Хибридолошки метод, његова суштина и вредност

За почетак, вреди дати дефиницију генетике - ово је наука о варијабилности и наслеђу организама. Карактеристика биологије двадесетог века - њен развој. Генетика (биологија) проучава законе варијабилности и наслеђа који су у основи процеса еволуције људске активности у погледу стварања нових пасмина животиња (домаћих) и сорти култивисаних биљака (ово је установио Ц. Дарвин).

Тумачење наслеђа и варијабилности према Дарвину

Према његовој изјави, прва је одређена својина организма, која је пресудна у преношењу њених карактеристика, карактеристика развоја у наредне генерације. Зато су сви појединци исте врсте слични. Наслеђе омогућава биљкама, микроорганизмима и животињама да очувају карактеристичне карактеристике пасмине (сорте, врсте) из генерације у генерацију.

Наслеђивање особина одвија се кроз репродукцију. У процесу сексуалне репродукције појављују се нове генерације након оплодње. Основе наслеђивања (материјала) су у заметним ћелијама. Ако је репродукција асексуална или вегетативна, онда нова генерација "сазрева" или из једноставних једноћелијских спора или из сложених вишестаничних формација. Повезаност генерација у овим облицима репродукције врши се и уз помоћ ћелија које имају материјалну основу за наслеђе.

Варијабилност је, као и наслеђе, својство организма, али јој омогућава да стекне потпуно нове знаке у току индивидуалног развоја. Због тога се разликују појединци исте врсте.

Дакле, варијабилност и насљедност су супротне, али међусобно повезане особине одређеног организма (због насљедности, осигурана је хомогеност врсте, а варијабилност - њена хетерогеност).

Генетске методе

Као и свака друга наука, генетика (биологија) има своје специфичне методе истраживања. Има их само девет, наиме:

1. Генеалошке (кроз анализу родовника омогућава да се одреди специфичан тип наслеђивања особине: рецесивно, или доминантно, или аутосомно, или сполно повезано, као и његова поли- или моногеност). Може се користити за предвиђање вјероватноће испољавања тестне особине код потомака (превенција насљедних болести).

2. Твин (проучавање образаца наслеђивања особина у појединачним близанцима). Овај метод вам омогућава да одредите наследну природу одређене особине, да установите пенетрацију алела, да идентификујете степен ефективности на телу бројних спољних фактора (обука, лекови, образовање).

3. Дерматоглифски (проучавање зупчастих шара на кожи дланова и прстију и флексионим жљебовима прве). Најчешће се користи за утврђивање очинства.

4. Популационо-статистичка (анализа насљедних карактеристика великих популацијских група унутар једне или више генерација). Користи се за израчунавање учесталости испољавања у популацији различитих алела гена, као и генотипова ових алела, и за одређивање степена ширења различитих насљедних особина, укључујући и болести.

5. Биохемијски (одређен структуром модификованог протеина или његове количине, присуство дефектних ензима или међупроизвода процеса метаболизма у екстрацелуларним течностима, као што су крв, урин, зној итд.). Кроз ову методу могу се дијагностиковати наследни дефекти размене.

6. Цитогенетика (проучавање нормалног хуманог кариотипа, дијагноза насљедних болести које су повезане са кромосомским и геномским мутацијама, проучавање мутагених ефеката разних врста хемикалија, инсектицида, лекова, пестицида, итд.).

7. Метода моделирања (проучавање људских болести код животиња). Основа је Вавилов закон о хомологној серији наследне варијабилности. Кроз ову методу постаје могуће моделирати биолошке функције, процесе, структуре на различитим нивоима организације организма: субцелуларни, органско-системски, популационо-биоценотски, молекуларни, станични, организамски. Моделирање вам омогућава да експериментално проучавате механизме настанка одређеног стања или болести, начин на који се одвија, његов исход, као и могућност да на њега утиче.

8. Имунолошки (проучавање серума и других биолошких супстрата, који омогућава детекцију антитела и антигена). Код ХИВ инфекције, хепатитиса, егзотичних инфективних болести, чињеница откривања антитела указује на инфекцију пацијента, тј. Ова метода има дијагностичку вредност.

9. Хибридолошка метода генетике (проучавање наслеђа и варијабилности соматске ћелије). Основа је њихова репродукција у вештачки створеним условима. Овде се анализирају генетски процеси појединачних ћелија, а узимајући у обзир корисност генског материјала, они се касније могу користити за проучавање генетских образаца целог организма. Употреба ове методе омогућила нам је да прецизно дијагностикујемо низ насљедних болести у пренаталном периоду.

Наведене су главне методе генетике. У овом чланку ће се детаљно разматрати само последњи.

