Типы детерминации пола

Размещено на http://www.allbest.ru/

Типы детерминации пола

адаптация генетический популяция маркер

В зависимости от времени слияния гамет различают три типа определения пола: прогамный, сингамный, эпигамный.

При прогамном типе пол определяется до слияния половых клеток и зависит от величины яйцеклетки: из крупных яйцеклеток развиваются самки, из мелких самцы. Данный тип характерен для первичных кольчецов, тли, коловраток.

При сингамном типе пол определятся с момента слияния половых клеток и образования зиготы, зависит от сочетания гамет, несущих соответствующие наследственные задатки. Данный тип характерен для всех млекопитающих, птиц, двукрылых насекомых, двудомных растений.

При эпигамном типе пол определятся после слияния половых клеток и зависит от факторов окружающей среды. У морского червя Bonellia viridis бесполая личинка некоторое время развивается в воде. В дальнейшем, если эта личинка оседает на дно, то из нее развивается нормальная самка, если же личинка прикрепляется к хоботку самки и проникает в ее половую систему, то под воздействием гормонов самки эта личинка превращается в самца.

Клеточная инженерия. Гибридомная технология получения моноклональных антител

Клеточная инженерия - раздел современной биологии, изучающий процесс и последствия переноса всего или значительной части генетического материала от одной клетки к другой. В случае эукариотических организмов и в зависимости от объекта генетических манипуляций может подразделяться на хромосомную (перенос больших групп генов или хромосом) и геномную (полный перенос генома) инженерии.

Базовым методом клеточной инженерии служит слияние (гибридизация) клеток микроорганизмов или соматических (т.е. неполовых) клеток животных и растений. Слияние клеток осуществляется несколькими способами с использованием так называемых фузогенных (т.е. сливающих) агентов различного происхождения: физического (переменное электрическое или магнитное поле), химического (катионы, полиэтиленгликоль и др.), биологического (вирусы). Растительные и бактериальные клетки перед слиянием превращают в протопласты (т.е. клетки, лишенные внешней жесткой клеточной стенки). Последующий отбор (скрининг) полученных гибридных клеток позволяет отобрать те из них, которые объединили геномы или фрагменты ДНК родительских клеток. Клеточная инженерия позволяет получать гибридные штаммы, клетки или даже целые растения (растения - регенераты), скрещивая между собой филогенетически (т.е. эволюционно) отдаленные организмы. В случае неполного слияния клеток (т.е. клетка-реципиент получает отдельные участки ядерного генетического материала или части клетки-донора (органеллы)) получаются асимметричные гибриды. Это расширяет возможности получения новых ценных штаммов микроорганизмов, сортов с/х растений и пород с/х животных, для создания которых ранее использовались методы классической селекции. За последнее время созданы ряд межвидовых и межродовых гибридов табака, картофеля, томата. Использование достижений клеточной инженерии позволило разработать технологии получения безвирусных растений (например, картофеля) путем регенерации целого растения из одной соматической клетки. К несомненным успехам данной области клеточной биологии можно отнести и столь нашумевшее клонирование овечки Долли, произведенное путем переноса ядра соматической клетки одной взрослой особи в яйцеклетку другой и последующего эмбриогенеза.

Отдельным направлением клеточной инженерии, имеющим огромное практическое значение, является получение гибридов, т.е. клеток, возникающих при слиянии родительских клеток из одного организма, но с разными программами дифференциации и развития. Это могут быть клетки из разных типов ткани или опухолевые клетки. Наибольшее развитие гибридомная технология нашла в получении моноклональных антител (МкАТ). Слияние в пробирке синтезирующей иммуноглобулин клетки - В-лимфоцита с клеткой миеломы, т.е. клеткой злокачественной опухоли, способной к неограниченному делению, приводит к получению моноклональной культуры клеток, производящих уникальное по специфичности антитело. Такие антитела (МкАТ) широко используются в медицине для диагностики различных заболеваний. На их основе разрабатываются новые подходы в терапии онкозаболеваний, связанные с адресной доставкой лекарственных веществ к клеткам опухоли.

Генетический груз в популяциях животных. Генетическая адаптация и генетический гомеостаз популяций

В ходе длительной эволюции животных наряду с полезными мутациями, подхватываемыми отбором, в популяциях или породах накопился определенный спектр генных и хромосомных мутаций. Каждое поколение популяции наследует этот груз мутаций, и в каждом из них возникают новые мутации, часть которых передается последующим поколениям. Очевидно, что большая часть вредных мутаций отметается естественным отбором или элиминируется в процессе селекции. Это прежде всего доминантные генные мутации, фенотипически проявляющиеся в гетерозиготном состоянии, и количественные изменения наборов хромосом. Рецессивно действующие генные мутации в гетерозиготном состоянии и структурные перестройки хромосом, заметно не влияющие на жизнеспособность их носителей, могут проходить сквозь сито селекции. Они формируют генетический груз популяции. Таким образом, под генетическим грузом популяции понимают совокупность вредных генных и хромосомных мутаций. Различают мутационный и сегрегационный генетический груз. Первый формируется вследствие новых мутаций, второй - в результате расщепления и перекомбинирования аллелей при скрещивании гетерозиготных носителей «старых» мутаций. Существование в популяциях наследственной изменчивости, прежде всего мутаций в гетерозиготном состоянии, позволяет им быстро приспосабливаться к новым условиям среды за счет изменения генетической структуры. Мутационный процесс ведет также к образованию в популяциях генетического полиморфизмА - разнообразия частот аллелей, гомозигот по доминантным, гетерозигот или гомозигот по рецессивным генам. Полиморфизм является механизмом, поддерживающим существование популяций. Если, например, гетерозиготность обеспечивает лучшую приспособляемость к изменившимся условиям среды, то идет отбор в пользу гетерозигот, что приводит к сбалансированному полиморфизму - воспроизведению в популяции из поколения в поколение определенного соотношения различных генотипов и фенотипов. Процессы, обеспечивающие способность популяции сохранять свою генетическую структуру, называют генетическим гомеостазом.

