Genetika organism Irena Svobodov Gymnzium Na Zatlance Rozmnoovn

Genetika organismů Irena Svobodová Gymnázium Na Zatlance

Rozmnožování organismů § Nepohlavní nový jedinec vzniká z diploidních somatických buněk je geneticky identický s mateřským jedincem § Pohlavní nový jedinec vzniká spojením chromozomových sad obou rodičovských jedinců není shodný s žádným z rodičů

Křížení = hybridizace § Základní metoda genetiky organismů § Záměrné pohlavní rozmnožování dvou vybraných jedinců, při němž sledujeme výskyt určitého znaku u všech jejich potomků § Podle počtu sledovaných znaků rozlišujeme: monohybridizace (jeden znak) dihybridizace (dva znaky) § Cíl – genetický výzkum nebo šlechtitelský záměr

Pojmy a symbolika § Homozygotní genotyp má jedinec, který zdědil § § od obou rodičů stejnou alelu téhož genu (značíme např. AA, aa, BB, bb) Heterozygotní genotyp má jedinec se dvěma různými alelami téhož genu (např. Aa, Bb) Rodičovská generace = parentální generace (P) Přímí potomci = první filiální generace (F 1) Další generace = druhá filiální generace (F 2, popř. F 3, . . )

Dědičnost kvalitativních znaků § Kvalitativní znak - obvykle monogenní (podmíněn jedním genem) § Diploidní organismy mají vždy dvě alely od jednoho genu § Při vzniku gamet (při meióze) probíhá segregace párových chromozomů, takže do každé gamety se dostane jedna alela od každého genu – otcovská nebo mateřská

Vzájemný vztah mezi alelami § Úplná dominance a recesivita v heterozygotním genotypu se projeví pouze dominantní alela, nikoli recesivní př. alela A určuje červenou barvu květu, alela a bílou, jedinec s genotypem Aa bude červený AA aa Aa

Vzájemný vztah mezi alelami Neúplná dominance a recesivita na vytvoření znaku se podílí obě alely, zpravidla nestejnou měrou jedinec s heterozygotním genotypem se odlišuje od obou homozygotů zvláštním případem – intermediarita (obě se projeví stejnou měrou př. alela A určuje červenou barvu květu, alela a bílou, jedinec s genotypem Aa bude růžový AA aa Aa

Vzájemný vztah mezi alelami § Kodominance v heterozygotním genotypu se projeví obě alely vedle sebe, aniž by se vzájemně potlačovaly př. krevní skupiny systému AB 0 AA aa Aa

Krevní skupiny systému AB 0 Gen, který je určuje, se vyskytuje ve třech alelách: IA , IB , i Alela IA určuje přítomnost antigenu A na červ. krvinkách Alela IB určuje přítomnost antigenu B na červ. krvinkách Alela i nenese žádnou informaci Alely IA , IB jsou vzájemně kodominantní a vůči alele i jsou úplně dominantní

Krevní skupiny systému AB 0 Krevní skupina Možné genotypy A IA IA, IAi B IBIB IBi 0 ii AB IA IB

Systém AB 0 v ČR Skupina Antigen Protilátka Frekvence v naší populaci A A anti-B 42 % B B anti-A 18 % 0 --- anti-A, anti-B 32 % AB A, B --- 8 %

Autosomální dědičnost § Dědičnost znaků, jejichž geny jsou umístěny na autozomech Dominantní dědičnost = dědičnost genů s úplnou dominancí Dědičnost neúplně dominantní (intermediární) = dědičnost genů s neúplnou dominancí

Dominantní dědičnost Monohybridní křížení (sledujeme jeden gen) a) křížení dvou stejných homozygotů Rodiče P: AA x AA gamety: A A Potomci F 1: AA

Dominantní dědičnost b) křížení dvou různých homozygotů Rodiče P: AA x aa gamety: A A a a Potomci F 1: Aa Při křížení dominantního a recesivního heterozygota je potomstvo uniformní. 1. Mendelův zákon

Dominantní dědičnost c) křížení dvou heterozygotů Rodiče P: Aa x Aa gamety: A a aa Potomci F 1: AA Aa aa Potomstvo se štěpí v poměru 3 : 1 ve fenotypu. Genotypový štěpný poměr AA : Aa : aa je 1 : 2 : 1

Dominantní dědičnost d) křížení homozygota s heterozygotem Rodiče P: Aa x aa gamety: A a a a aa aa Potomci F 1: Aa aa Potomstvo se štěpí na obě rodičovské formy v poměru 1 : 1. Toto tzv. zpětné křížení se užívá ke zjištění genotypu u jedince s dominantní formou znaku.

