Генетика

Гибридологиялық әдіс (гибрид – будан) – будандастыру, шағылыстыру және қолдан тозаңдандыру жүйесін пайдалана отырып тұқым қуалау заңдылықтарын анықтау.
Ата-аналық организмдердегі альтернативті немесе бір-біріне қарама-қарсы бір жұп белгілердің тұқым қуалауын оларды будандастыру арқылы зерттейді.

Альтернативті белгілер
Тұқымның түсі: сары және жасыл;
Пісіп жетілген дәннің пішіні: тегіс және бұдыр;
Тұқымның қабығы: сұр және жасыл;
Сабағының ұзындығы: биік және аласа;
Қауашағы: тегіс және ирек;
Гүлінің түсі: ақ және күлгін;
Гүлдің өсімдікте – сабақтың төбесінде немесе бүкіл өсімдікті бойлай орналасуы.

Ген дегеніміз белгілі бір белгіге жауап беретін (организмнің қандай да бір белгісін анықтайтын) тұқым қуалаушылықтың бірлігі немесе ДНҚ-ның бір бөлігі.

Локус дегеніміз геннің хромосомада орналасқан жері.

Аллельді гендер дегеніміз гомологты хромосомалардың бірдей локусында орналасқан жұп гендер.

Бір белгінің дамуын екінші бір белгі басатын болса, онда басым белгіні доминантты деп атаймыз, “дамымай”, яғни өз белгісін көрсете алмай қалған басынқы белгіні рецессивті деп атаймыз.

Адамның доминантты және рецессивті белгілері

Ген тұқым қуалау факторы. Тұқымқуалаушылықтың бірлігі
Генотип дегеніміз организмдегі барлық гендердің немесе тұқым қуалау бастамаларының жиынтығы.
Фенотип дегеніміз генотип пен оны қоршаған ортаның өзара әсері нәтижесінде қалыптасқан организмнің сыртқы белгілерінің жиынтығы немесе көрінісі.

Тұқым қуалау заңдылықтарын алғаш зерттеген және оның негізін салушы болып чехиялық монах Г. Мендель (1822-1884).
1865 ж. Г. Мендель “Өсімдік будандармен тәжірибелер” атты еңбегін жарыққа шығарды.

Мендель өзінің тәжірибелері үшін бастапқыда алынған ас бұршақтың 34 сортынан 22 таза линиялы таңдап алып, олардың альтернативті 7 белгілері бойынша тұқым қуалауын бақылады.

Тұқымның түсі: сары және жасыл;
Пісіп жетілген дәннің пішіні: тегіс және бұдыр;
Тұқымның қабығы: сұр және жасыл;
Сабағының ұзындығы: биік және аласа;
Қауашағы: тегіс және ирек;
Гүлінің түсі: ақ және күлгін;
Гүлдің өсімдікте – сабақтың төбесінде немесе бүкіл өсімдікті бойлай орналасуы.

Гибридологиялық әдістің негізгі ерекшеліктері
Ата-аналық формалар бір-бірімен оңай будандаса алатын бір түрге жататын организмдер болуы қажет.
Будандастырылатын организмдердің көзбен айқын қоруге болатын бір немесе бірнеше жұп альтернативті белгілері болуы тиіс.
Ата-аналық формаларды будандастырудан алынған гибрид организмдердің бірнеше ұрпақтарына сандық талдау жасалуы керек.
Әр будан өсімдіктен алынған ұрпақтарға жеке-жеке талдау жасалуы керек.

Моногибридті будандастыру

Цитологиялық негіздер

Моногибридті будандастыру

Мендельдің заңдары
Мендельдің бірінші заңы – бірінші ұрпақтың будандарының біркелкілік заңы.
Мендельдің екінші заңы – белгілердің ажырау заңы, яғни екінші ұрпақ генотиптері бойынша 1:2:1 болып ажырайды, ал фенотиптері бойынша 3:1 ара қатынасында болады.

Дигибридтік будандастыру
Дигибридтік будандастыру дегеніміз бір-бірінен екі жұп белгісі бойынша айрмашылығы бар организмдерді шағылыстыру.

Дигибридтік будандастыру

Талдаушы будандастыру – генотипі белгісіз доминантты организмдерді фенотип бойынша рецессивті организммен шағылыстыру

Талдаушы будандастыру – генотипі белгісіз доминантты организмдерді фенотип бойынша рецессивті организммен будандастыру

Толымсыз доминанттылық
Толымсыз доминанттылық дегеніміз гетерозиготалы организмде бір жұп белгінің аллельді гендері өзінің екінші аллельді генінің әсерін толық баса алмау құбылысы.

