Цитоплазматическая наследственность - ХРОМОСОМНАЯ ТЕОРИЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ. СЦЕПЛЕННОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГЕНОВ

Помимо нуклеиновых кислот, входящих в состав хромосом и обусловливающих хромосомное наследование, в цитоплазме клеток про- и эукариот находятся молекулы ДНК (реже РНК), реплицирующиеся либо в виде автономных структур, либо в составе органоидов. Количество нехромосомной ДНК сравнительно невелико и составляет для разных организмов от десятых долей до нескольких процентов. Нехромосомные молекулы нуклеиновых кислот, реплицирующиеся автономно от хромосом в клетках эукариот и бактерий, называют общим термином — плазмиды. В составе плазмид могут находиться гены, кодирующие ряд признаков клеток-хозяев. Наследование этих генов не подчинено менделевским закономерностям наследования признаков.

У растений было обнаружено наследование пестролистности. Признак пестролистности связан с мутациями в ДНК хлоропластов, нарушающими синтез хлорофилла. Вследствие этого отдельные части листа и других зеленых органов растений лишены хлорофилла и оказываются светлыми. Во время мейоза хлоропласта попадают в цитоплазму яйцеклеток, а в клетках пыльцы большинства видов растений они практически отсутствуют. Таким образом, наследование пестролистности передается по материнской линии.

Митохондрии также содержат кольцевидные молекулы ДНК и имеют собственный аппарат белкового синтеза. Митохондриальные гены кодируют в основном две группы признаков, связанных с работой ферментативных систем синтеза АТФ и устойчивостью к антибиотикам и другим клеточным ядам. У многоклеточных организмов, размножающихся половым путем, передача в поколениях признаков, обусловленных митохондриальными генами, возможна только от материнского организма. Это связано с тем, что яйцеклетка в цитоплазме содержит много митохондрий, тогда как сперматозоид почти не содержит цитоплазмы.

Вопросы и задания для повторения

1. В чем заключается плейотропное действие генов?

2. Какие типы взаимодействия аллельных генов вы знаете? Приведите примеры.

3. Какое потомство можно получить от скрещивания растений ночной красавицы:

а) с розовым и розовым цветом лепестков;

б) с красным и розовым цветом лепестков;

в) с розовым и белым цветом лепестков?

4. Какие виды взаимодействия аллельных генов имеют место при наследовании групп крови у человека по системе АВO?

5. Какое потомство может появиться от брака людей:

а) с I и IV группами крови;

б) гетерозиготных по II и III группам крови?

6. Какова вероятность появления потомства с I группой крови от брака двух гомозигот по генам II и III групп?

7. Что такое комплементарное взаимодействие генов?

8. Что такое эпистаз? Какие виды эпистаза вы знаете?

9. Что такое полимерное взаимодействие генов? Какие признаки организма наследуются полимерно?

10. Серповидноклеточная анемия (изменение нормального гемоглобина А на гемоглобин 5) детерминируется рецессивным аллелем аутосомного гена. Заболевание у гомозиготных особей приводит к смерти обычно до полового созревания; гетерозиготные особи жизнеспособны, анемия у них чаще всего проявляется субклинически. Интересно, что малярийный плазмодий не может использовать для своего питания S-гемоглобин, поэтому люди, имеющие эту форму гемоглобина, не болеют малярией. А) Какова вероятность рождения детей, устойчивых к малярии, в семье, где один из родителей гетерозиготен в отношении серповидноклеточной анемии, а другой гомозиготен по гену нормального гемоглобина? Б) Какова вероятность рождения детей, устойчивых к малярии, в семье, где оба родителя устойчивы к этому паразиту?

11. У человека система АВO групп крови обусловлена аллелями гена Гомозиготы по рецессивному аллелю J⁰ имеют I группу крови. Аллели J^AJ^B, обусловливающие II и III группы крови, доминируют над аллелем J⁰, а по отношению друг к другу кодоминантны — генотип JAJB обусловливает IV группу крови.

A) Гетерозиготная женщина со II группой крови вышла замуж за гетерозиготного мужчину с III группой крови. Какую группу крови и генотип могут иметь их дети?

Б) Группа крови у матери II, у отца — III. Можно ли установить их генотип, если у их ребенка IV группа крови?

B) Ребенок имеет I группу крови, его мать — II, отец — III. Определите генотипы родителей. Какова вероятность рождения у этих родителей детей со II, III и IVгруппами крови?

12. В роддоме перепутали двух мальчиков. Один из них имел I группу крови, а другой — IV. Одна пара родителей имела I и II группы крови, а другая — II и IV. Кто чей сын?

13. Что такое цитоплазматическая наследственность? Какие клеточные структуры ее определяют?