Kombinační čtverec § Užívá se ke zjištění všech možných kombinací v jejich vzájemném poměru § Pozor! Štěpný poměr je poměr statistický, tj uplatní se jen při dostatečném počtu potomků. Typy gamet vytvářené prvním rodičem A a A AA Aa aa gamety Typy gamet vytvářené druhým rodičem gamety Možné genotypy

Dědičnost neúplně dominantní Monohybridní křížení § křížení dvou různých homozygotů aa AA Rodiče P: AA x aa gamety: A A a a Potomci F 1: Aa

Dědičnost neúplně dominantní § křížení dvou heterozygotů Rodiče P: Aa x Aa gamety A a AA Aa Aa aa Potomstvo se štěpí na tři fenotypové formy v poměru 1 : 2 : 1.

§ Modrooký muž, jehož oba rodiče měli oči hnědé, se oženil s dívkou, která má hnědé oči a jejíž otec byl modrooký, zatímco matka hnědooká. Jejich zatím jediné dítě má oči hnědé. Jaké jsou genotypy dítěte, rodičů i všech prarodičů, víme-li, že tmavá (hnědá) barva očí je dominantní nad modrou barvou?

Dominantní dědičnost Dihybridní křížení (sledujeme dva geny) A a B b Rodiče P: AABB gamety: AB

A a Dominantní dědičnost b B Dihybridní křížení (sledujeme dva geny) a) křížení dvou homozygotů Rodiče P: AABB x aabb gamety: AB ab Aa. Bb Potomci F 1:

Kombinace alel různých chromozomových párů v gametách dihybrida A a Bb Každý pár alel se chová samostatně a dochází k segregaci nezávisle na jiném páru alel → volná kombinace alel Diploidní buňka Gamety AB Ab a. B ab

Dominantní dědičnost Dihybridní křížení (sledujeme dva geny) A a B b Rodiče P: gamety: Aa. Bb ab AB Ab a. B

F 2 generace gamety Šlechtitelské novinky AB Ab a. B AB AABb Aa. BB Aa. Bb Ab AABb AAbb Aa. Bb Aabb a. B Aa. Bb aa. BB aa. Bb Aabb aa. Bb aabb ab Aa. Bb Počet fenotypových Fenotypový štěpný poměr 9 : 3 : 1 kombinací 2 n Počet genotypových kombinací 3 n ab n – počet hybridizovaných genů

Vazba genů A a B b b B Všechny geny, umístěné na jednom chromozomu tvoří vazbovou skupinu Počet vazbových skupin = počtu chromozomových párů Při tvorbě gamet – alely jsou přenášené společně AB ab Ab a. B Nové kombinace – jen jako důsledek rekombinačního procesu

Vazba genů § Vznik rekombinovaných gamet – malá § § pravděpodobnost Čím jsou geny od sebe vzdálenější, tím je vyšší pravděpodobnost, že dojde k náhodnému zlomu mezi nimi Čím jsou blíže, tím se pravděpodobnost snižuje Podle četnosti gamet s rekombinovanou sestavou můžeme usuzovat na sílu vazby Podle síly vazby pak lze zpětně sestavit chromozomovou mapu

Síla vazby § Batesonovo číslo c 1 udává, kolikrát častěji jsou v souboru zastoupeny gamety s původními genotypy proti rekombinovaným § Morganovo číslo p 2 určuje poměr zastoupení rekombinovaných gamet k celému gametickému souboru

Mendelovy zákony dědičnosti § 1) O uniformitě první filiální generace a identitě recipročních křížení § Při křížení dominantního a recesivního homozygota § jsou jedinci 1. filiální generace jednotní (uniformní) 2) Při vzájemném křížení heterozygotů vzniká § Reciproční křížení mají stejný výsledek (nezáleží, potomstvo genotypově různorodé, přičemž který znak předává otec a který matka). poměrné zastoupení homozygotů a heterozygotů je pravidelné a stálé. § 3) O volné kombinovatelnosti alel různých alelových párů § Při zrání gamet se kombinují alely jednotlivých genů vzájemně nezávisle, tj. podle pravidel počtu pravděpodobnosti.

Použitá literatura a www stránky § J. Šmarda Genetika pro gymnázia, Nakladatelsví Fortuna 2005 § http: //www. emunix. emich. edu/~rwinning/genetics