генетика лаб

№ 1 жұмыс

Тақырып: Генетиканың селкциялық негіздері және оның биология ғылымдарындағы орны. Генетиканың зерттелу тарихы.

Сабақтың мақсаты Генетиканың селекциялық негіздері және оның биология ғылымдарындағы орнын қарастыру. Генетиканың зерттелу тарихымен танысу.

Сабақтың жоспары:

Генетиканың селекциялық негіздері және оның биология ғылымдарындағы орны.

Генетиканың селекциялық негіздері пәнінің зерттелу тарихы.

Генетика барлық тірі организмдерге тән негізгі екі қасиеті — тұқым қуалаушылық пен өзгергіштік ті зерттейтін биология ғылымының басты бір саласы.

Тұқым қуалау – тірі организмдердің аса маңызды ерекшеліктерінің қатарына жатады. Тұқым қуалаушылық деп – ата-аналарымен олардың арғы тектері белгілерінің ұрпақтарына берілуін және ұрпақ пен ұрпақтың арасындағы жалғастықты қамтамасыз ететін қасиетті атайды.

Өзгергіштік деп – организмнің бойындағы белгілер мен қасиеттердің әртүрлі фактордың әсерлерінен өзгеруін айтады. Соған байланысты организмде жаңа белгілер, қасиеттер пайда болады немесе бұрынғылары өзгеріп, кейде тіпті жойылып та кетеді.

Тұқым қуалаушылық пен өзгергіштік бірімен-бірі қатар жүретін, бір жағынан бір-біріне қарама-қайшы, сөйте тұра өзара тығыз байланысты процестер. Тұқым қуалаушылық пен өзгергіштік туралы ілім жер бетіндегі тіршіліктің пайда болу заңдылықтарын терең де толық зерттеуге мүмкіндік береді.

Белгілердің бірнеше ұрпақ бойы тұрақты сақталуы тұқым қуалаушылықтың бір жағы ғана, оның екінші жағы — онтогенезде белгілі түрдің дамып жетілуімен зат алмасу ерекшілігін қамтамасыз етуі. Организмнің жетілуі үшін оның сатылары мен фазалары қажет.

Мысалы, адам зиготасының жетілуі ұрық жолында басталады, ал ұрықтанудан кейін 5-6 күнде имплантация жүреді, бұдан кейін жеке тканьдер жетіледі (дифференцияцияланады), ал сонан соң ғана органдар қалыптаса бастайды. Бұлардың бәрі клеткада жазылған арнайы бағдарламаларға сәйкес жүреді, яғни тұқым қуалаушылық арқылы іске асып отырады.

Ата-аналарының ұрпақтарымен байланысы негізінен жынысты көбею арқылы жүзеге асады. Клетканың бөлінуі алдында әрбір хромосома екі еселенеді. Бөліну процесінде олар жаңадан түзілген жеке келтеаларға ажырап кетеді.клетканың бөлінуіне дейінгі хромосома жиынтығы қанша болса, жаңа түзілген клетканың ядросындағы толық хромосома жиынтығы да сонша болады. Басқа клеткалар мен салыстырғанда жыныс клеткаларындағы хромомсомалар саны екі есе кем болады. Ал түрге тән хромосоманың толық саны ұрықтанған клеткада қайтадан қалпына келеді. Зигота хромосоманың әр жұбының бір сыңарын-әкесінің, екіншісі – анасының қаситеттерін береді. Организм белгілері мен қаситеттерінің дамуы хромосоманың белгілі-бір бөлігі – геннің әсер етуіне байланысты болады.

Генетиканың селекциялық негіздері пәнінің қысқаша даму тарихы мен негізгі даму кезеңдері. Тұқым қуалаушылық туралы алғашқы түсініктерді тіпті ертедегі грек ғалымдары да берген болатын. Грек дәрігері Гиппократ (біздің эрамызға дейінгі 400 жылдары) әкесінің де, шешесінің де «тұқымы» организм клеткаларының экстрактыларынан тұрады, бұл экстракт өзінің таңбасын жаңа особъқа жеткізеді және оның белгілі бағытта дамуын басқарады деген болжау ұсынады. Генетиканың дамуына Ч.Дарвиннің «Түрлердің пайда болуы» деген еңбегі өте үлкен әсер етті. Өз еңбектерінде Ч.Дарвин пайдалы өзгергіштікке негізделген қолдан сұрыптаудың творчесвоалық мәнін ашып берді. Тұқым қуалау құбылысын түсіндірмекші болып 1868 жылы өзінің пангенезис гипотезасын ұсынды. Ол гипотеза бойынша эмбриондар мен организмнің барлық клеткаларында, тканьдерінде өте ұсақ бөлшектер геммулалар түзіледі; ол геммулалар өсімдіктер мен жануарларың тамыр жүйелері арқылы қозғала отырып жыныс клеткаларына жетеді

Сол кзеңдегі бірқатар ғалымдар (Англияда – Т.Найт, Германияда – А.Гертнер, Францияда – Ш.Ноден т.б.) тұқым қуалау заңдылықтарын ашуға тырысты. Бірақ, генетика үшін аса маңызды ғылыми деректер жинақталғанымен тұқымқуалаушылықтың негізгі заңдылықтары анықталмады.

1865 жылы чех жаратылыстану зерттеушісі Грегор Мендельдің «Өсімдік будандарымен тәжірибелер» атты еңбегі жарық көрді. 1865 жылы Брно (Словекия) қаласы табиғат зерттеушілер қоғамының отырысында баяндалды. 1900 жылы Г.Д.Фриз (Голландия), К.Корренс (Германия), Э.Чермах (Австрия) бір-бірімен байланыссыз, әртүрлә объектілер мен жұмыс жасап, Мендель тапқан белгілердің тұқым қуалау заңдылықтарын қайтадан ашты, сондықтан осы 1900 жыл генетиканың дүниеге келген жылы деп есептелінеді.

Генетиканың даму тарихын шартты түрде негізгі бес кезеңге бөлуге болады.

Бірінші кезең 1900-1912 жылдар аралығы. Бұл жылдар Мендель ашқан тұқым қуалау заңдылықтарының беку жылдары болды. Әр түрлі елдерде, түрлі объектілер мен жасалған гибридологиялық тәжірибелерден орасан көп мәліметтер алынды.аз жыл ішінде генетика жеке ғылым болып қалыптасты. 1906 жылы жаңа ғылымның атын У.Бэтсон — генетика (латынның генео-шығу тегіне, тууға қатысты) деп атауды ұсынды. 1909 жылы Дания ғалымы В.Иогансен ген, генотип, фенотип терминдерін ұсынып оларды ғылыми биологиялық әдебиетке енгізді. Голландия ғалымы Г.Де Фриз 1901 жылы мутациялық өзгергішітк теориясын ұсынды, ол теория бойынша организмдердің тұқым қуалайтын қасиеттері мен белгілері кенеттен өзгереді деген ұғым қалыптасты.

Генетиканың дамуының келесі кзеңінде (шамамен 1912 жылдан 1925 жылға дейін) тұқым қуалау факторлары хромосомалармен байланысты екендігі анықталды. Тұқым қуалаудың хромосоамлық теориясын жасуда америка ғалымы Т.Г.Морганның және оның шәкірттеріні (А.Стертевант, Г.Меллер, К.Брижес) жұмыстары маңызды роль атқарды. Бұл авторлар кейіннен генетиканың жұмыс объектісі болып саналған жеміс шыбыны дрозофиламен жасаған тәжірибелерінде, гендердің бірінен соң бірі хромосомада тізбектеле орналасатындығын, әр геннің белгілі бір орны болатындығын және әр геннің келесі геннен белгілі бір ара қашықтықта орналасатындығын анықтады

Генетиканың дамуының үшінші кезеңінің (шамамен 1925-1940 жылдары)ең басты ерекшелігі – мутацияларды қолдан алу мүмкіндігінің ашылуы. 1925 жылы орыс ғалымдары Г.А:Надсон мен Г.С. Филлипов саңырауқұлақтармен, ал 1927 жылы АҚШ ғалымы Г.Меллер дрозофиламен жасаған тәжірибелерінде рентген сәулелерінің тұқым қуалайтын өзгергіштіктердің пайда болуына себепкер екендігі туралы мәліметтералды. Кейінірек 30-40 жылдары химиялық қосылыстардың да мутациялар тудыратыны анықталды (В.В.Сахаров, М.Е.Лобаше, И.А.Рапопорт). Бұл кезеңде эволюцияның генетикалық негіздерін зерттеу бағытыедағы жұмыстарда дамыды (С.С.Четвериков, Р.Фишер, Дж.Холдейн, С.Райт).

Төртінші кезең шамамен 40-шы жылдардан 1955 жылға дейінгі уақытты қамтиды. Бұл кезең биохимиялық және физиологиялық белгілергенетикасы бойынша ғылыми жұмыстардың дамуымен сипатталады. Әртүрлі организмдердің, соның ішінде дрозофила мен нейроспораның тұқым қуалайтын белгі-қасиеттерінің қалыптасуы негізінде биохимиялық процестердің жататындығы зерттеу геннің әрекетін түсіндіруге мүмкіндік туғызды.Дж Бидл және Э.Тетум қандай болмасын ген организмде бір ғана ферменттің түзілуін анықтайды деген қорытындыға келді. Содан келіп «бір ген- бір фермент», кейін келіп «бір ген- бір белок, бір ген-бір полипептид» деген қағидаға ұласты.микроорганизмдер гендерінің құрылымын молекулалық деңгейде талдауға мүмкіндік беретін бірсыпыра жаңа генетикалық құбылыстар ашылды.

Қарастырылып отырған кезеңнің басында бұрынғы Кеңес Одағында генетикалық зерттеулер біршама қарқынды дамып, дүние жүзіндегі алғашқы орындардың біріне ие болды. Бірақ, 40-шы жылдардың соңында КСРО-да Мендель заңдарын, тұқымқуалаушылықтың хромосомдық теориясының негізгі қағидаларын толық жоққа шығарған Т.Д.Лысенконың көзқарасы кең етек алды.

1948 жылдың тамыз айында ВАСХНИЛ-дің (Бүкілодақтық ауылшаруашылық академиясы) ғылыми сессиясы болып, әртүрлі ғылыми мекемелерде жүргізіліп жатқан генетикалық зерттеулер лысенкошілдер тұрғысынан қатаң сынға алынды. Соның салдарынан генетикалық ғылыми мекемелер мүлдем жабылып жабылып атақта генетик-ғалым, академик Н:Вавилов бастаған белгілі оқымыстылар қуғынға ұшырап,көпшілігі абақтыға жабылды. Бұл Кеңес Одағы генетикасы тарихындағы ең ауыр кезең болды.

Т.Д.Лысенкомен оның жолын ұстаған оқымыстылардың көзқарастарының уақытша қолдау табуы олардың берген ұсыныстарының негізінде ауылшаруашылық өсімдіктері мен жануарларының өнімі күрт артады деген құрғақ уәдеге байланысты болды. Өмір ол ұсыныстардың қате екендігін және Т:Д.Лысенконың жүре пайда болған белгілердің тұқым қуалау туралы антигенетикалық концепциясының дұрыс еместігін көрсетті. Бірақ, бұндай өзгерістер болғанға дейін бұрынғы Кеңес Одағында генетикалық зерттеулер жоғарыда айтылғандай тоқтап қалды.жоғары оқу орындарында генетика пәні оқытылмады және генетикалық әдебиеттердің баспадан салынуына тыйым салынды.

КСРОда генетиканық қайта жаңғыруы кеңестік биология ғылымы Т.Д.Лысенконың теріс көзқарастарынан құтылғаннан кейін, тек 60-шы жылдардың бас кезінде ғана болды.

Генетиканың қазіргі даму кезеңі (1955 жылдан осы уақытқа дейін) тұқым қуалау құбылыстарын молекулалық деңгейде зерттеумен сипатталады. Генетиканың дамуының осы кезеңінде ашылған жаңалықтарды жай ғана санап айтудың өзі көп орын алар еді, дегенмен осы жетістіктердің кейбіреулерін атап өтейік, олар:

Генетикалық кодтың анықталуы;

Геннің химиялық синтезі;

Кері транскрипция құбылысының табылуы;

Гендердің экзон – интрон құрыоымының ашылуы;

Рекомбинанттық ДНҚ технологиясы;

Генетикалық және клеткалық инженерия бойынша жұмыстардың дамуы.

Қазіргі уақытта клеткалық және генетикалық инженерияның көптеген әдістері биотехнологияның практикалық мақсаттары үшін пайдаланыла бастады. Жоғарыда аталған тізімнің генетиканың жас ғылым бола тұрғанда да өте зор жетістіктерге жеткен ғылым екендігні көрсетеді. Генетика ғылымының дамуына Қазақстандық ғалымдардың қосқан үлесі де көп. Қазақстанда генетикалық зерттеулер30-40 жылдары басталды. Республикада бидай, арпа, сұлы, жүгері, қант қызылшасы және басқа да пуылшаруашылық дақылдарының (К.Мынбаев, Г.З.Бияшев, А.М.Ғаббасов, Н.Л.Удольская, І.Ә.Әбуғалиев, Р.А.Уразалиев т.б.) раушан, сирень, астра гүлдерінің және ағаш, бұта, шөптесін өсімдіктердің (Е.Х.Узенбаев,М.В.Бессчетнова, А.Ж.Жангалиев т.б.) мол өнімді сорттары шығарылды.қазақстан ғалымдарының алшақ будандастыру жөніндегі еңбектері бүкіл елімізде, сондай-ақ шет елдерде де танымал болды. Алшақ будандастыру әдісімен мол өнімді мал тұқымдары шығарылды. Мысалы, жабайы арқарды пайдаланып қойдың арқар меринос тұқымы алынды (Н.С.Бутарин, Ә.Ы.Жандеркин, Ә.Е.Есенжолов) биязы және биязылау жүнді, кроссберд қой тұқымдарын алудың генетикалық-селекциялық негіздері салынды (В.А.Бальмонт, М.Ә.Ермеков, А.Е.Елеманов, Ф.М.Мұхаметқалиев, Қ.Медеубеков, М.К.Кройтер т.б.).

Республика селекционерлері тұқым таңдау, жұптастыру, аса бағалы генотиптерді іріктеп, селекцияда пайдалану тәсілдерін қолдана отырып, қазақтың ақбас сиырын, алатау, әулиеата сиырларын, қазақтың биязы жүнді қойын, оңтүстік қазақтың мериносын, биязылау жүнді дегерес қойын, жүндес ешкіні, қостанай жылқыларын, жетіву шошқасын шығарды.

