Биология 4.Генетика. Взаимодействие генов

Введение в генетику

0:03

Генетика изучает закономерности наследственности и изменчивости организмов.
Наследственность передает сходные признаки потомкам, изменчивость изменяет эти признаки.
Генетика включает три уровня организации генетического материала: белковый, хромосомный и геномный.

Гены и их функции

1:03

Ген - это часть молекулы ДНК, состоящая из определенной последовательности нуклеотидов.
Структурные гены несут информацию о конкретных признаках организма.
У человека насчитывается от 23 до 25 тысяч генов.

Генотип и фенотип

2:59

Генотип - это совокупность генов в гаплоидном наборе хромосом.
Фенотип формируется на основе генотипа и факторов внешней среды.
Гипотеза "один ген - один фермент" объясняет, как гены определяют синтез ферментов и формирование признаков.

Генетические копии и их примеры

4:54

Генетические копии - это сходные изменения фенотипа, вызванные мутациями разных генов.
Примеры: гемофилия и две формы глухоты.
Фенотипические копии - это изменения, вызванные факторами среды, но не связанные с мутациями генов.

Пенетрантность и экспрессивность

9:53

Пенетрантность - это вероятность проявления гена в признак.
Зависит от генотипа и внешних факторов.
Экспрессивность - это степень выраженности признака, зависящая от генотипа и среды.

Плейотропия и множественное действие генов

17:39

Плейотропия - это явление, когда один ген контролирует несколько признаков.
Пример: у овец один ген контролирует окраску шерсти и развитие рубца.

Генетика и скрещивание

18:34

Ген серой окраски шерсти доминирует над геном черной окраски.
При скрещивании серых животных 25% доминантных гомозигот, 50% гетерозигот и 25% рецессивных гомозигот.
Доминантные гомозиготы с серой окраской и недоразвитым рубцом нежизнеспособны.
Гетерозиготы с серой окраской и нормальным рубцом жизнеспособны.
Черные рецессивные гомозиготы также жизнеспособны.

Пример с шотландскими вислоухими кошками

20:30

Ген вислоухости доминирует над геном прямоухости.
Скрещивание двух вислоухих животных приводит к гибели.
Скрещивание вислоухого с прямоухим дает жизнеспособных котят.

Синдром Марфана

22:26

Синдром Марфана обусловлен доминантным геном.
Признаки: подвывих хрусталика, аневризм аорты, нарушение опорно-двигательного аппарата.
Ген определяет дефект соединительной ткани.

Гипотеза "один ген - один фермент"

23:24

Ген может контролировать несколько ферментов.
Ферменты могут иметь общие субъединицы.
Белковый сплайсинг позволяет одному гену кодировать несколько белков.

Исключения из гипотезы

26:20

Один ген может служить матрицей для нескольких белков.
Не все белки являются ферментами.
Для синтеза одного белка может потребоваться несколько генов.
Продукты генов могут быть не белками, а ДНК или РНК.

Взаимодействие генов

30:09

Гены делятся на аллельные и неаллельные.
Аллельные гены определяют альтернативные свойства одного признака.
Неаллельные гены определяют разные признаки и могут быть сцепленными или несцепленными.

Типы взаимодействия аллельных генов

32:05

Полное доминирование: доминантный ген полностью подавляет рецессивный.
Неполное доминирование: доминантный ген не полностью подавляет рецессивный, у гетерозигот наблюдается промежуточный признак.
Сверхдоминирование: доминантный ген подавляет рецессивный сильнее, чем в случае полного доминирования.
Комплиментация: доминантный ген усиливает действие рецессивного.
Исключение: доминантный ген не подавляет рецессивный, признак проявляется у обоих аллелей.

Неполное доминирование

36:53

Пример с окраской венчика у растений: красная окраска у доминантных гомозигот, белая у рецессивных гомозигот, розовая у гетерозигот.
При скрещивании гетерозигот F1 наблюдается расщепление: 25% доминантных гомозигот, 50% гетерозигот, 25% рецессивных гомозигот.
Пример с серповидно-клеточной анемией: мутация гена, изменяющая структуру гемоглобина, что приводит к деформации эритроцитов и гипоксии.

Сверхдоминирование

41:42

Доминантный ген в гетерозиготном состоянии проявляется сильнее, чем в гомозиготном.
Пример: гибридная сила у растений и животных, таких как мулы и цыплята-бройлеры.
Акселерация объясняется эффектом гетерозиса.