Суштина хибридолошке методе

Развио га је аустријски ботаничар и биолог Грегор Мендел. Овај метод вам омогућава да утврдите обрасце наслеђивања одвојеног скупа особина у репродукцији организама као што је секс.

Његова суштина је анализа наслеђивања појединачних аутономних особина које се преносе на неколико генерација, као и тачан квантитативни приказ наслеђивања свих алтернативних особина и природе потомства сваког појединачног хибрида. Она је основа модерне генетике.

Први закон Грегора Мендела

Експериментирао је са таквом само-опрашујућом биљком из породице махуна, као што је грашак. За експеримент, Мендел Грегор је изабрао своје жуто и зелено семе. Због чињенице да се грашак репродукује самоопрашивањем, варијабилност боја се не посматра у границама једне сорте. Узимајући у обзир ову имовину, Мендел Грегор је произвео вештачко опрашивање експерименталне биљке укрштањем сорти чији се семена разликују у боји.

На крају експеримента откривено је да сорта матичне биљке нема основну улогу. Биљни хибриди (семена добијена укрштањем) прве генерације (Ф1) су имали изузетно жуту боју. То је показало да се у њима појавио само један знак (не постоји други родитељски знак). У вези с тим биолошки непотписани знакови код хибрида прве генерације биолог је описао као рецесиван, а они који су се појавили - доминантни (жута боја семена доминирала је над зеленом).

Мендел је открио такозвану униформност бојања хибрида прве генерације (они су имали идентичну боју).

Други закон Грегора Мендела

Међу хибридима су и жуто и зелено семе (6022 комада жуте, 2001 комади зелене боје, односно ¾ свих хибрида имали су жуту боју). Дакле, однос доминантног до рецесивног својства - 3: 1. Овај феномен Мендел је назвао знаковима раздвајања.

Основаност дотичног метода

Што се тиче сличности родитеља и потомака, као и природе константно настајућих промена, забрињавале су многе генерације. Први је почео учити о наслеђивању које је већ споменуо раније познати истраживач Г. Мендел. Он је био тај који је био у стању да скицира значајне законе наслеђа. Биолог је открио да су знаци организама успостављени дискретним насљедним факторима. Његов рад је одликован математичком прецизношћу, али је ипак непознат 35 година.

Ново откривено закони мендела Постао је подстицај за брзи развој науке у области наслеђивања, варијабилности организама, која се звала "генетика". У том смислу, примитивне јединице наслеђа, које се налазе у хромозомима, називају се "ген". Сваки појединац кодира само један ланац (полипептид). Комбинације једног гена се називају алели. У процесу сексуалне репродукције, хаплоидна ћелија, гамета, садржи само једну варијацију генома (у првом алелу сваког појединачног гена). Има други сет хромозома (2 алела сваког појединачног гена).

Хибридолошка метода проучавања наслеђа има важне карактеристике: посматрање се одвија на наслеђивању контрастних (алтернативних, међусобно искључивих) особина. На пример, раст биљке: високо и ниско.

Друга карактеристика је прецизно квантитативно обрачунавање парова алтернативних карактеристика у низу генерација. Управо је математичка обрада података омогућила истраживачу да одреди квантитативне законе у вези са преносом анализираних особина. Као што је раније поменуто, разматрани хибридни метод је основа модерне генетике. Затим описујемо његове карактеристике.

Хибридолошка метода проучавања наслеђа: особине

Три су:

1. Пажљив одабир родитеља, који би се требао разликовати у 1., 2., 3., итд. Паровима алтернативних (контрастних) стабилних особина.
2. Строго (тачно) квантитативно обрачунавање образаца наслеђивања карактера међу хибридима.
3. Индивидуална процена сваког потомства (од 2 родитеља) у низу генерација.

Генетиц Симболс

Ово је листа условних термина и назива који се користе у одређеној грани науке, у овом случају генетика. Темеље овог симболизма поставили су сви исти Г. Мендел (словни симболи који означавају знакове).

Доминантни знаци - велика слова латиница (А, Б, итд.), И рецесивно - мала слова (а, б, итд.). У ствари, Менделова симболика писма је алгебарски облик представљања његових закона у вези наслеђивања карактера.

Ова симболика је приказана у табели испод.

Технике друге генерације

Они су следећи:

1. Метод помоћу Паннет решетке (дводимензионална табела која је дизајнирана да утврди компатибилност алела који потичу из генотипова родитеља и повезани су у процесу спајања родитељских и мајчиних гамета). Ова решетка је предложио енглески биолог Региналд Кранделл Паннет 1906. године.

