Моногибридті будандастыру

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 18 бет
Таңдаулыға:

Тұқым қуалау заңдылықтары.

Мендель ілімі

Тұқым қуалаушылықтың негізгі заңдылықтары ең алғаш рет словак ғалымы
Грегор Мендель ашқан болатын. Тұқым қуалаушылықты біртұтас деп есептеп,
бүкіл белгілер мен қасиеттерді бірге қарастырған өзінен бұрынғы
зерттеушілерден Мендельдің бір ерекшелігі ол мындай күрделі құбылысты
зерттегенде терен талдау жасап отырды.

Кез келген организмнің бойында тұқым қуалаушылықтың толып жатқан
белгілер мен қасиеттер болады. Мендель олардың әр қайсысын жеке алып
қарастыруды ұсынды. Өзінің тәжірибелері үшін негізгі объект ретінде
бұрщақты таңдап алды. Себебі ол өсімдік өздігінен тозаңданады және оның
бір –бірінен жақсы ажыратылатын көптеген формалары бар. Мысалы, тұқымның
формасы тегіс немесе бұдырлы, сабағы ұзын немесе қысқа, гүлдің түсі қызыл
немесе ақ, тұқымы сары немесе жасыл, т.б. Мындай қарама-қарсы белгілерді
альтернативті белгілер деп атайды. Мендель өзінің тәжірибелерін 8 жыл бойы
(1856-1864) Брно қаласындағы Августин монастырының бағында жүргізді. Ол өз
зерттеулерінің нәтижесі туралы 1865 жылы 8 ақпанда сол Брно қаласындағы
табиғат зерттеушілер қоғамының отырсында баяндады. Соның негізінде Өсімдік
будандарымен жүргізілген тәжірибиелер атты еңбегін жариалады.

Қандай болсын белгі- қасиеттерінде тұқым қуалайтын өзгешеліктері бар
организмдерді будандастырғанда гибрид (будан) формулар алынады. Бір ғана
жұп белгілерінде айырмашылығы бар ата-аналық формалар будандастырылса –
моногибридті, екі жұп белгісінде болса – дигибридті, ал егер ондай
белгілердің саны көп болса – полигибридті будандастыру деп атайды.

Тұқым қуалаушылықты зерттеу ісін Мендель ең қарапайым моногибридті
будандастырудан бастап, әрі қарай күрделілендіре түскен.

Генетикалық талдау жасағанда әртүрлі будандастыру схемаларын жазу үшін
белгілі бір ереже қолданылады. Ата-аналық формалар Р әрпімен белгіленеді.
Аналықты ♀, аталықты ♂ белгісімен, будандастыруды – Х, будандарды F
әрпімен, ал бірінші, екінші, үшінші ұрпақтары Ғ1, Ғ2, Ғ3, т.с.с. болып
белгіленеді.

Моногибридті будандастыру.

Мендель қызыл гүлді және ақ гүлді бұршақтарды алып , моногибридті
будандастырғанда, бірінші буында алынған будан ұрпақтын бәрінің гүлдерінің
түсі қызыл, яғни осы белгі бойынша біркелкі болып шыққан. Сөйтіп, будан
өсімдіктерде гүлдің қызыл түсі ғана сақталып, ақ түс байқалмайды. Мұндай
белгіні (қызыл түсті) Мендель доминантты (басым), ал байқалмайтын ақ түсті
рецессивті (басылынқы) деп атайды. Осы зерттеулердің нәтижесінде Мендельдің
бірінші заңы – бірінші ұрпақ будандары белгілерінің біркелкі болу заңы
қалыптасты. Мұны немесе доминанттылық заңы деп атайды. Одан әрі қарай Ғ1 -
де алынған будандар өздігінен тозандандырылып, нәтижесінде екінші ұрпақ Ғ2
алынды. Бұл жағдайда белгілердің ажырайтындығы байқалады, яғни алынған
ұрпақтын ¾ бөлігі қызыл, ал ¼ бөлігі ақ гүлділер болып шықты. Сонда
доминантты өсімдіктер мен рецессивті белгісі бар өсімдіктердің арақатынасы
3:1 болды. Осыдан келіп Мендельдің екінші заңы – белгілердің ажырау заңы
қалыптасты. Осы зерттеулердің нәтижесінде Мендель организмнің белгілері мен
қасиеттерінің тұқым қуалауына жауапты бір нәрсе бар деген қорытындыға
келді. Кейіннен 1909 жылы Дания генетигі Б.Иоганнсен оны ген деп атады.
Мендель тұқым қуалайтын факторларды латын әрпімен белгілеуді ұсынды. Яғни
доминантты ген бас әріппен (А), ал рецессивті ген кіші әріппен (а)
белгіленеді. Бұл факторлар әрқашан да жұп болып келеді. Себебі олардың
біреуі атасынан екіншісі анасынан беріледі. Гендердің мұндай жұбын
аллеломорфты немесе аллельді гендер дейді. Организмдегі бүкіл гендердің
жиынтығын генотип деп аталады. Ал сол генотип арқылы анықталатын белгі –
қасиеттер фенотип болып есептеледі. Біркелкі аллельдерден тұратын таза
линиялы организмдердің не гомозиготалы организмдер деп аталады. Мысалы, АА
– доминантты гомозигота, аа – рецессивті гомозигота. Ал екі түрлі
алельдерден (Аа) тұратын будан организмдер гетерозиготалы деп аталады.

Гаметалар тазалығы заңы

Бірінші буында алынатын будандардың біркелкі болуы мен екінші буын
будандарында белгілердің ажырау құбылыстарын түсіндіру үшін Мендель гамета
тазалығы болжамын ұсынды. Оның мәні — организмнің кез келген белгі-
қасиетінің дамуын тұқымқуалау факторы, яғни ген анықтайды. Мысалы, гүлдің
қызыл түсіне доминантты, ал ақ түсіне рецессивті гендер жауапты.

Бірінші буындағы ұрпақ қызыл гүлді өсімдіктің доминантты А гені бар
гаметасы мен ақ гүлдінің рецессивті а гені бар гаметасының қосылуы
нәтижесінде пайда болады. Сондықтан олардың генотипінде гүлдің қызыл түсін
де, ақ түсін де анықтайтын гендер бар. Бірақ кызыл түстің гені доминантты
болғандықтан, бірінші буындағы будан өсімдіктердің барлығы да қызыл гүлді
болып шығады. Сонда олардың фенотипі бірдей болғанымен, генотипінде екі
түрлі ген болғаны. Ал ондай будан организмнен гамета түзілгенде, оған тек
бір ғана доминантты А немесе рецессивті а геві беріледі. Бұл жағдайда будан
организмнің гаметасында аллельді (жұп) гендер бір-бірімен араласып кетпей,
таза күйінде сақталады. Гамета тазалығы дегеніміз осы.

Мендель, әрине, тұқым қуалау факторлары мен олардың гамета түзілу
кезінде таралу процесін клетканың нақты бір материалдық құрылымдарымен және
клетканың бөліну механизмімен байланыстыра алмады. Дегенмен генетиканың әрі
қарай дамуы барысында гамета тазалығы болжамы негізінде хромосомалық теория
қалыптаспай тұрғанның өзінде мейоздың механизмі мен гендердің әрекеті
туралы күні бұрын дұрыс болжам жасалған. Кейіннен мұның бәрі цитологиялық
тұрғыда зерттеліп дәлелденді. Сондықтан да Мендельдің бұл болжамы гамета
тазалығы туралы заң деп те аталады.

Будандастырудың жолдары

Гибридологиялық талдау жасағанда және практикалық селекцияда
реципрокты, талдаушы және қайыра будандастырулар қолданылады.

Жоғарыда айтылған қызыл гүлді бұршақты ақ гүлді бұршақлен
будандастырғанда алдыңғысын аналық, ал соңғысын аталық ретінде алуға
болады. Ол үшін қызыл гүлді өсімдіктердің аталықтары алынып тасталған
гүлдерін ақ гүлді өсімдіктің тозаңымен тозаңдандырады. Сонымен қатар
олардың орнын ауыстыруға да болады, онда керісінше, ақ гүлді өсімдік қызыл
гүлдінің тозаңымен тозаңдандырылады. Мұны тура және кері немесе реципрокты
будандастыру дейді. Оның формуласын былайша жазуға болады:

♀ АА х ♂ аа және ♀ аа х ♂ АА

Бұл екі жағдайдың екеуінде де Ғ1-де алынған будан гүлдерінің түсі
біркелкі қызыл болады.

Талдаушы будандастыру деп будан организмнен тараған ұрпақты рецессивті
гомозиготамен будандастыруды айтады. Мысалы, геноиптері екі түрлі АА және
Аа болып келетін қызыл гүлді бұршақ өсімдігін ақ гүлді өсімдікпен
будандастырғанда, нәтижелері әр түрлі болып шығады. Будандастырудың жолы АА
х аа болып келсе, алынатын ұрпақ тек қана қызыл түсті болады, ал егер Аа х
аа болса, ұрпактың, жартысы қызыл, жартысы ақ гүлдер болып шығады, яғни 1:1
қатынасындай. Сонда ұрпағынын белгі-қасиеттерінің сипатына қарай ата-аналық
формалардың біреуінің ге-нотипіне талдау жасалады. Айталық, егер алынатын
генотиптің құрылымы АА болса, бәрі қызыл, ал егер жартысы қызыл, жартысы ақ
болып келсе, онық генотипі Аа болғаны.

Бұдан особьты (особь — организмнің, жеке дара басы. Ол индивид — дарақ
деген мағынаны береді) бастапқы ата-аналық формалардын бірімен
будандастыруды қайыра будандастыру немесе бекросс деп атайды. Мысалы, АА х
аа будандастыруынан алынған будан особь Аа-ны ата-аналық, формаларымен
будандастырса, Аа х АА немесе Аа х аа, ол кері қайтара будандастыру болып
шығады. Мұндай будандастыру жолы будан ұрпақта ата-аналық формалардың
бәрінің тиімді белгі-қасиеттерін тұрақтандыруды көздеген жағдайда
қолданылады. Әсіресе селекцияда өсімдіктердін, ауруға,

Қуаншылыққа төзімді сорттарын, малдың мол өнімді тұқымдарын шығаруда
кеңінен қолданылады.

Толымсыз доминанттылық

Мендельдің бұршақпен жүргізген тәжірибелеріндегі байқалған
доминанттылық құбылысы толық доминанттылық болып есептеледі. Бірақ кейде Ғ1-
дегі гетерозиготалы ұрпақтан доминантты белгі толық байқалмай, аралық
сипатта болады. Мұндай құбылысты толымсыз доминанттылық деп атайды.
Мысалы, тұнаруы өсімдігінің қызыл және ақ гүлді формаларын алып
будаңдастырғанда, Ғ1-дегі будандардың гүлдерінің түстері қызғылт болып
шығады, яғни ата-анасының ешқайсысына толық ұқсамай, аралық сипат алады.
Мұндай заңдылық тек өсімдіктерден ғана емес, жануарлардан да байқалады.
Сонда толымсыз домиианттылық жағдайда генотип (1АА; 2Аа: Іаа) пен
фенотиптің (1 қызыл: 2 қызғылт: 1 ақ) арақатынасы бір-біріне сәйкес келеді.
Ал толық доминанттылықта гетерозигота мен доминантты гомозиготаның
белгілері бірдей болады. Соған байланысты фенотипі бойынша 3:1
қатынасындай.

ДИГИБРИДТІ БУДАНДАСТЫРУ

Белгілердің тәуелсіз тұқым қуалау заңы

Бұршақ өсімдігін дигибридті будандастырудың негізінде Мендель тәуелсіз
тұқым қуалау деп аталатын тағы бір аса маңызды зандылықты ашты. Ол тұқымы
сары, тегіс бұршақ пен жасыл, бұдырлы бұршақты бу-дандастырды. Сонда
бірінші буында алынған будан ұрпақтың барлығы да біркелкі сары, тегіс болып
шыққан. Екінші буында белгілердің ажырау сипаты моногибридтігіне қараганда
біршама күрделірек болады. Мұнда алынған барлығы 556 тұқымның 315-сі сары,
тегіс, 101-і сары, бұдырлы, 108-і жасыл, тегіс, 32-сі жасыл, бұдырлы болып
шықты. Сонда бұл сандардың арақатынасы 9:3, 3:1 қатынасына сәйкес келеді 6-
сурет).

Дигибридті будандастыру кезіндегі құбылыстың мәні мынада: Ғ1-
дегі будан өсімдік дамып калыптасатын зиготада төрт түрлі ген болады. Олар
ата-анасаның біреуінен берілетін тұқымның сары түсін анықтайтын (А) және
оның тегістігін анықтайтын (В) доминантты гендер ал екіншісінен — жасыл
түстін (а) және бұдырлылықтың (в) рецессивті гендері. Сонда ол зиготаның
генотипі АаВв болып келеді. Оны қос немесе дигетерозигота деп атайды.
Мұндай организмнен 4 түрлі — АВ, Ав, аВ және ав гаметалар түзіледі. Әр
типті гаметалардың, үйлесімін есептеп және белгілер ажырауының нәтижесін
анықтау үшін ағылшын генетигі ұсынған, оның атымен аталатын Пеннет торы
қолданылады. Ол тордың бойына тігінен аналық, ал көлденеңінен аталық
гаметалар жазылады да, олардың түйіскен жерлеріндегі торларға алынатын
зиготалардың генотиптері жазылады. Соның негізінде олардың фенотиптері
анықталады.

ГАМЕТАЛАР Ғ1

6 сурет

Ғ1-дегі будан өсімдіктің мейозы кезінде аллельді емес екі доминантты
генді (АВ) алып жүретін екі аналық хромосома мен сол тәріздес рецессивті
гендері бар екі аталық хромосомалар бір-біріне тәуелсіз түрде жаңа түзілген
жыныс клеткаларына ажырайды. Сол гаметалардың ұрықтануының негізінде
генотиптері түрліше 9 түрлі зигота пайда болады. Олардың тек екеуі ғана
бастапқы ата-аналарының генотиптерін толық қайталайды да, қалған жетеуінің
хромосомаларында доминантты және рецессивті гендердің әр түрлі құрамы
болады. Дигибридті будандастыру кезінде Ғ2-дегі будан ұрпақтың белгілерінің
ажырауына талдау жасағанда нәтижесі мынадай:

1. Ғ2-дегі будандар фенотипі бойынша 4 түрлі
болған. Саны жағынан алғанда олар 9— сары, тегіс, 3—
сары, бұдырлы, 3— жасыл, тегіс, 1— жасыл, бұдырлы.

Сол будандарды генотипі бойынша қарастырса, 9 түрлі болып шығады: ІААВВ:
4АаВв: 2ААВв: 2АаВВ: 2Аавв: 2ааВв: ІААвв: ІааВВ: Іаавв.

Әрбір жұп аллельдің (А-а, В-в) гендері моногибридті будандастырудағыдай
1:2:1 (4АА: 8Аа: 4аа және 4ВВ: 8Вв: 4вв) қатынасындай болып ажырайды.
Фенотипі бойынша да әр белгі өз алдына моногибридті будандастырудағыдай 3:1
(12 сары: 4 жасыл және 12 тегіс: 4 бұдырлы) қатынасындай болады.

Ғ2-дегі будан өсімдіктер тұқымдарының түсі мен пішіні жағынан ата-
аналарынан өзгеше бірнеше комбинация түзеді. Соған байланысты екінші буында
ата-аналарынан өзгеше жаңа формалар пайда болады. Мысалы, тұқымы сары,
бұдырлы, жасыл, тегіс өсімдіктер.

Сөйтіп, Мендель өзінің жүргізген тәжірибелеріне және оларға жасалған
талдаулардың нәтижесіне сүйене отырып, үшінші заңын ашты. Ол белгілердің
тәуелсіз тұқым қуалау заңы деп аталады.

Полигибридті будандастыру

Бір-бірінен үш немесе одан да көп белгілерінде айырмашылығы бар
особьтарды будандастыруды полигибридті будандастыру деп атайды. Оларда
белгілердің ажырау сипаты дигибридті будандастырумен салыстырғанда біршама
күрделірек болады. Мысалы, егер тұқымы сары, тегіс қызыл гүлді бұршақ
өсімдігін тұқымы жасыл, бұдырлы ақ гүлді бұршақпен будандастырса,
доминанттылық заңына сәйкес Ғ1-де алыған будан ұрпақтың барлығы да
біркелкі, яғни аналық өсімдікке ұқсас болып шығады, ал Ғ2-де күрделі ажырау
жүреді. Тұқымның пішінін анықтайтын гендерді (А-а), түсін (В-в), ал гүлдің
түсін (С-с) - деп белгілесек, сонда ата-аналық формалардың біреуінің
генотипі ААВВСС, ал екіншісінікі ааввсс, ал Ғ2-де алынатын будан
организмдікі АаВвСс болып келеді. Мұндай будан өсімдік сегіз түрлі гамета
түзеді: АВС, АВс, АвС, Авс, аВС, аВС, авС, авс. Сегіз типті жұмыртқа
клеткалары сегіз типті спермалармен кездейсоқ кездесіп, өздігінен
тозаңданудың нәтижесінде Ғ2-де зиготалардың 64 түрлі комбинациясы түзіледі.
Ғ2-дегі особьтар фенотип бойынша 8 түрлі топқа бөлінеді. Олардың
арақатынасы 27 (А-В-С):9(А-В-с):9(А-в-с):9:(аВС):3 (А-в-с): 3(а-В-с):3(а-в-
С):1(а-в-с). Сонда фенотип бойынша 27:9:9:9:3:3:3:1 арақатынасындай болып
келуі тригибридті будандастыру кезінде гендердің тәуелсіз ажырауы себепті
болады.

Қорыта келгенде, Мендель жоғарыда келтірілген зертеулерінің негізінде
тұқым қуалаушылықтың аса маңызды заңдылықтарын ашты және оның табиғатын
анықтады. Бір белгінің тұқым қуалауының екінші белгіге тәуелсіз екендігін
дәлелдей отырып, ол тұқым қуалаушылықтың дискреттілігін, бөлшектене
алатындығын және генотиптің организмдегі белгі-қасиеттерді анықтайтын
бірліктердің жиынтығынан тұратын-көрсетті.

Гендердің өзара әрекеттесуі

Мендель ашқан заңдылықтардың дұрыс екендігі 1900 жылдан кейін
өсімдіктер мен жануарлардың түрлі белгілері мен қасиеттерінің тұқым
қуалауына жүгізілген көптеген зерттеулердің нәтижесінде дәлелденді және
Мендель анықтаған будан ұрлақтағы белгілердің ажырауының арақатынасы әрбір
ген тек бір белгінің тұқым қуалауын қуаттаған жағдайда ғана дұрыс болып
есептеледі. Мысалы, бір ген бұршақтың тұқымының тегіс болуын, екіншісі —
бұдырлығын анықтайды.

Сонымен қатар гендер мен олар анықтайтын белгілердің арақатынасының
күрделірек және әр түрлі сипатта болатындығын аңғартатын біраз деректер
жинақталды. Біріншіден, бір геннің өзі бірнеше белгіге қатарынан әсер ете
алатындығы, екіншіден, бір белгіні кейде бірнеше ген бірігіп
анықтайтындығы, яғни бұл жағдайда гендердің өзара әрекеттесетіңдігі белгілі
болды. Сөйтіп, организмнің көптеген белгілері мен қасиеттерінің фенотиптік
көрінісі онтогенез кезінде гендердің өзара әрекеттесуімен айқындалады.

Гендердің өзара әрекеттесу құбылысының ашылуы генетиканың әрі қарай
дамуында маңызды орын алды. Осы заңдылықтың негізінде XIX ғасырдың аяғында
неміс биологы А. Вейсман ұсынған организмнің тұқым қуалайтын факторлардың
мозаикасы екендігі туралы ұғым теріске шығарылды. Оның орнына организмнің
кез келген белгісінің дамуы барысында генотип жүйесіндегі ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.