Визначення генотипів батьківських форм і локалізації генів за

Приклади розв’язання задач

На відміну від аутосомних генів, які при розв’язуванні задач позначалися заглавними літерами абетки (А,В,С або а,в,с і т.д.), гени, локалізовані в статевих хромосомах, позначаються таким чином: Х^А Х^а (гетерозигота), Х^АХ^А, Х^аХ^а (гомозигота). Крім того, гени статевих хромосом можна позначити також у гомогаметної статі так: Х^АВХ^аb, у гетерогаметної: Х^АВУ або Х^аbУ.

Рецесивні гени гемофілії і дальтонізму містяться в Х-хромосомі на відстані 9,8 морганід (одиниць кросинговеру), їх позначають таким чином: ген гемофілії – Х^h , ген дальтонізму – Х^d , домінантні алелі цих генів – відповідно Х^H та Х^D.

У залежності від цілей генетичного аналізу задачі з даної теми можна умовно поділити на дві групи :

– за фенотипом нащадків F₁ та F₂ необхідно визначити генотипи форм, що схрещуються, і локалізацію генів;

– за фенотипом батьківських форм треба визначити розщеплення в потомстві за генотипом і фенотипом.

- визначити ймовірність розщеплення в потомстві за фенотипом і генотипом при заданих фенотипах батьківських форм.

фенотипом нащадків F₁ та F₂

Задача 1.

При схрещуванні кішок з різним забарвленням шерсті було одержано розщеплення:

Р ♀ чорні х ♂ руді ♀ руді х ♂ чорні

F₁ ♀ черепахові, ♂ чорні ♀ черепахові, ♂ руді

F₂ ♀ черепахові і чорні ♀ черепахові і руді

♂ чорні і руді ♂ чорні і руді

Визначити генотипи форм, що схрещуються, і локалізацію генів.

Розв’язання:

1) Про те, що гени, які визначають наведені ознаки, містяться не в аутосомах, свідчать різні результати реципрокних схрещувань в F₁. Таким чином, гени локалізовані в статевих хромосомах.

2) Тепер необхідно визначити, з якою саме з трьох груп генів (див. вище) ми маємо справу. Оскільки в F₁ та в F₂ з’явилися самки черепахового забарвлення, робимо висновок, що в гетерозиготі проявляються ознаки обох батьків, тобто має місце кодомінування:

Р₁ : Х ^A Х^A х Х^a У

^{чорні руді}

F₁: Х ^A Х ^a х Х^A У F₂: Х ^A Х^A ; Х ^A Х ^a ; Х ^a У ; Х^A У

^{черепахові чорні чорні черепахові руді чорні}

F₂:

3) Якщо наше припущення є вірним, то в іншому напрямі реципрокних схрещувань можна записати очікувані результати і порівняти їх з одержаними в досліді:

Р₂ : Х ^a Х ^a х Х ^A У

^{руді чорні}

F₁: Х ^A Х^a х Х ^a У F₂ : Х ^A Х ^a : Х ^aХ ^a : Х ^A У : Х^a У

^{черепахові руді черепахові руді чорні руді}

F₂:

Спостерігаємо повне співпадання з умовами задачі. Отже, висловлена нами гіпотеза про зчеплене із статтю успадкування ознаки – забарвлення шерсті, була справедлива, а ген А-а локалізований в Х-хромосомі.

Відповідь:генотипи батьківських форм : 1) Х^AХ^A ; X^a У; 2) Х^a Х^a; Х^AУ.

Залишається лише додати, що забарвлення шерсті у кішок, мишей та інших ссавців відноситься до числа автономних ознак, тобто визначається генотипом клітини, з якої росте шерстинка, а не генотипом особини. Генотип гетерозиготних кішок однаковий, а фенотип окремих клітин (шерстинок) різний. Це пов’язано з тим, що у ссавців існує механізм, який вирівнює дозу генів в статевих хромосомах (самка має дві, а самець – одну Х-хромосому), який полягає в інактивації однієї Х-хромосоми самки з утворенням тільця статевого хроматина (тільця Барра). Причому у різних клітинах, з яких ростуть шерстинки, інактивується або Х-хромосома, одержана самками від батька, або Х-хромосома, одержана від матері. Цей процес відбувається випадково. Тому генотип "працюючих" Х-хромосом в клітинах гетерозиготних самок буває двох типів – або А, або а. Шерсть самки стає пістрявою, точніше змішаною. У самців звичайно такого бути не може, генотипи особини і клітини співпадають, тому що в клітинах є єдина Х-хромосома, яка несе один алель гена (А або а). Але самці дуже рідко, але бувають черепаховими, якщо зигота ХХУ виникає внаслідок нерозходження хромосом в овогенезі (ХХ-гамета) або в сперматогенезі (ХУ-гамета). У ссавців, на відміну від дрозофіли, зиготи ХХУ – самці. У цьому випадку і кіт може бути гетерозиготою, отже, бути черепаховим.

Задача 2 (а)

У курей смугасте забарвлення оперіння визначається домінантним зчепленим із статтю геном В, чорне – b; темне забарвлення шкіри залежить від аутосомного гена S, біла – s ; розоподібний гребінь – R, листкоподібний – r. Аутосомний ген С в гетерозиготному стані (Сс) обумовлює коротконогість, а в гомозиготному (СС) має летальний ефект, рецесивна гомозигота (сс) має нормальну довжину ніг.

