Матеріальні основи спадковості і мінливості

Теорія гена і генотипу. Ген – це ділянка молекули хромосомної ДНК (або РНК у деяких вірусів), кодує первинну структуру поліпептиду, молекули транспортної або рибосом-мальной РНК. Дія гена як матеріального спадкового чинника у процесі онтогенезу зумовлена ​​його здатністю через посередництво РНК визначати синтез білків. Ген розглядається як матеріальний спадковий фактор, як функціонально неподільна одиниця генетичного матеріалу, або спадковості.

У 1940-і рр. Дж. Бідл і Е.Тейтем висунули концепцію «один ген – один фермент», тобто один ген визначає структуру того чи іншого ферменту. Після доповнень і уточнень суть концепції полягає в наступному: в клітці є так званий структурний ген, який визначає порядок чергування амінокислотних залишків у поліпептидних ланцюгах. У 1965 р американські біохіміки С. Очоа, М. Ніренберг та ін. Розшифрували генетичний код для білка – єдину систему запису спадкової інформації в молекулах нуклеїнових кислот. Це своєрідний словник кодонів (кодонів іРНК), що кодують амінокислоти і знаки пунктуації процесу білкового синтезу.

Система взаємодіючих генів утворює генотип, або сукупність генів даної клітини або організму. Взаємодіють між собою як алельних, так і неалельні гени. Взаємодія алельних генів здійснюється за принципом системи «домінантність-рецессивность». Домінування буває повним і неповним.

Має місце і варіант прояви відразу двох алелей – кодо-мінування. Кодомінування спостерігається при спадкуванні груп крові у людини. Згідно з гіпотезою «сверхдоминирования», допускається сверхвираженность ознаки у гетерозиготних особин, коли гетерозиготи по визначеному гені перевершують за своїми характеристиками відповідають гомозиготи. По-видимо-му, цей механізм лежить в основі явища гетерозису, або переваги гібридів першого поттенія по ряду властивостей над рід »ктельскімі формами. Відомо багато прикладів взаємодії неалельних генів. Одним із прикладів взаємодії пар генів є успадкування форми гребеня у деяких порід курей. При комбінації генів виникають наступні варіанти форми гребеня: простий {aabb), гороховидний (ааВВ, АаВЬ), ореховідний (ААВВ, АаВЬ) і Розо-видний {JIAbb, Aabb). Крім чисто якісних ознак, результатом дії неалельних генів можуть бути кількісні ознаки: жирність молока, несучість курей, розміри і маса тварин, їх плодючість і т.д.

Цитоплазматична спадковість. Провідна роль хромосом у спадкуванні організмом тих чи інших ознак очевидна. Хромосомна теорія багаторазово і грунтовно підтверджена сучасними методами дослідження спадкової передачі ознак. Поряд з цим в цитоплазмі клітини існують ульт-раструктури, що визначають явище цитоплазматичної спадковості. Під цитоплазматическим спадкуванням розуміють відтворення в ряду поколінь ознак, контрольованих нуклеїновими кислотами клітинних органоїдів, таких, як мітохондрії, хлоропласти, а можливо, й інші нехромосомной елементи клітини.

Пластида рослин здатні до самовідтворення – вони розмножуються шляхом поділу. У яйцеклітині квіткових рослин локалізовані пластиди, що переходять наступному поколінню рослин. Як досить рідкісне явище, передача пластид також можлива через пильцевую трубку.

Для рослин описані мутації, що призводять до повної або часткової втрати хлоропластами здатності до синтезу хлорофілу. Передача подібних ознак у спадок здійснюється за допомогою ДНК хлоропластів. У одноклітинних (наприклад, у найпростіших) виявлена ​​ДНК мітохондрій і встановлена ​​їх здатність до самовідтворення.

У вищих еукаріот цитоплазма передається жіночими статевими клітинами, тобто при цитоплазматичному спадкуванні спадкова інформація передається строго по материнській лінії. «Материнський ефект» пояснюється тим, що яйцеклітина багата цитоплазмою, а сперматозоїд практично повністю позбавлений її. В цілому цитоплазматическая спадковість відіграє другорядну роль, доповнюючи собою хромосомну спадковість.

Посилання на основну публікацію