Кодоминирование

44:37

В гетерозиготном состоянии проявляются признаки, кодируемые обоими аллельными генами.
Пример: наследование групп крови у человека по системе AB0.
В генофонде популяции могут присутствовать более двух аллельных генов, что приводит к множественному аллелизму.

Множественный аллелизм

50:24

Пример с окраской шерсти у кроликов: четыре аллельных гена, определяющих разные окраски.
Взаимодействие генов: доминантные гены доминируют над рецессивными, что приводит к различным фенотипам.

Комплиментация

53:14

Редкий тип взаимодействия аллельных генов, при котором мутантные гены могут формировать нормальный признак.
Пример: синтез белка с нормальной структурой из измененных полипептидных цепей.

Аллельное исключение

55:10

В разных клетках одного организма фенотипически проявляются разные гены.
Пример: наследование X-сцепленных признаков у человека, где в клетках взрослого организма функционирует только одна X-хромосома.

Инактивация X-хромосомы

56:07

X-хромосома крупнее Y-хромосомы.
Механизм инактивации одной из X-хромосом для поддержания баланса генов.
Пример: мозаицизм у женщин с разными генами на X-хромосоме.

Взаимодействие аллельных генов

57:06

Гены на X-хромосоме определяют наличие потовых желез.
Гетерозиготные женщины имеют мозаицизм: в одних участках кожи потовые железы есть, в других нет.
Пример с кошками: черепаховая окраска определяется разными генами на X-хромосоме.

Взаимодействие неаллельных генов

59:04

Комплементарность: действие гена из одной аллельной пары дополняется действием гена из другой пары.
Пример: наследование формы гребня у кур и петухов.
Пример: наследование окраски шерсти у мышей.

Эпистаз

1:07:48

Эпистаз: действие гена из одной пары подавляется геном из другой пары.
Доминантный эпистаз: пример с окраской оперения у кур.
Рецессивный эпистаз: пример с окраской венчика у лилии и луковиц у лука.

Примеры эпистаза у человека

1:11:46

Ферментопатии: подавление выработки ферментов.
Бомбейский феномен: рецессивный эпистаз у человека.

Генетика группы крови

1:15:40

У мамы была 0 группа крови, у отца - 2 группа.
У одной дочери была 1 группа крови, у другой - 4 группа.
Оказалось, что у мамы была 3 группа крови, но гены были подавлены рецессивными генами.

Гены и антигены

1:16:39

Гены A и B определяют наличие антигенов на эритроцитах.
Гены A и B подавляются рецессивными генами, что приводит к фенотипу 1 группы крови.
У отца были доминантные гены, которые не подавлялись, что привело к 4 группе крови у дочери.

Полимерия

1:19:34

Полимерия - это взаимодействие неаллельных генов, усиливающее признак.
Пример: окраска зерен пшеницы, где доминантные гены определяют красную окраску.
При скрещивании гетерозигот проявляется кумулятивное полимерия, усиливая признак.

Эффект положения

1:25:20

Эффект положения - это взаимодействие неаллельных генов, обусловленное их расположением в генотипе.
Пример: наследование резус-фактора, где расположение генов влияет на фенотип.
Разные расположения генов приводят к разным фракциям белка резус-фактора.

Регуляторные взаимодействия

1:30:06

Регуляторные взаимодействия - это эпистаз на уровне транскрипции.
Примеры: индукция, репрессия, регуляция у эукариот.
Эти взаимодействия могут проявляться как эпистаз, влияя на фенотип.

Биология 4.Генетика. Взаимодействие генов

Ключевые темы и таймкоды

Введение в генетику

Гены и их функции

Генотип и фенотип

Генетические копии и их примеры

Пенетрантность и экспрессивность

Плейотропия и множественное действие генов

Генетика и скрещивание

Пример с шотландскими вислоухими кошками

Синдром Марфана

Гипотеза "один ген - один фермент"

Исключения из гипотезы

Взаимодействие генов

Типы взаимодействия аллельных генов

Неполное доминирование

Сверхдоминирование

Кодоминирование

Множественный аллелизм

Комплиментация

Аллельное исключение

Инактивация X-хромосомы

Взаимодействие аллельных генов

Взаимодействие неаллельных генов

Эпистаз

Примеры эпистаза у человека

Генетика группы крови

Гены и антигены

Полимерия

Эффект положения

Регуляторные взаимодействия