Біологія. Комплексна підготовка до ЗНО і ДПА

Локус гена. Домінантний і рецесивний гени

Локус у біології означає фіксоване положення (локалізацію) на хромосомі, наприклад положення гена. Впорядкований перелік локусів для будь-якого генома називають генетичною картою. Генне картування — це визначення локуса для специфічної біологічної ознаки.

Домінантний ген — ген, що переважає і пригнічує дію іншого алельного гена.

Рецесивний ген — ген, який не проявляється за наявості домінантної алелі.

На основі аналізу й узагальнення результатів багатьох дослідів, Морган висунув гіпотезу, за якою гени в хромосомі розміщені в лінійній послідовності. В усіх дослідах на вивчення кросинговеру неодмінно з’ясовувалось, що в результаті зчеплення трьох генів частота перехрещування між двома генами завжди дорівнює сумі або різниці частот перехрещувань між двома іншими.

Наприклад, у дрозофіли між генами жовтого тіла (у), білого кольору очей (w) і вилчастих крил (b) одержали таке співвідношення в частоті перехрещування:

З геометрії відомо, що така залежність характеризує розташування трьох точок на лінії:

Спосіб встановлення розміщення генів у хромосомі розгляньмо на такому прикладі. У процесі схрещування встановлено, що гени А, В і С спадкуються зчеплено, отже, вони розміщені в одній хромосомі. З’ясувалось, що між генами А і В відбувається 5,1 % кросинговеру, а між генами В і С — 2,9 %. Отже, гени А і В зчеплені слабкіше, ніж гени С і В. Але цих даних ще недостатньо, щоб визначити місце розміщення гена С стосовно гена В, оскільки він може бути розміщений від нього і вліво, і вправо. Для цього потрібно знати, з якою частотою відбувається перехрещування між генами А і С.

Схрещуванням встановлено, що його частота становить 2,2 %, тобто дорівнює різниці кросинговеру між генами А і В та В і С, одержаними раніше. Тепер зрозуміло, що названі три гени розміщені в такій послідовності: А —> С —> В. Після того як взаємне розміщення трьох генів встановлене, слід визначити розташування наступного гена. Для цього необхідно провести аналізуюче схрещування і врахувати відсоток кросинговеру між цим геном і трьома вже відомими. Потім розташування цього гена наносять на лінію у відповідній точці хромосоми. Користуючись такою методикою стосовно генів, що втягуються в перехрещування, складають генетичні карти хромосом.

Керуючись принципом лінійного розташування генів і знаючи частоту перехрещування між новим геном і одним із трьох, взаємне розташування яких вже відомо, можна передбачити, з якою частотою відбуватиметься перехрещування між ним і двома іншими генами. Так, схрещування показало, що між новим геном D і нанесеним на карту геном А перехрещування становить 4 %. При цьому ген D може розмішуватись як вправо, так і вліво від гена А.

Отже, перехрещування між генами D і С може дорівнювати або 6,2 %, або 1,8 %. Якщо в досліді буде встановлена остання величина, можна ген D нанести на карту, не проводячи нового схрещування. Вирахувати частоту перехрещування між генами В і D можна таким чином:

DB = СВ - CD = 2,9 % - 1,8 % = 1,1 %.

Усі дані вивчення перехрещування хромосом свідчать, що гени дійсно розташовані в лінійній послідовності і кожна алельна пара генів міститься в ідентичних локусах (точках) гомологічних хромосом. Гомологічні хромосоми можуть зазнавати скручування і перехрещуватись у кількох місцях. Залежно від того, у скількох місцях відбувається перехрещування, воно може бути одинарним, подвійним, потрійним і множинним. Що більша кількість точок, у яких відбувається кросинговер, то більшою буде рекомбінація генів.

У результаті вивчення взаємного розташування генів за величиною перехрещування між ними, для кожної пари гомологічних хромосом складають генетичні карти хромосом. На ці карти наносять розміщення генів, що перебувають в одній групі зчеплення.

Щоб встановити, чи відповідає взаємне розміщення генів у групах зчеплення істинній їх локалізації у хромосомах, водночас з генетичними картами дрозофіли були складені цитологічні карти для зіставлення їх між собою.

У такий спосіб встановлено, що послідовність розміщення генів на цитологічній карті відповідає їх послідовності на генетичній карті, складеній за даними кросинговеру.