Толымсыз доминанттылық
Толымсыз доминанттылық / жартылай
доминанттылық кезінде – доминантты ген рецессивті генді тек жартылай басады
Гетерозиготалы дараларда толымсыз доминанттылық кезінде аралық фенотип көрінеді
Мысалға: түнсұлу гүлі, арыстанауыз гүлі, намазшам гүлі, андалуз тауықтары, сиыр мен қой жүнінің түстері, бүлдірген
А-қызыл АА Х аа
А- ақ Аа;Аа;Аа;Аа
Қызғылт шығады

P:
F1:
G:
a
AA
aa
Aa
A
A
a
красные
белые
Aa
Aa
Aa

Толымсыз доминанттылық есептеріне мысал:
№1 Түн аруы гүлінің қызыл түсі ақ түске толымсыз доминантты. Осы
өсімдіктерді өзара будандастырғанда қызғылт гүл алынады. F2-де белгілер ажырауы қалай жүреді?
Ғ2 Аа Х Аа
АА;Аа;Аа;аа
Ф: толықтай қызыл 1, аралық белгі ( қызғылт) түс 2, ақ түсті гүл 1
1:2:1
Г: толықтай доминантты 1 белгі, гетерозигота -2 , рецессивті белгі 1
1:2:1
25%:50%:25%

Бір аллельді жұп гендердің өзара әрекеттесуі

Адамның қан топтарының тұқым қуалауы

Адамның қан топтарының тұқым қуалауы

Аллельді емес гендердің өзара әрекеттесу түрлері
Аллельді емес гендер дегеніміз хромосомалардың әр түрлі локустарында орналасқан гендер.

Аллельді емес гендердің өзара әрекеттесу түрлері
Аллельді емес гендердің өзара әрекеттесулерінің 4 түрін ажыратады: комплиментарлық, эпистаз, полимерия, көпаллельділік.

Көптік аллелизм
Мутация нәтижесінде геннің кез-келген өзгеруі жаңа аллельдің пайда болуына әкеледі. Осындай мутациялар арқылы пайда болатын локустың бірнеше күйі көптік аллелизм деп аталады.
Алелльді гендерден дамитын белгілер аллеломорфты деп аталады.

Комплиментарлық әрекеттесу
Комплиментарлық әрекеттесі деп доминантты гендердің (егер бір генотипте болса, ААВВ; АаВв т.б.) бірін-бірі толықтырып, алынған ұрпақта жаңа белгінің пайда болуын айтамыз.

Комплиментарлық әрекеттесу

Эпистаз
Эпистаз – аллельді емес гендер арасындағы өзара әсер ету құбылысы, бір аллельдің екінші аллельдің қасиетін басып тастау құбылысы.
Басымдық қасиет көрсететін генді супрессор немесе ингибитор деп атайды.
Доминантты эпистаз деп бір доминантты геннің басқа бір доминатты немесе рецессивті геннің әсерін тежеуін айтамыз (А>В немесе А>вв).
Рецессивті эпистаз деп гомозиготалы рецессивті геннің доминатты гендердің және басқа да рецессивті гендердің әсерлерін басып тастау құбылысын айтамыз (аа>В немесе аа>вв).

Доминантты эпистаз

Рецессивті эпистаз

Полимерия
Полимерия – белгілі бір белгінің дамып көрінуін көптеген гендердің қамтамасыз ету құбылысы.
Полимерия құбылысын алғаш рет швед генетигі Н.Г. Нильсон-Эле 1908 ж. сұлы қабығы мен бидай дәні түсінің тұқым қуалауларын зерттегенде ашты.

Плейотропия
Организмдердің жеке дамуы барысында кейбір гендердің бір немесе бірнеше белгілердің дамуына әсерін тигізуі анықталған. Табиғатта кең таралған бұл құбылыс гендердің плейотропиялық әсері деп аталады.
Мысалы: дрозофиланың ақ көзділігін анықтайтын рецессивтік ген оның ішкі мүшелерінің пішініне, өсімталдылығының кемуіне, өмір сүру ұзақтығының қысқаруына т.б. әсерін тигізеді.

Морганизм. Тұқым қуалаушылық хромосомалық теориясы немесе гендердің тіркесіп тұқым қуалауы
Тұқым қуалаушылық хромосомалық теориясын немесе бір хромосомада орналасқан бірнеше (көптеген) гендердің бір-бірімен тіркесіп тұқым қуалау құбылысын 1910 жылы ғылыми түрде дәлелдеген америка ғалымы Т.Х. Морган (1866-1945) және оның шәкірттері А. Стертевант, К. Бриджес, Г. Меллер болып табылады.

Бірінші ұрпақтағы дигетерозиготалы аналық шыбынды қайтадан жетілмеген қанатты қара шыбынмен будандастырады

Кроссинговер дегеніміз – мейоздың зигонема стадиясында гомологиялық хромосомалар коньюгацияланып, ал диплонема стадиясында олар айқасқан бөліктерімен (гендермен) орын алмастырып, жаңа типтерінің (жаңа белгілердің) пайда болу құбылысы.

Хромосомалардағы гендердің ара қашықтығы кроссинговер жиілігімен анықталады. Бір процент кроссинговер жиілігі бір морганидаға тең болады, яғни гендердің ара қашықтықтарының бірлігі болып морганида саналады.