Уровни организации наследственного материала
Генный и хромосомный уровни организации наследственного материала. Способ записи информации о последовательности аминокислот в белке с помощью последовательности нуклеотидов ДНК. Характеристика ядерного генома человека. Строение метафазных хромосом.
| Рубрика | Биология и естествознание |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 09.08.2013 |
| Размер файла | 917,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Размещено на http://www.allbest.ru
Министерство здравоохранения Российской Федерации
Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Саратовский государственный медицинский университет
Имени В.И. Разумовского»
Министерства здравоохранения Российской Федерации
Кафедра общей биологии, фармакогнозии и ботаники
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
Дисциплина «Генетика»
Саратов 2013 г.
Теоретический вопрос
Уровни организации наследственного материала. Характеристика ядерного генома человека
Генный уровень организации наследственного материала.
Изучите основополагающую информацию:
В эукариотических клетках имеется два вида нуклеиновых кислот - дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК). Материальным субстратом наследственности и изменчивости у человека, как и большинства организмов, является молекула ДНК.
Функции ДНК:
1. Хранение наследственной информации.
ДНК одной клетки содержит информацию о структуре всех белков и молекул РНК целого организма; о последовательности реализации информации в онтогенезе.
2. Передача наследственной информации от клетки к клетке, от организма к организму. Эту функцию обеспечивает способность ДНК к самоудвоению (репликации) перед каждым клеточным делением.
3. Реализация наследственной информации. ДНК способна к последовательной передаче закодированной генетической информации - сначала на молекулы информационных РНК, а затем белков.
Строение ДНК: ДНК - это линейный полимер, мономером которого является нуклеотид. В состав каждого нуклеотида входит пятиуглеродный сахар дезоксирибоза, остаток фосфорной кислоты и одно из азотистых оснований - аденин, гуанин, тимин или цитозин (рис. 1)
Рис. 1. Схема строения нуклеотида ДНК
Присоединение нового нуклеотида (сборка полинуклеотидной цепи) происходит только на одном конце: там, где находится свободная 3'(ОН) предыдущего нуклеотида. Начало цепи всегда несёт фосфатную группу в положении 5'. Это позволяет выделить в полинуклеотидной цепи 5' и 3'-концы и определить направление её синтеза: 5' > 3'. ДНК - двухцепочечная молекула. Цепи ДНК соединяются друг с другом по принципу комплементарности: напротив А одной цепи стоит Т другой цепи, напротив Г одной цепи - Ц другой цепи. Азотистые основания соединяются водородными связями: между аденином и тимином образуется две водородных связи (А=Т), между гуанином и цитозином - три (Г?Ц). Цепи ДНК не только комплементарны друг другу, но и антипараллельны: напротив 5' (Ф) - конца одной цепи стоит 3' (ОН) - конец другой цепи, и наоборот (рис. 2). ДНК - двойная спираль полинуклеотидных цепей, чаще закрученных вправо.
Рис.2. Строение участка молекулы ДНК.
Строение РНК соответствует строению молекулы ДНК. Однако существуют отличия: это одноцепочечная молекула, в состав нуклеотида РНК вместо дезоксирибозы входит рибоза, а вместо тимина - урацил. Существует несколько видов РНК, основными из них являются: иРНК - информационная, рРНК - рибосомальная, тРНК - транспортная. Их функции: иРНК переносит информацию из ядра в цитоплазму, рРНК входит в состав рибосом, тРНК транспортирует аминокислоты к рибосомам.
Направление движения генетической информации описывает "центральная догма" молекулярной биологии: ДНК > иРНК > белок (Ф. Крик, 1955). Белки основной строительный материал клеток. Клетки способны синтезировать огромное количество белков (полипептидов), состоящих из 20 основных аминокислот. Порядок расположения аминокислот в полипептиде определяют нуклеотиды ДНК (иРНК).
Генетический код - способ записи информации о последовательности аминокислот в белке с помощью последовательности нуклеотидов ДНК (иРНК) (табл. 2).
Последовательность из трех нуклеотидов ДНК (иРНК) называется триплет или кодон. В составе генетического кода 64 кодона, три из них являются некодирующими. Основные свойства генетического кода: специфичность - каждый кодон кодирует одну определенную аминокислоту; вырожденность - каждая аминокислота (кроме метионина и триптофана) может быть закодирована двумя или более кодонами.
Таблица 2
Генетический код (в кодонах иРНК)
|
Первый нуклеотид |
Второй нуклеотид |
Третий нуклеотид |
||||
|
У |
Ц |
А |
Г |
|||
|
У |
Фен Фен Лей Лей |
Сер Сер Сер Сер |
Тир Тир - - |
Цис Цис - Три |
У Ц А Г |
|
|
Ц |
Лей Лей Лей Лей |
Про Про Про Про |
Гис Гис Глн Глн |
Арг Арг Арг Арг |
У Ц А Г |
|
|
А |
Иле Иле Иле Мет |
Тре Тре Тре Тре |
Асн Асн Лиз Лиз |
Сер Сер Арг Арг |
У Ц А Г |
|
|
Г |
Вал Вал Вал Вал |
Ала Ала Ала Ала |
Асп Асп Глу Глу |
Гли Гли Гли Гли |
У Ц А Г |
Сокращения названий аминокислот:
Ала -- аланин, Арг -- аргинин, Асн -- аспарагин, Асп -- аспарагиновая кислота, Вал -- валин, Гис -- гистидин, Гли - глицин, Глн - глутамин, Глу - глутаминовая кислота, Иле - изолейцин, Лей - лейцин, Лиз - лизин, Мет -метионин, Про - пролин, Сер -- серин, Тир - тирозин, Тре -треонин, Три - триптофан, Фен - фенилаланин, Цис -цистеин.
Правила пользования таблицей
Первый нуклеотид в триплете берётся из левого вертикального ряда, второй - из верхнего горизонтального ряда, третий - из правого вертикального ряда. Там, где пересекутся линии, идущие от всех трёх нуклеотидов, и находится искомая аминокислота
Реализация "центральной догмы" осуществляется посредством реакций матричного синтеза транскрипции и трансляции. Транскрипция - синтез иРНК (и других видов РНК) на матрице одной из цепей ДНК.
Трансляция - синтез полипептидной цепи белка на рибосомах на матрице иРНК при участии тРНК.
|
Нуклеотиды (кодоны) ДНК |
5?...АТГ ТТТ ЦТЦ... 3? 3?...ТАЦ ААА ГАГ... 5? транскрипция |
|
|
Нуклеотиды (кодоны) иРНК |
5'...АУГ УУУ ЦУЦ... 3' трансляция |
|
|
Антикодоны тРНК |
УАЦ, ААА, ГАГ |
|
|
Аминокислоты белка |
...мет - фен - лей... |
Гены (или наследственные задатки Г. Менделя, 1865) - минимальные структурно-функциональные единицы наследственности, локализованные в определённых локусах (местах) хромосом (Т. Морган, 1910) и отвечающие за конкретные признаки. Ген - участок молекулы ДНК (1953г.), в котором закодирована информация о первичной структуре белка. Это определение соответствует только структурному гену, кодирующему последовательности аминокислот белка.
Ген имеет определенные свойства (табл. 2).
Известно, что у человека ~75% ДНК хромосом приходится на межгенные промежутки и только ~25% ДНК представляет собой собственно гены. Структурные гены ключевых ферментов - это уникальные нуклеотидные последовательности ДНК, представленные единичными копиями в геноме. Гены белков часто обновляющихся клеточных структур (например, рибосом), а также гены тРНК, рРНК, белков-гистонов повторены в геноме или многократно, или среднее число раз.
Таблица 2
Свойства гена
|
Свойства |
Сущность |
|
|
Дискретность |
Ген обособлен в своей функциональной активности от других генов (несмешиваемость генов) |
|
|
Специфичность |
Каждый ген кодирует свой молекулярный продукт - белок или РНК |
|
|
Стабильность |
Способность сохранять свою нуклеотидную последовательность, т.е. молекулярную форму |
|
|
Лабильность |
Способность многократно мутировать, т.е. изменять молекулярную форму |
|
|
Множественный аллелизм |
Ген может иметь несколько молекулярных форм (множество аллелей), но из них в генотипе диплоидного организма может быть только два аллеля |
|
|
Амплификация |
Способность к увеличению количества своих копий в геноме |
|
|
Плейотропия |
Множественный фенотипический эффект действия одного гена |
|
|
Экспрессивность |
Степень фенотипического проявления гена |
|
|
Пенетрантность |
Частота (%) проявления гена в популяции |
Структура гена эукариот:
Гены эукариот, как правило, имеют экзон-интронное (мозаичное) строение. Экзоны - кодирующие участки гена, интроны - некодирующие участки гена. Размер интронов от 100 до 10 тыс. пар нуклеотидов (п. н.). Количество экзонов и интронов различное - от 1 до 75 и более. Например, в гене инсулина 1 интрон и 2 экзона, в гене в-глобиновой цепи гемоглобина 2 интрона и 3 экзона, в гене миодистрофии Дюшена 75 экзонов, в гене фермента фенилаланингидроксилазы -- 12 интронов. Есть и исключения: гены белка-гистона Н1, интерферона, многие гены митохондрий не имеют интронов. У каждого человека последовательность нуклеотидов в интронах строго индивидуальна (используется при идентификации личности). Мутации на границе интронов и экзонов "запрещены" - не совместимы с жизнью. Мозаичная структура генов эукариот повышает их информационную ёмкость (1 ген может кодировать несколько полипептидов), увеличивает степень комбинативной изменчивости, обеспечивает более совершенную регуляцию функции генов.
В гене эукариот различают регуляторную и транскрибируемую зону (рис. 3). К регуляторной зоне гена относятся энхансеры (усилители транскрипции) и сайленсеры (ослабители транскрипции), промотор. Промотор - это участок узнавания и присоединения фермента, осуществляющего транскрипцию - РНК-полимеразы. В состав транскрибируемой зоны гена входят: зона кэпирования, чередующиеся экзоны и интроны, затем следует некодирующий трейлерный участок, на конце которого располагается зона полиаденилирования.
Рис. 3. Структура гена эукариот
Экспрессия гена - это процесс реализации наследственной информации гена в признак, на молекулярном уровне - это процесс синтеза молекулы белка. В каждом типе клеток многоклеточного организма экспрессируется свой набор генов. Большинство генов наследственного аппарата клетки находится в репрессированном состоянии и только 7-10% активны.
В разный период онтогенеза в клетках разного типа требуется синтез определенных белков в необходимом количестве. Экспрессия обеспечивает синтез белков общего назначения на протяжении всего онтогенеза и в любой клетке. Появление в клетке специфических продуктов - результат экспрессии строго регулируемых генов, активность которых зависит от регулирующих факторов - гормонов, веществ, определяющих дифференцировку клеток, температуры и др. Активность экспрессии гена определяет количество молекулярного продукта. Варьирование количества продукта одних генов допустимо, других - запрещено. Некоторые заболевания сопровождаются избыточной экспрессией гена: например, синтез онкогенов при онкологических заболеваниях или синтез антител при аутоиммунных заболеваниях.
Экспрессия гена эукариот проходит в несколько этапов (табл. 3)
Таблица 3
Этапы экспрессии гена эукариот
|
Этапы |
Сущность |
|
|
1 Претранскрипционный |
Активация гена |
|
|
2 Транскрипция |
Синтез незрелой про-иРНК на матрице ДНК. Про-иРНК содержит и экзоны, и интроны |
|
|
3 Процессинг-сплайсинг |
Созревание иРНК: вырезание интронов и сшивание экзонов |
|
|
4 Транспорт иРНК через оболочку ядра |
Селективный отбор иРНК, в цитоплазму попадает только 5% зрелых иРНК |
|
|
5 Трансляция |
Синтез полипептида на матрице иРНК |
|
|
6 Посттрансляционный |
Формирование функционально активного белка |
При половом размножении определённые аллели (молекулярные формы) генов двух родительских половых клеток объединяются, образуя генотип нового организма. В ходе реализации наследственной информации генотипа формируются видовые и индивидуальные признаки организма (фенотип). Признаками на молекулярном уровне являются продукты генов - молекулы белков и РНК. Признаками на организменном уровне является любой показатель или свойство организма биохимического, физиологического или морфологического характера. Признаки формируются в онтогенезе в результате взаимодействия генов (их продуктов) со средой, в результате все признаки человека, в том числе и здоровье, примерно на 70% зависят от среды, а на 30% - от генотипа.
Хромосомный уровень организации наследственного материала
Хромосома является структурным элементом ядра клетки. Хромосомы в зависимости от периода и фазы клеточного цикла имеют разное строение: интерфазные и метафазные хромосомы - два полярных варианта их структурной организации (табл. 6).
Таблица 6
Сравнительная характеристика интерфазных и метафазных хромосом
|
Показатель |
Интерфазная хромосома |
Метафазная хромосома |
|
|
Количество молекул ДНК в составе одной хромосомы |
одна |
две |
|
|
Конденсированы или деконденсированы |
декондесированы (деспирализованы) |
конденсированы (спирализованы) |
|
|
Функционально активны или неактивны |
активны |
неактивны |
|
|
Световая микроскопия |
не выявляются, видны как вещество с мелкозернистой структурой |
выявляются как дискретные структуры |
наследственный генный хромосомный
Строение метафазных хромосом:
Метафазная хромосома состоит из двух сестринских хроматид (двух молекул ДНК), соединенных в области центромеры (С). Центромера, или первичная перетяжка имеется во всех хромосомах, делит хромосому на плечи - короткое (р) и длинное (q). В зависимости от положения центромеры хромосомы могут быть равноплечими (метацентрическими), неравноплечими (субметацентрическими) и сильно неравноплечими (акроцентрическими). К центромере прикрепляются нити митотического веретена деления клетки. Вторичная перетяжка короткого плеча (ph) и длинного плеча (qh) имеется не во всех хромосомах. Спутник (s) - небольшой участок, отделяемый вторичной перетяжкой в коротком плече. Теломеры (t) - концевые участки хромосом, играют защитную роль.
Каждый вид имеет характерный и постоянный для него хромосомный набор - кариотип. В соматических клетках человека содержится 46 хромосом (диплоидный набор, или 2n), в гаметах -23 хромосомы (гаплоидный набор, или n). Среди 46 хромосом: 44 аутосомы (неполовые хромосомы, одинаковые у мужчин и женщин) и 2 половые хромосомы (обозначают буквами Х и У). Кариотип мужчины 46, ХУ. Кариотип женщины 46, ХХ.
В характеристику кариотипа входят совокупность данных о числе, размерах и особенности строения метафазных хромосом. С учётом относительной длины и положения центромеры аутосомы человека классифицированы на 7 групп (А, В, С, D, E, F, G); каждая пара хромосом имеет свой номер; половые хромосомы Х и У не имеют номера.
Основным показания для исследования кариотипа у человека является подозрение на наличие у него какой-либо хромосомной болезни (причиной хромосомных болезней является нарушение числа или структуры хромосом), наличие у ребенка множественных врожденных пороков развития, многократные (более двух) спонтанные выкидыши, мертворождения, нарушение репродуктивной функции у женщин или мужчин, существенная задержка умственного и физического развития у ребенка, лейкозы, оценка воздействия мутагенов.
