Развитие знаний о генотипе

Теория наследственности — Грегор Мендель, 1860-е годы

1.      Мендель верно предполагал в своей научной гипотезе, что каждый признак контролируют два фактора, — сегодня мы называем их аллельными генами.

2.      В гамету попадает один фактор, один аллельный ген (аллель) — это гипотеза чистоты гамет.

3.      Факторы могут быть доминантными и рецессивными.

4.      В зиготе факторы (гены) не смешиваются, остаются «чистыми».

Хромосомная теория наследственности — Теодор Бовери, Уолтер Саттон, Томас Морган, 1914 год

1.      Каждая пара факторов (генов) расположена в паре гомологичных хромосом.

2.      Любая хромосома включает в себя множество факторов.

3.      В зиготе одна половина хромосом отцовская, другая — материнская.

4.      В мейозе гомологичные хромосомы конъюгируют и подвергаются кроссинговеру.

5.      Каждая хромосома имеет свою генетическую индивидуальность, играет свою роль в развитии особи.

В дальнейшем Томас Морган обогатил хромосомную теорию наследственности, добавив в нее теорию гена. В связи с этим часто именно Моргана называют создателем хромосомной теории наследственности.

Теория гена — Томас Морган, 1910–1920 годы

1.      Гены содержатся в хромосоме, причем всякий отдельный ген находится на определенном месте — локусе.

2.      Гены выстроены в хромосоме линейно.

3.      Ген — неделимая единица рекомбинации, он не «разрывается» при кроссинговере.

4.      Гены, «приписанные» к одной хромосоме, формируют группу сцепления и наследуются совместно. Количество групп сцепления идентично гаплоидному набору хромосом, для каждого вида организмов постоянно.

5.      «Паровозик» сцепленных генов может расцепляться при кроссинговере, и это ведет к появлению рекомбинантных хромосом. Частота кроссинговера зависит от того, на каком расстоянии друг от друга находятся гены: чем больше этот промежуток, тем больше величина кроссинговера.

6.      Ген — неделимая единица мутации.

7.      Ген — единица функции, определяющая синтез одной белковой цепи.

8.      Всякому виду присущ характерный набор хромосом — кариотип, который включает все особенности хромосом: число, форму, химический состав.

В дальнейшем ученые сделали поправки к теории гена (в частности, к пунктам 3 и 5):

1.      Ген дробим, и кроссинговер может идти внутри гена.

2.      Многие гены обладают множественным действием и влияют на несколько признаков организма (определяют синтез разных белков).

«Прыгающие» гены

1.      Американский генетик Барбара Мак-Клинток в 1940-е годы открыла «прыгающие» гены, не имеющие постоянного места в хромосоме.

2.      Много «прыгающих» генов у кошек, но они также найдены у бактерий, растений, мышей, человека.

Структурные и акцепторные гены

1.      Помимо структурных генов (которые кодируют белки с ферментативными или структурными функциями), были открыты акцепторные гены — они служат местом присоединения определенных белков и ферментов. Акцепторные гены соответствуют оператору в опероне и представляют собой часть ДНК перед структурными генами.

2.      Белки (белки-репрессоры и активаторы) регулируют работу структурных генов.