Введение в генетику. Взаимодействие генов (лекция № 4) презентация

Содержание

План 1. Предмет, задачи, методы, этапы развития, основные термины генетики. 2. Принцип гибридологического анализа. Законы Менделя, их цитологические основы. Закон «чистоты гамет». Анализирующее скрещивание. Летальные гены. 3. Доминантный и рецессивный

Слайд 1Лекция № 4

Введение в генетику. Взаимодействие генов.

Профессор
Смирнов Сергей Николаевич

Слайд 2План
1. Предмет, задачи, методы, этапы развития, основные термины генетики.
2. Принцип гибридологического

анализа. Законы Менделя, их цитологические основы. Закон «чистоты гамет». Анализирующее скрещивание. Летальные гены.
3. Доминантный и рецессивный типы наследования признаков человека. Промежуточный характер наследования.
4. Взаимодействие аллельных и неаллельных генов. Полигенное наследование признаков.
5. Первичная и вторичная плейотропия.
6. Множественные аллели.
7. Наследование групп крови человека по системам АВ0 и MN. Наследование резус-фактора. Резус-конфликт.
8. Иммуногенетика: предмет и задачи. Тканевая и видовая специфичность белков. Антигенные свойства белков.

Слайд 3Предмет, задачи, методы, этапы развития, основные термины генетики.

Генетика - это наука

о наследственности и изменчивости.

Наследственность - свойство живых организмов передавать следующим поколениям особенности морфофункциональной организации и индивидуального развития.

Изменчивость - свойство живых организмов, заключающееся в изменении генов и их проявлений в процессе развития организмов.

Слайд 4Перед генетикой стоят следующие задачи:

Теоретические:
а. Изучение проблемы хранения наследственной информации,
б. Изучение

проблемы передачи наследственной информации,
в. Изучение проблемы реализации наследственной информации,
г. Изучение проблемы изменения наследственной информации.

Практические (для медицины):
а. Управление развитием наследственных признаков,
б. Защита наследственности человека от вредных воздействий окружающей среды.

Слайд 5Методы генетики:

а. Гибридологический,
б. Цитогенетические,
в. Биохимические,
г. Генеалогический,
д. Близнецовый,


е. Популяционно-статистический,
ж. Иммунологические.

Слайд 6Этапы развития генетики.

Г. Мендель опубликовал свои работы в 1865 году. Однако,

они не нашли понимания и не получили должного отклика научной общественности. Поэтому генетика как наука берет свое начало в 1900 году, когда законы Г.Менделя были вторично открыты другими учеными.




Слайд 7Грегор Иоганн Мендель (Gregor Johann Mendel; 1822-1884) — австрийский биолог и

ботаник, сыгравший огромную роль в развитии представления о наследственности. Открытие им закономерностей наследования моногенных признаков (эти закономерности известны теперь как Законы Менделя) стало первым шагом на пути к современной генетике.

Грегор Иоганн Мендель.
Портрет 1884 года.

Слайд 8Выделяют пять этапов развития генетики:
1 - 1900-1912;
2 - 1912-1925;
3

- 1925-1940;
4 - 1940-1955;
5 - 1955 - настоящее время.


Первый этап (1900-1912) - триумф менделизма. В 1900 году независимо друг от друга Х. Де Фриз, Э. Чермак и К. Э. Корренс повторно открыли законы Г.Менделя.

Слайд 9Де Фриз Хуго (1848-1935) - нидерландский ботаник, один из основателей учения

об изменчивости и эволюции, Провел первые систематические исследования мутационного процесса. Разработал концепцию эволюции посредством мутаций (мутационная теория Де Фриза).
Одновременно с К. Э. Корренсом и Э. Чермаком-Зейзенеггом вторично открыл законы Менделя (1900).

Слайд 10Эрих Чермак-Зейзенегг Э. (1871-1962) - австрийский ботаник. Проводил исследования по гибридизации

рас садового гороха. Независимо и одновременно с Х. де Фризом и К. Корренсом в 1900 г. ученый вторично описал закономерности наследственности, сформулированные за 35 лет до этого Г. Менделем. Э. Чермак сосредоточил свое внимание на практическом применении генетических закономерностей в селекции культурных растений.

Слайд 11Карл Эрих Корренс (1864-1933) – германский ученый. Независимо от Х. де

Фриза и Э. Чермака вторично открыл законы Г. Менделя (1900 г.). К. Корренсу принадлежат труды по генетике пола, им была впервые описана цитоплазматическая наследственность на примере передачи признака мозаичности окраски листьев через гены, заключенные в хлоропластах.

Слайд 12В 1907 году У. Бетсон предложил термин "Генетика".
Бэтсон, Бейтсон (Bateson)

Уильям (1861-1926), английский биолог, один из основателей генетики, само название которой было предложено им в 1907. Первые работы посвящены филогении хордовых. Отстаивал ненаследование приобретённых признаков, прерывистый характер изменчивости, учение о чистоте гамет. В 1910 основал английский генетической журнал «Journal of Genetics».

Слайд 13 Второй этап (1912-1925) - создания хромосомной теории наследственности.

Эта теория разработана школой

Т.Моргана (США).
Томас Морган и его ученики (Г. Дж. Меллер, А. Г. Стертевант и др.) обосновали хромосомную теорию наследственности.

Установленные закономерности расположения генов в хромосомах, способствовали выяснению цитологических механизмов законов Грегора Менделя и разработке генетических основ теории естественного отбора.

Слайд 14 Томас Хант Морган (Thomas Hunt Morgan, 1866—1945) — американский биолог, один

из основоположников генетики, Лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 1933 года «За открытия, связанные с ролью хромосом в наследственности».

Слайд 15Третий этап (1925-1940) - этап открытия возможности искусственного получения мутаций.

В

1925 году этот феномен описали Г.А. Надсон и Г.С. Филиппов.

В 1927 году Мюллер показал, что мутагенным действием обладает ионизирующее излучение.

Слайд 16 Георгий Адамович Надсон (1867-1940), русский микробиолог, доказавший возможность искусственной мутации. Первая

экспериментальная работа Г.А.Надсона, выполненная совместно с Г.С.Филипповым, посвящена получению мутаций под влиянием рентгеновских лучей у низших грибов из семейства Mucoraceae (1925 г.).

Слайд 17 Герман Джозеф Мёллер (Hermann Joseph "H. J." Muller 1890-1967), американский генетик,

ученик Томаса Ханта Моргана, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине (1946).
Наиболее известен своими работами в области мутагенного действия рентгеновских лучей на мух дрозофил.

Слайд 18В этот период складываются и работают школы Н.И.Вавилова, Н.К.Кольцова.
В 1926

году Николай Иванович Вавилов открыл закон гомологических рядов в наследственной изменчивости.

Николай Иванович Вавилов российский генетик, растениевод, географ. Автор закона гомологических рядов в наследственной изменчивости организмов, учения о биологических основах селекции и центрах происхождения и разнообразия культурных растений.

Слайд 19В 1928 году Н. К. Кольцов первым разработал гипотезу молекулярного строения

и матричной репродукции хромосом («наследственные молекулы»), предвосхитившую принципиальные положения современной молекулярной биологии и генетики.

Кольцов Николай Константинович (1872-1940), российский биолог, основоположник российской экспериментальной биологии. Организатор и первый директор (1917-1939) Института экспериментальной биологии.

Слайд 20В тридцатые годы прошлого века в России развивается генетика человека и

медицинская генетика.

В Москве в начале 30-х годов прошлого века существовали медико-евгенические консультации, организованные С.Н. Давиденковым и Медико-генетический институт во главе с С.Г.Левитом.

Слайд 21 Сергей Николаевич Давиденков (1880—1961), невропатолог, академик АМН СССР (1945). Основоположник отечественной

клинической нейрогенетики.

Слайд 22 Соломон Григорьевич Левит (1894-1943), советский генетик, один из основоположников медицинской генетики

в СССР. В 1930-1937 – директор Медико-генетического института им. М. Горького. Был организатором клинико-генетических исследований близнецов.

Слайд 23Четвертый этап (1940-1955) - этап исследований молекулярных основ генетики.

Д.Бидл (Beadle G.W.)

и Э.Тетум (Tatum E.L.) (США) показали, что один ген отвечает за синтез одного фермента.

Слайд 24 Бидл Джордж Уэлс (Beadle George Wells 1903-1989), американский генетик. Основополагающие труды

по биохимической генетике. Один из авторов фундаментальной концепции: "один ген - один фермент" (каждый ген отвечает за синтез только одного фермента).

Слайд 25 Эдвард Лаури Тетум (Edward Lawrie Tatum 1909–1975), американский генетик.
Нобелевская премия

по медицине (1958) совместно с Д.У.Бидлом и Дж. Ледербергом (Joshua Lederberg) за исследования по генетике микроорганизмов.