Характеристика ядерного генома человека
Геном - совокупность генов и других нуклеотидных последовательностей, находящихся в клетке. Другими словами - это вся ДНК, присутствующая в клетке. Гены - единицы наследственной информации, занимающие определенные положения в геноме и контролирующие выполнение определенных функций в организме. В составе гена как единицы считывания (транскрипционной единицы) могут присутствовать так называемые кодирующие и некодирующие последовательности. Первые у эукариот и архей называют экзонами. Вторые - интронами. Экзоны кодируют белки и некоторые виды РНК (рибосомальная, транспортная). Интроны разделяют экзоны.
Их принято считать некодирующими участками геномной последовательности. Однако исследования последних лет показали, что в интронах заложена информация о строении микроРНК - небольных молекул РНК, обладающих регуляторными свойствами. Наряду с генами в геномах присутствуют псевдогены и фрагменты генов, повторяющиеся последовательности и так называемая «бессмысленная» ДНК. У разных организмов приведенные компоненты генома представлены в разной степени.
Геном эукариот состоит из ядерного генома и генома органелл. Основная часть генетической информации заключена в ядерном геноме, содержащемся в хромосомах ядра клеток, и намного меньшая часть локализована митохондриях и хлоропластах (в случае фотосинтезирующих организмов). Начнем рассмотрение геномов с ядерного генома.
Ядерные геномы эукариот
Все эукариотические ядерные геномы, которые в настоящее время изучены, разделены на несколько линейных молекул ДНК, содержащихся в разных хромосомах. Хотя основные физические характеристики эукариотических геномов сходны, одна важная черта значительно различается у разных организмов. Это размеры геномов. Наименьшие эукариотические геномы имеют длину менее 10 мегабаз, наибольшие - более 100 000 мегабаз. Одна мегабаза - это один миллион пар нуклеотидных оснований.
В самом общем приближении размеры геномов отражают сложность организма. Наиболее простые эукариоты, такие как грибы, имеют наименьшие геномы. Высшие эукариоты, такие как позвоночные и цветковые растения, имеют наибольшие геномы. Однако отсутствует корреляция между размерами геномов и количеством генов в его составе.
Гены менее сложных организмов гены упакованы теснее. У таких организмов нуклеотидные последовательности, разделяющие гены, меньше, чем у более сложных организмов. Различия в степени упаковки геномов хорошо видны при сравнении фрагмента третьей хромосомы дрожжей S. cerevisiae, расшифрованной в 1996 году, и фрагмента генома человека той же длины.
Фрагмент третьей хромосомы дрожжевого генома обладает следующими чертами:
- Он содержит больше генов, чем человеческий сегмент. Этот регион третьей хромосомы дрожжей содержит 26 генов, кодирующих белки, и два гена, которые кодируют транспортные РНК - короткие не кодирующие белок молекулы РНК, участвующие в считывании генетического кода в процессе синтеза белка.
- Относительно небольшое количество дрожжевых генов прерывисто. В данном сегменте третьей хромосомы нет прерывистых генов. Суммарно в дрожжевом геноме, имеющем 5800 генов, обнаружено только 239 интронов, то есть участков некодирующей ДНК, разделяющих кодирующие участки. Заметим, что в человеческом геноме обнаружено более 300 000 интронов.
- Имеется небольшое число геномных повторов.
Рассматриваемая часть хромосомы дрожжей содержит один длинный концевой повторяющийся элемент (LTR элемент), называемый Ty-2, и четыре неполных LTR элемента, названных дельта-последовательностями. Эти пять геномных повторяющихся последовательностей занимают 13,5 % протяженности рассматриваемого сегмента третей хромосомы дрожжей. Однако, такая ситуация не типична для дрожжевого генома в целом. После того, как была расшифрована нуклеотидная последовательность всех 16 хромосом дрожжей, подсчитали, что в расчете на весь геном дрожжей повторяющиеся последовательности составляют 3,4 %. У человека повторяющиеся последовательности занимают 44 % генома.