Қазақстанда молекулалық биология және гендік инженерия саласындағы зерттеулер 60-шы жылдар аяғында басталы. Бұл зерттеулер ҚР ҰҒА-ның құрамына молекулалық биология және биохимия институты ашылғаннан кейін (1983) үдей түсті. Өсімдік клеткасындағы информосомалар зерттеліп, олардың бидай эмбриогенезі кезінде белоқ құрастыруға, бұл процесті реттеуге қатысатыны анықталды. өсімдік геномының молекулалық құрылы мен оның экспрессиясы, клеткалық инжененрия мен биотехнология мәселелері зерттелді. Академик М.Ә.Айтхожиннің басқаруымен жүргізілген бұл жұмыстар бүкіл дүние жүзіне танымал болды. Осы еңбектеріүшін М.Ә.Айтхожин бұрынғы Кеңес Одағындағы ғылым мен техника саласындағы ең жоғары Ленин сыйлығының лауреаты (1986) болды.

Микрооргнизмдер селекциясының генетикалық негіздері кеңінен зерттелді және мутагендік факторлардың тигізетін әсерлері зерттеліп, микроорганизмдердің практикаға қажетті мутагенді формалары алынды. (М.Х.Шығаева). вирустар генетикасы және экологиялық генетика саласында да маңызды зерттулер жүргізілді (Н.Б.Ахматуллина). Соңғы уақытта Республикада молекулалық генетика (Р.І.Берсімбаев), радиациялық генетика (Қ.Қ.Мұхамбетжанов, А.Т.Сейсебаев) салалары бойынша ғылыми зерттеулер жүргізілуде. 1995 жылы ҚР ҰҒА қрамында жалпы генетика және цитология институты ашылып, генетиканың жаңа салаларында да ғылыми зерттеулер жүргізу жолға қойылды.

Түйінді сөздер мен ұғымдар:

Ген, гемула, фенотип, генотип, генетика, генетиканың зерртелу тарихы, микроорганизмдер селекциясы.

Талқылауға арналған сұрақтар:

Клетка циклінде қандай кезеңдерді ажыратуға болады?

Интерфазада қандай маңызды процесстер жүреді?

ДНҚ репликациясы клетка циклінің қандай кезеңінде жүреді?

Митоз қандай фазаларға бөлінеді?

Митоздың қандай фазасында хромосомалар морфологиясынзерттеген ыңғайлы?

Митоздың биологиялық маңызы.

2 жұмыс

Тақырып: Тұқым қуалаудың цитологиялық негізі. Митоз. Кариотип.

Сабақтың мақсаты: Цитологиялық препараттар негізінде митоз фазаларымен танысу. Кариотипті түсіну.

Сабақтың жоспары:

Клетканың құрылысы.

Хромосомалардың құрылысы және функциясы.

Кариотип және оның түрлік ерекшеліктері.

Митоз. Митоз фазаларын цитологиялық препараттардан қарастыру.

Клетканың құрылысы. Клетка – тіршіліктің негізі, яғни ол тірі материяның құрылымыды – функционалдық байланысның универсалды бірлігі болып табылады.

Ядрода тек белгілі бір клетканың белгілері мен қасиеттерінің немесе ол клетканың ішінде жүретін тіршілік процестерінің (мысалы, белоктың синтезделуі) ғана емес, сол сияқты организмнің барлық белгілері туралы да тұқым қуалау ақпараты сақталады. Ақпарат – хромосомалардың құрамына кіретін оның ең маңызды бөлігі – ДНҚ молекулаларына жазылады.

Бөлінуге кіріскен кез-келген клетка бірқатар өзгерістерге ұшырайды, сол өзгерістерден клеткалық цикл құралады. Клеткалық цикл төрт кезеңнен тұрады: синтезге дейінгі (G), ДНҚ синтезі (S), синтезден кейінгі (G) және митоз (М).

Биологиядан генетика жайлы мағлұмат

Көпшілік организмдер үшін клеткалық циклдің ұзақтығы 10-нан 50 сағатқа дейін болады. Митоздың дәл өзі клеткалық циклдің 1/7 – 1/10 бөлігінен аспайтын уақытта өтеді. Мысалы, сүтқоректілерде М-1,0 – 1,5 сағатқа, G – 8-12 сағатқа, G – 2 – 5 сағатқа, S – 6-10 сағатқа созылады.

Көп клеткалы организмдердің бәрінде де митоздық бөліну жүреді. Митоз ядроның өзінің бөлінуі – кариокинезден және цитоплазманың бөлінуі – цитокинезден тұрады. Клетка бөлінулерінің арасындағы кезең интерфаза деп аталады. Интерфаза мен митоз клеткалық циклді құрайды. Митоз барысында клетқа бірқатар өзгерістерге ұшырайды, ол өзгерістер бірнеше фазаларға бөлінеді: профаза, метафаза, анафаза және телофаза.

Клетка бөлінбей тұрған кезде, яғни интерфазада, метоболиттік процестер интенсивті түрде жүреді. Соның негізінде клетканың өсуі мен оның келесі бөлінуіне қажетті әр түрлі заттар синтезделеді.

Интерфазаның G – кезеңінде клетка тіршілігі үшін аса қажетті заттар – нуклеотидтер, аминқышқылдары, ферменттер т.б. синтезделеді. Бұл ең ұзақ кезең, сонан соң ДНҚ синтезі жүретін — S — кезеңі келеді. Клеткадағы ДНҚ мөлшері екі есе артады. Осы уақыт ішінде басқа да заттар- РНҚ және белоктар синтезделеді. Синтезден кейінгі G – кезеңінде РНҚ және басқа да заттар синтезделе береді. Бұл кезеңде клетка келесі митозға қажетті энергия жинақтайды. Осы кезеңде ДНҚ-ның жаңадан түзілген тізбектерінің негізінде, клеткада әр хромосоманың екі еселенуі басталады. Интерфаза негізінде хромосомалар активті түрде қызмет жасайды, және микроскоппен қарағанда олар көрінбейді. Митоздың профазасында хромосомалар ширатылады, қысқарады және жуандайды. Сондықтан олар осы кезеңде бір центромера арқылы біріккен екі хроматидтен тұратын құрылым ретінде көрінеді. Хроматидтер интерфазадағы хромосомалардың екі еселену процесінде пайда болады. Профазаның соңына қарай ядрошықтар жойылады, ядролық мембрана ериді, сөйтіп хромосомалар цитоплазмада жатқандай болып шығады. Клеткада бөлінудің арнайы механизмі болады. Профазаның басында хромосомалар бүкіл ядро бойынша біркелкі таралады, ал профазаның соңында ядролық мембранаға жақындайды. Жіпшелердің күшті ширатылуына байланысты хромосомардың ұзындығы недәуір қысқарады.

Ядролық мембрана еріген соң хромосомалар экватор бағытына қарай жылжиды. Митоздың бұл стадиясы прометафаза деп аталады. Хромосомалардың жылжуы центромера учаскелеріне бекіген ахроматин жіпшелері (ұршық тәрізді) арқылы жүзеге асады. Барлық хромосомалардың центромералары экватор жазықтығына жеткен кезде, клетка метафаза стадиясына көшеді деп айтуға болады. Егер осы стадиядағы клетканы микроскоппен қараса , онда барлық хромосомалардың бір жазықтықта орналасқандығын және экваторлық немесе метафазалық пластинка деп аталатын құрылым түзілетінін жақсы көруге болады. Осы стадиядағы хромосомалрдың санын есептеу, олардың құрылымын зерттеу және мөлшерін анықтау жұмыстары оңай жүргізіледі. Метафазада байқалатын хромосомардың саны мен пішіні түрдің кариотипін сипаттайды.

Митоздың келесі фазасы – анафаза бұл центромера учаскесінің бөлінуімен сипатталады. Осы бөлінудің нәтижесінде хромотидтер хромосомаларға айналады. Екі полюстерден келетін ұршық тәріздес жіпшелер хромомсомаларды қарама-қарсы полюстерге тарта бастайды. Клетканың профазасында қанша хромосома болса, анафазаның соңында әр полюстерде сонша хромосомадан болады.

Телофаза –митоздың ақырғы стадиясы бұл хромосомалардың полюстерге толық ажырауымен бітеді. Профазада болатын барлық процестер телофазада да қайталанады, бірақ олар керісінше жүреді, яғни ядролық мембрана түзіледі, ядрошықтар пайда болады, хромосомалар тарқатылады (деспирализация) және олар жіңішкеріп ұзара түседі. Микроскоппен қарағанда қайтадан тек тор құрылым көрінеді. Осымен ядроның бөлінуі – кариокинез аяқталады. Осы уақытта цитоплазманың бөлінуі – цитокинез де қоса жүреді. Жануарлар клеткаларында, олардың ортасында, шетінен орталығына қарай тартылу пайда болады да, біртіндеп клетканы екіге бөледі. Өсімдіктер клеткаларында керісінше, клетка қабығы фрагмопласт элементтері есебінен пайда болады да орталықтан шетке қарай жүреді. Митоздың нәтижесінде бір клеткадан ұсақ хромосомалары бар екі клетка пайда болады.

Хромосомалардың құрылысы және функциясы.

Әрбір ядрода хромосомалардың тұрақты саны және олардың әрқайсысының өзіне тән генетикалық мәні болады. Әрбір хромосома хромонема деп аталатын ДНҚ жіпшесінен тұрады, ол жіпшенің бойында тізілген моншақ сияқты құрылымдар – хромомерлер орналасқан. Хромосоманың міндетті түрде болатын құрылым ерекшелігіне бірінші буанқаталу (перетяжка) жатады, ол хромосоманы екі бөлікке бөледі. Бірінші бунақталудың ішінде ерекше түзіліс – центромера болады, ол хромосомалардың митоздық таралуында маңызды роль атқарады. Центромера метофазадағы хромосомалардың пішінін анықтайды.

Митоздық хромосомалар

Митоздық

пластинка

Митоздық хромосома

екі хроматидтен тұрады

Центромера

Теломера

Хроматид

Егер центромера хромосоманың ортасында орналасса және хромосоманы тең екі иыққа бөлсе, онда хромосоманың құрылымы Х — тәріздес болады, оны метацентірлі хромосома деп атайды. Центромера хромомсоманы тең екі иыққа бөлмесе, ондай хромосомаларды акроцентірлі хромосома деп атайды. Егер центромера хромосоманың ұшына жақын орналасса және хромосома иықтарының біреуі ғана анық көрінсе, телоцентрлі хромосома деп атайды. Кейбір хромосомалар ішінде екінші бунақталу болады. Кейде екінші бунақталудың көрінуі соншалықты анық, хромосома иықтарының біреуінің шеткі бөлігі ол хромосома мен тек жіңішке жіп арқылы ғана жалғанған сияқты болып көрінеді. Одай хромосома «спутникті» (қосшы) хромосома деп аталынады.

Клеткалар бөлінгенде хромосомаларың морфологиялық ерекшеліктері өзгермей сақталады. Клетка бөлінер алдында әр хромосома да бөлінеді.бұл процес ядродағы хромосомалар санының екі еселенуіне әкеледі. Сомалық клетка ядроларындағы ДНҚ-ның мөлшері жыныс клеткаларының ядроларына қарағанда екі есе көп болады. Клеткалардың бұл екі типі бір-бірінен хромосомалар саны арқылы ажыратылады. Жыныс клеткаларындағы хромосомалар саны гаплоидты деп аталады және «п» белгісі арқылы белгіленеді. Көп клеткалы организм денесінің сомалық клеткаларында хромосомалардың саны екі есе көп болады, және оны диплоидты деп атайды. Гомологты хромосомалардың әр жұбының біреуі аналық, екіншісі аталық организмнен келеді. Әр түрлі организмдердің сомалық тканьдері клеткаларындағы хромосомаларды зерттеу тканьдердің тек өзіне ғана тән хромосомасы болатынын көрсетті. Әр түрге тән хромосомалар жиынтығының ерекшеліктері – хромосомалардың саны, көлемі және формасы (пішіні) оның кариотипі деп аталады.

Кариотиптегі хромосомалар саны жануарлар мен өсімдіктердің құрылым деңгейімен байланысты емес. Жоғары сатыдағы организмдерге қарағанда қарапайым организмдердің хромосомалар саны көп болуы мүмкін.

Хромосомалар жұбымен топтастыра отырып, профазалық немесе метафазалық хромосомалардың микрофотографиялары бойынша идиограмма (хромосомаларды ұзындығы бойынша орналастыру) құруға болады.

Дифференциалдық бояудың С- әдісі хромосома құрамындағы гетерохроматин бөлігін, яғни хромосомалардың басқа эухроматин бөліктеріне қарағанда, өте тығыз спиральға оралған хромосомаларды табуға мүмкіндік берді. Гетерохроматин констутивті және факультативті болып екіге бөлінеді. Мұның біріншісін хромосоманың белгілі учаскелерінен үнемі табуға болады, ал екіншісін клетка тіршілігінің белгілі бір кезеңдерінде ғана тек кейбір тканьдер клеткаларының хромосомасныда ғана көруге болады. Констутивті гетерохроматин үнемі гомологты хромосомаларлың ұқсас учаскелерінде болады, көпшілігнде центромераға жақын орналасады. Факультативті гетерохроматин – генетикалық активтіліктен толық айырылған хромосомалардың эухроматинді бөлігі. Мұндай хроматин гомологты хромосоманың бір сыңарында ғана болады. Кейбір жағдайларда жеке хромосомалар тұтасымен тек гетерохромтиндерден тұруы мүмкін.

Кейбір қосқанаттылар (диптера) органдарының клеткаларынан алып (политенді) хромосомалар табылған. Мұндай хромосомаларды бірінші рет 1881 жылы Италия ғалымы Е.Бальбиани хирономустың (масаққұрттың) сілекей бездері клеткаларынан тапты. Одан кейін осындай алып хромосомалар қосқанаттылардың личинкаларынан (мысалы, дрозофиланың), ішек клеткаларының, мальпиги түтікшелерінің клеткалары ядроларынан табылды.

Алып хромосомалар, сол сияқты кейбір өсімдіктер синергидтерінің ядроларына, қарапайым жануарлардан да табылады. Интерфазалық сомалық және жыныс клеткаларындағы хромосомаларға қарағанда, алып хромосомалар олардан 100-200 есе ұзын және 1000 есе жуан. Алып хромосомаларды қарағанда, олардан көлденең жолақтар көрінеді. Ондай жолақтар ашығырақ және күңгірттеу – дискілердің кезектесуінен түзіледі. Ол жолақтар – дискілер бір-біріне тығыз жанасқан, күшті ширатылған хромонемалар учаскелері немесе хромомерлер болып табылады. Бұл хромомерлер политенді хромосомалар деп аталады. Дискілердің көлемі мен морфологиясы өте өзгергіш келеді, бірақ әр хромосома үшін ол тұрақты және оны ұқсастыру (идентификациялау) үшін маркер қызметін атқара алады.

Митоз фазаларын қарастыру үшін өсімдік тамырларынан уақытша цитологиялық препаратттар дайындау әдістері. Митоз фазаларын қарастыру үшін ылғалды ортада өсірілген өсімдік тамырларынан (бұршақ, ас бұршақ, пияз, жүгері, сұлы, тары және т.б.) уақытша цитологиялық препараттар дайындау кең қолданылады.