Слайд 26В 1944 году О. Эвери, С. Маклеод и М. Маккартни доказали

генетическую роль ДНК. Они показали, что ДНК является носителем наследственных задатков.


С 1950 года Фрэнсис Крик и Джеймс Уотсон изучают строение ДНК и в 1953 году открывают структуру ДНК.

Слайд 27Крик (Crick) Фрэнсис Харри Комптон (1916-2004), английский биофизик и генетик. В

1953 совместно с Дж. Уотсоном создал модель структуры ДНК (двойную спираль), что позволило объяснить многие ее свойства и биологические функции и положило начало молекулярной генетике. Нобелевская премия (1962, совместно с Дж. Уотсоном и М. Уилкинсом).

Слайд 28 Джеймс Дью́и Уо́тсон (James Dewey Watson, род. 6 апреля 1928), американский

биолог. Лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине (1962). — совместно с Фрэнсисом Криком и Морисом Х. Ф. Уилкинсом за открытие структуры молекулы ДНК.

С 1955 года генетика вступает в современный этап развития.

Слайд 29Основные понятия генетики.

Фенотип - совокупность всех признаков и свойств организма, проявление

которых обусловлено взаимодействием генотипа с факторами внутренней и внешней среды.

Генотип - совокупность всех генов организма.

Ген - участок молекулы ДНК, несущий информацию об одном белке.

Слайд 30 Аллели (аллеломорфы) - различные формы одного и того же гена, расположенные

в одинаковых участках (локусах) гомологичных хромосом и определяющие альтернативные варианты развития одного и того же признака.

В диплоидном организме может быть два одинаковых аллеля одного гена, в этом случае организм называется гомозиготным, или два разных, что приводит к гетерозиготному организму.

Слайд 31Аллельные гены – гены, отвечающие за развитие альтернативных признаков.

Неаллельные гены –

гены, отвечающие за развитие разных (не альтернативных) признаков.

Гомозигота – организм, дающий один тип гамет.

Гетерозигота – организм, дающий несколько типов гамет.

Гемизигота – организм, имеющий по одной аллели какого-либо гена (генов).

Слайд 32 Доминантность (доминирование) — форма взаимоотношений между аллелями одного гена, при которой

один из них (доминантный) подавляет (маскирует) проявление другого (рецессивного) и таким образом определяет проявление признака как у доминантных гомозигот, так и у гетерозигот.

Рецессивный признак — признак, не проявляющийся у гетерозиготных особей вследствие подавления проявления рецессивного аллеля.

Слайд 33 Моногибридное скрещивание – скрещивание организмов, различающихся по проявлениям одного изучаемого признака,

за которые отвечают аллели одного гена.

Дигибридное скрещивание – скрещивание организмов, различающихся по проявлениям двух изучаемых признаков, за которые отвечают аллели двух неаллельных генов.

Полигибридное скрещивание – скрещивание организмов, различающихся по проявлениям нескольких (многих) изучаемых признаков, за которые отвечают аллели нескольких (многих) неаллельных генов.

Слайд 342. Принцип гибридологического анализа. Законы Менделя, их цитологические основы. Закон «чистоты

гамет». Анализирующее скрещивание. Летальные гены.

Гибридологический анализ – способ изучения наследственных свойств организма путём скрещивания (гибридизации) его с родственной формой и последующим анализом признаков потомства.

Гибридологический анализ впервые применил Г. Мендель (1865) для изучения механизма передачи наследственных задатков от родителей потомкам и для изучения взаимодействия генов у одного и того же организма.

Слайд 35Принципы гибридологического анализа.

Из всех признаков организма выбирают только альтернативные признаки —

такие, которые имеют только два четко различающихся варианта.

Производится большое количество скрещиваний в не менее чем в двух поколениях.

Производится точный количественный учет и анализ результатов большого числа скрещиваний для устранения роли случайных отклонений.

Слайд 36Законы Менделя.

Первый закон Менделя (Закон единообразия гибридов первого поколения или закон

доминирования признаков).

При скрещивании гомозиготных организмов, различающихся по одной паре альтернативных (контрастных) признаков, получается первое поколение гибридов единообразное по фенотипу и генотипу.

По фенотипу все гибриды первого поколения характеризуются доминантным признаком, по генотипу всё первое поколение гибридов гетерозиготное.

Слайд 38Цитологические основы первого закона Менделя.

1. При формировании гамет (гаметогенезе) родительский гомозиготный

организм образует только один сорт гамет.

2. При оплодотворении гаметы родителей сливаются только в одном варианте, формируя только один сорт зигот.

