Генетические карты

Сцепление генов, локализованных в одной хромосоме, не бывает абсолют­ным. Кроссинговер, происходящий в про­цессе мейоза между гомологичными хро­мосомами, приводит к рекомбинации (пе­рераспределению) генов.

Т. Морган и его сотрудники К. Бриджес, А. Стертеванг и Г. Меллер экспериментально показали, что знание явлений сцепления и кроссинговера позволяет не только установить группу сцепления генов, но и построить генетические карты хромосом, на которых указаны порядок расположе­ния генов в хромосоме и относительные расстояния между ними.

Генетической картой хромосом на­зывают схему взаимного расположения генов, находящихся в одной группе сцепления. Генетические карты состав­ляются для каждой пары гомологичных хромосом.

Возможность такого картирования основана на постоянстве процента крос­синговера между определенными генами. Если известно взаимное расположение генов на хромосоме (их порядок и рассто­яние между ними), то его можно изобра­зить в виде схемы.

Построение генетических карт. Пос­ле определения группы сцепления, в сос­тав которой входит ген, приступают к следующему этапу анализа и устанавли­вают конкретное место гена в данной группе сцепления. Локализация гена устанавливается путем учета результатов кроссинговера, т. е. учета данных о часто­тах рекомбинаций. При этом хромосом­ные карты строятся путем прямого пере­вода частоты рекомбинаций между гена­ми в предполагаемые расстояния на хро­мосоме. Относительное расстояние меж­ду двумя генами, лежащими в одной паре хромосом, можно определить, проведя большое число скрещиваний, сосчитав число потомков с каждым фенотипом и вычислив процент потомков с новыми кроссинговерными комбинациями генов. Если частота рекомбинации между гена­ми А и В равна 3 %, то это означает, что они расположены в одной и той же хро­мосоме на расстоянии трех морганид друг от друга; если частота рекомбинаций между генами В и С равна 7 %, то они разделены расстоянием в семь морганид.

Но по этим показателям еще нельзя ска­зать, где находится ген С, слева или спра­ва от гена Л, нельзя судить и о положении гена А по отношению к гену В:

Решение этого вопроса возможно пу­тем определения частот рекомбинаций по меньшей мере для трех генов одновре­менно. Именно такой метод позволяет определить не только расстояние между генами, но и их порядок расположения в хромосоме. Если в указанном нами при­мере процент перекреста между третьей парой генов А и С составляет 10 %, то ген В должен находиться обязательно между генами А и С:

На схеме цифры указывают процент кроссинговера между генами.

Генетические и цитологические кар­ты. Для установления локализации гена иногда привлекают и цитологические ме­тоды, которые позволяют получить доказательство расположения отдельных ге­нов в определенных участках хромосомы. На рисунке показан участок политенной хромосомы личинки дрозофилы, в которой в отдельных дисках, или полосах, локализованы гены.

Политенные, или гигантские, хро­мосомы содержат во много раз больше ДНК, чем обычные. Они не изменяют своей формы на протяжении цикла деления, достигая 0,5 мм в длину и 0,025 мм в толщину. Они встречаются, например, в клетках слюнных желез личинок насекомых (мух, комаров), в ядрах инфузорий и в тканях завязи бобов.

Сравнение генетических карт, полу­ченных при изучении кроссинговера меж­ду генами, и цитологических карт, пред­ставляющих хромосому как физическое тело, показывает соответствие положения генов. Гены, удаленные друг от друга на генетической карте, действительно располагаются на хромосоме на значи­тельном расстоянии. Та же закономер­ность наблюдается и в отношении близко расположенных генов. Таким образом, генетические карты точно отражают по­рядок расположения генов в хромосоме.

Рис. 146. Генетическая (а) и цитологическая (б) карты гигантской (политенной) третьей хромосомы личинки дрозофилы: рх— сплетение жилок, Ьи/— коричневые глаза.

Установленные связи определенных генов с определенными физическими локусами в хромосоме имеют исключитель­но важное значение. В этом случае при помощи цитологического анализа хромо­сомная теория получила свое полное ис­черпывающее доказательство.

Генетические карты хромосом состав­лены для многих организмов: насекомых (дрозофила, комар, таракан и др.), грибов (дрожжи, аспергилл), для многих протистов, бактерий и вирусов.

Исследования, проводимые Т.Морганом, касались подтверждения гипотезы У.Сеттона и Т.Бовери о том, что все гены локализованы в хромосомах. Ученым была обоснована хромосомная теория наследственности.

Дата добавления: 2015-07-16