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

Michal.Hruska@wo.cz Základy genetiky – cvičení – 6

zákony Morganovy

1/9

9/9