Слайд 39Условия выполнения законов Менделя.

В соответствии с законами Менделя наследуются только моногенные

признаки.

Если за фенотипический признак отвечает более одного гена (а таких признаков абсолютное большинство), он имеет более сложный характер наследования.

Слайд 40Второй закон Менделя (Закон расщепления признаков).

При скрещивании гибридов (гетерозигот), анализируемых по

одной паре альтернативных признаков (при моногибридном скрещивании), в потомстве наблюдается расщепление по фенотипу в соотношении 3:1 (3/4 гибридов поколения имеют доминантный признак, около 1/4 - рецессивный), а по генотипу 1:2:1 (1/4 потомков – рецессивные гомозиготы, ½ - гетерозиготы, 1/4 – доминантные гомозиготы).

Расщепление – явление, при котором скрещивание гетерозиготных особей приводит к образованию потомства, часть которого несет доминантный, а часть – рецессивный признак.

Слайд 42В основе выполнения законов Менделя лежит гипотеза «чистоты гамет».

Гипотеза «чистоты

гамет». Мендель предположил, что при образовании половых клеток в каждую гамету попадает только один наследственный фактор из пары данных наследственных факторов. При образовании гибридов наследственные факторы не смешиваются, а сохраняются в неизменном виде.

Слайд 43 Во времена Менделя эта гипотеза не имела достаточных подтверждений. Термин «ген»

не использовали.

В дальнейшем гипотеза была подтверждена цитологическими наблюдениями и стала законом.

Закон чистоты гамет. В каждую гамету попадает только одна аллель из пары аллелей данного гена родительской особи.

Слайд 44Цитологические основы второго закона Менделя.

При формировании гамет (гаметогенезе) родительский гетерозиготный

организм образует несколько сортов гамет. Например, при моногибридном скрещивании у каждого родителя равновероятно образуется два сорта гамет: А, а.

2. При оплодотворении гаметы родителей сливаются в разных сочетаниях, формируя разные сорта зигот. Например, при моногибридном скрещивании в потомстве образуются зиготы с вероятностями 1АА:2Аа:1аа.

Слайд 45Условия выполнения закона расщепления при моногибридном скрещивании.

1. Изучается большое число скрещиваний

(большое число потомков).
2. Гаметы, содержащие аллели А и а, образуются в равном числе (обладают равной жизнеспособностью).
3. Нет избирательного оплодотворения: гаметы, содержащие любой аллель, сливаются друг с другом с равной вероятностью.
4. Зиготы (зародыши) с разными генотипами одинаково жизнеспособны.

Слайд 46Третий закон Менделя (Закон независимого наследования признаков).

При дигибридном (полигибридном) скрещивании гетерозигот

каждая пара признаков наследуется независимо от других пар и дает расщепление 3:1 по каждой паре.

Например, скрещивались растения, отличающиеся по двум парам признаков, таким как белые и пурпурные цветы и желтые или зелёные горошины. Первое поколение после скрещивания обладало доминантным фенотипом по всем признакам. Во втором поколении наблюдалось расщепление фенотипов по формуле 9:3:3:1, то есть 9:16 были с пурпурными цветами и желтыми горошинами, 3:16 с белыми цветами и желтыми горошинами, 3:16 с пурпурными цветами и зелёными горошинами, 1:16 с белыми цветами и зелёными горошинами.

Слайд 49Цитологические основы третьего закона Менделя.

При формировании гамет (гаметогенезе) родительский гетерозиготный организм

образует несколько сортов гамет. При этом доминантные аллели каждой пары аллельных генов представлены в 50% гамет и рецессивные аллели каждой пары аллельных генов представлены в 50% гамет.

2. При оплодотворении гаметы родителей сливаются в разных сочетаниях, формируя разные сорта зигот в определенных соотношениях.

Слайд 50Условия выполнения закона независимого наследования.

Все условия, необходимые для выполнения закона расщепления.

2.

Расположение генов, отвечающих за изучаемые признаки, в разных парах хромосом (несцепленность).

Слайд 51Анализирующее скрещивание.

Анализирующее скрещивание - скрещивание особи с доминантным признаком (анализируемой

особи) с особью, гомозиготной по рецессивным аллелям (анализатором).

Анализирующее скрещивание позволяет определить генотип и соотношение гамет разного типа, образуемых анализируемой особью.

Слайд 52Если в потомстве от анализирующего скрещивания расщепления нет, то анализируемая особь

гомозиготна.

Слайд 53Если расщепление есть, то анализируемая особь гетерозиготна.

