Сцепление и кроссинговер. Кроссинговер как источник изменчивости.

Группы сцепления.

Число генов у каждого организма, как мы уже отмечали, гораздо больше числа хромосом. Следователь­но, в одной хромосоме расположено много генов. Как насле­дуются гены, расположенные в одной паре гомологичных хро­мосом?

Большую работу по изучению наследования неаллельных ге­нов, расположенных в паре гомологичных хромосом, выполни­ли американский ученый Т. Морган и его ученики. Ученые ус­тановили, что гены, расположенные в одной хромосоме, насле­дуются совместно, или сцепленно. Группы генов, расположен­ные в одной хромосоме, называют группами сцепления. Сцеп­ленные гены расположены в хромосоме в линейном порядке. Число групп сцепления у генетически хорошо изученных объ­ектов равно числу пар хромосом, т. е. гаплоидному числу хро­мосом. У человека 23 пары хромосом и 23 группы сцепления, у гороха 7 пар хромосом и 7 групп сцепления и т. д.

Сцепленное наследование

и явление перекреста.

Рассмотрим, какие типы гамет будет производить особь, два гена которой находятся в одной хромосоме:------(А)-----(В)------

------(а)------(b)------

Особь с таким генотипом производит два типа гамет: -----(а)----(b)----- и -----(А)-----(B)----- в равных количе­ствах, которые повторяют комбинацию генов в хромосоме роди­теля. Было установлено, однако, что, кроме таких обычных гамет, возникают и другие, новые

-----(А)-----(b)----- и -----(а)----(B)-----, с но­выми комбинациями генов, отличающимися от родительских хромосом. Было доказано, что причина возникновения но­вых гамет заключается в перекресте гомологичных хромосом.

Гомологичные хромосомы в процессе мейоза перекрещивают­ся и обмениваются участками. В результате этого возникают ка­чественно новые хромосомы. Частота перекреста между двумя сцепленными генами в одних случаях может быть большой, в других — менее значительной. Это зависит от расстояния меж­ду генами в хромосоме. Частота (процент) перекреста между дву­мя неаллельными генами, расположенными в одной хромосоме, пропорциональна расстоянию между ними. Чем ближе располо­жены гены в хромосоме, тем теснее сцепление между ними и тем реже они разделяются при перекресте. И наоборот, чем даль­ше гены отстоят друг от друга, тем слабее сцепление между ни­ми и тем чаще осуществляется перекрест. Следовательно, о рас­стоянии между генами в хромосоме можно судить по частоте перекреста.

Итак, сцепление генов, локализованных в одной хромосоме, не бывает абсолютным. Перекрест, происходящий между гомо­логичными хромосомами, постоянно осуществляет «перетасов­ку» — рекомбинацию генов. Т. Морган и его сотрудники пока­зали, что, изучив явление сцепления и перекреста, можно по­строить карты хромосом с нанесенным на них порядком распо­ложения генов. Карты, построенные по этому принципу, созда­ны для многих генетически хорошо изученных объектов: куку­рузы, мыши, дрожжей, гороха, пшеницы, томата, пло­довой мушки дрозофилы.

Как геологу или моряку совершенно необходима географи­ческая карта, так и генетику крайне необходима генетическая карта того объекта, с которым он работает. В настоящее время создано несколько эффективных методов построения генетичес­ких карт. В результате возникла возможность сравнивать стро­ение генома, т. е. совокупности всех генов гаплоидного набора хромосом, у различных видов, что имеет важное значение для генетики, селекции, а также эволюционных исследований.