EU peníze středním školám Název vzdělávacího materiálu: Vazba genů – teoretický základ Číslo vzdělávacího materiálu: ICT10/7 Šablona: III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Název sady vzdělávacích materiálů: Molekulární biologie jako prohloubení učiva a opakování k maturitě Autor: Jakub Siegl Datum vytvoření: Garant (kontrola): Mgr. Šárka Kirchnerová Ročník: ročník čtyřletého gymnázia (septima – oktáva) Vzdělávací oblast: Člověk a příroda Vzdělávací obor: Biologie Téma: Vazba genů Metodika/anotace: Genetická vazba je velmi složitá problematika, která je však zásadní při stanovování předpokladů u vzniku potomstva. Thomas Morgan dotvořil, co Mendel začal – popsal problematiku kombinací alel. V dnešní době se bez Morganových zákonů neobejdeme. Tento materiál umožňuje studentovi proniknou do základní problematiky rekombinace, významu crossing-overu a závislosti projevu genu na jeho postavení v DNA. Časový rozvrh: 45 min Gymnázium Františka Křižíka a základní škola, s.r.o.

Vazba genů Geny, které jsou uloženy v různých chromozómech, jsou volně kombinovatelné. Počet genů u organizmu je však mnohem větší než počet chromozómů, proto nemohou být všechny geny volně kombinovatelné.

Morganovy zákony 1. Morganův zákon Geny jsou uloženy v chromozómech v lineárním pořadí v chromozómových lokusech. 2. Morganův zákon Geny uložené v jednom a téže chromozómu jsou vázané, neboli tvoří vazbovou skupinu. Počet vazbových skupin je roven počtu párů homologických chromozómů, tedy haploidnímu počtu chromozómů.

Projev vazby genů V případě uložení dvou zkoumaných genů na odlišných párech chromozómů by tvořil dihybrid AaBb čtyři typy gamet a to v poměru 1:1:1:1. !!! Pokud by však byly geny ve vazbě – leží tedy na homologických párech chromozómů, vznikaly by stejné typy gamet, ale v jiném poměru. Mají-li rodiče dihybrida genotyp AABB a aabb, budou u potomka převažovat gamety typu AB a ab. Ab a aB vznikají pouze tehdy, dojde-li při meióze ke crossing-overu. Jeho pravděpodobnost je tím větší, čím jsou lokusy od sebe vzdálenější. Mají-li rodiče dihybrida genotyp AAbb a aaBB, budou při crossing-overu vznikat gamety AB a ab, tedy zcela opačně.

Zpětné křížení Pomáhá zjistit četnost vzniku jednotlivých typů gamet Principem je zkřížení heterozygota s homozygotním recesivním jedincem – zjistíme tak zastoupení dominantních gamet V souboru potomstva zpětného křížení vzniká vzniká B 1 -generace, kde zjišťujeme poměrné fenotypové zastoupení

Geny jsou na dvou různých chromozómech – není vazba → poměr 1:1:1:1

Geny jsou ve vazbě. V tomto případě nebereme v potaz crossing-over.

Síla vazby Síla vazby mezi dvěma geny - pravděpodobnost vzniku crossing-overu v oblasti vymezené dvěma geny Čím jsou geny vzdálenější, tím je menší = čím jsou geny na chromozómu dále od sebe, tím je větší pravděpodobnost rekombinace mezi jejich alelami!!! Typ vazby: a) Křížení ve vazbové fázi cis (coupling) AABB x aabb AB x ab → Míra síly vazby je dána četností gamet Ab a aB b) Křížení ve vazbové fázi trans (repulsion) AAbb x aaBB Ab x aB → Je dána četností gamet AB a ab

Batesonovo číslo - c

Morganovo číslo p

Příklad U rajčat je okrouhlý tvar plodu T dominantní nad protáhlým t a hladký povrch plodu P nad broskvovým p. Test zpětným křížením heterozygotů F1 generace nám dal tyto výsledky: Fenotyp hladký hladkýbroskvovýbroskvový okrouhlý protáhlý okrouhlý protáhlý Otestujte, zda jsou sledované alelové páry nezávisle kombinovány nebo jsou ve vazbě. 2. V případě jejich vazby určete, zda byly sledované alelové páry v F1 vázány ve fázi cis nebo trans. 3. Vypočítejte Morganovo číslo, Batesonovo číslo a poměr, v jakém vznikají gamety.

Řešení U rajčat je okrouhlý tvar plodu T dominantní nad protáhlým t a hladký povrch plodu P nad broskvovým p. Test zpětným křížením heterozygotů F1 generace nám dal tyto výsledky: Zapišme si nejdříve dle zadání kombinace alel: Fenotyp hladký hladkýbroskvovýbroskvový okrouhlý protáhlý okrouhlý protáhlý PT Pt pT pt 1. Otestujte, zda jsou sledované alelové páry nezávisle kombinovány nebo jsou ve vazbě. Ve vazbě samozřejmě jsou, jelikož se jejich poměr ani vzdáleně neblíží ideálnímu štěpnému poměru 1:1:1:1 2. V případě jejich vazby určete, zda byly sledované alelové páry v F1 vázány ve fázi cis nebo trans. Musíme vycházet z toho, že vazba cis počítá s přednostním vznikem rodičovských alel typu PT a pt. V tomto případě ale vznikají častěji kombinace Pt a pT. Jedná se tedy o vyzbu TRANS. Rekombinací vznikly kombinace PT a pt. 3. Vypočítejte Morganovo číslo, Batesonovo číslo a poměr, v jakém vznikají gamety:

Řešení

Zdroje k obrazovým materiálům – Foto Thomase Hunta Morgena: Schéma zpětného křížení 1 a 2: Foto Williama Batesona: