Анализ наследования нескольких признаков

Ядерное наследование. Показатели независимости наследования. Расщепление в ди- и тригибридном скрещиваниях. Правила определения частот генотипов, фенотипов. Свободное комбинирование элементарных формул расщеплений. Видоизменения формул расщеплений при локализации генов в аутосомах и половых хромосомах.

Генетический анализ при изменении уровня плоидности

Полиплоидия. Алло‑ и автополиплоидия. Эу‑ и анеуплоидия. Способы естественного и искусственного получения полиплоидов. Закономерности сегрегации хромосом в мейозе у полиплоидов. Сбалансированные и несбалансированные наборы хромосом у полиплоидов. “Нарушение” закона чистоты гамет у полиплоидов. Генетический анализ при алло‑ и автополиплоидии. Случайное хромосомное и случайное хроматидное расщепления. Двойная редукция. Полиплоидия и межвидовая гибридизация. Гибридогенез. Расщепление при моно‑ и полигенном контроле признака у полиплоидов. Ди‑ и полигибридные скрещивания у полиплоидов. Использование анеуплоидов в генетическом анализе.

Генетический анализ у эукариотических микроорганизмов

Анализ случайной выборки спор. Тетрадный анализ. Мейотическое и митотическое расщепления. Моногибридное скрещивание. Картирование центромеры. Дигибридное скрещивание. Независимое наследование признаков, сцепленных и несцепленных с центромерами. Сцепленное наследование. Картирование центромеры в неупорядоченных тетрадах.

Анализ неядерной наследственности

Неядерные носители наследственной информации (пластиды, митохондрии, плазмиды, вирусы). Нехромосомное наследование. Признаки неядерной наследственности: односторонняя передача признака в потомстве (материнское наследование), отсутствие чётко выраженного расщепления, смещение расщеплений в поколениях. Генетический анализ признаков, гены которых располагаются в митохондриальной и пластидной ДНК. Картирование генома пластид и митохондрий.

Анализ взаимодействия ядерных и неядерных генов. Предетерминация цитоплазмы. Материнский эффект.

Анализ структуры и экспрессии генов

Генетический подход к изучению мутаций и функций генов. Комплексное использование методов генетического анализа и генетической инженерии для изучения структуры генов и их экспрессии. Перенос генов (трансфекция, трансформация) и анализ их активности в новых условиях. Трансгенез. Структура линейных хромосом эукариот. Молекулярная организация и функции теломер и центромер. Гетерохроматин и эухроматин. Эффект положения. Тонкая структура генов эукариот. Генетический анализ признаков, контролируемых генами с экзон-интронной структурой.

Анализ мутаций

Классификация мутаций. Геномные мутации. Генетический анализ в случае нерасхождений хромосом. Наследование и генетический анализ компаунд-аутосом и сцепленных Х-хромосом на примере дрозофилы.

Генетический анализ хромосомных перестроек. Обнаружение делеций и потерь целых хромосом и их фрагментов по изменению характера доминирования и проявления рецессивных маркеров у гетерозигот. Обнаружение инверсии по изменению характера расщепления. Влияние инверсий на частоту кроссинговера. Идентификация транслокаций по изменениям в расщеплениях, нарушению фертильности, изменению групп сцепления. Фенотипические эффекты дупликаций. Транспозиции генов и их фенотипические проявления. Межхромосомный эффект.

Методы анализа генных мутаций. Методы регистрации и учёта видимых, летальных, биохимических мутаций у дрозофилы, растений, млекопитающих. Использование мутаций в генетическом анализе наследственных признаков.

ЛИТЕРАТУРА

Основная:

1. У.Клаг, М.Каммингс. Основы генетики. М., 2007.

2. Глазер В.М., Ким А.И., Орлова Н.Н., Удина И.Г., Алтухов Ю.П. Задачи по генетике: Учебное пособие / Под ред. М.М.Асланяна. – М.: Изд—во Университет книжный дом, 2005. – 224 с.

3. Орлова Н.Н. Генетический анализ. М., 1991.

4. Тихомирова М.М. Генетический анализ. Л., 1990.

5. Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции. М., 1989.

6. Ватти К.В., Тихомирова М.М. Сборник задач по генетическому анализу.Л., 1973.

7. А.С.Серебровский. Генетический анализ. М., 1970.

Дополнительная:

1. Глотов Н.В., Животовский Л.А., Хованов Н.В., Хромов-Борисов Н.Н. Биометрия. Л., 1982.

2. Захаров И.А. Генетические карты высших организмов. М., 1979

3. Захаров И.А. Курс генетики микроорганизмов. Минск, 1978.

4. Медведев Н.Н. Практическая генетика. М., 1968.

Составитель: профессор А.И.Ким

Примерные контрольные вопросы

1. Предмет и задачи генетического анализа. Значение генетического анализа для общей и сравнительной генетики, систематики, эволюционной теории, биохимии, селекции, медицины. Использование методологии генетического анализа в различных областях генетики и биологии

2. Генетический (наследственный) признак. Признаки качественные и количественные.

3. Анализ наследственных признаков на разных уровнях организации живой материи.

4. Основные методы генетического анализа.

5. Особенности гибридологического метода. Типы скрещиваний, применяемые в генетическом анализе.

6. Понятие о расщеплении. Качественный и количественный компоненты расщепления. Анализ расщеплений.

7. Методы проверки генетических гипотез.

8. Роль анализирующего скрещивания в генетическом анализе.

9. Разрешающая способность генетического анализа.

10. Закономерности наследования при моногенных отличиях исходных форм.

11. Определение числа генов, контролирующих признак.

12. Канонические моногенные расщепления при аутосомном наследовании в разных видах скрещиваний.

13. Типы взаимодействия аллелей. Способы определения типов аллельных взаимодействий.

14. Молекулярная природа и эволюция взаимодействий аллелей.

15. Относительный характер доминирования.

16. Особенности генетического анализа различных признаков (молекулярно-генетических, биохимических, цитогенетических).

17. Множественный аллелизм. Серии множественных аллелей. Формирование серии множественных аллелей.

18. Генетический анализ в случае множественного аллелизма. Возможные расщепления и их анализ. Взаимодействия в серии множественный аллелей.

19. Моногенные расщепления при сцеплении признака с полом.

20. Генетический анализ признака при полном сцеплении с полом при локализации гена в Х-хромосоме, при расположении гена в Y-хромосоме (голандрическое наследование).

21. Генетический анализ при частичном сцеплении с полом (аллели гена локализованы в псевдоаутосомных районах Х и Y хромосом).

22. Генетический анализ неполного сцепления с полом в случае разных типов взаимодействия аллелей.

23. Условия выполнения менделевских расщеплений.

24. Отклонения от канонических расщеплений. Причины систематических отклонений от менделевских расщеплений.

25. Отклонения от канонических закономерностей наследования, обусловленные особенностями биологии размножения объекта.

26. Генетический анализ в случае полового и бесполого размножения.

27. Особенности генетического анализа в случае нерегулярных типов полового размножения.

28. Генетический анализ в случае апомиксиса, партеногенеза (мейотического и амейотического), гиногенеза, андрогенеза.

29. Генетический анализ в случае неравной вероятности образования гамет разных генотипов и неравновероятном участии гамет разных генотипов в оплодотворении.

30. Генетический анализ в случае нарушения равновероятности расхождения хромосом в мейозе.

31. Мейотические мутации (на примере дрозофилы и кукурузы).

32. Понятие о генетическом контроле признака. Генетический контроль мейоза.

33. Генетический анализ в случае перестроек хромосом и изменения структуры хроматина (робертсоновские транслокации у мыши, R-хромосома кукурузы).

34. Нерасхождения и потери хромосом. Первичное и вторичное нерасхождения хромосом. Генетические схемы обнаружения нерасхождений и потерь хромосом.

35. Дифференциальная дисфункция гамет разных генотипов. Мейотический дрейф.

36. Генетические эффекты аллелей T/t локуса мыши. Гаплотип. Генетический анализ T/t локуса.

37. Генетические эффекты агенов SD‑ и SR‑хромосом у дрозофилы. Генетический анализ SD-хромосомы.

38. Генетический анализ в случае отклонений в расщеплениях, обусловленные нарушениями случайности оплодотворения.

39. Несовместимость у цветковых растений. Гаметофитная и спорофитная (гомо‑ и гетероморфная) самонесовместимость — генетический контроль и влияние на расщепления.

40. Особенности генетического анализа при само‑ и перекрёстной несовместимости у покрытосеменных растений.

41. Генетический анализ в случае нарушений случайности оплодотворения.

42. Генетический анализ в случае дифференциальной жизнеспособности зигот.

43. Доминантные мутации с рецессивным летальным действием, системы сбалансированных леталей.

44. Генетический анализ признака жизнеспособности. Рецессивные летальные мутации. Условно летальные мутации.

45. Генетические схемы по выделению летальных и условно-летальных мутаций.

46. Норма реакции. Пенетрантность. Экспрессивность. Генетический анализ признаков с неполной пенетрантностью.

47. Нарушения расщеплений, вызванные мобильными генетическими элементами. Генетическая нестабильность. Анализ случаев наследования с генетической нестабильностью.

48. Вероятностный характер реализации генетических расщеплений. Статистическая обработка данных для проверки генетических гипотез.

49. Определение размеров минимальной выборки для проявления расщеплений. Анализ расщеплений в малых выборках. Проверка данных на однородность.

50. Определение частоты гена в популяции и анализ ее изменения в поколениях в зависимости от факторов динамики (отбор, миграции, мутации, ограничение численности).

51. Дрейф генов. Генетический анализ в малых выборках. Принцип основателя. Волны жизни. Коэффициент инбридинга.

52. Закономерности наследования при полигенных различиях исходных форм.

53. Независимое наследование нескольких генов разной хромосомной локализации.

54. Взаимодействие генов. Критерии выявления взаимодействия генов. Расщепления при ди‑ и тригенных различиях скрещивающихся форм при взаимодействии генов.

55. Генетический анализ комплементарного взаимодействия генов, доминантного и рецессивного эпистаза, некумулятивной и кумулятивной полимерии.

56. Биохимические молекулярно-генетические основы взаимодействия генов. Метаболический путь.

57. Метаболические пути и генетический контроль биосинтеза глазных пигментов у дрозофилы.

58. Генетический анализ при межаллельной комплементации.

59. Сцепленное наследование взаимодействующих генов разной хромосомной локализации.

60. Определение расстояний между генами. Метод произведений Фишера. Метод наибольшего правдоподобия. Анализ количественных признаков. Наследуемость и коэффициент наследуемости.

61. Роль циклических скрещиваний и тестов на комплементацию в определении числа генов, контролирующих признак, и их взаимодействий.

62. Определение групп сцепления. Дробный и одномоментный способы определения групп сцепления. Методы, использующие рецессивные и доминантные маркеры.

63. Определение групп сцепления с использованием анеуплоидов и форм с хромосомными перестройками (реципрокные транслокации, транслокации между А и В хромосомами, инверсии).

64. Использование парасексуального процесса для определения группы сцепления. Гаплоидизация.

65. Использование метода гибридизации соматических клеток, гибридизации in situ и нуклеиновых кислот.

66. Локализация генов в группе сцепления.

67. Методы, использующие мейотическую рекомбинацию. Локализация гена в трифакториальных скрещиваниях с использованием доминантных и рецессивных маркеров.

68. Локализация летальных генов.

69. Особенности локализации гена в структурно изменённых хромосомах (инверсии, транслокации).

70. Методы картирования генов с использованием митотического кроссинговера.

71. Составление генетических карт хромосом. Сопоставление генетических, цитолого-генетических и молекулярно-генетических карт.

72. Ядерное наследование. Показатели независимости наследования. Расщепление в ди- и тригибридном скрещиваниях.

73. Анализ неядерной наследственности. Внеядерные носители наследственной информации (пластиды, митохондрии, плазмиды, вирусы).

74. Нехромосомное наследование. Признаки неядерной наследственности: односторонняя передача признака в потомстве (материнское наследование), отсутствие чётко выраженного расщепления, смещение расщеплений в поколениях.

75. Генетический анализ признаков, которые контролируются генами, расположенными в митохондриальной и пластидной ДНК.

76. Анализ взаимодействия ядерных и неядерных генов. Предетерминация цитоплазмы. Материнский эффект.

77. Генетический анализ при изменении уровня плоидности.

78. Генетический анализ при алло‑ и автополиплоидии. Способы получения полиплоидов.

79. Закономерности сегрегации хромосом в мейозе у полиплоидов. Сбалансированные и несбалансированные наборы хромосом у полиплоидов. “Нарушение” закона чистоты гамет у полиплоидов.

80. Случайное хромосомное и случайное хроматидное расщепления.

81. Расщепление у автополиплоидов при двойной редукции.

82. Расщепление у алло‑ и автополиплоидов при моно‑ и полигенном контроле признака. Ди‑ и полигибридные скрещивания у полиплоидов.

83. Эу‑ и анеуплоидия. Использование анеуплоидов в генетическом анализе.

84. Анализ случайной выборки спор у дрожжей.

85. Тетрадный анализ у дрожжей. Моногибридное скрещивание. Картирование центромеры. Дигибридное скрещивание.

86. Тетрадный анализ в случае независимого наследования признаков, сцепленных и несцепленных с центромерами.

87. Тетрадный анализ при сцепленном наследовании. Картирование центромеры в неупорядоченных тетрадах.

88. Генетический анализ трансгенных организмов.

89. Эффект положения. Генетический анализ эффекта положения.

90. Генетический анализ признаков, контролируемых генами с экзон-интронной структурой.

91. Классификация мутаций.

92. Геномные мутации.

93. Генетический анализ нерасхождений хромосом.

94. Наследование и генетический анализ компаунд-аутосом и сцепленных Х-хромосом на примере дрозофилы.

95. Генетический анализ хромосомных перестроек.

96. Обнаружение делеций и потерь целых хромосом по изменению характера доминирования и проявления рецессивных маркеров у гетерозигот.

97. Обнаружение инверсий по изменению характера расщепления. Идентификация транслокаций по изменениям в расщеплениях, нарушению фертильности, изменению групп сцепления.

98. Генетические эффекты дупликаций.

99. Транспозиция генов и их фенотипические проявления. Межхромосомный эффект.

100. Методы регистрации и учёта видимых, летальных, биохимических мутаций у дрозофилы, растений, млекопитающих.