ДНК, гены и хромосомы

ДНК, гены и хромосомы

Хорошие задачники

Беркенблит М.Б. и др.
Почти 200 задач по генетике
М.:

Ген

ДНК

1865

1953

Почти 100 лет

Гены – это ДНК

Т Ц Г Г Т А А

Но молекулы ДНК очень длинные – сотни миллионов нуклеотидных пар

Ген –

Ген – это участок ДНК, кодирующий один белок

(несколько упрощенное определение)

Каждый ген – это уникальная (непохожая на другие) последо-вательность нуклеотидов

Разные

Каждый ген имеет свое неповторимое имя (обычно из нескольких букв) –

Между генами есть участки,
которые генами не являются –
межгенная, некодирующая

В микроскоп ОДНА молекула ДНК видна как ОДНА ХРОМОСОМА,
точнее – ОДНА

Хромосома

ОДНА молекула ДНК, упакованная при помощи белков

Почему хромосомы иногда рисуют так:

А иногда так:

?

Перед каждым делением в клетке обязательно проходит репликация ДНК

1 молекула ДНК

Это ОДНА хромосома ДО репликации

Из 1 хроматиды

2 молекулы ДНК

Это ОДНА хромосома ПОСЛЕ репликации

Из 2 хроматид

центромера

Важно: эти молекулы

Как запомнить?

1 хроматида = 1 молекула ДНК

Всегда!

Это хромосома ДО репликации

Это хромосома ПОСЛЕ репликации, но до деления

1 ДНК

2

1 молекула ДНК

2 точные копии исходной молекулы ДНК

С точки зрения генетики

Это

В ходе митоза хроматиды отделяются друг от друга и идут в

В момент разделения каждая хроматида начинает называться хромосомой

Была хроматида – стала

Дочерние клетки

Была хроматида – стала хромосома!

Митоз

ОДНА хромосома

Как запомнить?

Если соединены центромерой – это одна хромосома

1 молекула ДНК

2 точные копии исходной молекулы ДНК

Вид хромосомы важен для

Благодаря такой хитрой терминологии количество хромосом в клетке на протяжении клеточного

1n и 2n

Это уже касается не ВИДА хромосом, а их набора

Гаплоидный набор хромосом
= геном

1n

Все хромосомы разные:
разная последовательность ДНК

Пример гаплоидного набора

Если здесь ген А, то он только здесь!
Ни в

Приведите как можно больше примеров клеток, которые имеют гаплоидный набор

?

2n

Пример диплоидного набора

Откуда возле каждой хромосомы взялась вторая такая же?

?

Гомологичные хромосомы

Парные хромосомы (диплоидность) – следствие полового размножения: слияния двух гаплоидных клеток

от

Та же картинка

от матери

от отца

Хромосомы из двух хроматид, но нам это

2 гомологичные хромосомы

1 хромосома из двух хроматид

≠

Но!

1 2 3

1n = 3

1 2 3

1n = 3

1 2 3

2n

1 2 3

1n = 3

1 2 3

1n = 3

1 2 3

2n

Нарисуйте клетку 3n = 6

?

Чем она отличается от клетки 2n =

Разберемся с аллелями генов

Пусть здесь находится ген А

Пусть здесь находится ген А

После репликации ДНК получилась хромосома из двух

А теперь возьмем диплоидный набор

от матери

от отца

А

Что будет тут?

?

А

а

b1

b2

аллели гена А

аллели гена В

Запомните: один ген

Аллели могут отличаться всего одним нуклеотидом ДНК

Мутация

Аллель

≈

В гомологичной хромосоме на том же месте будет тоже ген А

от

А

а

Гетерозигота по гену А – разные аллели

А

а

Гомологичные хромосомы:
гены одни – аллели могут быть разные!

b

b+

Где были гомологичные хромосомы до того, как попасть в данный организм?

Накопление

Число копий каждого гена (независимо полученных)
равно плоидности организма

Вывод.

Хромосомы в клеточных делениях

Дочерние клетки

Была хроматида – стала хромосома!

Митоз

ОДНА хромосома

Дочерние клетки

Митоз

ДВЕ гомологичные
хромосомы

Нарисуйте аллели гена А на схеме с предыдущего слайда,
если этот организм

Митоз

ДВЕ НЕгомологичные
хромосомы

Нарисуйте в этих хромосомах по одному какому-нибудь гену.

Какой была

Митозом могут делиться клетки
с любым набором хромосом –

И набор генов в клетке тоже не меняется
Получаются клоны –

Профаза

Метафаза

Анафаза

Телофаза

Разрушение ядерной оболочки

Хроматиды отделяются друг от друга

Движение к полюсам закончено, вокруг

Мейоз

Смысл мейоза:
2n → 1n

Два деления БЕЗ репликации ДНК между ними

Эволюционная модификация

Почему нельзя уменьшить число хромосом в одно деление?

Например, так:

Потому что мейоз возник из митоза.
А в митозе – запрет на

Вступают в мейоз такие же клетки, как в митоз – в

Мейоз 1

Отличие от обычного деления (митоза) – расходятся не хроматиды, а

Мейоз 1

Расходятся не хроматиды, а целые хромосомы

Мейоз 1

Получились гаплоидные клетки

Но пока еще хромосомы из двух хроматид –

Мейоз 2

Как митоз в гаплоидной клетке

Клетка 1n

Клетка 1n

Принципиальное отличие в метафазе

Митоз

Мейоз 1

(начинается это отличие еще в профазе)

Мейоз 1

Анафаза. Расходятся не хроматиды, а целиком хромосомы

Мейоз 1. Результат: гаплоидные клетки

1n

2n

1n

Нарисуйте эти же клетки после второго деления мейоза.
Какой в них получился

Мейоз 1

А могли разойтись так?

Анафаза. Расходятся не хроматиды, а целиком хромосомы

Это – основа независимого наследования генов А и В, если они

Результат мейоза у диплоидного организма – всегда гаплоидные клетки

У животных это

Результат мейоза – всегда гаплоидные клетки

У животных это – половые клетки.

Могут ли брат с сестрой не иметь общих генов?

Кифа Мокиевич, ознакомившись с работой Моргана о хромосомных основах наследственности, воскликнул:

Лишние слайды

Гены и белки

Нормальный белок А

Гомозигота АА

Нормальный белок А

А

А

Гомозигота аа

Белок а, измененный мутацией в гене

а

Белок а, измененный мутацией в

Нормальный белок А

Белок а, измененный мутацией в гене

А

а

Гетерозигота Аа

Каким будет фенотип?