а) Чорний темношкірий півень з розоподібним гребнем схрещений зі смугастою темношкірою куркою, яка має листкоподібний гребінь. Серед курчат 6 смугастих темношкірих півників, 2 смугастих білошкірих півника, 5 чорних темношкірих курочок і 2 чорні білошкірі курочки. Всі курчата з розоподібним гребенем. Визначити генотипи батьків.

Р ♀ – ? Р ♂ – ?

Розв’язання:

1) Згадаємо, що у птахів гомогаметною є чоловіча стать (Z Z або ХХ ), а гетерогаметною – жіноча (ZW або ХУ ). За забарвленням оперіння в потомстві спостерігається розщеплення кріс-крос, характерне для зчепленого із статтю успадкування ознак: усе потомство півників успадкувало смугасте забарвлення матері, а курей- дочок – чорне забарвлення пір’я батька. Отже, гени забарвлення оперіння містяться у статевих хромосомах, генотипи батьків будуть:

♀ Z^BW x ♂ Z^bZ^b.

2) Аналізуємо розщеплення за фенотипом за іншими генами. За забарвленням шкіри розщеплення відбувалось у співвідношенні 3:1, причому таке розщеплення спостерігалося у особин обох статей. Тому припускаємо, що у обох батьківських форм гени, які обумовлюють цю пару ознак, є аутосомними і знаходяться у гетерозиготному стані :

Р : Ss ´ Ss

F₁ : 1 SS : 2 Ss 1 ss

¾ S- : ¼ ss

темношкірих біло кірих

(6 або 5) (2)

За іншим аутосомним геном, що обусловлює форму гребеня у курей, у нащадків спостерігається одноманітність. Тому за цими парами генів генотипи батьківських форм гомозиготні:

Р : RR х rr

F₁ : Rr

всі розоподібні

3) Визначаємо генотипи батьківських форм:

Р (F₁): ♂ Z^bZ^b SsRR ; ♀ Z^BW Ss rr

4) Перевіримо правильность одержаних результатів:

Р (F₁): ♀ Z^BW Ss rr х ♂ Z^bZ^b Ss RR

F₂:

♂ ♀	ZbSR	ZbsR
ZBSr	ZBZbSSRr	ZBZbSsRr		♂
ZBsr	ZBZbSsRr	ZBZbssRr
WSr	ZbWSSRr	ZbWSsRr		♀
Wsr	ZbWSsRr	ZbWssRr

F2: ♂	3 ZBZbS–Rr	:	1 ZBZbssRr
	смугасті темношкірі з розоподібним гребнем		смугасті світлошкірі з розоподібним гребнем

F2: ♀	3 ZBWS–Rr	:	1 ZBWssRr
	чорні темношкірі з розоподібним гребнем		чорні білошкірі з розоподібним гребнем

Отже, генотипи батьківських форм визначені вірно.

Відповідь :генотипи батьків : Z^BWSsrr; Z^bZ^bSsRR.

Задача 2 б)

Від невідомих курки і півня одержано курчат: 1/6 з нормальними ногами чорних курок, 1/6 з нормальними ногами смугастих півників, 1/3 коротконогих чорних курочок; 1/3 коротконогих смугастих півників. Визначити генотипи та фенотипи батьків.

Розв’язання:

1) Оскільки всі курочки в F₁ були чорними (за умовами задачі), генотип матері буде: Z^ВW, тобто вона була смугастою.

Генотип півника за зчепленим зі статтю геном може бути тільки Z^bZ^b, тобто вихідна батьківська особина була чорною (успадкування типу кріс-крос). Якби півень був смугастим і гомозиготним за геном В, в F₁ всі півники і курочки були б смугастими :

Р : Z^BZ^B х Z^bW

F₁ ♂ Z^BZ^b : ♀ Z^ВW

↕ ↕

^{смугасті смугасті}

Тому припускаємо, що ген забарвлення оперіння у півників знаходиться у рецесивному стані і зчеплений з Х-хромосомою, а курки є гемізиготними за геном В :

Р : ♂ Z^bZ^b х Z^BW

F₁ ♂ Z^BZ^b : ♀ Z^bW

↕ ↕

^{смугасті чорні}

Розщеплення в F₁ співпадає з умовами задачі.

2) Аналізуємо розщеплення в потомстві за аутосомними генами. Розщеплення серед особин обох статей за геном довжини ніг вказує на те, що ці особини гетерозиготні, інакше в F₁ спостерігалася б одноманітність гібридів за цією ознакою. Отже, припускаємо, що генотипи вихідних форм:

Р: СсZ^BW; СсZ^bZ^b.

Перевіримо правільність цієї гіпотези.

Р (F₁): ♀СсZ^BW х ♂ СсZ^bZ^b

F₂ :

♂ ♀	СZb	сZb
СZB	ССZBZb	СсZBZb		♂
сZB	СсZBZb	ссZBZb
СW	ССZbW	СсZbW		♀
сW	СсZbW	ссZbW

Оскільки за умовами задачі 2а аутосомний ген С у гомозиготному домінантному стані має летальний ефект, то такі зиготи гинуть (на решітці Пенета вони закреслені). Підрахуємо розщеплення за фенотипом в F₂:

Відповідь:генотипи батьківських форм: ♀ СсZ^BW (коротконога смугаста); ♂ СсZ^bZ^b (коротконогий чорний).