Генетиканың даму тарихы.Г.Мендель, оның еңбектері.

Генетиканың даму тарихы.Г.Мендель, оның еңбектері.

1. Генетиканың даму тарихы. Организмдердің тұқым қуалаушылығы мен өзгергіштігі туралы ғылымды генетика деп атайды. Бұл терминді 1906 жылы ағылшын биологі У.Бэтсон ұсынды. 1909 жылы дат биологі (1857 - 1927) биологияда аса маңызды болып есептелетін ген (грекше «genos» - шығу тегі), генотип және фенотип деген ұғымдарды қалыптастырды.

2. Моногибридті будандастыру. Тұқым қуалаушылықтыңзаңдылықтарын зерттеудің ғылыми негізін Грегор Мендель қалады. Ол өз тәжірибелеріне қолайлы объекті ретінде бұршақты алды. Себебі, басқа өсімдіктермен салыстырғанда бұршақтың мынадай айрықша қасиеттері бар: 1) бірнеше белгілері бойынша бір – бірінен айқын ажыратылатын көптеген сорттары бар; 2) өсіруге қолайлы; 3) гүліндегі жыныс мүшелері күлте жапырақшаларымен толық қалқаланып тұратындықтан, өсімдік өздігінен тозаңданады. Сондықтан таза дамып – жетілетіндіктен, белгілері ұрпақтан – ұрпаққа өзгеріссіз беріледі; 4) бұл өсімдіктің сорттарын қолдан тозаңдандыру арқылы өсімтал будандар алуға болады.

Мендель бұршақтың 22 сортын таңдап алды. Ол өсімдіктің негізгі жеті белгісіне көңіл аударды: сабағының ұзындығы, тұқымының пішіні мен түсі, жемістерінің пішіні мен түсі, гүлдерінің түсі мен орналасуы. Мендель өз тәжірибелерін 8 жыл бойы жүргізді.

1 – сурет . Моногибридті будандастыру барысы. Сары түсті дөңгелектер – доминантты белгісі бар, жасыл түсті дөңгелектер – рецессивті белгісі бар организмдер.

Ген – ДНҚ молекуласының бөлігі.

Локус – гендердің хромосомалардағы орны.

Генотип – тұқым қуалайтын гендердің жиынтығы.

Аллель – гендердің бірнеше күйде болуы

Гомозигота – бірдей аллельді гендері бар (АА және аа) гаметалардың қосылуынан пайда болған организмдер.

Гетерозигота – әр түрлі аллельді гендері бар (Аа) гаметалардың қосылуынан пайда болған организмдер.

Зигота – аталық және аналық гаметалардың қосылуынан пайда болған организм.

Гамета – жыныс жасушалары

Аллельді гендер – гомологі хромомсомалардың бірдей локусында орналасқан альтернативті белгілердің дамуын анықтайтын гендер.

Доминантты ген – басымдылық көрсететін ген. (А)

Рецессивті ген – көрінбейтін белгіні анықтайтын ген (а).

Фенотип – тұқым қуалайтын гендердің сыртқы ортада көрінуі.

Басымдылық белгі – екі гомозиготалы ата – ана дараларын будандастыру нәтижесінде пайда болған бірінші ұрпақ буданында көрінетін белгі. Мысалы, бұршақ өсімдігі тұқымының түсі сары, тегіс болуы.

Рецессивтік белгі – екі гомозигталы ата – ана дараларын будандастыру нәтижесінде пайда болған бірінші ұрпақ буданында көрінбей қалған белгі.Мысалы, бұршақ гүлінің түсі ақ немесе жасыл, тұқымының бұдыр немесе тегіс болуы.

В – доминантты тегіс пішіні

b – рецессивті кедір – бұдырлы пішін

Р – ата – аналық форма

• аналық белгі

• аталық белгі

F – ұрпақтары

Г – гаметалар

F₁, F₂, F₃ – бірінші, екінші, үшінші ұрпақтары.

2 – сурет. Моногибридті будандастыру барысының сызбанұсқасы.

Ата – аналары бір – бірінен бір жұп белгі бойынша ажыратылатын дараларды будандастыруда моногибридті будандастыру деп атайды.

3. Гаметалардың тазалық ережесі. Гендер хромосомада тізбектеліп орналасады. Сондықтан бұршақ өсімдігінің гүлінің сары, жасыл, адамның көзінің қара, көк болуын, т.б. аллельді гендер бақылайды. Гаметалардың тазалық ережесінің цитологиялық маңызы мынада: дене жасушаларында хромосомалара саны жұп болып келеді. Мысалы, адамның дене жасушасында хромосомалар саны 46. Ұрықтану нәтижесінде ұрпаққа 23 хромосома шешесінен, 23 – і әкесінен өтеді.

Жыныс жасушалары пісіп-жетілу кезеңінде мейоздық жолмен бөлінеді. Мейоздық бөлінудің І кезеңінде, жасушадағы хромосомалардың саны екі есе азаяды. Себебі, олар жаңа түзілген 2 жасушаға теңдей бөлінеді.

4. Талдаушы шағылыстыру. Өсімдіктердің жаңа сорттары мен жануарлардың асыл тұқымдарын шығарудың маңызы зор. Мысалға, қаракөл қойларының қара және сұр түсті түрлері бар. Сұр түсті бақылайтын ген доминантты, ал қара түсті белгілейтін ген рецессивті. Сұр түсті қойлардың ішінде өзінің дене құрылысымен ерекшеленетін, ерекше сұр қойлар бар. Олар фенотипі жағынан бірдей болғанымен, генотипі екі бөлек АА және Аа болуы мүмкін. Осы қошқардың генотипін анықтау үшін талдаушы будандастыру жүргізеді. Талдаушы будандастыру деп бірінші ұрпақ буданын рецессивті гомозиготалы аталығымен будандастыруды айтады. Мысал келтірейік.

5. Толық емес доминанттылық.Табиғатта бір белгі екінші белгіден үнемі басыдылық көрсете бермейді. Толық емес доминанттылық кезінде екі гетерозиготалы ата – анадан берілген екі көрінбей Ғ₁ бірінші ұрпақ будандарын өзара будандастырғанда Ғ₂ – де белгілердің тәуелсіз, жеке тұқым қуалайтынын байқаймыз.

Мысалы, ақ және қызыл түсті жемісі бар қойбүлдірген түрлерін будандастыру нәтижесінде алынған будан жемістерінің қызғылт түсті болуы емес доминанттылықты көрсетеді.

Дигибридті будандастыру деп альтернативтік екі жұп белгі бойынша ерекшеленетін аталық аналық формаларды будандастыруды айтады.

Мендель дигибридті будандастыруға белгілердің бір – бірінен тұқымының пішіні және дәнінің түсі арқылы ажыратылатын бұршақты тәжірибеге пайдаланды. Дигибридті будандастыру кезінде буданның бірінші ұрпағы ата – анасының екі белгісі бойынша басым болады. Егер бірінші ұрпақ будандары өздігінен тозаңданса, онда екінші ұрпағында ата – ананың екеуінің де жаңа белгілері бар формалар шығады. Яғни будандастыру кезінде жұп белгілер тәуелсіз тұқым қуалайды. Бұл Мендельдің үшінші заңы деп аталады.

Екінші ұрпақта белгілердің фенотипі бойынша ажырауы 9:3:3:1 қатынасында болып, генотипті бойынша 1:2:1:2:4:2:1:2:1 сан қатынасында болады.

тегіс сары бұдыр жасыл

Р О ААВВ х О ааbb

Гаметалар

АВ

ab

Ғ₁ АаBb фенотипі – жасыл тегіс

Генотипі – дигетерозигота

РҒ₁ О АаBb x O АаBb

ab

aB

Ab

AB

ab

aB

Аb

АВ

Гаметалар

Бұл жағдайда екінші ұрпақтағы белгілердің ажырауын Пеннет торы арқылы көрсеткен қолайлы.

Пеннет торы

Белгілердің екінші ұрпақта фенотипі бойынша теориялық ажырауы: 9/16 сары тегіс; 3/16 жасыл тегіс; 3/16 сары бұдыр; 1/16 жасыл бұдыр.

Мендельдің үшінші заңы – «Белгілердің тәуелсіз тұқым қуалау» заңы орындалуы үшін мынадай екі жағдай болуы шарт.

1.Будандастыру кезінде бір белгі екінші белгіге басымдылық көрсетуі тиіс.

2. Тұқым қуалайтын гендер әр түрлі хромосомада орналасуы керек.