Сцепленное наследование

Третий закон Менделя гласит о независимом комбинировании признаков, что может иметь место только при условии, что гены, контролирующие реализацию этих признаков, располагаются в различных парах гомологичных хромосом. Таким образом, у каждого растения число генов, которые могут независимо сочетаться в мейозе, ограничено количеством пар хромосом. Но в каждом организме количество генов значительно больше числа хромосом.

К примеру, у кукурузы известно более 500 генов, у мухи – более одной тысячи, у человека – несколько тысяч генов, а количество хромосом у них 10, 4 и 23 пары соответственно. На основании этих наблюдений ученые установили, что в каждой хромосоме заключено множество генов. Те гены, которые находятся в одной хромосоме, формируют группу сцепления и наследуются вместе. 

Эксперименты Т. Моргана

Сочетанному наследованию генов Т.Морган дал название сцепленное наследование. Количество групп сцепления равно гаплоидному набору хромосом.

Тип наследования сцепленных генов имеет отличия от общих принципов наследования генов, находящихся в различных парах гомологичных хромосом. Например, если в случае независимого комбинирования дигибрид АаВb дает 4 вида гамет (АА, Аb,aB,ab) в равных соотношениях, то аналогичный дигибрид АаВb при сцепленных генах образует только два вида гамет AB и ab в одинаковых количествах, копирующие сочетание генов в хромосоме родителя.

В ходе экспериментов было выяснено, что помимо стандартных гамет при сцепленном наследовании появляются и другие – Ab и aB – с новыми сочетаниями генов, которые отличаются от родительской гаметы. Предпосылкой появления новых гамет служит обмен участками гомологичных хромосом, или кроссинговер.

Кроссинговер имеет место в профазе первого мейотического деления в период конъюгации гомологичных хромосом. При этом участки двух хромосом могут перекрещиваться и совершать обмен своими частями. В итоге появляются абсолютно новые хромосомы, включающие участки (гены) обоих родительских хромосом. Экземпляры растений, которые получаются из новообразованных гамет с новой комбинацией аллелей, называются кроссинговерными (рекомбинантными).

Вероятность (процент) перекреста между двумя генами, находящимися в одной хромосоме, прямо пропорциональна длине отрезка между ними. Чем ближе расположены гены по отношению друг к другу, тем реже отмечается между ними кроссинговер. Если гены находятся относительно далеко друг от друга, вероятность расхождения их по двум разным гомологичным хромосомам в результате кроссинговера резко увеличивается.

Сила сцепления генов определяется расстоянием между ними и определяется в морганидах, или в процентах рекомбинации (кроссинговера). Один сантиморган – это генетическое расстояние, на котором кроссинговер возможен с вероятностью в 1%. Есть гены с высоким процентом сцепления и те, где сцепление почти не происходит. Но при сцепленном наследовании величина кроссинговера не может быть выше 50%. В том случае, если она выше, происходит свободное комбинирование между парами аллелей – процесс, аналогичный независимому наследованию.

Биологическое значение кроссинговера невозможно переоценить. Генетическая рекомбинация дает возможность производить новые, не существовавшие ранее комбинации генов. Это позволяет обеспечить увеличение выживаемости организмов в ходе эволюции.

Похожие статьи: