Дрозофила - идеальный организм для изучения сцепления Дрозофила подходит для анализа родственных связей: она дешево размножается, быстро производит многочисленное потомство и демонстрирует явные признаки полового диморфизма, такие как длинные или короткие крылья и серое или черное тело. Его диплоидный набор состоит всего из восьми хромосом (две половые и шесть аутосомных), что позволяет сконцентрировать множество генов в отдельных хромосомах. Это облегчает выявление сцепленного наследования. Ключевая особенность: кроссинговер происходит у самок, но отсутствует у самцов, что приводит к полному сцеплению у самцов.
Дизайн Morgan с двумя отличительными чертами и единообразие Формулы-1 Были отслежены два локуса: A/a для длины крыльев (A длинное, a короткое) и B/b для окраски тела (B серое, b черное). При скрещивании чистых линий была получена однородная F1: все серые с длинными крыльями, что соответствует доминированию. Это соответствовало первому закону Менделя для первоначального скрещивания. Установка подготовила почву для тестирования сцепления.
Результаты перекрестного тестирования выявляют связь: два фенотипических класса В результате дигибридного скрещивания F1 с aabb были получены только две фенотипические группы, каждая из которых соответствовала 50%. При независимом скрещивании были бы получены четыре группы в соотношении 1:1:1:1. Отклонение возникло из-за того, что A и B находятся в одной хромосоме. Дигибрид передавал только гаметы родительского типа, что свидетельствовало о родственной связи.
Обозначение хромосомной палочки обеспечивает прозрачность связи Представьте каждую гомологичную хромосому в виде "палочки" с аллелями, расположенными в одних и тех же локусах по всей паре. Поместите A напротив a и B напротив b и покажите, какие аллели разделяют хромосому, чтобы отобразить группу сцепления. Во время мейоза в каждую гамету входит одна целая хромосома, поэтому на каждую гамету приходится по одной черточке. Такая визуализация значительно сокращает количество ошибок при решении задач.
Полная привязка ограничивает количество гамет и устанавливает соотношение тестовых скрещиваний 1:1 При полном скрещивании цис-дигибрид AB/ab образует только две гаметы: AB и ав. При тестовом скрещивании с aabb образуется серое длинное и черное короткое потомство в соотношении 1:1. Схема с четырьмя сортами 1:1:1:1 появляется только при независимом ассортименте, но не здесь. Логика гамет объясняет результат с двумя сортами.
При скрещивании самок образуются четыре класса с неравными размерами Если дигибридом является самка, то при тестовом скрещивании образуются четыре фенотипических класса. Доминируют два крупных родительских класса, а два рекомбинантных класса (коротко-серый и длинно-черный) встречаются с гораздо меньшей частотой. Кроссинговер происходит в профазе I, когда гомологи спариваются и обмениваются сегментами. Неравномерное распределение сигнализирует о рекомбинационном разрыве связи.
Идентифицируйте рекомбинанты по редкости и симметрии Нерекомбинантные классы - это две большие, примерно равные группы; рекомбинантные классы - это две маленькие, примерно равные группы. При таких скрещиваниях рекомбинантов всегда меньше, чем родительских. Пометка классов как рекомбинантных или нерекомбинантных во время работы помогает проверить согласованность. Если рекомбинантов больше, чем родительских, повторите настройку на предмет ошибки.
Частота рекомбинации отражает дистанцию между генами (морганиды) Чем дальше друг от друга расположены два гена, тем больше шансов, что между ними произойдет скрещивание. Поскольку точки обмена в парных хромосомах расположены случайным образом, более длительные интервалы способствуют большей рекомбинации. Морган сравнил процент рекомбинации с генетическим расстоянием, измеренным у морганид. Таким образом, 1% рекомбинации соответствует 1 морганиде между генами. Он также формализовал: гены расположены линейно вдоль хромосом, по нескольку на хромосому, сцеплены, но могут быть разделены кроссинговером, а гомологичные хромосомы независимо разделяются во время мейоза.
