клонирования, полимеразиой цепной реакции, трансфззрмации у зукариот. По-новому освещены вопросы генетики определенна пола, генетики индивидуального развития, организации хромосом и впсхромосомпых ДНК. Рассмотрены соарсмеппыс методики молекулярной генетики. Для студентов, аспирантов и преподавателей университетов, медицинских, педагогических и ссльскохозлйствснных вузов. 'УДК 575 ББК Е04 1ЯВ1х1-10: 5-379-00375-3 18ВХ-13: 978-5-379-00375-3 зд Жпмулсп И.

4з., 2007 Ю Сибирское университетское издательство, 2007 Жимулен, И. Ф. Жбб Общая и молекулярная генетика ГТекст]: учеб. пособие для вузов ! И. Ф. Жимучев; под ред. Е. С. Беляева, А. П. Акифьева. — 4-е изд., стер.— Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2007. — 479 сл ил. 33.2.Х. Ннгсрфсрьишм 51 ...... 56 ......57 ... 31 ......57 ...... бг0 .. 66 4.3.3. Делецин 4.3.4.

Дулликации. 4.4. Полинлоидия. 4.4.4. Анеуплоидия ... 40 4.7. Блггзггецьг ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие ко второму изданикх .... Предисловие к первому изданию ..... Ггана !. Обгцне положения: предмет и история развития генетики ........,. 9 1.1. Предмет генетики ................,....................,....,.... 9 Рекомснлусмыс учебники и нособия ............................................ 9 1.2. Краткая история развития представлений о наследственности,............................................ !0 1.3. Краткий очерк истории генетики в России .... 20 Московская школа генетики ............................................. 26 Кафедра генетики Санкт-Петербургского университета .. ..27 Институт цитологии и генетики СО РАН........................

27 ! лано 2. Меиделпзм — дискретность в наследовании признаков ............... 2.1. Моногибридное скрегцивание ......................... 31 2.1.1. Доминирование но Менделю................................. 31 2.1.2. Анализирующее скрещиванне .............................. 33 2.!.3. Неполное доминирование и кодоминироваинс ... 33 2.!.4. Отклонения от оьющаемого расщелзения ............ 34 2.2. Днгибриднос скрещнвание ............................., 34 2.3.

Генетический анализ цри взаимодействии генов .. 2.3.1. Комллемеитарное действие генов ........................ 2.3.2. Эггисти .. 2.3.3. Полимерия . 2.4. Количественные признаки .....,.......,................. 38 Глава 3. Морганизм — хромосомная теория наследственности .............................................. 40 3.1.

Наследование признаков, сцепленных с полом ............... 3.2. Нерасхожденис половых хромосом ......,...,.. 41 3.3. Сцепленное наследование н кроссинговер .... 42 3.3.1. Сцолленное наследование .....................................42 3.3.2. Кроссингавер ........................................................... 43 3.3.2.1. Генетические локазагельс~ва оерскрссм хромосом .....43 33.2,2. Цггх ологичсскнс локалжельсх на кроссннгоасра ...........

44 3.3.2.3. Частота кроссннгоаера н линейное расположение генон а хромосоме .................................................................. 45 3.3.2.4. Олннарный и множесгасггный перекресты хромосом ..46 ................................................................4г 3.3.2.6. Нерааньш кроссингояср ..................................................47 3.3.2.7.

Мнгогичсскнй (сомжическнй) кроссингоаср ........... 48 3.3.2.8. лгакгорьг, ллняюшнс на кроссинголср .......................... 48 !лана 4. Изменчивость наследственного мат ернала .„............. 4.!, Мутационная теория н классификации мутаций . 4.1.1. Закан гомологических рядов наследственной изменчивости Н. И. Вавилова .................................... 52 4.1.2. Классификация мутаций Г.

Мелнера .................... 53 4.13 Генсративные и соматические мутации ............... 55 4.1.4. Прямыс и обратные мутации.............. 4.1.5. 1!лейотролный эффект мутаций 4.1.6. Экспрессивность и ненетрантность мутаций ...... 55 4.1.7. Множественные аллсли .... 4.1.8. Условные мутации ............. 4.2. Спонтанные и иидуцнрованные мутации ...... 57 4.2.1. Методы учета мутаций ............. 4.2.2. Спонтанные мутации................ 4.2.3. Индуцированные мутации ....... 4.3. Хромосомньге перестройки ... 4.3.1. Инверсии 4.3.2.