Слайд 54Летальные гены.

Летальные гены (летальные аллели) - гены, которые вызывают гибель

организма.

Эти гены, как правило, рецессивные. Гибель, как правило, наступает у гомозигот. Гибель организма наступает при определенных условиях, или на определенных этапах развития (чаще всего на эмбриональных стадиях развития). Летальные аллели возникают в результате летальных мутаций генов, ответственных за какую-либо жизненно важную функцию.

Слайд 55В случае наличия летальных генов возникает отклонение от менделирующего (возникающего по

законам Менделя) расщепления.

Слайд 563. Доминантный и рецессивный типы наследования признаков человека. Промежуточный характер наследования.



Человек, как объект генетических исследований, имеет ряд особенностей. Над человеком нельзя проводить эксперименты, в том числе, экспериментальное скрещивание. У человека небольшое количество потомков. Продолжительность жизни человека, за проявлениями генетических закономерностей которого наблюдают, приблизительно равна продолжительности жизни наблюдающих ученых. Однако, генотип и фенотип человека является хорошо изученными, что облегчает исследования генетики человека.

Слайд 57Наследование признаков человека (доминантных и рецессивных), которое подчиняется законам Менделя, называется

менделирующим.

По доминантному типу наследуются некоторые нормальные менделирующие признаки человека, например: белый локон надо лбом; волосы жесткие, прямые; шерстистые волосы - короткие, легко секущиеся, курчавые, пышные; толстая кожа; способность свертывать язык трубочкой.

По доминантному типу наследуются некоторые патологические менделирующие признаки человека, например: полидактилия (многопалость); синдактилия (сращение мягких или костных тканей фаланг двух или более пальцев); брахидактилия (короткопалость, недоразвитие дистальных фаланг пальцев).

Слайд 58По рецессивному типу наследуются некоторые нормальные признаки человека, например: мягкие, прямые

волосы; тонкая кожа; отрицательный резус-фактор; неощущение вкуса фенилкарбамида; неумение складывать язык трубочкой.

По рецессивному типу наследуются некоторые патологические признаки человека, например: фенилкетонурия; галактоземия; альбинизм.

Слайд 59Промежуточный характер наследования.

Промежуточный характер наследования наблюдается при неполном доминировании, когда

один аллельный ген не полностью подавляет фенотипическое проявление другого аллельного гена. У гетероозигот формируется промежуточный признак.

Слайд 61
Например. По промежуточному типу наследуется талассемия человека.

Талассемия (анемия гемолитическая мишеневидно-клеточная)

– наследственная гемолитическая анемия, характеризующаяся нарушением синтеза глобина (белка, входящего в состав гемоглобина).

Талассемия большая – гомозиготная форма талассемии (генотип аа), характеризующаяся выраженной гипохромной анемией, наличием мишеневидных эритроцитов, увеличением селезенки, утолщением длинных трубчатых костей и костей черепа.

Слайд 62


Мишеневидные эритроциты.
Талассемия малая – гетерозиготная форма талассемии (генотип Аа), характеризующаяся легкой

гипохромной анемией, небольшим количеством мишеневидных эритроцитов, некоторым увеличением селезенки.

Слайд 634. Взаимодействие аллельных и неаллельных генов. Полигенное наследование признаков.

Взаимодействие генов -

участие двух или более генов в генетическом контроле формирования признака.

Виды взаимодействия аллельных генов.

Полное доминирование – взаимодействие двух аллелей одного гена, при котором доминантная аллель полностью исключает проявление действия второй аллели. В фенотипе присутствует только признак, задаваемый доминантной аллелью. Например, прямые волосы у человека.

Слайд 64Неполное доминирование – доминантная аллель в гетерозиготном состоянии не полностью подавляет

действие рецессивной аллели. Гетерозиготы имеют промежуточный характер признака. Например, микрофталмия, таласемия у человека.

Сверхдоминирование – более сильное проявление признака у гетерозиготной особи, чем у гомозиготной. Например, у человека гетерозиготы по серповидноклеточной анемии обладают большей резистентностью к тропической малярии, вызываемой протозойным паразитом Plasmodium falciparum, чем индивиды, гомозиготные по нормальной доминантной аллели гена, определяющего форму эритроцитов.
У дрозофилы у гетерозигот по отдельным мутациям наблюдаются более высокие показатели плодовитости, чем у гетерозигот.

Слайд 65Кодоминирование – проявление у гибридов нового признака, обусловленного взаимодействием двух разных

аллелей одного гена. При этом оба аллеля гена проявляются в фенотипе. Например, наследование четвертой группы крови у человека.

Аллельное исключение – вид взаимодействия аллельных генов, при котором в части клеток организма фенотипически проявляется одна аллель, а в другой части клеток организма – другая аллель. Например, в данном В лимфоците экспрессируется только одна аллель гена иммуноглобулина.

Слайд 66Виды взаимодействия неаллельных генов.

Комплементарность – форма взаимодействия неаллельных генов, при котором

одновременное действие нескольких доминантных генов дает новый признак.

Например, развитие нормального слуха – это результат совместного действия нескольких неаллельных генов.

Слайд 67Например, синтез какого-либо гормона определяется одним геном, а проникновение этого гормона

в клетки-мишени зависит от белков рецепторов, которые кодируются другим неаллельным геном.

Стандартное расщепление (расщепление по фенотипу в потомстве от скрещивания двух гетерозиготных родительских организмов) при комплеметарном взаимодействии наблюдается в отношении 9:3:3:1 (но здесь нельзя найти независимого расщепления по каждой паре аллелей в отношении 3:1), 9:7 и 9:6:1.

Слайд 68Пример скрещивания при комплементарном взаимодействии генов. Форма гребня у кур может

быть листовидной гороховидной, розовидной и ореховидной. При скрещивании кур, имеющих ореховидные гребни, потомство получилось со всеми четырьмя формами гребней в отношении: девять ореховидных, три гороховидных, три розовидных, один листовидный. Определите генотипы родителей.

Слайд 70Эпистаз – взаимодействие генов, при котором активность одного гена подавляется влиянием

других неаллельных ему генов.

Ген, подавляющий фенотипические проявления другого, называется эпистатичным; ген, чья активность изменена или подавлена, называется гипостатичным.

Если эпистатический ген является доминантным, то имеет место доминантный эпистаз, если рецессивным, то рецессивный эпистаз.

Слайд 71Стандартное расщепление (расщепление по фенотипу в потомстве от скрещивания двух гетерозиготных

родительских организмов) при доминантном эпистазе оказывается 13:3 или 12:3:1. Стандартное расщепление при рецессивном эпистазе наблюдается в отношении 9:3:4.

Примером рецессивного эпистаза у человека является бомбейский феномен. У женщины с первой и у мужчины со второй группой крови родился ребенок с четвертой группой крови. При исследовании данного случая у матери был найден эпистатический ген с, который подавлял ген IВ.

Слайд 73Пример скрещивания при доминантном эпистазе. Белое оперение кур определяется двумя парами

не сцепленных неаллельных генов. В одной паре доминантный определяет окрашенное оперение рецессивный — белое. В другой паре доминантный ген подавляет окраску, рецессивный — не подавляет окраску. При скрещивании белых кур получено потомство из 1680 цыплят. 315 цыплят было окрашенных, остальные белые. Определите генотипы родителей.

Слайд 75Полимерия (полигения, полигенное наследование признаков) – обусловленность развития одного признака многими

неаллельными генами, действие которых суммируется в признаке.

Стандартное расщепление (расщепление по фенотипу в потомстве от скрещивания двух гетерозиготных родительских организмов) при полимерии оказывается 1:4:6:4:1.
Бывают случаи, когда полимерные гены не усиливают друг друга. Тогда расщепление будет 15:1.

Слайд 76Примером полимерии является наследование цвета кожи у человека. Этот признак определяется

четырьмя генами, ответственными за выработку пигмента меланина. Чем больше доминантных неаллельных генов, тем темнее кожа.

Широко распространенные болезни человека, например, артериальная гипертензия, ишемическая болезнь сердца, бронхиальная астма, язвенная болезнь желудка, наследуются полигенно. При этом тяжесть заболевания зависит не только от совокупного действия множества генов, но и от провоцирующих средовых факторов.

Слайд 775. Первичная и вторичная плейотропия.

Плейотропия множественное действие гена, способность одного

гена воздействовать на проявление нескольких разных признаков организма.

Плейотропное действие гена может быть первичным и вторичным.

Слайд 78При первичной плейотропии ген проявляет свой множественный эффект в формировании разных

признаков одновременно. Причинно-следственная связь в развитии этих признаков отсутствует.

Это обусловлено тем, что продукт гена участвует в нескольких, а иногда и в очень многих процессах.

Например, ген, обуславливающий рыжие волосы, обуславливает более светлую окраску кожи и появление веснушек.

