Образование типов гамет у организмов при разных группах сцепления генов
Задача 604.
У дрозофилы аутосомные гены А(а) и В(b) находятся в одной группе сцепления1, гены С(с) и D(d) – в другой. Какие типы некроссоверных и кроссоверных гамет образуются у этой особи, если доминантные аллели находятся в одной хромосоме, а рецессивные в другой?
Решение:
Структура генотипа такова:
АB||СD ab||cd.
1. Некроссоверные гаметы содержат хромосомы с исходным сочетанием аллелей: АВCD, ABcd, abCD, abcd. Можно записать и так:
AB| CD|; AB| cd|; ab| CD|; ab| cd|.
2. Обмен участками между гомологичными хромосомами образует новое сочетание сцепленных аллелей:
а) если кроссинговер произошел только в первой паре хромосом, получатся гаметы с генотипами: AbCD, Abcd, aBCD, aBcd (Ab||CD, Ab||cd, aB||CD, aB||cd);
б) если в кроссинговер была вовлечена только вторая пара хромосом, получатся гаметы с генотипами: ABCd, ABcD, abCd, abcD (AB||Cd, AB||cD, ab||Cd, ab||cD);
в) если кроссинговер затронул обе пары хромосом, образуются гаметы с генотипами: AbCd, aBcD, AbcD, aBCd (Ab||Cd, aB||cD, Ab||cD, aB||Cd).
Задача 605.
Определите, какие генотипы и фенотипы будут в F1 и F2, при скрещивании самок мух дрозофил с серым телом и нормальными крыльями (доминантные признаки) с самцами с черным телом и укороченными крыльями (рецессивные признаки). Составьте схему решения задачи, если: a) кроссинговер не происходит; б) кроссинговер происходит. Какие законы наследственности проявляются в данных скрещиваниях?
Решение:
B - ген серого цвета тела;
b - ген черного цвета тела;
V - ген нормальной длины крыльев;
v - ген коротких крыльев.
Так как по условию задачи кроссинговер происходит, то гена В и V сцеплены и находятся в одной хромосоме. При сцепленном наследовании признаков кроссинговер не происходит, если особи являются дигомозиготами. Серая самка с нормальными крыльями имеет генотип ВV||ВV, а самец с черным телом и короткими крыльями - bv||bv.
a) Кроссинговер не происходит
Схема скрещивания:
Р: BV||BV х bv||bv
Г: BV| bv|
F1: BV||bv - 100%.
Фенотип:
AV||av - серое тело и нормальные крылья - 100%.
Единообразие первого поколения.
б) Кроссинговер происходит
Схема скрещивания:
Р: BV||bv х BV||bv
Г: ВV|, bv| ВV|, bv|
некроссоверные гаметы
*Вv|, *bV| *Вv|, *bV|
кроссоверные гаметы
F2:
1BV||BV; 2BV||bv; 1bv||bv;
2BV||Bv*; 2BV||bV*; 2*BV||bv;
2*bV||bv; 1*Bv||Bv*; 2*Bv||*bV;
1*bV||*bV.
Наблюдается 10 типов генотипа. Расщепление по генотипу -
- 1:2:1:2:2:2:1:2:2:1.
Фенотип:
1BV||BV - серое тело и нормальные крылья;
2BV||bv - серое тело и нормальные крылья;
1bv||bv - черное тело и короткие крылья;
2BV||Bv* - серое тело и нормальные крылья;
2BV||bV* - серое тело и нормальные крылья;
2*BV||bv - серое тело и нормальные крылья;
2*bV||bv - черное тело и нормальные крылья;
1*Bv||Bv* - серое тело и короткие крылья;
2*Bv||*bV - серое тело и нормальные крылья;
1*bV||*bV - черное тело и нормальные крылья.
Наблюдаемый фенотип:
серое тело и нормальные крылья;
серое тело и короткие крылья;
черное тело и нормальные крылья;
черное тело и короткие крылья.
Наблюдается 4 типа фенотипа.
Задача 606.
