1Vazba vloh, T. H. Morgan
J. G. Mendel nevěděl o existenci chromozómů, předpokládal že
(viz obrázek):
Obr. 6.1 – Alelové páry jako „nezávislé“ genetické elementy –
[1]
Podle třetího Mendelova zákona (principu) platí v případě,
že dvojice alel AA, Bb, Oo, Ee, Cc, Dd jsou nezávislé, platí volná
kombinovatelnost alel a podle třetího Medlova zákona vzniká tolik
gamet, kolik je matematicky možných kombinací alel zúčastněných
genů. Takové umístění všech genů organismu ale NENÍ vždy MOŽNÉ!
Obr. 6.2 – Vztah meiózy a umístění alelových párů na jednom
chromozómovém páru – [1]
Závěry Morgana a Mendela, parafrázovaná na předcházejícím
obrázku, jsou ve sporu (viz následující obrázek): Jestliže vybereme
z F1 generace samečka a provedeme B1 testovací křížení se
samičkou, která má oba sledované geny v homozygotně recesívní
sestavě (a proto tvoří pouze jeden typ gamet). Výsledkem tohoto
křížení jsou pouze dva genotypy (a také fenotypy), tzn. zdá se, že
3. Mendelův zákon „neplatí“…?
Obr. 6.3 - Úplná vazba genů – [1]
Pro úplnost ještě provedeme kontrolní křížení. Nyní vybereme F1
samičku a opět provedeme B1 zpětné testovací křížení – nyní se
samečkem, který má oba sledované geny v homozygotně recesívní
sestavě (a proto tvoří pouze jeden typ gamet). Výsledkem křížení B1
jsou nyní všechny čtyři Mendelem očekávané genotypy (a také
fenotypy).
Obr. 6.4: NEúplná vazba genů – [1]
Hlavní rozdíl, kterého si povšimněte na předcházejících
obrázcích a v dalších úlohách, je ABSOLUTNÍ ČETNOST každého ze
čtyř fenotypů(z nichž dva se shodují s generací P a dva jsou
„nové“!). Morgan potvrdil závěr Mendela, ale doplnil své hlavní dva
závěry týkající se umístění genů (alel na chromozomech), ze kterých
vyplývá, že dihybrid tvoří čtyři typy gamet, jejichž četnost NEMUSÍ
BÝT v poměru: 1 : 1 : 1 : 1.
Dihybrid AaBb může vzniknout ze dvou typů křížení:
Křížení cis: AABB x aabb
nebo jiným zápisem x
Křížení trans: AAbb x aaBB
nebo jiným zápisem x
Podle typu křížení převládají ve fenotypu potomků v případě
křížení cis fenotypy s genotypovou sestavou alel AB/ab a
v případě křížení trans fenotypy s genotypovou sestavou
alel Ab/aB.
T. H. Morgan zjistil, že původní rodičovské sestavy alel jsou u
potomků častější a nové – crossing-overy nakombinované – sestavy
alel jsou tím častější, čím více proběhne crossing-overů
v průběhu redukčních dělení, kterými vznikají.
Tabulka 6.1 – Četnosti nerekombinovaných a rekombinovaných
sestav alel (viz a1 až a4 v tabulce) lze určit analytickým
zpětným křížením (B1 – generace):
B1 – generace
možné gamety F1 dihybrida AaBb
AB
Ab
aB
ab
gamety rodiče aabb
ab
ab
ab
ab
genotyp zygot
AaBb
Aabb
aaBb
aabb
Absolutní četnosti fenotypů
A1
A2
A3
A4
označení četnosti
a1
a2
a3
a4
Batesonovo číslo ( c ): Udává, kolikrát častěji vznikají gamety
s nerekombinovaným uspořádáním alel, než s uspořádáním
rekombinovaným. Odlišné výsledky vznikají při obou výše zmíněných
kříženích:
křížení cis c = křížení trans c =
Pozn.: Při volné kombinovatelnosti sledovaných párů alel je
hodnota obou zlomků rovna jedné, neboť všechny čtyři třídy gamet
s rozdílnými genotypy mají stejnou četnost.
Morganovo číslo (p): Výchozí jednotkou je 1 morgan. Dva geny
jsou od sebe vzdáleny jeden centimorgan, jestliže se frekvence
rekombinancí mezi nimi rovná jednomu procentu, což vyjadřuje, že
dihybrid F1 tvoří 1 % gamet s rekombinovanou sestavou alel,
tzn. že v dané oblasti, vymezené sledovanými geny, je
pravděpodobnost vzniku crossing-overu 1 % (0, 01).
Morganovo číslo (p) – četnost rekombinace - počítáme rovněž
z absolutních četností potomků (viz demonstrační tabulka
zpětného křížení B1 uvedená výše):
křížení cis p = křížení trans c =
Při volné kombinovatelnosti bude hodnota čísla p rovna 50 % (0,
50). Nebudou-li vznikat gamety s rekombinovanou sestavou alel,
bude číslo p rovno 0, neboť 0/x = 0
Batesonovo číslo lze převést na číslo Morganovo a opačně podle
vztahů:
c = p =
1. Morganovo číslo:
a) udává pravděpodobnost crossing-overu mezi dvěma genovými
lokusy téhož genu
b) udává frekvenci rekombinantních homozygotních jedinců
v potomstvu
c) hodnotí sílu vazby mezi dvěma geny, které jsou lokalizoványna
dvou různých chromozómových párech
d) dosahuje hodnoty od 0 % do 50 %, nejsilnější vazbamá hodnotu
0 cM.