Материалды дайындау. Өсімдіктердің тұқымдарын Петри шынысында ылғалды фильтірлік қағазда 20 — 25°С температурада өсіріледі. Пияздың суда өсірілген тамырларын да қолдануға болады. Әртүрлі тұқымдарды өсіру үшін әртүрлі уақыт қажет.

Жасушаның митоздық аппаратын сақтау үшін тамырларды колхицин ерітіндісіне салады (әртүрлі тұқым үшін колхициннің концентрациясы 0,01-ден 0,1%-ға дейін, ал әсер ету уақыты 2-4 сағат аралығында), немесе Петри шынысындағы өсіп тұрған тұқымдарды 1 тәулікке мұздатқышқа қояды. Бұл жұмыстарды таңертеңгі уақыттарда жасайды. Колхицин немесе суық температура хромосоманың қысқаруына, жасушаның бөлінуін синхрондандыруға, митоздық индекстің ұлғайыуына әкеледі.

Материалды фиксациялау. Егер материал колхицинге салынған болса оны дистильденген сумен шайқайды, сосын тамырларды 4-24 сағатқ фиксаторға салады (уксуснокислый спирт 3 : 1). Тамырларды ұзақ уақыт сақтау үшін 75% спиртке салып тоңазытқышта ұстайды.

Материалды бояу. Тамырларды бояу затына (ацетокарминге) салып, 6-12 минутқа қайнаған суы бар ыдыста ұстау қажет. Бөлме температурасында салқындатып, тамырлардың боялған ұштарын кесіп алып, заттық әйнектің үстінде 45% сірке қышқылына салу қажет.

Препаратты дайындау.

Тамырлардың боялған ұштарын кесіп алып, заттық әйнектің үстінде 45% сірке қышқылына салып жабын әйнегімен жабу қажет.

Үстінен сорғыш қағазбен жауып препараттық иненің сабымен ақырын соққылап отырып клеткаларды бір қабатқа жазу керек.

3. Қыздырылған скальпельдің көмегімен жабын әйнегінің барлық жақтарын парафинмен бітеу керек.

4. Дайын болған препаратты микроскоптың кіші ұлғайтылуында қарап, метафазалық пластинканың жақсы шыққанын тауып алғаннан кейін үлкен ұлғайтқышқа ауыстыру керек.

Екінші әдіс. Пиязды немесе пияздың тұқымдарын 250 мл ыдыста немес Петри шынысында 1 апта уақытта жай суда өсіреді. Тамырдың ұштарын кесіп алып сірке алкоголінде (3:1 ледяная уксусная кислота мен этил спирті) 1 тәулік фиксация жасайды. Содан кейін 45 минутқа 5Н тұз қышқылына салады. Бұдан кейін материалды 1-2 тәулікке бояғыш зат ацетоорсейнде ұстайды (1 г. орсейнді 55 мл ыстық сірке қышқылында ерітіп, салқындағаннан кейін 45 мл дистильденген су құяды). Тамырларды бояу затының аздаған мөлшерінде ғана бояу керек (5-6 мл-де 10-12 тамыр).

Тамырдың 2 мм шамасындағы бөлігін кесіп алып заттық әйнектің үстінде салып жабын әйнегімен жабу қажет. Үстінен сорғыш қағазбен жауып препараттық иненің сабымен ақырын соққылап отырып клеткаларды бір қабатқа жазу керек. Қыздырылған скальпельдің көмегімен жабын әйнегінің барлық жақтарын парафинмен бітеу керек. Дайын болған препаратты микроскоптың кіші ұлғайтылуында қарап, метафазалық пластинканың жақсы шыққанын тауып алғаннан кейін үлкен ұлғайтқышқа ауыстыру керек.

Түйінді сөздер мен ұғымдар:

Клетка, ядро, митоз, интерфаза, диплоид, хроматида, цитокинез, профаза, метофаза, анафаза, телофаза.

Талқылауға арналған сұрақтар:

Клетка циклінде қандай кезеңдерді ажыратуға болады?

Интерфазада қандай маңызды процесстер жүреді?

ДНҚ репликациясы клетка циклінің қандай кезеңінде жүреді?

Митоз қандай фазаларға бөлінеді?

Митоздың қандай фазасында хромосомалар морфологиясын зерттейді?

3 жұмыс

Тақырып: Тұқым қуалаудың цитологиялық негіздері. Мейоз.

Сабақтың мақсаты: Цитологиялық препараттар негзінде мейоз фазаларымен танысу.

Сабақтың жоспары:

Жыныстық жолмен көбею — мейоз ерекшеліктерімен танысу, оғантеориялық талдау жасау.

Мейоз стадиялары мен кезеңдерін таблицалар арқылы талдау.

Мейоздың биологиялық маңызы.

Мейоз.Клеткалар мейоздық жолмен бөлінгенде хромосомалардың тұрақты саны сақталады. Онда да , бастапқы және жаңа екі клеткалардағы хромосомалар жинақтары өзара ұқсас болады. Егер жыныс клеткаларының түзілуі де осындай жолмен жүрсе онда ұрықтанғаннан кейін хромосомалар саны әруақытта еселеніп артып отырған болар еді. Мейоз нәтижесінде гаметалар – жұмыртқа клеткалары мен сперматазоидтар яғни жыныс клеткалары пайда болады. Гаметалар түзілуі кезінде редукциялану, яғни гаметалар санының екі есе азаю процесі жүреді. Редукциялық бөліну жануарларда гаметалар түзілуі кезінде (генетикалық редукция), өсімдіктерде споралар (споралық редукция) түзілуі кезінде байқалады. Мейоз нәтижесінде пайда болған гаметаларда хромосомалардың бір ғана, яғни гаплоидты жиынтығы (п) болады.

Мейоз барлық организмдерде ұқса жолмен жүреді. Мейоздың екі бөлінуі шартты түрде бірінші мейоз (мейоз І, редукциялық) және екінші мейоз (мейоз ІІ, эквациялық) деп аталынады. Митоз сияқты мейоздық бөліну де профаза, метафаза, анафаза, телофаза стадияларынан тұрады. Мейоздың алдвнда интерфаза процесі, ал онда хромосомалар редупликациясы – ДНҚ-ның синтезі жүреді.

Редкуциялық бөліну І-ші профазадан басталады және ол митоздың профазасынан принципті түрде өзгеше болады. І-профаза күрделі стадия. Ол бес кезеңге бөлінеді: лептотена, зиготена, пахитена, диплотена және диакинез.

Лептотена (нәзік жіпшелер стадиясы) – митоздың алғашқы профазасын еске түсіреді. Хромосомалар әлсіз, өте нәзік әрі ұзын (метофазадағыдан 2-5 рет ұзынырақ) жіпшелер түрінде көрінеді. Электронды микроскоппен бұл кезде хромосомалардың центромера арқылы қосылған екі хромотидтен тұратындығынкөруге болады. Ал бұл жағдай, мейоздың алдындағы интерфазада хромосомалардың екі еселенуі болып кеткенін байқатады.

Зиготена (қосарлы жіптер) – көлемі бірдей хромосомалар коньюгацияланып қосылады. Ең басындажекелеген гомологты хромосомалар коньюгациялары жүреді. Бұл гомологты хромосомалардың қосылуын синапсис деп атайды. Зиготенаның соңына қарай олардың қосылуы бүкіл ұзындығы бойынша аяқталады. Коньюгацияланушы гомологты хромосомалардың әр жұбы бивалент түзеді. Бұл стадияға синоптемалық комплекстің көрінуі тән. Электрондық микроскоппен қарағанда синоптемалық комплекс коньюгацяланушы хромосомалар арасында орналасқан жіпше түрінде болады.