Рецессивный ген синдрома Кеннеди (бульбоспинальная амиотрофия2 локализован в Х-хромосоме на расстоянии 18 морганид от локуса гена, контролирующего мышечную дистрофию Беккера3. Здоровый мужчина женится на здоровой женщине, мать которой имела синдром Кеннеди, а отец - мышечную дистрофию Беккера. Какова вероятность рождения в этой семье здорового мальчика и мальчика с синдромом Кеннеди и мышечной дистрофией Беккера?
Решение:
ХА - ген нормального развития организма;
Ха - ген синдрома Кеннеди (бульбоспинальная амиотрофия);
ХВ - ген нормального развития мышц;
Хb - ген мышечной дистрофии Беккера;
S(ХаХb) = 18 морганид.
Здоровый мужчина будет иметь генотип вида: AXB||Y, а у здоровой женщины, мать которой имела синдром Кеннеди, а отец - мышечную дистрофию Беккера, генотип - AXb||aXB.
Расстояние между генами 18 м показывает, то у женщины кроме некроссоверных гамет образуются кроссоверные гаметы, причем последних будет 18%. Гаметы некроссоверные: AXb| и aXB|; их соотношение [(100% - 18%) : 2 = 41%] по 41%. Кроссоверные гаметы: *AXB| и *aXb|, их соотношение [18 : 2 = 9%] по 9%. Значит, женщина будут иметь следующий набор гамет: AXb| - 41%; aXB| - 41%; *AXB| и *aXb| по 9%. Мужчина с генотипом AXB||Y даёт только гаметы AXB| и Y|.
Схема скрещивания
Р: AXb||aXB х AXB||Y
Г: AXb|; aXB| AXB|; Y|
некроссоверные гаметы
*AXB| и *aXb|
кроссоверные гаметы
F1:
AXB||AXb - 20,5%; AXB||aXB - 20,5%;
*AXB||AXB - 4,5%; AXB||*aXb - 4,5%;
AXb||Y - 20,5%; aXB||Y - 20,5%;
*AXB||Y - 4,5%; *aXb||Y - 4,5%.
Наблюдается 8 типов генотипа. Расщепление по генотипу - 1:1:1:1:1:1:1:1.
Фенотип:
AXB||AXb - здоровая девочка, носительница гена мышечной дистрофии Беккера - 20,5%;
AXB||aXB - здоровая девочка, носительница гена синдрома Кеннеди - 20,5%;
*AXB||AXB - здоровая девочка - 4,5%;
AXB||*aXb - здоровая девочка, носительница обоих мутантных генов - 4,5%;
AXb||Y - мальчик, страдающий мышечной дистрофией Беккера - 20,5%;
aXB||Y - мальчик, страдающий синдромом Кеннеди - 20,5%;
*AXB||Y - здоровый мальчик - 4,5%;
*aXb||Y - мальчик, страдающий синдромом Кеннеди и мышечной дистрофией Беккера - 4,5%.
Наблюдаемый фенотип:
здоровый ребенок - 54,5% (из них 4,5% мальчики, остальные девочки);
мальчик, страдающий мышечной дистрофией Беккера - 20,5%;
мальчик, страдающий синдромом Кеннеди - 20,5%;
мальчик, страдающий синдромом Кеннеди и мышечной дистрофией Беккера - 4,5%.
Наблюдается 4 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу - 54,5% : 20,5% : 20,5% : 4,5%.
Ответ: 1) вероятность рождения в этой семье здорового мальчика - 4,5%; 2) вероятность рождения в этой семье мальчика с синдромом Кеннеди и мышечной дистрофией Беккера - 4,5%.
Задача 607.
Есть 2 породы кур: белые круглоглазые и полосатые длинноглазые. В результате анализирующего скрещивания получили 148 белых круглоглазых, 155 полосатых длинноглазых, 36 белых длинноглазых, 40 полосатых круглоглазых. Определите расстояние между генами.