Транслокацин......... 4.4.1. Автололнллоидия ................................................... 71 4.4.2. Аллонолинлоилия (амфиполиллоидия) ............... 72 4.4.3. Искусственное получение полннлонлов ............., 74 4.4.5. Се ментальная анеуплондвя у дрозофллы ..........

75 4.4.6. Галлоилия . 4.5. Системные мутации ........................ 4,6, Ненасзедсгвенная изменчивость ... Глана 5. Генетический анализ: картмроваиие генов ................. 5.!. Цели и задачи генетического анализа.......,..... 83 5.2. Получение мутаций .......................................... 83 5,3. Тестирование мутаций на аллелизм ............... 84 5,4.

Межа:щельная комнлемситация ... ОБЩАЯ И МОЛЕКУЛЯРНАЯ ГЕНЕТИКА 5.5. Определение группы сцепления ... 5.5.1. Определение группы сцепления с помощью рецесснвных маркеров ....... 5.5.2. Определение группы сцепления с помощью доминантных маркеров ...... 154 154 158 160 160 160 )Г>1 162 5.6. Локализация гена в группе сцепления ............ 87 5.6.!. Классический метод ............................................... 87 5.6.2. Картирование летальных мутаций .................. 89 165 166 167 167 5.6.3. Седективные схемы скрещивания 5.6.4. Соотношение кроссоверной и молекулярной карт генов 5.6.5. Картирование генов с помощью хромосомных перестроек .

..91 168 )Г>9 5.6.Г>. Картирование генов с помощью сох>атичсско>о ..91 91 ... 9 1 ..91 9> кроссинговера. 5.7. Метод анеуплоидных тестеров..... 5.7.1. Нудлисомия .. 5.7.2. Моносомия. 5.8. Методы клеточной биологии ........ )72 174 174 181 182 185 5.9. Локализация генов с помощью гибридизации нуклеиновых кислот ш !610 .......

92 187 187 189 ... 99 100 191 194 Глава б. Структура и организация генома ..... 107 6.1. Роль ДНК в наследственности ..... .... 107 194 195 6.2. Структура ДНК ...... ....)08 196 6.3. Репликация ДНК ....,......,....,................,.........,..110 6.3.1. Механизмы ренликации .......................................

110 6.3.2. Особенности рслникации ДНК у эукариот........)17 7.9. Псевдогены .. 6.4, Генетический код ........................ .... 123 ..! 97 6.5. !'еномика — — наука о геномах .................. 6.6. Структура генома эукариот .................... 6.7. Мобильные элементы генома................. 6.7.1. Открытие н классифи>алия мобильных элементов 6.7.2. Мобильные элементы у дрозофилы ...........

6.7.3. Ту-элеьгенты у дрожжей 6.7.4. Транспозоны млекопитающих ................... 6.7.5. Функциональное значение мобильных .. 127 .. 129 .. 131 202 оргаиизмо» 131 .. 135 .. 138 .. 138 204 204 7.1!.2.4. )синая терапия ..... 204 140 >деме н гов 6.8. Мобильные элементы прокариот ..... 6.8.1. !5-элементы . ...

142 14> 6.8.2. Трансиозоны ......................... 142 6.83. 18-элема>пы и транслозоны в ллазмидах........... 142 ..207 6.8.4. Бактериофаг Ма ....................................................145 .... 207 146 7.1. Развитие представлений о гене ............... 7.2, Онероииый принцип организации генов у прокариог 7.3. Химический синтез генов ....................... .... 210 152 74, Современньш методы молекулярной генетики . 7.4.1.

Ферменты рестрикции ............................... 152 ....153 .. 217 5.10. Генеалогический метод .......... 5.11. Трансформация у бактерий .. 5.12. Трансдукция .......,...,.......,....... 5.13. Конъюгация Гнали 7. Структура геяа ... 7.4.2. Векторы для молекулярного клонирования 7.4.2.!. Пла>мидные веюоры .....................................-...

7.4.2.2. Фаговыс векторы 7.4.2.3. Космидные векторы 7.4.2.4. Челночные векторы 7.4.2.5. Р!скусшвеииые хромосомы дролокей !УАГ ! .... 7.4.3. Создание геномных библиотек..................... 7.4.4. Построение рестрикционных карт 7.4.5. Саузерн-благ анализ ..................................... 7.4.6. кХромосомная ходьба» ................................ 7.4.7.