Genetika Genetika Vda o ddinosti a promnlivosti organism

Genetika

Genetika • Věda o dědičnosti a proměnlivosti organismů • GEN = konkrétní úsek DNA, který se projevuje jako vloha • Pohlavním rozmnožováním jsou geny předávány z rodičů na potomka • Veškerá genetická informace je kódovaná v DNA v jádru buněk • Kód je tvořen uspořádáním bází v DNA –A, C, T, G

Ch. Darwin • evoluční teorie – vývoj, proměny druhů • přirozený a pohlavní výběr • POZOR! Darwin ani Mendel nevěděli o DNA a její funkci na dědičnost organismů

Komplementarita bází • protilehlé báze se proti sobě řadí podle jasných pravidel: A-T / C-G • to znamená, že pokud máme řetězec ACGTTCGGA protilehlý bude TGCAAGCCT

Dělení buněk – mitóza / meióza

J. G. Mendel (1822 – 1884) • Zakladatel genetiky • Sledoval projevy dědičnosti na křížení hrachu – 7 znaků, které se různě projevovaly v jednotlivých generacích • Mendelovy zákony • Přestože Mendel nevěděl nic o struktuře DNA, popsal projevy genů při křížení, které platí dodnes

Projevy genů • Alela – forma genu, která se projevuje určitým způsobem • Dominantní – „silná“ -> značíme ji velkým písmenem (A) • Recesivní – „potlačená“ -> značíme ji malým písmenem (a) • Protože máme vždy 2 sady chromozomů (od každého rodiče jednu), může být jedinec: • Homozygotní AA, aa • Heterozygotní Aa

Mendelovy zákony 1. Zákon uniformity – při křížení dvou homozygotů je první generace vždy stejná ♂/ ♀ A A ♂/ ♀ a a ♂/ ♀ A AA AA a aa aa a Aa Aa

Mendelovy zákony shift + F 5! 2. Zákon segregace – Při křížení 2 heterozygotů je poměr 1: 2: 1, tedy 1 dominantní homozygot, 2 heterozygoti a 1 recesivní homozygot. U 25 % potomstva se tedy projeví recesivní znak. ♂/ ♀ A a A AA Aa aa

Opakování • Dejme tomu, že v některém plemeni koček se vyskytují dvě alely pro barvu srsti – dominantní černá a recesivní bílá. Černá kočka (heterozygot Aa) a bílý kocour (homozygot aa) spolu budou mít koťata. Mohou mezi nimi být nějací bílí jedinci? Pokud ano, jaká je pro to matematická pravděpodobnost? ♂/ ♀ A a a Aa aa

Mendelovy zákony 3. Zákon nezávislého výběru – zahrnuje více znaků -> alely se navzájem neovlivňují, vzniká tedy spektrum různých kombinací

Opakování • Nyní zkusíme křížit králíky a do příkladu zahrneme rovnou dva znaky – barvu srsti (dominantní bílá „A“ a recesivní černá „a“) a stavbu uší (dominantní vzpřímené „B“ a recesivní svěšené k zemi „b“). Samec: Aa Bb Samice: Aa bb 1) Jak vypadají rodiče? 2) Jak vypadá potomstvo? shift + F 5!

Opakování • Samec: Aa Bb • Samice Aa bb 1) Jak vypadají rodiče?

Opakování • Samec: Aa Bb • Samice Aa bb 2) Jak vypadá potomstvo? ♂/ ♀ AB Ab AA Bb ab ab

Opakování • Samec: Aa Bb • Samice Aa bb 2) Jak vypadá potomstvo? ♂/ ♀ A B a b AA Bb Aa bb a b Aa Bb aa bb

Opakování • Samec: Aa Bb • Samice Aa bb 2) Jak vypadá potomstvo? ♂/ ♀ A B a b AA Bb Aa bb a b Aa Bb aa bb

♂/ ♀ AB DÚ: JAK BY VYPADALA 2. GENERACE? ab ab ab AB Ab Ab ab

DÚ: JAK BY VYPADALA 2. GENERACE? ♂/ ♀ AB Ab Ab ab AB AA Bb Aa Bb ab Aa Bb Aa bb aa bb ab Aa Bb Aa bb aa bb