Мендель тәжірибелеріндегі альтернативті белгі

Пахитена (жуан жіпшелер стадиясы) – ширатылу және конденсациялану есебінен хромосомалардың жуандауымен қысқаруы арқылы сипатталады. Биваленттердің саны хромосомалардың гаплоидты санына (п) тең. Бұл стадияда хромосомалардың хромомерлік бейнесі жақсы көрінеді. Пахитенада синоптемалық комплекстің түзілуі аяқталады.

Диплотенада биваленттер және олардың әрқайсысын құрайтын төрт хромотидтер анық көрінеді. Бұл стадияда гомологтардың серпіліп жіберілуі басталады және хиазмалар деп аталатын, гректің «хи» әрпіне ұқсас әртүрлі фигуралар пайда болады. Хиазмалар биваленттегі хромосомалардың гомологты учаскелерінің алмасуының дәлелі. Диплотена стадиясында көптеген ядрошықтар пайда болады. Диплотена стадиясында зигонемада жүрген процестерге қарама-қарсы процестер жүреді, яғни тартылудың орнына гомологты хромосомалар сыртқа тебіледі.

Диакинезде ширатылу күшейе түседі. Де, хиазмалардың саны азайып, биваленттер ядроның шет жағына орналасады. Ядроның қабығы мен ядрошықтар жойылады және ұршықтың толық түзілуімен І-профаза аяқталады.

І-ші метофазада биваленттер метафазалық пластинканы құра отырып, клетканың экватор жазықтығына орналаса бастайды. Хромосомалар толық жуандайды және қысқарады. Организмнің смалық клеткасындағы хромосомалар санынан биваленттер саны екі есе кем, яғни гаплоидты санға тең болады.

І-ші анафазада бір центромераға бекіген екі хромотидтен тұратын хромосомалар қарама-қарсы полюстерге тартылады. Митоздың анафазасынан мейоздың І-ші анафазасының басты айырмашылығы осы болып табылады. Әр биваленттің аталық және аналық центромералары қарама-қарсы полюстерге тарайды және олар бір-біріне тәуелсіз қозғалады. Одан әрі қарай центромералардың редукциясы жүреді. І-ші телофазада ядролық мембрананың түзілуімен және ядро құрылымының қалпына келуімен сипатталады.

Содан кейін қыста стадия интерфаза немесе интеркинез басталады. Кәдімгі интерфазадан интеркинездің айырмашылығы сол, интеркинезде хромосомалар ек еселенбейді және ДНҚ синтезі дүрмейді.

Интеркинездің ізінше мейоздың екінші бөлінуі – эвкациялық бөліну басталады. Ол бөліну митоз типімен жүреді.

ІІ-ші профазада хромосомалардың ширатылуы есебімен олар жақсы көріне бастайды. Ядролық қабықша, ядрошық жойылады, ұршық тәрізді жіпшелер түзіледі.

ІІ-ші метафазада барлық хромосомалардың центромералары экватор жазықтығына орналасады. Полюстен қараған кезде, клеткалардың хромосомалар саны гаплоидты, ал бірақ әр хромосома екі хромотидтерден тұратындығы анық көрінеді.

ІІ-ші анафазада екі еселенген центромералар бір-бірінен ажырайды нәтижесінде жаңа түзілген хромотидтер әр полюстерге тарайды.

ІІ-ші телофазада гаплоидты төрт ядролар түзіледі. Содан соң цитокинез жүреді де, нәтижесінде төрт клетка пайда болады.

Сонымен, екі бөлінуден (редукциялық және эвкациялық) тұратын мейоз бастапқы клеткаға қарағанда саны екі есе кем болатын төрт клетканың пайда болуын қамтамасыз етеді.

Түйінді сөздер меп ұғымдар:

Мейоз, редукциялық бөліну, политенді хромосомалар, хромонема, эухроматин, бивалент, микроспора, синоптемалық комплекс, гомологты хромосомалар, хромомер, гетерохроматин, эндомитоз, хиазма, мегаспора.

Талқылауға арналған сұрақтар:

1. Митоз бен мейозға ортақ және ортақ емес қасиеттерді атаңыз.

2. Эволюция барысында мейоз процесі қалыптаспаса ол неге әкеп соғар еді?

3. Мейоз профазасының әртүрлі стадияларын сипаттаңыз?

4.Мейоздың биологиялық маңызы қандай?

4 жұмыс

Тақырып: Гаметогенез. Жануарар мен өсімдіктердің жыныс клеткаларының түзілуі.

Сабақтың мақсаты: Цитологиялық препараттар негзінде жануарлар мен өсімдіктердің жыныс клеткаларының түзілу процестерімен танысу.

Сабақтың жоспары:

Гаметогенез, жануарлар мен өсімдіктердің жыныс клеткаларыныңтүзілуі.

Гаметогенез. Жануарар мен өсімдіктердің жыныс клеткаларының түзілуі

Сомалық клеткалардағы екі еселенген диплоидты хромосомалар санымен салыстырғанда, жетілген жыныс клеткалары – гамтеаларда олардың гаплоидты саны болатындығы туралы жоғарыда айтылды. Аталық және аналық жыныс клеткаларының ұрықтануы нәтижесінде жұмыртқа клеткасы хромосомалардың толық жиынтығын алады,олардың бір жартысы (шығу тегі бойынша) – аналық клеткалардың хромосомалары да, екінші жартысы – аталық клетканың хромосомалары. Ұрықтанған жұмыртқа клеткасының бірішні бөлінуінің өзінде-ақ әр хромосоманың екі еселенуі жүреді. Келесі бөлінулер де дәл осылай болады. Сонымен дамушы организмнің барлық клеткаларында екі еселенген хромосомалар саны сақталады. Тіпті кейінірек гаплоидты хромосомалары бар жетілген жыныс клеткалары — гаметалар дамитын алғашқы жыныс клеткаларында да хромосомалар саны дәл осылай диплоидты болады. Хромосомалар санының азаюы жыныс клеткаларының жетілу процесі – оогенезде (жұмыртқа клетканың жетілу процесі) және сперматогенезде (спераматазоидтың жетілу процесі) жүреді.

Оогенез бен сперматогенез процесін түсінудің генетика үшін маңызы өте үлкен, сондықтан да біз оған толығырақ тоқталамыз.

Эмбрионалдық ұрық клеткасының бірнеше есе бөлінуі нәтижесінде одан сомалық та, сол сияқты алашқы жыныс клеткалары да пайда бола алады. Алғашқы жыныс клеткалары басында едәуір интенсивті түрде көбейеді, және сперматоогоний мен оогониийдің гоонийдийлік клеткаларын түзеді. Бұл кезеңді жыныс клеткаларының көбею кезеңі деп атайды және бұл көбею кәдімгі митоздық жолмен жүреді. Одан соң бөліну тоқталады, клеткалардың көлемдері ұлғаяды. Клетка дамуының бұл кезеңін өсу кезеңі деп атайды.

Өскен аталық клеткаларды бірінші қатардың сперматоциттері (І-ші сперматоцит), ал аналық клеткаларды бірінші қатардың ооциттері (І-ші ооцит) деп атайды. Онан әрі аталық және аналық жыныс клеткаларының түзілуінде мүлде өзгешелік болмайды.

