Задача №9. - Задачи с решениями по генетике на построение генетических карт

            4 гена.

            На основании 1 и 2 скрещиваний (Fb) установить порядок 4 генов, расстояние между ними и генотип гетерозиготного родителя.

            1)         1. +++             669                              2)         1. bcd              8

                        2. ab+              139                                         2. b++             441

                        3. a++             3                                             3. b+d             90

                        4. ++c             121                                         4. +cd             376

                        5. +bc              2                                             5. +++             14

                        6. a+c              2280                                       6. ++d             153

                        7. abc              658                                         7. +c+             64

                        8. +b+             2215                                       8. bc+              141

            1. 6 и 8 генотипические классы являются наиболее многочисленными и, очевидно, повторяют генотипы родительских форм, это некроссоверные потомки.

            Таким образом, генотип гетерозиготного родителя а+с / +в+.

Определим расстояние между генами А – В. Так как у исходных родительских форм были сцеплены аллели а+ и +b, то о наличии кроссинговера между ними говорит появление форм ++ и аb. Это потомки 1 и 4, 2 и 7 генотипических классов.

            (669 + 121 + 139 + 658) / 6087 = 1587 / 6087 = 26,1 %.

            Частота кроссинговера между генами А – В равна 26,1 %. Это и есть расстояние между генами.

            Аналогично определим расстояние между генами В – С. У исходных линий сочетание аллелей было +с и b+. О наличии кроссинговера между ними свидетельствует появление форм ++ и bс. Это потомки 1 и 3, 5 и 7 генотипических классов.

            (669 + 3 + 2 + 658) / 6087 = 1332 / 6087 = 21,9 %.

            Частота кроссинговера между генами В - С равна 21,9 %. Это и есть расстояние между генами.

            Определим расстояние между генами А – С. У исходных линий сочетание аллелей было ас и ++. В результате кроссинговера появляются формы а+ и +с. Это потомки 2 и 3, 4 и 5 генотипических классов.

            (139 + 3 + 121 + 2) / 6087 = 265 / 6087 = 4,4 %.

            Частота кроссинговера между генами А - С равна 4,4 %. Это и есть расстояние между генами.

            Зная расстояние между генами каждой из 3 пар, можно построить участок генетической карты для генов А, В и С. Дальше всех расположены гены А и В – 26,1 %. Они занимают крайнее положение и, очевидно, между ними должен быть помещен ген С, который находится от гена А на расстоянии 4,4 %, а от гена В – на расстоянии 21,9 %. Тогда участок генетической карты будет выглядеть следующим образом:

А         4,4       С                                 21,9                 В

26,1

            Согласно хромосомной теории наследственности, если гены расположены линейно в установленном порядке, то сумма расстояний между генами А – С и С – В должна быть равна расстоянию между генами А – В. Но сумма А – С и С – В составляет 4,4 % + 21,9 % = 26,3 % и не равна А – В = 26,1 % (на 0,2 % больше). Причина расхождения в том, что в расчетах не был учтен двойной кроссинговер.

            К расстоянию между генами А – В = 26,1 % нужно добавить частоту двойного кроссинговера. Зная порядок расположения генов из генетической карты и сочетание аллелей у исходных родительских форм можно определить, что результатом двойного кроссинговера служит появление форм а++ и +bс. Это потомки 3 и 5 генотипических классов.

            (3 + 2) / 6087 = 5 / 6087 = 0,1 %.

            Так как каждый двойной кроссинговер происходит благодаря 2 одинарным разрывам в 2 участках хромосомы, то частоту двойного кроссинговера нужно удвоить. 0,1% х 2 = 0,2%.

            Тогда расстояние между генами А – В составляет 26,1 % + 0,2 % = 26,3 %.

            Это точно соответствует сумме расстояний между генами А – С и С – В.

2. 2 и 4 генотипические классы являются наиболее многочисленными и, очевидно, повторяют генотипы родительских форм, это некроссоверные потомки.

            Таким образом, генотип гетерозиготного родителя b++ / +cd.

Определим расстояние между генами В – С. Так как у исходных родительских форм были сцеплены аллели b+ и +c, то о наличии кроссинговера между ними говорит появление форм ++ и bc. Это потомки 5 и 6, 1 и 8 генотипических классов.

            (14 + 153 + 8 + 141) / 1287 = 316 / 1287 = 24,6 %.

            Частота кроссинговера между генами В – С равна 24,6 %. Это и есть расстояние между генами.

            Аналогично определим расстояние между генами С – D. У исходных линий сочетание аллелей было ++ и cd. О наличии кроссинговера между ними свидетельствует появление форм +d и с+. Это потомки 3 и 6, 7 и 8 генотипических классов.

            (90 + 153 + 64 + 141) / 1287 = 448 / 1287 = 34,8 %.

            Частота кроссинговера между генами С - D равна 34,8 %. Это и есть расстояние между генами.

            Определим расстояние между генами В – D. У исходных линий сочетание аллелей было b+ и +d. В результате кроссинговера появляются формы ++ и bd. Это потомки 5 и 7, 1 и 3 генотипических классов.

            (14 + 64 + 8 + 90) / 1287 = 176 / 1287 = 13,7 %.

            Частота кроссинговера между генами В – D равна 13,7 %. Это и есть расстояние между генами.

            Зная расстояние между генами каждой из 3 пар, можно построить участок генетической карты для генов В, С и D. Дальше всех расположены гены С и D – 34,8 %. Они занимают крайнее положение и, очевидно, между ними должен быть помещен ген В, который находится от гена С на расстоянии 24,6 %, а от гена D – на расстоянии 13,7 %. Тогда участок генетической карты будет выглядеть следующим образом:

C         24,6                             B         13,7                 D

34,8

            Согласно хромосомной теории наследственности, если гены расположены линейно в установленном порядке, то сумма расстояний между генами С – В и В – D должна быть равна расстоянию между генами C – D. Но сумма C – B и B – D составляет 24,6 % + 13,7 % = 38,3 % и не равна C – D = 34,8 % (на 3,5 % больше). Причина расхождения в том, что в расчетах не был учтен двойной кроссинговер.

            К расстоянию между генами C – D = 34,8 % нужно добавить частоту двойного кроссинговера. Зная порядок расположения генов из генетической карты и сочетание аллелей у исходных родительских форм можно определить, что результатом двойного кроссинговера служит появление форм bcd и +++. Это потомки 1 и 5 генотипических классов.

            (8 + 14) / 1287 = 22 / 1287 = 1,75 %.

            Так как каждый двойной кроссинговер происходит благодаря 2 одинарным разрывам в 2 участках хромосомы, то частоту двойного кроссинговера нужно удвоить.

1,75 % х 2 = 3,5 %.

            Тогда расстояние между генами С – D составляет 34,8 % + 3,5 % = 38,3 %.

            Это точно соответствует сумме расстояний между генами C – B и B – D.

            3. На основании сопоставления данных 2 скрещиваний можно установить генотип гетерозиготного родителя и построить участок генетической карты для генов А, В, С и D.

            Генотип гетерозиготного родителя а+сd / +b++.

Участок генетической карты будет выглядеть следующим образом:

А         4,4       С         24,6 (21,9)                              B         13,7                 D

            Несовпадение данных о расстоянии между генами С и В объясняется разницей в величине кроссинговера между этими генами в ходе 2 скрещиваний.