Слайд 79При синдроме Марфана арахнодактилия, вызываемая доминантной мутацией, проявляется одновременно в изменениях

пальцев рук и ног, вывихах хрусталика глаза и врождённых пороках сердца.

Слайд 80При болезни Хартнупа мутация гена приводит к нарушению всасывания аминокислоты триптофана

в кишечнике и его реабсорбции в почечных канальцах.

При этом поражаются одновременно мембраны эпителиальных клеток кишечника и почечных канальцев с расстройствами пищеварительной и выделительной систем.

Слайд 81При вторичной плейотропии есть один первичный эффект проявление гена, вслед за

которым развивается ступенчатый процесс вторичных изменений, приводящих к множественным эффектам. При этом в развитии признаков присутствует причинно-следственная связь.

Слайд 82Например, при серповидно-клеточной анемии у гомозигот наблюдается несколько патологических признаков:
Первопричиной, непосредственным

проявлением дефектного гена является аномальный гемоглобин и эритроциты серповидной формы. Вследствие этого происходят последовательно другие патологические процессы: слипание и разрушение эритроцитов, анемия, нарушения в почках, сердце, мозге - эти патологические признаки вторичны.

Нормальные и серповидные эритроциты при серповидно-клеточной анемии.

Слайд 83Схема развития симптомов (признаков) при серповидно-клеточной анемии.

Слайд 846. Множественные аллели.

Множественный аллелизм - это существование в популяции более

двух аллелей данного гена.

Они возникают в результате разных мутаций одного гена.

Например, для у глобиновых генов человека известно несколько сотен аллелей.

У дрозофилы была обнаружена серия множественных аллелей по гену white, состоящая из нескольких десятков мутантных и одной нормальной аллели.

Слайд 857. Наследование групп крови человека по системам АВ0 и MN. Наследование

резус-фактора. Резус-конфликт.

Группа крови - описание индивидуальных антигенных характеристик эритроцитов, определяемое с помощью методов идентификации специфических групп углеводов и белков, включённых в мембраны эритроцитов (антигенов).

У человека открыто несколько систем антигенов, основные из них: система AB0, система Rh (резус-система).

Известно также 46 классов других антигенов, из которых большинство встречается гораздо реже, чем AB0 и резус-фактор. Это такие системы антигенов как система Келл (Kell), система Кидд (Kidd), система Даффи (Duffy), система MNSs, система Lewis, система P, система Xg и другие.

Слайд 86Наследование групп крови человека по системе АВ0 (ABO histo-blood group glycosyltransferases).

В

1924 г. Bernstein установил, что система групп крови АВ0 контролируется серией множественных аллелей.

В системе АВ0 синтез агглютиногенов и агглютининов определяется аллелями гена I: I0, IA, IB (пример множественных аллелей у человека).

Слайд 87Ген I контролирует и образование антигенов, и образование антител. При этом

наблюдается полное доминирование аллелей IA и IB над аллелем I0, но совместное доминирование (кодоминирование) аллелей IA и IB. Генный локус для этих аллелей находится на длинном плече хромосомы 9.

В плазме крови человека могут содержаться агглютинины α и β, в эритроцитах - агглютиногены A и B, причём из белков A и α содержится только один, то же самое - для белков B и β.

Слайд 88Таблица соответствия генотипов, агглютиногенов, агглютининов и групп крови (фенотипов).

Слайд 89Если по каким-либо причинам агглютиноген А встречается с агглютинином a или

агглютиноген В встречается с агглютинином b, то происходит реакция агглютинации – склеивания эритроцитов. В дальнейшем агглютинированные эритроциты подвергаются гемолизу (разрушению), продукты которого ядовиты. Такое возможно при переливании несовместимой по группе крови.

Слайд 90Наследование групп крови человека по системе MN (MNSs).

Групповая система MNSs

является сложной системой; она состоит из 9 групп крови: MNSs, MNs, Ns, Mss, Ms, MS, NSs, MNS и Ns.

Гены антигенов системы групп крови MNSs локалазованы в 4-ой хромосоме.

Имеется ген системы групп крови MN с двумя кодоминантными аллелями M и N. Близко к нему располагается другой ген, с доминантным аллелем S и рецессивным s, определяющий систему групп крови Ss.

Слайд 91Наследование групп крови системы Rhesus.
Резус-система определяется тремя сцепленными генами (CDE);

все эти гены локализованы в 1-й хромосоме.

Наиболее сильным антигеном резус-системы является антиген RhD, который контролируется соответствующим геном D.

При этом резус-положительная группа крови доминирует над резус-отрицательной.

Слайд 92Наследование резус-фактора происходит сложным образом, но,

учитывая ведущую роль гена D,

его можно представить как моногенное наследование с полным доминированием:

при генотипе DD или Dd резус положительный (Rh+),

а при генотипе dd – отрицательный (Rh–).

Слайд 93Таблица соответствия генотипов, антигенов, антител и групп крови резус-системы.

Слайд 94Резус-конфликт.

Если резус-отрицательная женщина вынашивает резус-положительный плод, то при попадании эритроцитов

плода в кровоток матери происходит иммунизация организма матери резус-антигеном. Вырабатываются резус-антитела.

Резус-антитела через плаценту попадают в кровоток плода. Резус-антитела матери разрушают резус-положительные эритроциты плода. Это приводит или к гибели плода, или к рождению неполноценного ребенка.

Слайд 95Развитие резус конфликта.
I. Если у плода кровь резус-положительная (красные круги), а

у матери резус-отрицательная (синие круги), развивается резус-конфликт. В ответ на резус-положительный белок, содержащийся в эритроцитах плода, организм матери вырабатывает антитела (черные полукружия).
II. Через плаценту антитела проникают в кровь плода и разрушают его эритроциты. Образующийся при этом продукты повреждает структуры плода.

Слайд 968. Иммуногенетика: предмет и задачи. Тканевая и видовая специфичность белков. Антигенные

свойства белков.

Иммуногенетика - раздел генетики, исследующий закономерности наследования антигенов, других факторов иммунитета и тканевой несовместимости.

Начало иммуногенетики положили работы немецких учёных П. Эрлиха и Ю. Моргенрота, обнаруживших в начале двадцатого века. Группы крови у коз, и открытие К. Ландштейнером групп крови у человека. Термин «иммуногенетика» предложен американским учёным М. Ирвином в 1930.

Слайд 97Основные задачи иммуногенетики:

изучение проблем генетики гистосовместимости;

2) изучение проблем генетического контроля

структуры иммуноглобулинов и других иммунологически значимых молекул;

3) изучение проблем генетического контроля силы иммунного реагирования;

4) изучение генетики антигенов.

Слайд 98Изучение проблем генетики гистосовместимости связана с развитием несовместимости тканей при внутривидовых

пересадках.

Описан комплекс генов, контролирующих поверхностные клеточные структуры, которые вызывают иммунную реакцию отторжения чужеродной ткани.

Эти гены кодируют молекулы (антигены) гистосовместимости (главный комплекс гистосовместимости - MHC или HLA).

Слайд 99Антигены HLA подразделяются на антигены класса I и антигены класса II.



Антигены HLA класса I необходимы для распознавания трансформированных клеток цитотоксическими Т-лимфоцитами.

Функция антигенов HLA класса II - обеспечение взаимодействия между Т-лимфоцитами и макрофагами в процессе иммунного ответа.

Слайд 100Антигенные свойства белков.

Антигены - вещества, которые обладают признаками генетической чужеродности (антигенности)

и при введении в организм вызывают развитие иммунного ответа.

Антигенные свойства белков определяются разнообразием их структуры.

Белки разных организмов одного вида, а также белки организмов разных видов различаются.

Поэтому при попадании в другой организм чужеродный белок распознается и вызывает иммунный ответ.

Слайд 101Видовая специфичность белков – различие белков, входящих в состав организмов, относящихся

к разным биологическим видам, определяемое числом аминокислот, их разнообразием, последовательностью соединения в молекулах белка.

Специфичность белков у разных организмов одного вида – причина отторжения органов и тканей (тканевой несовместимости) при их пересадке от одного человека другому.

Слайд 102Гистосовместимость — совместимость органов и тканей.

Например, при трансплантации совместимая ткань

донора не отторгается организмом реципиента.

Для осуществления успешной пересадки органа необходимо максимально точное совпадение донора и реципиента по антигенной структуре рецепторов.

Простейшим примером определения гистосовместимости является определение групп крови и резус-фактора перед переливанием.

Слайд 103Благодарю за внимание!

Похожие презентации

Факторы среды, влияющие на размножение и развитие у животных. Абиотические и биотические факторы. (Лекция 2) 268
Дикие животные 235
Сообщества. Экосистемы 554
Пресноводная жемчужница Margaritifera margaritifera L. рек северной Европы: особенности экологии и пути сохранения 367
Тема урока.Среды обитания животных. 414
Основы селекции растений, животных, микроорганизмов 756

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.

Для правообладателей

Яндекс.Метрика