Мендель тәжірибелеріндегі альтернативті белгі

Бірінші сперматоциттерде хромосомалардың диплоидты жиынтығы болады. Онан соң І-ші сперматоциттер жетілу фазасына кіріседі және екінші қатардың сперматоциттік (ІІ-ші сперматоцит) екі бөлінуі жүреді. Екінші сперматоциттердің хромосомалар саны тіпті екі есе кем гаплоидты жиынтық болып шығады. Екінші сперматоциттер тағы да бөлінеді, нәтижесінде әрқайсысында гаплоидты хромосомалар жиынтығы бар екі сперматоциттер пайда болады. Сонымен, мейоздық екі бөлінудің нәтижесінде бірінші сперматоциттердің әрқайсысында төрт гаплоидты сперматоциттер пайда болады.

Сперматидтердің онан әрі сперматозоидтарға айналу процесін спермиогенез деп атайды.

Сперматогенезде өткен фазалар, негізінде оогенезде де жүреді, бірақ бір шама өзгешеліктері болады. Мысалы, І-ші сперматоциттен айырмашылығы І-ші ооциттің өсу стадиясы айқын көрінеді. І-ші ооциттің көлемдері екі клеткаға бірдей емес: бір үлкен (екінші ооцит) – келешек жұмыртқа клеткаға және бір кіші – бірінші редукциялық немесе полярлы денешікке бөлінеді. Бұл бөлінуде хромосомалар санының редукциясы жүреді, және түзілген екі ооцитте де гаплоидты жиынтық болады. Сонан соң екінші бөліну жүреді: нәтижесінде іріректеу жұмыртқа клеткасы және екінші редукциялық денешік пайда болады. Бірінші редукциялық денешік те екі клеткаға бөлінеді. Оогенез нәтижесінде бірінші ооциттен жетілген бір жұмыртқа клеткасы және аналық гаметалардың функциясын атқаруға жарамсыз үш редукциялық денешіктер пайда болады да, соңында олар өліп қалады. Сонымен, аталған өзгешеліктерге қарамастан сперматогензе бен оогенез процестерінде өте ұқсастықтар байқалады. Бұлардың ең бастысы хромосомалар санының екі есе кемуі.

Жоғары сатыдағы өсімдіктерді мейозы процесі кезінде пайда болатын аталық және аналық жыныс клеткаларын микроспоралар және мегаспоролар деп атайды. Еске алатын нәрсежоғар сатыдағы гүлді өсімдіктердегі тозаң түтігі, сол сияқты тұқым бүрінің ұрық қалтасы жыныс клеткалары емес, қатты редукцияға ұшыраған гаметофит болып табылады. Жануарлардағы жыныс клеталарына өсімдіктердің ұрық қалатасындағы жұмыртқа клеткасы және тозаң түтігіндегі генеративтік ядро сәйкес келеді. Бұл жағдайда хромосомалардың редукциясы тұқым бүріндегі аналық гаметофиттердің және тозаңдықтағы аталық гаметофиттердің пайда болуы кезінде өтеді.

Сонымен гаметофиттік ұрпақ гаплоидты болып шығады. Нәтижесінде өсімдіктердің жыныс клеткаларында хромосомалардың тек жартысы ғана, яғни гаплоидты жиынтығы болады. Ұрықтану процесінде гаметалардың қосылуынан зигота түзіледі де, ол бөлшектеніп одан әрі қарай дамиды. Яөсімдіктер мен жануарлардың жынысты және жыныссыз көбею процесі кезінде клетканың бөлінуі, жыныс клеткаларының дамуы және ұрықтануы ұрпақтар арасындағы материалдық жалғастықты қамтамасыз етеді.

Түйінді сөздер меп ұғымдар:

Оогенез, спермогенез, микроспора, мегаспораТалқылауға арналған сұрақтар:

1 . Жануарлардағы сперматогенез процесінің маңызы

2. Жануарлардағы оогенез процесінің маңызы

3. Спермогенез бен оогенез арасындағы айырмашылықтар

5 жұмыс

Тақырып: Тұқым қуалау құбылысының негізгі заңдылықтары. Моногибридті будандастыру.

Сабақтың мақсаты: Тұқым куалау құбылысының негізгі заңдылықтарымен танысу. Моногибридті будандасудың, яғни ата-аналық организмдердегі альтернативті жұп белгілердің тұқым куалау ерекшеліктерімен талдау.

Сабақтың жоспары:

І.Тақырыпқа теориялық талдау жасау.

2.Негізгі генетикалық ұғымдарды түсіну.

3.Генетикалық символика.

4.Будандастырудың жазылу тәртібі.

5.Моногибридті будандастыру.

6.Толымсыз доминаннтылық.

7.Талдаушы будандастыру.

Генетикалық символика. Будандастырудың жазылу тәртібі.

Тұқым қуалаушылыққа талдау жасағанда көптеген ұғымдар, терминдер мен символикалар жиі қолданылады.

Генетикада көп қолданылатын ұғымдардың қатарына «белгі», «қасиет» деген ұғымдар жатады. Ол ұғымдар бір организмді екінші организмнен ажыратуға болатын морфологиялық, физиологиялық, биохимиялық және т.с.с. басқа да ерекшеліктерді білдіреді.

Жынысты көбеюде жұп белгілердің тұқым қуалауына генетикалық талдау жасау үшін әр түрлі жынысты екі организмді будандастыру керек. Сол мақсатта алынған ата-аналық организмдерді латынның Р әрпімен (латынның Parent- ата-ана деген сөзінің бірінші әрпі) белгілейді. Генетикада будандастыруды көбейту – Х белгісімен көрсетеді.будандастыру схемасын жасаған кезде бірінші орынға аналық организмді, ал екінші орынға аталық организмді жазады да, екі аралығына будандастыру белгісін қояды. Аналық жынысты (Шолпан айнасы) белгісімен, аталық жынысты (Марс қалқаны және найзасы) белгісімен белгілейді.

Альтернативті белгілері бар екі организмді будандастырудан алынған ұрпақты гибридтік (будандық) ұрпақ деп, ал оның жекелеген дарабастарын – гибрид (немесе будан) деп атайды. Ықшамдылық үшін гибрид ұрпақты Ғ әрпімен (латынның Filia – ұрпақ деген сөзінің бірінші әрпі) белгілейді, ол әріпке индекс қойылады және ондай индекс гибрид ұрпақтың реттік нөміріне сәйкес келеді.

Хромосоманың белгілі бір бөлігінде орналасқан, тұқым қуалайтын белгі – қасиеттерді ұрпақтан ұрпаққа жеткізетін тұқым қуалау ақпаратының генетикалық өлшем бірлігі ген деп аталады. Альтернативті жұп белгілерді анықтаушы жұп гендерді аллеломорфты жұп деп, ал жұп болып келу құбылысын аллеломорфизм немесе аллелизм деп атайды. Әр ген екі түрлі жағдайда болады және олар бір жұп түзеді, ал ол жұптың әр мүшесі аллель деп аталады. Мендель тұқым қуалайтын альтернативті жұп белгілерді латын алфавитінің әріптерімен көрстеуді ұсынды. Мысалы, А және а, В және в т.с.с.

Аллеьді гендер гомологты хромосомалардың ұқсас бөлімінде орналасады, ал олардың орналасатын орнын локус деп атайды. Гомологты жұп хромосоманы параллель қос сызық (=) арқылы көрсеткен кезде, онда

А А а

орналасқан аллель гендері бірінің астына бірін, мысалы, = = және = деп

А а а

жазу керек , ал оларды хромосомасыз көрсеткенде АА, Аа және аа делініп жазылады.