DÚ: JAK BY VYPADALA 2. GENERACE? ♂/ ♀ AB • AA BB AB Ab Ab ab AA BB AA Bb Aa Bb ab Aa Bb Aa bb aa bb ab Aa Bb Aa bb aa bb • Aa Bb • Aa bb • aa bb

DÚ: JAK BY VYPADALA 2. GENERACE? ♂/ ♀ AB • AA BB AB Ab Ab ab AA BB AA Bb Aa Bb ab Aa Bb Aa bb aa bb ab Aa Bb Aa bb aa bb • AA Bb • Aa bb • aa bb

U rajčat je červená barva plodu (R) dominantní vůči žluté (r) , po zkřížení červenoplodé a žlutoplodé rostliny bylo vždy veškeré potomstvo červenoplodé. Jaké mohly být genotypy rodičovských rostlin? a) RR x Rr b) Rr x rr c) Rr x Rr d) RR x rr

Mendelovy pokusy • hrách • včely • jestřábník

Nemendelovská dědičnost – k čemu už se Gregor Johann nedostal… • pohlavně vázaná dědičnost • mimojaderné geny (DNA mitochondrií a chloroplastů) • polygenní dědičnost – o znaku rozhoduje více různých genů (potom neplatí 3. zákon Mendelův) • neúplná dominance a kodominance • vznik nové mutace

Neúplná dominance • • • Dominantní alela potlačí recesivní jenom částečně – na výsledné podobě znaku se tak podílí obě Heterozygot je tak výsledně „někde mezi“ Př. : barva květů rostlin

Kodominance • I zde se projevují obě alely, ale navzájem se neovlivňují – znaky se objeví vedle sebe • Konkrétní projevy kodominance mohou být různé

Dlouhá srst je u morčat dominantní (S) nad krátkou srstí (s) a černá barva (B) je kodominantní s bílou barvou (b). Přiřaď k jedincům jejich správný genotyp: 1 3 2 4 a) b) c) d) ss BB SS bb ss Bb Ss Bb

Opakování • Na obrázku je vždy dvojice rodičovských rostlin a pod nimi potomstvo • Napiš do chatu, na kterém obrázku je podle tebe příklad: • úplné dominance • neúplné dominance • kodominance

Dědičnost krevních skupin ● ● Dvě alely => dominance a kodominance Vysvětlení na klasické tabulce Matka / Otec A 0 ● Procvičování na příkladech Kterého z mužů lze vyloučit jako otce dítěte? Dokažte: a) matka má krevní skupinu B, dítě 0, jeden muž A, druhý AB. B AB B 0 0 A 0 00 Matka / Otec 0 b) matka má krevní skupinu B, dítě AB, jeden muž A, druhý B. 0 A A 0 B B 0 Otec má krevní skupinu A a matka B. Jaká je pravděpodobnost, že jejich potomek bude mít skupinu 0?

Dědičnost krevních skupin Kterého z mužů lze vyloučit jako otce dítěte? Dokažte: a) matka má krevní skupinu B, dítě 0, jeden muž A, druhý AB. b) matka má krevní skupinu B, dítě AB, jeden muž A, druhý B. ♂/ ♀

Dědičnost krevních skupin Otec má krevní skupinu A a matka B. Jaká je pravděpodobnost, že jejich potomek bude mít skupinu 0? ♂/ ♀

r. H faktor • Rodiče Rh+ X Rh+ = Dítě Rh+ nebo Rh • Rodiče Rh+ X Rh- = Dítě Rh+ nebo Rh • Rodiče Rh- X Rh- = Dítě pouze Rh-

Geny vázané na pohlavní chromozomy

Chromozomy • Útvary DNA v jádru • Viditelné při dělení buněk

Downův syndrom – 21. sada obsahuje 3 chromozomy

Mutace – dědičná změna genetické ● Přirozené – nahodilé ● Vznikající vlivem mutagenů ○ Chemické (těžké kovy, volné radikály, …) ○ Fyzikální (škodlivé záření) ○ Biologické (některé viry)

Albinismus/melanismus ● ● Albinismus - absence pigmentu Objevuje se i u člověka ● ● Melanismus – nadbytek pigmentu Neobjevuje se u člověka

Průmyslový melanismus • Objevuje se jako reakce na znečištěné prostředí

Hybrid • Jedinec, který vznikl křížením dvou různých taxonů (druh, rod) • Takto vzniklí jedinci jsou sterilní (neplodní)