У циљу добијања различитих комбинација гамета и накнадне анализе фенотипова и генотипова, формира се табела. Вертикално (у његовим линијама) најчешће се стављају сорте женских гамета заједно са њиховим вероватноћама, а хоризонтално (у његовим колонама) сорте мушких гамета и њихове вероватноће. Добијене вредности на пресеку колона и редова, заједно са умноженим вероватноћама гамета, фиксирају све генотипове, њихове вероватноће појаве.

2. Дихотомски метод (1: 2: 1 цепљење се примењује према генотипу у ситуацији моноибридног крижања хетерозигота за ген Б и ген А).

3. Математички метод (алгебарски) је најпогоднији. Она се заснива на чињеници да је вероватноћа појаве било ког генотипа (у условима моноибридног крижања) производ вероватноће формирања гамета које учествују у оплодњи.

Трећи закон Грегора Мендела

Као резултат укрштања појединаца који се разликују у неколико алтернативних парова особина, њихови гени и одговарајућа својства наслеђују се независно један од другог, а такође се комбинују у различитим комбинацијама.

Миндел је применио хибридолошку методу проучавања наследности у оквиру дихибридног укрштања на хомозиготне биљке грашка, које су се одједном разликовале кроз 2 пара карактера. Као што је раније поменуто, једна биљка је имала глатка жута семена, а друга је имала зелено наборано семе.

Колико се сећам, сви хибриди прве генерације су испали жути и глатки. Тако се испоставило да је ова боја доминантна у односу на зелену, а глатка форма доминирала над набораном.

Ако су алели за жуту боју означени као А, а зелени, глатки облик Б, а наборани б, онда су гени који су кључни за развој различитих парова знакова названи нелеалним и конвенционално су означени латиничним словима. Полазећи од тога, родитељске биљке имају генотипове аа бб и АА ББ, а генотип одговарајућих Ф1 хибрида ће тада бити Аа Бб (дихетерозиготни).

Хибридолошка метода анализе насљедности у односу на другу генерацију манифестује се у сљедећем: након процеса самоопрашивања, Ф1 хибриди (према закону цијепања) поново се појављују у зеленом набораном сјемену. Када су уочене такве комбинације знакова, као 101 копија жутог набораног сјемена, 315 - глатка жута, 32 - наборана зелена.

Хибридолошка анализа се такође користи за одређивање понашања сваког пара алела унутар потомства дигесозигота. У ту сврху, препоручљиво је водити одвојено рачуноводство за сваки пар знакова: по боји и облику сјемена. Међу 556 семена, биолог је добио 133. наборани, 433 ком. глатко као и 140 ком. зелено семе и 416 ком. иеллов. Сходно томе, однос рецесивних и доминантних облика за сваки поједини пар знакова означава монохибридни тип цијепања фенотипа 3: 1. На основу тога, хибридно раздвајање је два монохибрична раздвајања која се јављају независно (чини се да се преклапају).

Резултат посматрања: појединачни алтернативни парови релевантних карактеристика се самостално понашају у оквиру наслеђивања - трећи закон Грегора Мендела.

Физиолошки услови за спровођење закона Грегора Мендела

Они су следећи:

1. Хибридолошка метода (крижање) се изводи на диплоидном нивоу.
2. Не би требало да постоји веза (различити гени морају бити смештени у нехомологне хромозоме).
3. Хибридолошка метода. Проучавани организми морају имати неометан процес мејозе и, као резултат тога, вјероватноћа формирања различитих гамета је еквивалентна.
4. Мушке и женске заметне ћелије свих врста морају сазрети истовремено, што осигурава њихову вероватно еквивалентну везу у процесу оплодње.
5. Хибридолошка метода треба да се одвија у одсуству селективности процеса ђубрења са гаметима свих постојећих типова.
6. Потребно је осигурати једнако вјероватно преживљавање женских и мушких гамета свих могућих типова.
7. У процесу преживљавања различитих генотипова зигота неопходно је спречити селективност.
8. Вредно је пратити еквивалентан вјероватно преживљавање одраслих представника организама.
9. Експерименти се обавезно морају изводити у условима који не ометају нормалан развој испитиваних особина.
10. Неопходно је осигурати производњу релативно великог броја појединаца у експерименту.

На крају, вреди напоменути да су методе генетике бројне, али је средиште специфично за хибридологију. Његова суштина је хибридизација (укрштање) организама који се разликују у првом или више карактера, као и накнадна анализа потомства. Хибридолошка метода Мендела омогућава анализу образаца варијабилности и наслеђивања појединачних својстава и карактеристика тела током сексуалне репродукције, гена, њихове комбинације.