Ұрықтанған жұмыртқа клеткасын зигота деп атайтыны белгілі. Егер зигота бірдей аллельдерді бар жыныс клеткаларының қосылуынан түзілсе, онда зиготаны гомозигота деп, ал әртүрлі аллельдері бар екі жыныс клеткасының қосылуынан түзілсе гетерозигота дейді. Мысалы, А а А

= = гомозигота, ал =

А а а гетерозигота.

Моногибридті будандастыру. Ата-аналық организмдердегі альтенативті жұп белгілердің тұқым қуалауын оларды будандастыру арқылы зерттейді. Сол жұп белгілердің санына қарай будандастыру моногибридті, дигибридті және полигибридті деп ажыратылады.

Альтернативті немесе қарама-қарсы бір жұп белгілері бойынша ажыратуға болатын ата-аналық формалар будандастырылса, оны моногибридті будандастыру деп атайды. Мендель тәжірибелері үшін альтернативті жеті белгілері бойынша ажыратылатын бұршақтың әртүрлі сорттарын таңдап алды: тұқымы сары немесе жасыл, тұқымы тегіс немесе бұдыр, тұқым қабығы сұр немесе ақ, бойы биік немесе аласа және т.б.

Өздігінен тозаңданатын бұршақтың осы сорттарын бір-бірімен будандастырудың нәтижесінде Мендель тұқым қуалаудың заңдылықтарын ашты.

Аналық өсімдік ретінде қандай сорттың пайдаланылғанына қарамастан, будандасудан алынған F1 гибридтерінде альтернативті жұп белгінің тек біреуі ғана көрініс береді. Мұндай белгіні Мендель доминантты деп атады. Ол жұп белгілердің ішінен: тұқымның сары түсі жасыл түске, тегістігі тұқым бұдырлығына , тұқым қабығының сұр түсі ақ түске, бойының биіктігі аласалылығына қарағанда доминанттылық көрсететінін байқады. Бірінші гибрид ұрпақта көріндеге белгілерді Мендель рецессивті белгілер деп атады. Доминантты белгілерді Мендельжоғарыда атап өткендей латын алфавитінің үлкен әрпімен, рецессивтік белгілерді – кіші әрпімен белгіледі. Тұқым қуалауға талдау жасағанда бірінші гибрид ұрпақ бірдей пішінді, бір типтес болғандықтан ұл құбылыс Мендельдің бірінші заңы немесе бірінші ұрпақтың гибридтерінің біркелкілік заңы деп аталынады. Бұл заңды доминанттылық ережесі деп те атайды. Бұл барлық өсімдіктерге, жануарларға, адамға да тән жалпы құбылыс.

Егер бұршақ өсімдіктерінің бірінші гибрид ұрпағы F1 өздігінен тозаңданса, онда олардың екінші F2-де екіата-анасының да белгілері көрінетін болады. Мысалы, бұршақтың сары және жасыл тұқым жарнақтары бар түрлерін будандастырудан алынған бірінші ұрпақтың түсі сары болады. Ал осы F1 гибридтерін өздігінен тозаңданудан алынған F2 ұрпағында сары және жасыл тұқымдары бар өсімдіктер пайда болады. Яғни бірінші будан ұрпақта көрінбеген белгілер (жасыл) түс екінші ұрпақта көрінеді. Доминантты және рецессивті белгілер F2 ұрпағында белгілі бір сандық ара қатынаста болады. Мендельдің тәжірибесінде F1-де алынған 258 өсімдіктің өздігінен тозаңдануынан F2-де 8023 тұқым алынды. Осы тұқымдардың ¾ бөлігі (яғни 6022) сары ал ¼ бөлігі (яғни 2001) жасыл түсті болып шыққан. Сонымен F2-де алынған доминантты және рецессивті белгілері бар тұқымдардың сандық ара қатынасы 3:1 болды. Бұл жұп белгілердің осындай арақатынаста ажырауы Мендельдің екіші заңы немесе ажырау заңы деп аталынады.

Жүргізген зерттеулеріне талдау жасаудың негізінде Мендель қорытынды жасады: рецессивті бастамалар гетерозиготалы организмде жоғалмайды, өзгеріске ұшырамайды және көбею кезінде дәл сондай рецесивті бастамалармен кездескен кезде, яғни келесі ұрпақтарда қайтадан көрінеді. Мендельдің осы гипотезасын У.Бэтсон (1902 ж.) гаметалардың тазалық ережесі ретінде генетика ғылымына енгізді. Бұл ереже бойынша ажырау құбылысының негізінде доминантты және рецессивті бастамалардың гетерозиготалық организмде бірімен бірі араласып кетпей, гаметалар түзген кезде таза күйінде ажырайтындығы жатыр. Мысалы, гетерозиготалы организм Аа-дан түзілген А және а гаметаларыбірімен-бірі араласпайтын «таза» гаметалар. Тұқым қуалаушы бастамалардың будандастыру кезінде бір-бірімен араласпай ұрпақтарына тұрақты берілуі тұқым қуалаудың дискреттілігін (оқшаулығын) көрсетеді.

Егер доминантты және альтернативті рецессивті белгілерді (мысалы, тегіс және бұдыр тұқымдар) А және а — әріптері арқылы белгілесек онда Мендель жасаған тәжірибені схема түрінде былай көрсетуге болады.

Моногибридті будандастыру кезіндегі бастамалардың тұқым қуалау схемасы.

Р-мен белгіленген константы ата-ана формаларының әрқайссында тұқым қуалау бастамаларының тек бір ғана типі кездеседі – гомозиготалы АА немесе аа. Ондай гомозиготалы организмдер тиісінше А немесе а гаметаларын түзеді. Осы гаметалардың бірігуінен бірінші ұрпақтар гетерозиготалы будан (Аа) болып пайда болады. Доминанттылық құбылысына байланысты бірінші ұрпақтардың бәрінің беті тегіс болып шығады. Ал екінші ұрпақтарда А және а гаметалардың кездейсоқ комбинациалануы нәтижесінде белгілердің ажырау заңдылығы байқалады. Яғни, екінші ұрпақ өсімдіктері тұқымдарының ¾ бөлігінің беті тегіс (доминанты бастама), ¼ бөлігінің беті бұдыр (рецессивті бастама) болып шығады. Әр түрлі типті гаметалардың өзара қосылу мүмкіндіктерін есептеп шығаруды жеңілдету үшін ашылған генетигі Р.Пеннет ұсынған тор жасалынады. Пеннет торында аталық гаметалар горизонталь бағытта, аналық гаметалар вертикаль бағытта жазылады. Тордың ішінде гаметалардың комбинациялары орналастырылады ол комбинациялар организмдердің генотиптерін көрсетеді. Мыслаы, гомозиготалы АА немесе гетерозиготалы Аа өсімдіктер тұқымдарының беті тегіс болғанымен олардың тұқым қуалау бастамалары бірдей емес. Организмдердің сыртқы көрінетін белгілерінің жиынтығын фенотип, ал тұқым қуалау бастамаларының жиынтығын генотип деп атайды. Пеннет торынан ажыраудың генотип бойынша 1 АА: 2 Аа : 1 аа, ал фенотип бойынша 3А- : 1аа қатынасында болатындығын оңай көруімізге болады.

Моногибридті будандастырудың Пеннет торы.

Гаметалар

аналық

аталық

А

А

А

АА



Страницы: Первая | 1 | 2 | 3 | ... | Вперед → | Последняя | Весь текст