еления. Некоторые различия: бактериальные клетки — гаплоидны, а соматические, как правило,-диплоидны; бактериальные клетки значительно меньше, чем клетки эукариот, однако их можно получить в большом количестве, титр бактериальной культуры достигает 109-1010 на мл; при культивировании бактериальных клеток можно наблюдать экспрессию большей части их генов, в то время как в культуре клеток многоклеточного организма значительная часть генов не экспрессируется.

18.3. Первый этап-это слияние соматических клеток человека и мыши. После нескольких клеточных делений образуются клоны, сохранившие лишь одну или несколько человеческих хромосом. Следующим этапом является установление связи между экспрессией данного гена и присутствием определенной хромосомы (или участка хромосомы) в гибридных клонах.

ДНК-зонды, содержащие последовательности искомых генов, дают возможность идентифицировать эти гены, даже если они и не экспрессируются. Это можно сделать с помощью таких методов, как гибридизация в растворе (достаточно устаревший подход), гибридизация по Саузерну и гибридизация in situ.

18.5. Поставленная задача может быть решена на основе следующей сетки данных:

Ген, экспрессирующийся во всех трех клонах, должен быть локализован на хромосоме 1; экспрессия другого гена только в клонах В и С будет означать, что он локализован в хромосоме 2, и т. д. Для создания оптимальной системы тестирования хромосомной локализации генов, выбирают клоны, содержащие только половину от общего количества тестируемых хромосом. При этом выбор клонов осуществляется таким образом, чтобы лишь половина хромосом второго клона совпадала с хромосомами первого и т. д. При таком принципе подбора клонов их минимальное количество (с), необходимое для локализации генов на той или иной из п хромосом, будет определяться из соотношения 2е > и. В рассмотренном примере: 23 = 8.

18.7. Ген С расположен дальше всего от центромеры, поскольку только он представлен в клоне 3, лишенном наиболее протяженного, примыкающего к центромере фрагмента. Ген В расположен на наименьшем расстоянии от центромеры, так как он присутствует в клоне 1. Ген А занимает промежуточное положение.

Гибридные Хромосомы человека

клоны

1 2 3 4 5 6 7 8

А В

С

н— + - + +-4-+ + + -

+ +- - + - 4- Глава 19

19.1. а) Между аллелями одного и того же локуса: доминантность-рецессивность (может иметь место также кодоминирование или частичное доминирование).

б) Между генами (или аллелями) в различных локусах: гены-модификаторы влияют на фенотипическую экспрессию других генов; эпистатические гены подавляют фенотипическую экспрессию генов, называемых «гипоста-тическими».

в) Между генами, расположенными или в одном, или в разных локусах: аддитивность, при которой каждый ген вносит равный вклад в фенотипическое проявление данного признака (в частности, когда гены взаимодействуют, не обнаруживая доминантности, если они ал

дельны, или эпистаза, если они неаллельны.)

19.3. Гомозиготная линия серых крыс имеет генотип АА RR СС. Поэтому скрещивания всегда происходят по схеме:

Родители сс х АА RR СС

Альбиносы j Серые

F,: Л_ R_ Сс Серые

Мы должны вывести генотип родителей-альбиносов на основании данных о распределении фенотипов в потомстве F2.

Во-первых, заметим, что по локусу С все скрещивания имеют вид Сс х Сс, в результате чего потомство должно быть представлено на 1/4 альбиносами и на 3/4 неальбиносами. (В самом деле, доля альбиносов в потомстве составляет 16/64 = 0,25; 44/181 = 0,24; 80/319 = 0,25 и 171/670 = 0,26 для линий 1, 2, 3 и 4, соответственно.)

Линия 1. Имеется лишь серое потомство. Это означает, что родители-альбиносы были лишены либо аллеля а (в противном случае в потомстве F2 было бы какое-то количество черных особей), либо аллеля г (в противном случае в потомстве F2 имелись бы желтые особи).

Генотип альбиносов: ARRcc. Ожидаемое потомство F2: 3/4 серых, 1/4 альбиносы

%2 = 0, величина незначимая на уровне 0,05 с 1 степенью свободы.

Линия 2. Присутствие желтых крыс в потомстве F2 свидетельствует о наличии аллеля г у родителей-альбиносов. Если при этом имелась гомозиготность rr, то все потомство ?^ будет Rr, а отношение количества серых крыс к числу альбиносов должно составлять 3:1 в потомстве F2. Это согласуется с наблюдаемыми величинами. Поскольку в потомстве не встречаются ни черные, ни кремовые особи, альбиносы-родители должны быть гомозиготны по АА.

Родители-альбиносы: АА rr сс Скрещивание AARrCc х AARrCc Ожидаемое потомство F2: 9/16 серые, 3/16 желтые, 4/16 альбиносы

X2 = 0,103, что незначимо на уровне 0,05 при 2 степенях свободы.

Линия 3. Рассуждая так же, как в случае линии 2, получаем:

Родители-альбиносы: аа RR сс Скрещивание ?х: AaRRCc х AaRRCc Ожидаемое потомство F2: 9/16 серые, 3/16 черные; 4/16 альбиносы

X2 = 0,615, что незначимо на уровне 0,05 ПРИ 2 степенях свободы.

Линия 4. Родители-альбиносы должны нести аллели а и г, поскольку в потомстве F2 обнаруживаются особи кремового цвета. Предполагая гомозиготность по обоим аллелям, получаем:

Родители-альбиносы: аа rr сс Скрещивание F1: AaRrCc х AaRrCc Ожидаемое потомство F2: 27/64 серые,

9/64 желтые, 9/64 черные, 3/64 кремовые, 16/64

альбиносы

X2 = 1,36, что незначимо на уровне 0,05 при 4 степенях свободы.