Решение:
А - белое оперение;
а - полосатое оперение;
В - круглые глаза;
b - длинные глаза;
SAB = ?
Рассчитаем общее число фенотипов:
Nобщ. = 148 + 155 + 36 + 40 = 379
Определим соотношение фенотипов при данном скрещивании, получим:
(379148) : (155/379) : (36/379) : (40/379) =
= 0,39 : 0,41 : 0,095 : 0,1055 ≈
≈ 39% : 41% : 9,5% : 10,5% ≈ 4 : 4 : 1 : 1.
Такие типы соотношения фенотипов (отличные от: 1 : 1 : 1 : 1 и 1 : 1) наблюдаются при анализирующем скрещивании дигетерозигот, если гены по обоим признакам локализованы в одной хромосоме. Так как в нашем случае, в результате дигибридного анализирующего скрещивания было получено соотношение фенотипов 4 : 1 : 1 : 4 отличное от того, которое должно получится теоретически при анализирующем скрещивании дигетерозиготы. В нашем случае расщепление по генотипу будет таким:
4(AaBb) : 1(Aabb) : 1(aaBb) : 4(aabb).
Таким образом, наблюдается неполное сцепление генов, т.е. гены А и В находятся в одной группе сцепления. Преобладание в гибридах от анализирующего скрещивания одних фенотипов над другими, а неполное исключение последних, говорит о том, что наблюдается неполное сцепление генов. Гены А и В находятся в одной хромосоме на некотором расстоянии друг от друга.
Так как расщепление по геотипу и фенотипу составляет
4(A_B_) : 1(A_bb) : 1(aaB_) : 4(aabb), то
при неполном сцеплении возможен генотип гетерозиготы - АB||ab.
Так как соотношение кроссоверных особей составляет 9,5% (A_bb) : 10,5% (aaB_), примерно 10% (A_bb) : 10% (aaB_), то это указывает, что расстояние между генами сцепления составляет 20 морганид1 (10 . 2 = 20). Тогда соотношение некроссоверных особей составляет 40% (A_B_) : 40% (aabb). Расстояние между генами 20 м показывает, что кроме некроссоверных гамет есть кроссоверные гаметы, причем последних будет 20%. Гаметы некроссоверные: Ав| и аВ| ; их соотношение [(100% - 20%) : 2 = 40%] по 40%. Кроссоверные гаметы: АВ*| и ав*|, их соотношение [20 : 2 = 10%] по 10%.
Значит, гетерозигота будут иметь следующий набор гамет:
Ав| - 40%; аВ| - 40%; АВ*| и aв*| по 10%, что и соответствует условию задачи.
Схема скрещивания
Р: АВ||аb X аb||аb
Г: АВ|; |аb аb|
не кросс.
Аb*|; аВ*|
кросс.
F1: АВ||аb - 40%; аb||аb - 40%; Аb*||аb - 10%; аВ*||аb - 10%.
Наблюдается 4 типпа генотипа. Расщепление по генотипу -
- 40% : 40% : 10% : 10% = 4 : 4 : 1 : 1.
Фенотип:
АВ||аb - белые круглоглазые - 40%;
аb||аb - пестрые длинноглазые - 40%;
Аb*||аb - белые длинноглазые - 10%;
аВ*||аb - пестрые круглоглазые - 10%.
Наблюдается 4 типпа фенотипа. Расщепление по фенотипу -
- 40% : 40% : 10% : 10% = 4 : 4 : 1 : 1.
Ответ: SAB = 20 морганид.
Задача 608.
В результате анализирующего скрещивания дигетерозиготного растения получено: 48 растений с пурпурными цветками и круглой пыльцой, 12 - с пурпурными цветками и длинной пыльцой, 50 - с красными цветками и длинной пыльцой и 10 - с красными цветками и круглой пыльцой. Определите расстояние меду локусами. Ответ запишите в виде целого числа.
Решение:
А - красные цветки;
а - пурпурные цветки;
В - длинная пыльца;
b - круглая пыльца
Определим общее число фенотипов в F2, получим:
Nобщ. = 48 + 12 + 50 + 10 = 120 растений.
Определим соотношение фенотипов в данном скрещивании, получим:
пурпурные цветки и круглая пыльца : пурпурные цветки и длинная пыльца:
красные цветки и длинная пыльца : красные цветки и круглая пыльца =
= 48/120 : 12/120 : 50/120 : 10/120 =
= 0,400 : 0,100 : 0,417 : 0,833 =
= 40,0% : 10% : 41,7% : 8,33%.
При анализирующем скрещивании дигетерозигот в потомстве должно наблюдаться рассщепление по фенотипу должно составляь: 1 : 1 : 1 : 1. В данном скрещивании это соотношение не соответствует ожидаемому, поэтому мы можем предположить, что гены А и В сцеплены. Так как общее число фенотипов с перекрестом составляет 18,33% (10% + 8,33% = 18,33 ≈ 18% ), то расстояние между генами А и В равно 18% или 18 морганид.
Тогда
Генотип дигетерозиготного растения - AB||ab, генотип дигомозиготного рецессивного растения - ab||ab.
Расстояние между генами 18 м показывает, что кроме некроссоверных гамет есть кроссоверные гаметы, причем последних будет 18%. Тогда дигетерозиготное растение с генотипом AB||ab образует гаметы некроссоверные: АВ| и аb| ; их соотношение [(100% - 18%) : 2 = 41%] по 41%. Кроссоверные гаметы: Аb*| и аB*|, их соотношение [18 : 2 = 9%] по 9%.
Значит, гетерозигота будут иметь следующий набор гамет:
АB| - 41%; аb| - 41%; Аb*| и aB*| по 9%. Растение с генотипом ab||ab образует один тип гамет - ab|, так как кроссинговера при этом генотипе не происходит.
Схема скрещивания
Р: AB||ab x ab||ab
Г: AB|; ab| ab|
некроссоверные гаметы
Аb*|; aB*|
кроссоверные гаметы
F1: AB||ab - 41%; ab||ab - 41%;
Ab*||ab - 9%; aB*||ab - 9%.
Наблюдается 4 типа генотипа. Расщепление по генотипу -
- 41% : 41% : 9% : 9%.
Фенотип:
AB||ab - красные цветки и длинная пыльца - 41%;
ab||ab - пурпурные цветки и круглая пыльца - 41%;
Ab*||ab - красные цветки и круглая пыльца - 9%;
aB*||ab - пурпурные цветки и длинная пыльца - 9%.
Наблюдается 4 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу -
- 41% : 41% : 9% : 9%.
Что и соответствует условию задачи.
Ответ: 18%.
Комментарии:
1Группа сцепления - совокупность всех генов, расположенных в одной хромосоме, вследствие чего они наследуются совместно. Число групп сцеплений для каждого вида равно гаплоидному набору хромосом, а точнее – равно количеству пар гомологичный хромосом. У человека половая пара хромосом негомологична, поэтому у женщин групп сцепления – 23, а у мужчин – 24 (22 группы сцепления - аутосомные и две по половым хромосомам Х и У).
2Бульбоспинальная амиотрофия Кеннеди — это взрослая форма спинальной мышечной атрофии. Тип наследования - Х-сцепленное рецессивное наследственное заболевание, проявляется сочетанием вялых парезов проксимальных мышечных групп конечностей, бульбарного синдрома и эндокринных расстройств. Обуславливает заболеваемость преимущественно лиц мужского пола. Генетическим субстратом заболевания является экспансия (увеличение числа повторов) триплета ЦАГ (цитозин-аденин-гуанин) в гене андрогенного рецептора, локализующемся на участке Хq21-22 длинного плеча Х-хромосомы.
3Мышечная дистрофия Беккера - это Х-сцепленное рецессивное наследственное заболевание, характеризующееся медленно прогрессирующей мышечной слабостью ног и таза. Это разновидность дистрофинопатии. Это вызвано мутациями в гене дистрофина, который кодирует белок дистрофин.
