Сцепленное наследование генов
Сцепленное наследование генов — это совместная передача нескольких генов от родителей потомкам. Оно было открыто в 1906 г. английскими генетиками У. Бэтсоном и Р. Пеннетом, которые изучали наследование признаков у растений (у душистого горошка).
В дальнейшем работы по изучению закономерностей сцепленного наследования были продолжены Томасом Морганом и его научной школой. Их эксперименты проводились на плодовой мушке — дрозофиле. Дрозофила оказалась очень удобным объектом для исследования: легко и быстро размножается в искусственных условиях, дает многочисленное потомство, имеет всего 4 пары хромосом в диплоидном наборе. Также у дрозофилы встречается большое число разнообразных
мутаций (окраска глаз, форма крыльев и т. д.).
В результате опытов было выявлено, что сцепление может нарушаться из-за кроссинговера. При скрещивании анализировалось наследование двух пар аллелей:
одна пара контролирует цвет тела (B — серая окраска, b — черная), вторая пара — длину крыльев (V — длинные крылья, v — короткие). Оба гена находятся в одной хромосоме.
При скрещивании серых длиннокрылых мух с черными короткокрылыми все первое поколение было серым длиннокрылым.
Р | B V | ´ | b v |
Г | BV |
| bv |
F1 | B V | ||
После этого было проведено анализирующее скрещивание. В первом случае скрестили дигетерозиготных самцов из F1 с гомозиготными самками.
Р (F1) | B V | ´ | b v |
| самец |
| самка |
Fа | B V, b v 50% 50% | ||
В потомстве наблюдалось расщепление в соотношении 1:1 — 50% серых длиннокрылых мух и 50% черных короткокрылых. Таким образом, у самцов дрозофилы
в мейозе не происходит кроссинговера, и наблюдается полное сцепление генов.
Во втором случае скрестили дигетерозиготных самок из F1 с гомозиготными самцами.
Р (F1) | B V | ´ | b v |
| самка |
| самец |
Fа | B V, b v B v, b V, 41,5% 41,5% 8,5% 8,5% | ||
При скрещивании в потомстве наблюдалось появление четырех фенотипических классов. Но соотношение отличалось от предполагаемого 1:1:1:1 — в потомстве было по 41,5% серых длиннокрылых и черных короткокрылых особей и по 8,5% серых короткокрылых и черных длиннокрылых. Такое расщепление можно объяснить кроссинговером, что привело к появлению новых типов гамет, а следовательно, и новых фенотипических классов. Гаметы, возникшие в результате кроссинговера, назвали кроссоверными.
На основании всех полученных результатов Т. Морганом и его школой была сформулирована хромосомная теория наследственности.
- Гены расположены в хромосомах в линейном порядке. Различные хромосомы содержат неодинаковое число различных генов.
- Каждый ген занимает в хромосоме определенное место (локус).
- Гены, находящиеся в одной хромосоме, представляют одну группу сцепления и наследуются совместно. Число групп сцепления организма равно гаплоидному набору хромосом. Две гомологичные хромосомы являются одной группой сцепления.
- В результате кроссинговера происходит нарушение сцепления. Частота кроссинговера между генами, расположенными в одной хромосоме, зависит от расстояния между ними и прямо пропорциональна ему. Расстояние между генами измеряется в морганидах. Одна морганида соответствует 1% кроссоверных фенотипов в потомстве.
На основании данных, полученных при анализе сцепленного наследования, строят генетические карты хромосом — это схемы расположения генов в хромосоме.
Генетические карты используют в селекции для подбора организмов для скрещивания. Также с их помощью можно предположить особенности наследования и проявления признаков у изучаемых организмов.