2. T. H. Morgan při svých genetických experimentech používal
především organismus s vědeckým jménem:
a) bakterie Escherichia coli
b) kvasinka Saccharomyces cerevisiae
c) octomilka Drosophila melanogaster
d) čtverzubec Fugu rubripes
e) člověk Homo sapiens
3. Určete typ křížení a Morganovo číslo pro geny O a S.
U rajčat je kulatý tvar plodů O dominantní nad podlouhlým o, a
lesklá slupka S dominantní nad slupkou matnou s. Oba geny leží na
jednom (shodném) chromozómovém páru. Testovací zpětné křížení B1
jedinců hybridních v obou znacích dalo vznik potomstvu tohoto
složení (viz prostřední sloupec tabulky):
Do třetího sloupce tabulky doplňte správné symboly genotypů. Pod
tabulku uveďte, zda se jedná o typ křížení cis nebo trans a
vypočítejte Morganovo číslo.
kvalitativní znak
počet jedinců
genotyp
kulaté, lesklé
12
podlouhlé, lesklé
123
kulaté, matné
133
podlouhlé, matné
12
O jaký se jedná typ křížení (uveďte cis nebo trans)?:
………..…………………………………………………………………..
Morganovo číslo (síla vazby mezi oběma vlohami) je rovno číslu:
…………………………………………………………………………….
4. Vypočítejte Batesonovo číslo (c) a Morganovo číslo (p)
z výsledků experimentu, které jsou uvedeny v následující
tabulce pro zpětné křížení B1. Výsledky napište pod tabulku. Před
výpočtem uveďte, zda se jedná o typ křížení cis nebo trans.
B1 – generace
možné gamety F1 dihybrida AaBb
AB
Ab
aB
ab
gamety rodiče aabb
ab
ab
ab
ab
genotyp zygot
AaBb
Aabb
aaBb
aabb
absolutní četnosti fenotypů
302
62
70
292
označení četností
a1
a2
a3
a4
Jedná se o typ křížení (uveďte cis nebo trans):
……………………………………………………………………………..
Batesonovo číslo má hodnotu: ..…………………………………………
Prostor pro výpočet:
Morganovo číslo má hodnotu: ……………………………….………….
Prostor pro výpočet:
5. Vypočítejte sílu vazby mezi geny G a N
U drozofily je recesivní mutace křídel vestigial (n) ve vazbě
s typem zbarvení těla (G).
Označení vloh: G normální šedorezavá barva těla
gčerná barva těla
N normální tvar křídel
nzakrslá křídla
Samička generace F1, heterozygotní v obou vlohových párech
(GgNn), byla zpětně křížena se samečkem dvakrát recesivním (ggnn) =
kříženíB1.
V potomstvu B1 křížení bylo zjištěno, že:
91 jedinců má normální křídla a normální barvu těla, tj. genotyp
...……….
411 jedinců má normální křídla a černou barvu těla, tj. genotyp
...………...
419 jedinců má zakrslá křídla a normální barvu těla, tj.
genotyp………….
84 jedinců má zakrslá křídla a černou barvu těla, tj. genotyp
.….…………
Síla vazby mezi geny N a G je.……….…………………………………….
6. Rozhodněte o pravdivosti výroků na následující stránce,ve
kterých jsou uvedeny výsledky zjištěné při zpětném křížení B1
dihybrida (B1 = F1 x homozygot recesívní v obou párech
sledovaných alel). Geny A, B kódují dva různé znaky, které nejsou
ve vazbě, ale leží na stejném chromozómovém páru. Odpovězte ANO - v
případě, že je výrok pravdivý, NE - v případě, že je výrok
nepravdivý.
Tabulka ATabulka B
A) Tabulka B je příkladem křížení cisANO/NE
B) Fenotypový projev jedinců, uvedených v tabulce A pro
třídy a2, a3, se shoduje s fenotypovým projevem rodičů
generace P.ANO/NE
C) Fenotypový projev jedinců uvedených v tabulce B pro
třídy a1, a4, se shoduje s fenotypovým projevem rodičů
generace P.ANO/NE
D) Dihybrid AaBb, uvedený jako jeden z rodičů
v tabulce B, vznikl křížením rodičovské generace P: AAbb x
aaBB.ANO/NE
E) V případě, že by při tvorbě gamet při experimentu
zaznamenaném v tabulce A, zvýšil by se počet jedinců ve
třídách a1 a a4.ANO/NE
F) V případě, že by při tvorbě gamet při experimentu
zaznamenaném v tabulce B, zvýšil by se počet jedinců ve
třídách a1 a a4.ANO/NE
Klíčové termíny pro opakování a rozvíjení znalostí
četnost absolutní a relativní
číslo Batesonovo
číslo Morganovo
efekt polohový – genu
haplotyp
kombinovatelnost volná
křížení cis
křížení trans
síla vazby mezi dvěma geny
skupina genů vazbová
třídy genotypové (fenotypové)
účinky aditivní
účinky multiplikativní
vazba genová
vazba genů
vazba vloh
Projekt OP VK „Inovace studijních oborů zajišťovaných katedrami
PřF UHK“
Registrační číslo: CZ.1.07/2.2.00/28.0118
[email protected] Základy genetiky – cvičení – 6
zákony Morganovy
1/9
9/9