Таким образом, генетическая организация дрожжей более экономна, чем организация генома человека. Гены сами по себе более компактны, имеют очень мало интронов, расстояния между ними относительно короткие, меньше повторяющих последовательностей и некодирующих бессмысленных последовательностей.
Ядерный геном расщеплен на несколько линейных молекул ДНК, содержащихся в отдельных хромосомах. Исключения из этого правила не известны. Все эукариоты, которые к настоящему времени изучены, имеют, по крайней мере, две хромосомы, а молекула ДНК всегда линейна. Вариабельность генома на этом уровне заключается в разном количестве хромосом у разных видов организмов. Так, геном дрожжей построен из 16 хромосом, а геном дрозофилы из 4 хромосом. Однако никакой связи между количеством хромосом и размером генома не обнаружено. Геномы некоторых саламандр в 30 раз больше человеческого, но построены из вдвое меньшего количества хромосом. Эти сопоставления интересны, но в настоящее время ничего нельзя сказать о смысловой нагрузке, которую несет то или иное количество хромосом.
Хромосомы намного короче, чем входящие в их состав молекулы ДНК. Средняя человеческая хромосома содержит молекулу ДНК длиной около 5 см. Для размещения столь длинной молекулы ДНК в хромосоме нужна сложно организованная система упаковки. Способ упаковки влияет на экспрессию отдельных генов, а значит, на механизмы реализации генетической информации.
Метафазные хромосомы образуются на стадии клеточного цикла после репликации ДНК, когда каждая хромосома несет по две копии ДНК. Две копии ДНК удерживаются вместе в районе центромеры, которая находится в специфической позиции у каждой хромосомы. Имеется множество различных методов окраски хромосом. С их помощью выявлено характерное распределение полос, индивидуальное для каждой хромосомы. Набор хромосом называют кариограммой, его можно рассматривать как характерную черту организма того или иного вида.
ДНК, расположенная в районе центромер, и присоединенные к ней белки также имеют специальные характеристики. Нуклеотидная последовательность центромерного участка ДНК очень хорошо изучена у арабидопсис (Arabidopsis thaliana). Центромеры арабидопсис имеют протяженность 0,9-1,2 мегабаз и все они построены из повторяющихся последовательностей размером 180 пар оснований.
У человека эквивалентные последовательности имеют протяженность, равную 171 паре оснований. Они названы альфоидной ДНК. Наряду с повторяющимися последовательностями у арабидопсис в этом районе имеется также небольшое количество генов. Их плотность составляет 7-9 генов на 100 килобаз в сравнении с 25 генами на 100 килобаз в нецентромерных последовательностях хромосом арабидопсис. Обнаружение того факта, что центромерная ДНК содержит гены, было большим сюрпризом, поскольку считалось, что этот регион генетически не активен.
Характеристика ядерного наследственного материала клеток человека
|
Ядерный геном |
Внеядерный (митохондриальный) геном |
||
|
Структура ДНК |
Двухцепочечная линейная |
Двухцепочечная кольцевая |
|
|
Количество молекул ДНК |
46 |
4--6 в одной митохондрии |
|
|
Количество пар нуклеотидов |
В гаплоидном наборе 3,2 млрд. |
В одной молекуле -- 16569 |
|
|
Связь с белками |
ДНП содержит 40% ДНК и 60% белков |
Отсутствует |
|
|
Количество генов и их продукты |
20 - 25 тыс. Все белки цитоплазмы, 90% белков митохондрий, все РНК |
2 гена рРНК, 22 гена тРНК, 13 генов ферментов тканевого дыхания, 10% структурных белков митохондрий |
|
|
Структура генов |
Экзон-интронная |
Интронов мало или их нет |
|
|
Репликация |
Много вилок репликации |
Две вилки репликации |
|
|
Транскрипция |
Как правило, с одной цепи ДНК |
С одной цепи, часто с двух (встречная транскрипция) |
Половой хроматин.
В интерфазных ядрах можно определить половой Х- и У-хроматин. Х-хроматин (тельце Барра) - это инактивированная и конденсированная одна из двух Х-хромосом соматических клеток женщины. Y-хроматин - это блок гетерохроматина (конденсированного хроматина) в длинном плече Y-хромосомы и выявляется в соматических клетках мужчин. Препараты полового хроматина можно приготовить, используя клетки слизистой ротовой полости, лейкоцитов, фибробластов кожи и клетки волосяной луковицы, окрашивая их ацетоорсеином или флуоресцентными красителями.
Количество Х- и Y-хроматина при разном количестве половых хромосом в кариотипе
|
Кариотип |
Количество Х-хроматина |
Количество У-хроматина |
|
|
46, ХХ |
1 |
- |
|
|
46, ХУ |
- |
1 |
|
|
47, ХХХ |
2 |
- |
|
|
48, ХХХХ |
3 |
- |
|
|
47 ХХУ |
1 |
1 |
|
|
45, ХО |
- |
- |
Центромерный индекс
Центромерный индекс (Ic) - отношение длины короткого плеча ко всей длине хромосомы, выраженное в процентах. Центромерный индекс 45-50% имеют метацентрические (равноплечие) хромосомы, субметацентрические (неравноплечие) - 25-45%, акроцентрические (сильно неравноплечие) - меньше или равен 25%.
Ситуационные задачи
Фенилкетонурия (ФКУ) наследуется по аутосомно-рецессивному типу. У здоровых родителей первый ребёнок болен ФКУ, а другой здоров. Какова вероятность, что и следующий ребёнок будет здоров?
Д а н о: Ген Признак
А здоровый
а Фенилкетонурия
Решение. Генотип больного ребенка - аа, следовательно его родители гетерозиготны - Аа. Один рецессивный ген (а) ребенок получил от матери, другой рецессивный ген (а) - от отца. У гетерозиготных родителей - Аа с равной вероятностью образуются два типа гамет: А и а.
Запись брака и определение генотипов и фенотипов детей:
Р +Аа ? > Аа
здоровая здоровый
Ответ: Вероятность рождения, что следующий ребенок будет здоров - 75%.
Напишите возможные группы крови детей, один из родителей которых имеет II группу крови, а другой III.
Ответ:
Группы крови наследуются по множественному принципу. Варианты проявления одного из генов равные и не зависят друг от друга.
Если у матери II группа крови, а у отца III, то согласно таблицы у детей возможны следующие группы крови: (О) - 25%; (А) - 25%; (В) - 25%; (АВ) - 25%.
Каких сыновей и дочерей можно ожидать в семье, если у отца имеется перепончатость пальцев ног (Y-сцепленный тип наследования)?
Д а н о: Ген Признак
Х норма
У п перепончатость
Решение: Запись брака и определение генотипов и фенотипов детей:
Р: +ХХ ? > ХУ п
Здоровая перепончатость
G: Х Х У п
F: ХХ ХУ п
дочери сыновья
перепончатость перепончатость
отсутствует пальцев
50% 50%
Ответ: дочери - 50 % перепончатость пальцев ног отсутствует;
Сыновья - 50% перепончатость пальцев ног.
Напишите типы гамет, если генотип человека: АаВв, ХаХа, ХаУ, ХаХаВВ, Аавв.
Решение:
1. АаВв - организм, имеющий дигетерозиготный генотип, образует 4 типа гамет: АВ, аВ, Ав,ав;
2. ХаХа - имеет генотип а, следовательно однотипную гамету Ха;
3. ХаУ - имеет две гаметы Ха; У;
4. ХаХаВВ - имеет одну гамету;
5. Аавв - два типа гамет: Ав, ав.
В одной из половых клеток родительского организма возникла генная мутация. Какая из указанных ниже видов генных мутаций с наибольшей вероятностью проявится в этом случае у потомства:
Аутосомно-доминантная.
Аутосомно-рецессивная.
Ответ: аутосомно - доминантная
Тесты с выбором одного или нескольких правильных ответов
Список используемой литературы
1. Биология. Углубленный курс: Учебник для бакалавров/ под ред. В.Н. Ярыгина - 6-е изд., испр. доп. - М.: Издательство Юрайт, 2012.
2. Заяц Р.Г. и др. Общая и медицинская генетика: Ростов-на-Дону: Феникс, 2002.
3. Бочков Н.П., Захаров А.Ф., Иванов В.И. Медицинская генетика - М., Медицина, 1984
4. Медицинская генетика. Учебник. Под ред. Бочкова Н.П.- М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013
5. Горбунова В.Н., Баранов В.С. Введение в молекулярную диагностику и генотерапию наследственных заболеваний - СПб.: "Специальная Литератра", 1997
6. Притчард Дориан Дж. Наглядная медицинская генетика - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Кодирование генетической информации в клетке. Генетический код и его характеристика. Мозаичность генов эукариот. Генный уровень организации наследственного материала. Структура молекулы ДНК. Хромосомный уровень организации наследственного материала.
реферат [46,8 K], добавлен 21.01.2011Уровни организации живой материи. Структура и функции цитоплазматической мембраны. Хроматин: структура, функции, уровни укладки. Генный уровень организации наследственного материала. Особенности структурной и функциональной организации генов эукариот.
курс лекций [3,9 M], добавлен 27.11.2014Организация наследственного материала прокариот. Химический состав эукариот. Общая морфология митотических хромосом. Структура, ДНК, химия и основные белки хроматина. Уровни компактизации ДНК. Методика дифференцированного окрашивания препаратов хромосом.
презентация [7,4 M], добавлен 07.01.2013Понятие генетического кода как единой системы записи наследственной информации в молекулах нуклеиновых кислот в виде последовательности нуклеотидов. Этапы реализации, свойства и расшифровка хромосомы в клетке. Работа по секвенсированию генома человека.
реферат [89,1 K], добавлен 18.01.2011Классификация и свойства генов, особенности структурных и регуляторных генов. Структурные единицы наследственности организмов. Особенности генома человека. Наследственный материал, заключенный в клетке человека. Уровни структурной организации хромосом.
презентация [564,6 K], добавлен 28.10.2014Понятие и структура генетического кода как способа записи информации о последовательности аминокислот белков через последовательность нуклеотидов ДНК и РНК. История и способы его расшифровки, главные свойства. Использование синонимичных кодонов.
презентация [2,2 M], добавлен 14.04.2014Геном как совокупность наследственного материала, заключенного в клетке организма, оценка его роли и значение в жизнедеятельности человеческого организма, история исследований. Регуляторные последовательности. Организация геномов, структурные элементы.
презентация [772,9 K], добавлен 23.12.2012Свойства генетического материала и уровни организации генетического аппарата. Химическая организация и свойства гена. Структура и функции дезоксирибонуклеиновой и рибонуклеиновая кислот. Уровни упаковки генетического материала. Биосинтез белка в клетке.
курсовая работа [41,7 K], добавлен 07.02.2015Фундаментальные свойства живого: наследственность и изменчивость. История формирования представлений об организации материального субстрата наследственности и изменчивости. Свойства генетического материала и уровни организации генетического аппарата.
дипломная работа [2,8 M], добавлен 30.07.2009Исследование структуры гена и его экспрессия. Геном современных прокариотических клеток. Общие принципы организации наследственного материала, представленного нуклеиновыми кислотами. Единица транскрипции у прокариот. Промотор и терминатор (ДНК).
курсовая работа [100,4 K], добавлен 23.03.2014