19.5. Родословные можно представить следующим образом:

Брак 1

О

Брак 2

Брак 3

<Ш1

....

Брак 4

Вероятно, признак детерминируется ауто-сомным геном, поскольку он приблизительно с одинаковой частотой проявляется и у сыновей, и у дочерей.

Анализ потомства от брака 1 позволяет предположить, что признак является аутосом-но рецессивным, а каждый из родителей гетерозиготен. Браки 2 и 3 согласуются с этим предположением, если в обоих случаях оба родителя были рецессивными гомозиготами.

Анализ потомства от брака 4 позволяет предположить, что глухонемота может быть связана и с гомозиготностью по рецессивному аллелю другого локуса. Глухонемые родители и дети в рамках браков 1, 2 и 3 должны иметь генотип ааВВ, а супруга в браке А-ААЪЪ. Дети от последнего брака все будут АаВЪ и, следовательно, фенотипически нормальными.

19.7. Пурпурные цветы могут возникать в результате гомозиготности по рецессивному аллелю в одном из двух локусов:

ААЬЬ -* пурпурные, гомозиготы ааВВ -у пурпурные, гомозиготы A Abb х аа ВВ -»? Аа ВЬ синие, гетерозиготы

19.9. Ограничения эффективности искусственного отбора связаны с тем, что с определенного момента выделенная линия фиксируется (становится гомозиготной) по всем ценным аллелям. В то же время различные линии могут оказаться фиксированными по ценным аллелям в различных локусах. Скрещивание таких линий между собой дает возможность вести селекцию по ценным аллелям обеих линий^

19.11. Если различия между родительскими линиями связаны с тремя парами генов, можно ожидать, что 1/64 потомства F2 будет иметь тот же генотип, что и какой-либо из родителей (в данном случае растения весом 10 г).

19.13. 1) Обратное скрещивание представляет собой АаВЪ (промежуточные х х ААВВ (длинные колосья). Образуется потомство 1/4 ААВВ (длинные колосья).

2) Если различие определяется тремя парами генов, то, (V2)3 = 1/в потомства при обратном скрещивании будет иметь длинные колосья.

3) (1/2)4 = 1/16 потомства с длинными колосьями.

19.15. Аллель Dkhaete (D) является доминантным в отношении фенотипа крыла, но летальным в гомозиготном состоянии (т.е. рецессивным в отношении летальности). Таким образом, мухи с генотипом DD гибнут, Dd-имеют крылья типа Dichaete, dd-нормальные крылья.

Поэтому первое скрещивание дает:

Dd (Dichaete) х Dd (Dichaete) 1

I DD—погибают \ Dd—Dichaete (2/3 от числа выживших) \ dd—нормальные (1/3 от числа выживших) Другое скрещивание:

Dd (Dichaete) х rfd(HOPMAFLBHBIE)

5 Dd—Dichaete

\dd— нормальные

Легкие мыши

19.17.

Тяжелые мыши

Х = 21,5 Х = 21,5

0 = 27,5-21,5 = 6 D = 15,5-21,5= -6

Я

0,20 Я = ~ = —Ц- = 0,56 D — 6

G = 22,7-21,5 = 1,2 G = 18,1 — 21,5 = —3,4

G _ 1,2

~D~ ~6~

Возможные причины различий:

1) если обе группы потомков растят в неблагоприятных условиях, G в обеих линиях уменьшится, что, в свою очередь, приведет к снижению Я у тяжелой линии и повышению этого показателя у легкой;

2) в популяции может быть почти фиксирован «тяжелый» аллель, т.е. тяжелые мыши гомозиготны по «тяжелым» аллелям в большинстве локусов, в то время как легкие мыши - гетерозиготны;

3) ошибка выборки. Оценка наследуемости часто имеет большую дисперсию.

20.1. Tl-это вирулентный фаг, лизирую-щий зараженную им чувствительную клетку. Доказательство спонтанной природы фаго-устойчивых клеток Е. coli, полученное Ледер-бергами, состояло в демонстрации факта, что такие клетки появляются в фагочувствитель-ной культуре до того, как культура подвергается действию фага. С другой стороны, лямбда-фаг-это фаг умеренный, и он способен лизогенизировать чувствительную бактериальную клетку, делая ее иммунной к последующей инфекции. Таким образом, при инфицировании фагом лямбда чувствительной культуры часть клеток окажется лизогенной и потому устойчивой. Поскольку такие клетки возникают с достаточно высокой частотой, они не будут производить впечатления возникающих спонтанно.

20.3. Можно предположить, что ЭМС ал-килирует основание в каком-то сайте AG*T--Т С А-'

где G* означает алкилированное основание в ДНК спермия. Тот факт, что индуцированные мутации наблюдались у мозаичных самцов, свидетельствует о том, что возникшая в результате оплодотворения ДНК ядра зиготы должны реплицироваться до того, как появится мутагенный эффект, обусловленный гуанином.AGT--Т С А-AG*T Т ? А

I репликация и митоз

4 митозAGT--Т САI митоз

мутаитиые клетки нормальные клетки

20.5. Обследовано 6000 хромосом, в каждой существует по 164 мутабильных цистро-на. Общее число мутаций во всех цистронах всех хромосом составляет 146. Следовательно, частота мутаций на цистрон равна 146/(164 • 6000) = 1,48 • 10 - 4.

20.7. Ниже приведены частоты цистронов с данным