Построение хромосомных карт на основе попарных процентных соотношений Гены расположены вдоль хромосом последовательно, поэтому картирование сводится к размещению точек на прямой, соответствующих заданным расстояниям. Например, A–B = 20%, B–C = 10% и A–C = 30% соответствуют A—20—B—10—C. В этих задачах расстояния записываются в морганидах или процентах. Регистр букв не имеет биологического значения для карт.
Дигибридная фаза (цис- и транс-) формирует родительские гаметы Дигибрид может быть цис (AB/ab) или транс (Ab/aB). При полном скрещивании оба типа гамет образуют два типа клеток, но какие из них являются родительскими, зависит от фазы. Во многих задачах требуется определить фазу, прежде чем продолжить. Выбор фазы определяет ожидаемые нерекомбинантные классы.
Правила тестового скросса при полной увязке: количество и вероятности При полном скрещивании потомство от тест-скрещивания делится на два генотипических и два фенотипических класса. Если доминантные аллели находятся на одной хромосоме (цис), рецессивный двойник появляется с вероятностью 50%. Фенотипическое соотношение составляет 1:1. Эти результаты напрямую зависят от двух родительских гамет.
Два типа гамет из любого полностью связанного блока Скрещивание гомозиготного доминантного AB/AB с aabb дает F1 AB/ab, который при полном скрещивании образует только AB и ав гаметы. Масштабируется по тому же принципу: длинный блок сцепленных генов (например, F, B, G, S вместе взятых) по-прежнему дает только два типа гамет при отсутствии кроссинговера. Каждая гамета получает одну неповрежденную хромосому из этого блока. Полное сцепление сокращает разнообразие гамет до двух.
Неполное сцепление восстанавливает 2^ N типов гамет неравномерно При неполном скрещивании образуются все комбинации гамет, возможные при независимом подборе. Число типов гамет равно 2^N, где N - количество гетерозиготных локусов. Частоты неодинаковы: родительские гаметы встречаются чаще, чем рекомбинантные. Из четырех гетерозиготных локусов образуется 16 типов гамет.
Быстрое преобразование между рекомбинантами и расстоянием до карты Расстояние между морганидами равно проценту рекомбинантных гамет. Таким образом, 10 морганидов означают 10% рекомбинации, а 20% рекомбинации означают 20 морганидов. Если общее количество нерекомбинантов составляет 70%, то общее количество рекомбинантов составляет 30%, устанавливая расстояние равным 30 морганидам. Для дигибрида одна конкретная рекомбинантная гамета содержит половину общего процента рекомбинантов (например, 16% в сумме дают 8% для каждого рекомбинантного типа).
Расчеты цис-тестового скрещивания с заданными расстояниями или фенотипическими долями С доминантными аллелями на одной хромосоме и расстоянием между ними 22 морганиды, рекомбинанты составляют 22%, а нерекомбинанты - 78%; двойной рецессивный aabb равен половине нерекомбинантов, 39%. Если доля двойных рецессивов в таком тестовом скрещивании составляет 33%, то в сумме оба нерекомбинантных класса составляют 66%, в результате чего остается 34% рекомбинантов и расстояние в 34 морганиды. Если двойные доминанты составляют 45%, то другой нерекомбинантный класс также составляет 45%, таким образом, рекомбинанты составляют 10%, а расстояние составляет 10 морганид.
Вывод о транс-расположении на основе частоты встречаемости рецессивного класса Когда доминантные аллели располагаются на разных хромосомах (транс), двойной рецессив возникает из рекомбинантных гамет. Доля двойных рецессивов в 7% означает, что общее количество рекомбинантов составляет 14%, то есть гены разделены на 14 морганид. Вывод зависит от правильного определения того, какие фенотипические классы являются рекомбинантными в данной фазе.