Непрямая селекция на устойчивость к заболеваниям. Маркеры генетической устойчивости и восприимчивости к некоторым болезням. Заражение животных возбудителями болезни для выявления устойчивых и восприимчивых особей в большинстве случаев неприемлемо. Поэтому изучается возможность использования непрямой селекции по генетическим или биохимическим маркерам (индикаторам) для повышения резистентности к болезням. Маркерные признаки должны характеризоваться: 1) достаточно высокой (для практического применения) генетической корреляцией с резистентностью к болезни; 2) высокой наследуемостью; 3) высокой повторяемостью; 4) ранним проявлением - для оценки устойчивости животных в раннем возрасте; 5) независимым от условий среды наследованием (кодоминирование и т. д.). Пример генетических маркеров - антигены В21 и В19 В-системы групп крови у кур, коррелирующие с устойчивостью и восприимчивостью к болезни Марека, галотановый тест, с помощью которого можно выявить свиней, чувствительных к злокачественной гипертермии. Один из индикаторов устойчивости к раку глаз и глазных век у скота герефордской породы - пигментация вокруг глаз. В условиях интенсивной солнечной радиации животные с пигментацией на веках и вокруг глаз меньше заболевают раком глаз, чем белоголовые особи с непигментированными веками.

Генетическую устойчивость или восприимчивость по пигментации можно определить в 3-месячном возрасте. Предлагают вести селекцию у герефордского скота на тип животных, имеющих пигментированное кольцо вокруг глаз. Если оба родителя не поражены раком после 4 лет, то заболеваемость их потомства в 3 раза ниже по сравнению с потомками больных родителей. Показана наследственная обусловленность реакции гиперчувствительности замедленного типа на ФГА и показателя иммуноцитоприлипания у крупного рогатого скота. Предложено учитывать эти показатели в селекционных программах. Маркерами резистентности к бактериальным болезням могут быть интенсивность продукции антител, титр иммуноглобулинов (общий или определенных классов), пик сывороточных антител после стимуляции бактериальными антигенами. Установлено, что концентрация сывороточных иммуноглобулинов выше у герефордских и герефорд х абердин-хангусских телят, чем у симментальских и пинцгауских. Выявлено значительное генетическое разнообразие некоторых механизмов резистентности у быков. Коэффициенты наследуемости этих признаков были от 0,14 до 0,56.

Характеристики некоторых терминов

1. Определение пола или детерминация пола -- биологический процесс, в ходе которого развиваются половые характеристики организма. Большинство организмов имеют два пола. Иногда встречаются также гермафродиты, сочетающие признаки обоих полов. Некоторые виды имеют лишь один пол и представляют собой самок, размножающихся без оплодотворения путём партеногенеза, в ходе которого на свет появляются также исключительно самки.

2. Клеточная инженерия - это создание клеток нового типа на основе их гибридизации, реконструкции и культивирования. Клеточная инженерия включает реконструкцию жизнеспособной клетки из отдельных фрагментов разных клеток, объединение целых клеток, принадлежавших различным видам, с образованием клетки, несущей генетический материал обеих клеток, и другие операции. Клеточная инженерия используется для решения теоретических проблем в биотехнологии и является одним из основных её методов для создания новых форм растений и животных.

3. Моноклональны антитела - иммуноглобулины.

Каждый В-лимфоцит и его потомки, образовавшиеся в результате пролиферации (т.е. клон), способны синтезировать антитела с паратопом строго определенной специфичности. Такие антитела получили название моноклональных. В природных условиях макроорганизма получить моноклональные антитела практически невозможно. Дело в том, что на одну и ту же антигенную детерминанту одновременно реагируют до 100 различных клонов В-лимфоцитов, незначительно различающихся антигенной специфичностью рецепторов и, естественно, аффинностью. Поэтому в результате иммунизации даже монодетерминантным антигеном мы всегда получаем поликлональные антитела.

4. Гибридомная технология - слиянеие с помощью полиэтиленгликоля лимфоцитов сёлезенки предварительно иммунизированных организмов определенным антигеном с раковыми клетками, способными к бесконечному делению. Отбирают клоны клеток, синтезирующие необходимые антитела.

5. Генетический груз - часть наследственной изменчивости популяции, которая определяет появление менее приспособленных особей, подвергающихся избирательной гибели в процессе естественного отбора.

6. Генетический груз популяций - совокупность вредных генных и хромосомных мутаций. Различают мутационный и сегрегационный генетический груз. Первый формируется вследствие новых мутаций, второй в результате расщепления и перекомбинирования аллелей при скрещивании гетерозиготных носителей «старых» мутаций.

7. Процессы, обеспечивающие способность популяции сохранять свою генетическую структуру, называют генетическим гомеостазом.

8. Непрямая (негативная) селекция, основанная на избирательной гибели делящихся клеток дикого типа и выживании метаболически неактивных клеток, но требующая дополнительной идентификации у них мутационных изменений.

Список литературы

1. Абрамова З.В. Хромосомная теория наследственности / Учебное пособие по генетике. - Л.: Ленинград-Пушкин, 1975. - Ч.3. - С.55-112.

Размещено на Allbest.ur