Конъюгация и кроссинговер в клетках животных происходит: В чем разница между Конъюгацией и Кроссинговером?

В чем разница между Конъюгацией и Кроссинговером?

Статьи › Чем отличается › Чем профаза первого деления мейоза отличается от профазы митоза?

Конъюгация — процесс точного и тесного сближения гомологичных хромосом при мейозе. Кроссинговер — обмен гомологичными участками (содержащими одни и те же гены) при конъюгации гомологичных хромосом.

1. Чем отличается конъюгация и кроссинговер?
2. Что такое конъюгация и кроссинговер хромосом?
3. Когда происходит конъюгация и кроссинговер?
4. Что происходит раньше кроссинговер и конъюгация?
5. В чем заключается конъюгация?
6. Что такое конъюгация своими словами?
7. Когда происходит конъюгация?
8. Для чего нужен кроссинговер?
9. Когда происходит кроссинговер?
10. Какое значение имеет конъюгация и кроссинговер?
11. Как определить был кроссинговер или нет?
12. Почему у самцов дрозофил не происходит кроссинговер?
13. Когда происходит конъюгация и кроссинговер в митозе?
14. Каким образом происходит кроссинговер?
15. В чем митоз отличается от мейоза?
16. Где происходит конъюгация хромосом?
17. В чем разница мейоза 1 и мейоза 2?
18. Что такое кроссинговер в чем его сущность и значение?
19. Что такое конъюгация хромосом и каково его значение?
20. Что характерно для конъюгации у бактерий?
21. Что влияет на частоту кроссинговера?
22. Как называется стадия на которой происходит кроссинговер?
23. Что такое Диплотены?
24. Что такое Кроссоверные гаметы?
25. Что такое кроссинговер и когда происходит?

Чем отличается конъюгация и кроссинговер?

Конъюгация — процесс точного и тесного сближения гомологичных хромосом при мейозе. Кроссинговер — обмен гомологичными участками (содержащими одни и те же гены) при конъюгации гомологичных хромосом.

Что такое конъюгация и кроссинговер хромосом?

Кроссинго́вер (от англ. crossing over — пересечение) — процесс обмена участками гомологичных хромосом во время конъюгации в профазе первого деления мейоза, которое происходит, например, при образовании гамет или спор. Помимо мейотического, описан также митотический кроссинговер.

Когда происходит конъюгация и кроссинговер?

Конъюгация гомологичных хромосом и кроссинговер осуществляются на стадии Профазы I, в следствие этих процессов образуются биваленты.

Что происходит раньше кроссинговер и конъюгация?

Так как кроссинговер происходит не после каждой конъюгации, то и число кроссоверных гамет всегда меньше числа некроссоверных гамет. Морган доказал, что вероятность кроссинговера зависит от того, на каком расстоянии гены расположены в хромосоме.

В чем заключается конъюгация?

Конъюга́ция (от лат. conjugatio — соединение) — однонаправленный перенос части генетического материала (плазмид или бактериальной хромосомы) при непосредственном контакте двух бактериальных клеток.

Что такое конъюгация своими словами?

Конъюгация — половой процесс одноклеточных животных, при котором те обмениваются своим наследственным материалом. Конъюгация происходит в несколько стадий. Две инфузории приближаются друг к другу и образуют цитоплазматический мостик.

Когда происходит конъюгация?

Конъюгация — в генетике конъюгация хромосом, спаривание гомологичных хромосом в профазе первого деления мейоза.

Для чего нужен кроссинговер?

Чтобы обеспечить генетическое разнообразие потомства при формировании половых клеток родителей происходит кроссинговер — обмен участками между парами гомологичных хромосом. Места обмена распределены по геному не равномерно, а участки, в которых он идет особенно интенсивно, называют горячими точками рекомбинации.

Когда происходит кроссинговер?

Обычно кроссинговер происходит в мейозе I. При кроссинговере происходит обмен генетическим материалом (аллелями) между хромосомами, и тогда происходит рекомбинация — появление новых сочетаний аллелей, например, AB + ab → Ab + aB. Согласно теории Янссенса-Дарлингтона, кроссинговер происходит в профазе мейоза.

Какое значение имеет конъюгация и кроссинговер?

Ответы1. В профазе 1 происходит конъюгация — процесс сближения гомологичных хромосом, и кроссинговер — обмен гомологичными участками при конъюгации. Этот процесс обеспечивает комбинативную генотипическую изменчивость вида.

Как определить был кроссинговер или нет?

Частота кроссинговера определяется на основе результатов анализирующего скрещивания. Процент кроссинговера рассчитывается как отношение числа кроссоверных особей Fа (т. е. особей с новыми сочетаниями родительских признаков) к общему количеству особей этого потомства (в %).

Почему у самцов дрозофил не происходит кроссинговер?

Мутации трех генов (MCM8, mei-217 и mei-218) у самок дрозофил нарушают кроссинговер примерно так же, как у дрожжей — мутации Msh5 и Msh5.

Когда происходит конъюгация и кроссинговер в митозе?

В профазе первого деления мейоза происходит конъюгация и кроссинговер. 4. Кроссинговер — это сближение гомологичных хромосом.

Каким образом происходит кроссинговер?

Кроссинговер (обмен аллелями) происходит в результате разрыва и рекомбинации гомологичных хромосом во время образования хиазм. При этом процессе гомологичные хромосомы могут обмениваться участками, в результате образуются новые хромосомы, содержащие гены отцовских и материнских хромосом.

В чем митоз отличается от мейоза?

Отличие митоза от мейоза

В митозе одно деление, в мейозе два. Митоз — вид клеточного деления, который происходит в процессе роста и развития организма, а мейоз — в процессе образования половых клеток. При митозе образуются две диплоидные клетки, а при мейозе — четыре гаплоидные клетки.

Где происходит конъюгация хромосом?

Конъюгация хромосом происходит в первой профазе мейоза, состоящей из пяти стадий. Во время этого этапа мейоза гомологичные хромосомы тесно сближаются и сливаются попарно, т. е. образуются структуры, которые состоят из пары соединенных хромосом, которые называются бивалентами (тетрадами).

В чем разница мейоза 1 и мейоза 2?

Процесс мейоза состоит из двух последовательных клеточных делений: мейоза I (первое деление — редукционное) — образуются клетки с уменьшенным вдвое числом хромосом, и мейоза II (второе деление — эквационное) — заканчивается образованием половых клеток. Удвоение ДНК и хромосом происходит только перед мейозом I.

Что такое кроссинговер в чем его сущность и значение?

КРОССИНГОВЕР (англ. crossing-over — перекрест хромосом) — процесс обмена гомологичных хромосом участками во время их конъюгации в профазе I мейоза. Кроссинговер является одним из механизмов генетической рекомбинации (обмена генами).

Что такое конъюгация хромосом и каково его значение?

Конъюгация хромосом (conjugation of chromosomes) — попарное сближение гомологичных хромосом в профазе мейоза I с образованием бивалентов, в которых хроматиды гомологичных хромосом обмениваются отдельными участками.

Что характерно для конъюгации у бактерий?

Конъюгация — это перенос плазмидной ДНК из одной бактериальной клетки в другую. Таким образом бактерии могут передавать друг другу, например, гены устойчивости к антибиотикам.

Что влияет на частоту кроссинговера?

Частота кроссинговера зависит от расстояния между генами. Чем ближе друг к другу расположены гены в хромосоме, тем сильнее между ними сцепление и тем реже происходит их расхождение при кроссинговере, и, наоборот, чем дальше друг от друга отстоят гены, тем слабее сцепление между ними и тем чаще возможно его нарушение.

Как называется стадия на которой происходит кроссинговер?

Пахитена, или пахинема (греч. πάχους — толстый и νήμα — нить) — это одна из стадий профазы первого деления мейоза, называемая также стадией толстых нитей, во время которой завершается формирование синаптонемного комплекса между гомологичными хромосомами, и происходит кроссинговер.

Что такое Диплотены?

Диплотена (Diplotene) — четвертая стадия первой профазы мейоза, при которой между спаренными хроматидами гомологичных хромосом образуется перекрест, и затем они начинают разделяться.

Что такое Кроссоверные гаметы?

Гаметы кроссоверные — гаметы, несущие хромосомы, потерпевшие кроссинговер в первом мейотическом делении. Гаметы некроссоверные — гаметы, несущие хромосомы, которые не потерпели кроссинговера в первом мейтоическом делении.

Что такое кроссинговер и когда происходит?

Кроссинговер (от англ. crossing-over — перекрёст) — это процесс обмена гомологичными участками гомологичных хромосом (хроматид). Обычно кроссинговер происходит в мейозе I.

Годовая контрольная работа по общей биологии

Годовая контрольная работа

( биология ) — 10 класс

1 вариант

Часть А. Выберите только один правильный ответ, который вы считаете наиболее полным и правильным.

А1. Какой уровень организации живого служит основным объектом изучения цитологии?

А)Клеточный Б)Популяционно-видовой В) Биогеоценотический Г) Биосферный

А2.  Мономерами белка являются

А) аминокислоты Б) моносахариды В) жирные кислоты Г) нуклеотиды

А3. Организмы, клетки которых не имеют обособленного ядра, — это

А) вирусы Б) прокариоты В) эукариоты Г) бактерии

А4. Сколько хромосом будет содержаться в клетках кожи четвертого поколения обезьян, если у самца в этих клетках 48 хромосом:

А) 44 Б) 96 В) 48 Г) 24

А5 . Конъюгация и кроссинговер в клетках животных происходит:

А) В процессе митоза Б) При партеногенезе В) При почковании Г) При гаметогенезе

А6. Основная функция митохондрий:

А) редупликация ДНК, Б) биосинтез белка, В) синтез АТФ, Г) синтез углеводов.

А7 . Хлоропласты в растительной клетке

А) выполняют защитную функцию Б) осуществляют связь между частями клетки

В) обеспечивают накопление воды

Г) осуществляют синтез органических веществ из неорганических

А8. В основе бесполого размножения животных лежит процесс

А) мейоза Б) митоза В) гаметогенез Г) оплодотворения

А9. Индивидуальное развитие организмов начинается при половом размножении с:

А) отделения части клеток организма, их дальнейшего роста и развития

Б) момента образования почки на теле родительского организма

В) момента образования споры и её прорастания

Г) момента образования зиготы и до смерти

А 10. Плазматическая мембрана имеется:

А) только у растений Б) у всех клеток В) только у животных Г) у бактерий и растений

Часть В

Выберите три правильных суждения , результаты внесите в таблицу.

В1 Какие структуры характерны только растительной клетке?

А) клеточная стенка из хитина Б) клеточная стенка из целлюлозы

В) эндоплазматическая сеть Г) вакуоли с клеточным соком

Д) митохондрии Е) лейкопласты и хлоропласты

В2. Постройте последовательность реакций трансляции

А) Присоединение кислоты к тРНК

Б) Окончание синтеза белка

В) Соединение кодона с антикодоном

Г) Начало синтеза полипептидной цепи на рибосоме

Д) Удлинение полипептидной цепи

Е) Присоединение иРНК к рибосоме

В 3. Соотнесите углевод и группу, к которой он относится.

А) рибоза 1) моносахариды

Б) сахароза 2) дисахариды

В) крахмал 3) полисахариды

Г) фруктоза

Д) целлюлоза

Е) гликоген

Часть С

С1. Решите задачу .

Мохнатая гомозиготная крольчиха скрещена с гладкошерстным кроликом. Определите генотип и фенотип потомства, если мохнатая шерсть доминирует над гладкой.

Годовая контрольная работа

( биология ) — 10 класс

2 вариант

Часть А. Выберите только один правильный ответ, который вы считаете наиболее полным и правильным.

А1.  Немецкие ученые М. Шлейден и Т. Шванн, обобщив идеи разных ученых, сформулировали

А) закон зародышевого сходства Б) хромосомную теорию наследственности

В) клеточную теорию Г) закон гомологических рядов

А2. Фаза деления клетки, в которой хроматиды расходятся к полюсам

А) метафаза Б) профаза В) анафаза Г) телофаза

А3. Растительная клетка, как и животная, содержит:

А) клеточную стенку Б) митохондрии В) вакуоль с клеточным соком Г) хлоропласты

А4. Носителями наследственной информации в клетке являются

А) хлоропласты Б) хромосомы В) митохондрии Г) рибосомы

А5. К организмам, в клетках которых имеется оформленное ядро, относят:

А) белый гриб Б) вирус гриппа В) дизентерийную палочку Г) стрептококк

А6. В процессе энергетического обмена в клетке идет

А) образование органических веществ Б) расходование АТФ

В) синтез неорганических веществ Г) расщепление органических веществ

А7. В основе каких реакций обмена лежит матричный принцип?

А) Синтеза молекул АТФ Б) Сборки молекул белка из аминокислот

В) Синтеза глюкозы из углекислого газа и воды Г) Образования липидов

А8. Первый закон Г. Менделя называется законом

А) расщепления Б) единообразия В) сцепленного наследования Г) независимого наследования

А 9. Какую клеточную структуру по функции можно сравнить с мусороперерабатывающим заводом?

А) рибосомы Б) эндоплазматическую сеть В) хлоропласты Г) лизосомы

А 10.В ядре яйцеклетки животного содержится 14 хромосом, а в ядре клетки его желудка:

А) 7 хромосом Б) 14 хромосом В) 28 хромосом Г) 42 хромосом

Часть В

Выберите три правильных суждения , результаты внесите в таблицу.

В1 Какие общие свойства характерны для митохондрий и пластид?

А) не делятся в течение жизни клетки

Б) имеют собственный генетический материал

В) являются одномембранными

Г) содержат ферменты

Д) имеют двойную мембрану

Е ) участвуют в синтезе АТФ

В2. Установите правильную последовательность этапов эмбрионального развития

А) дробление

Б) органогенез

В) гаструляция

Г) бластула

Д) оплодотворение

В3. Установите соответствие между органоидами клетки и их функциями.

А) расположены на гранулярной 1) рибосомы

эндоплазматической сети 2) хлоропласты

Б) синтез белка

В) фотосинтез

Г) состоит из двух субъединиц

Д) состоит из гран с тилакоидами

Часть С. Решите задачу.

Гомозиготное черносемянное растение скрестили с белосемянным растением. Определите потомство, полученное от скрещивания такого гибрида с белосемянным растением родительской формы (черный цвет доминирует над белым).

Годовая контрольная работа

( биология) — 10 класс

3 вариант

Часть А. Выберите только один правильный ответ, который вы считаете наиболее полным и правильным.

А1. В состав гемоглобина входит:

А. фосфор Б. железо В. сера Г. магний

А2. Функция информационной РНК:

А. раскручивание ДНК Б. снятие информации с ДНК

В. транспорт аминокислот на рибосомы Г. хранение информации

А3. К прокариотическим организмам относится:

А. бацилла Б. гидра В. амёба Г. вольвокс

А4. Клеточная энергия вырабатывается в:

А. рибосомах Б. митохондриях В. ядре Г. аппарате Гольджи

А5. В результате фотосинтеза в хлоропластах образуются:

А. углекислый газ и кислород Б. белки, жиры и углеводы

В. углекислый газ, АТФ и вода Г. глюкоза, АТФ и кислород

А6. В результате какого процесса образуются новые соматические клетки в многоклеточном организме животного?

А. мейоза Б. митоза В. овогенеза Г. сперматогенеза

А7. Соматические клетки, в отличии от половых, содержат:

А. двойной набор хромосом Б. непостоянный набор хромосом

В. цитоплазму Г. плазматическую мембрану

А 8. Световая фаза фотосинтеза в растении протекает:

А) только на свету Б) только в темноте В) круглые сутки

А 9. Из какого зародышевого листка образуется нервная система, кожный покров?

А) эктодерма Б) энтодерма В) мезодерма

А10. Кроссинговер хромосом наблюдается в:

А) профазе митоза Б) метафазе митоза

В) первой профазе мейоза Г) второй профазе мейоза

Часть В

Выберите три правильных суждения , результаты внесите в таблицу.

В1. Какие функции выполняют нуклеиновые кислоты в клетке?

А) транспорт кислорода и углекислого газа

Б) хранение и передача наследственной информации

В) кодирование последовательности аминокислот в молекуле белка

Г) сокращение мышечного волокна

Д) передача нервного импульса

Е) транспорт аминокислот к месту синтеза белка

В 2. Установите последовательность фаз митоза.

А) расхождение сестринских хроматид

Б) удвоение молекулы ДНК

В) образование метафазной пластинки

Г) деление цитоплазмы

В 3. В чём заключается биологическое значение мейоза?

А) в предотвращении удвоения числа хромосом в новом поколении

Б) в образовании мужских и женских гамет

В) в увеличении числа клеток в организме

Г) в создании возможностей возникновения новых генных комбинаций

Д) в кратном увеличении набора хромосом

Часть С . Решите задачу

Растение фасоли гомозиготная по чёрной окраске скрещено с белосемянными.

Определите потомство второго поколения, если чёрный цвет доминирует над белым.

Годовая контрольная работа

( биология ) — 8 класс

4 вариант

Часть А. Выберите только один правильный ответ, который вы считаете наиболее полным и правильным.

А1. Фотосинтез – это процесс, происходящий в зеленых растениях. Он связан с:

А. расщеплением органических веществ до неорганических

Б. созданием органических веществ из неорганических

В. химическим превращением глюкозы в крахмал

Г. образованием целлюлозы

А2. Какое из перечисленных положений согласуется с клеточной теорией:

А. клетка является элементарной единицей наследственности

Б. клетка является единицей размножения

В. клетки всех организмов различны по своему строению

Г. клетки всех организмов обладают разным химическим составом

А3. Отличие животной клетки от растительной заключается в:

А. наличие хитина в оболочке

Б. наличие пластид

В. наличие вакуолей, заполненных клеточным соком

Г. наличие клеточной оболочки из целлюлозы

А4. Какова функция медико-генетических консультаций родительских пар?

А. выявление предрасположенности родителей к инфекционным заболеванием

Б. определение возможности рождения одаренных детей

В. определение вероятности проявления у детей наследственных недугов

Г. определение группы крови у эмбриона

А5. Молекула и-РНК, в отличии ДНК, содержит азотистое основание:

А. аденин Б. гуанин В. урацил Г. цитозин

А6. На каком уровне организации происходит реализация наследственной информации?

А. клеточном Б. организменном В. популяционном Г. организменном

А7. Сколько пар альтернативных признаков изучают при моногибридном скрещивании?

А. одну Б. три В. две Г. четыре

А 8. Рибосомы — органоиды клетки, которые отвечают за:

А) расщепление органических веществ Б) синтез белков В) синтез АТФ Г) фотосинтез

А 9. Трансляция это —

А) образование информационной РНК по матрице ДНК

Б) перевод генетической информации с языка нуклеотидов в последовательность аминокислот

В) процесс синтеза полипептидов на рибосомах

Г) перенос аминокислот из цитоплазмы на рибосомы т-РНК

А 10. Пол мужского организма определяется сочетанием хромосом:

А) XX Б) XXY В) XY Г) YY

Часть В

В 1. Выберите три правильных суждения , результаты внесите в таблицу.

Для растительной клетки, в отличие от животной, характерно наличие следующих органоидов:

А) ядро Б) хлоропласты В) митохондрии Г) эндоплазматическая сеть

Д) вакуоли Е) рибосомы Ж) клеточный центр З) клеточная стенка

В2. Установите правильную последовательность фаз митоза.

А. метафаза

Б. анафаза

В. интерфаза

Г. телофаза

Д. профаза

В3. Установите соответствие между характеристикой обмена и его видом.

ХАРАКТЕРИСТИКА   ВИД ОБМЕНА

А) окисление органических веществ 1) пластический

Б) образование полимеров из мономеров 2) энергетический

В) расщепление АТФ

Г) запасание энергии в клетке

Д) репликация ДНК

Е) окислительное фосфорилирование

Часть С. Решите задачу.

Мохнатость доминирует над гладкошерстностью. Мохнатая крольчиха скрещена с таким же кроликом. Определите генотип и фенотип потомства, если родительские формы были гетерозиготные.

Ответы к годовой контрольной работе за 10 класс.

Часть А – всего 10 баллов ( по одному за верный ответ)

1 вариант

В1 — 3 балла ( по 1 баллу за правильный ответ)

Б,Г,Е

В2. – 3 балла ( по 0,5 баллов за правильный ответ)

ЕАВГДБ

В3 – 3 балла ( по 0,5 баллов за правильный ответ)

С1. – 3 балла ОТВЕТ:

Мохнатая гомозиготная крольчиха скрещена с гладкошерстным кроликом. Определите генотип и фенотип потомства, если мохнатая шерсть доминирует над гладкой.
Р ♀АА X ♂аa
Фенотип (мохн)(глад)
G А а
F1 Аа(мохн)
Ответ:потомство на 100% мохнатошерстное.

2 вариант

В1. – 3 балла ( по 1 баллу за верный ответ)

БДЕ

В2. — 2,5 балла ( по 0,5 балла за верный ответ )

ДАГВБ

В 3. – 2,5 балла ( по 0,5 балла за верный ответ )

С1. Всего – 4 балла

Гомозиготное черносемянное растение скрестили с белосемянным растением. Определите потомство, полученное от скрещивания такого гибрида с белосемянным растением родительской формы (черный цвет доминирует над белым).
1.
Р ♀АА X ♂аa
Фенотип (чёрн)(бел)
G А а
F1 Аа(чёрн)
2.
Р ♀Аа X ♂аa
Фенотип (чёрн)(бел)
G А а а а
F2 Аа Аа аа аа
(чёрн) (бел)
Ответ:потомство по генотипу Аа Аа аа аа, по фенотипу на 50% чёрносемянное на 50% белосемяннное.

3 вариант

В1. – 3 балла ( по 1 баллу за верный ответ)

БВЕ

В2. — 2 балла ( по 1 баллу за верный ответ)

БВАГ

В3. – 3 балла

АБГ

С1. – 4 балла

Растение фасоли гомозиготная по чёрной окраске скрещено с белосемянными.
Определите потомство второго поколения, если чёрный цвет доминирует над белым.
1.
Р ♀АА X ♂аa
Фенотип (чёрн)(бел)
G А а
F1 Аа(чёрн)
2.
Р ♀Аа X ♂аa
Фенотип (чёрн)(бел)
G А а а а
F2 Аа Аа аа аа
(чёрн) (бел)
Ответ:потомство второго поколения по генотипу Аа Аа аа аа, по фенотипу на 50% чёрное на 50% белое.

4 вариант

В1 — 3 балла ( по 1 баллу за правильный ответ)

БДЗ

В2. — 2,5 балла ( по 0,5 балла за правильный ответ)

ВГАДБ

В3 – 3 балла ( по 0,5 балла за правильный ответ)

С 1 – 3,5 балла

Мохнатость доминирует над гладкошерстностью. Мохнатая крольчиха скрещена с таким же кроликом. Определите генотип и фенотип потомства, если родительские формы были гетерозиготные.

Р ♀Аа X ♂Аa
Фенотип (мохн) (мохн)
G А а А а
F1 АА Аа Аа аа 3:1
(мохн) (глад)
Ответ:потомство по генотипу Аа Аа АА аа, по фенотипу на 75% мохнатошерстное на 25% гладкошерстное.

Всего – 22 балла

20 — 22 баллов – «5»

16 – 19 балла – «4»

11 – 15 баллов – «3»

Меньше 11 баллов – «2»

2

Генетическая рекомбинация – определение, типы и примеры

Генетическая рекомбинация Определение

Генетическая рекомбинация происходит при обмене генетическим материалом между двумя разными хромосомами или между разными участками одной и той же хромосомы. Мы можем наблюдать это как у эукариот (например, у животных и растений), так и у прокариот (например, у архей и бактерий). Имейте в виду, что в большинстве случаев для того, чтобы произошел обмен, последовательности, содержащие замененные области, должны быть гомологичен или аналогичен в некоторой степени.

Процесс происходит естественным путем, его также можно проводить в лаборатории. Рекомбинация увеличивает генетическое разнообразие организмов, размножающихся половым путем, и может позволить организму функционировать по-новому.

Примеры генетической рекомбинации

Часть вашего творчества

Генетическая рекомбинация происходит естественным путем в мейозе . Мейоз — это процесс деления клеток, происходящий у эукариот, таких как человек и другие млекопитающие, с образованием потомства. В данном случае речь идет о пересечение . Происходит следующее: две хромосомы, по одной от каждого родителя, спариваются друг с другом. Затем сегмент одного пересекает или перекрывает сегмент другого. Это позволяет поменять местами некоторые из их материалов, как вы можете видеть на иллюстрации ниже. В итоге мы получаем новую комбинацию генов, которой раньше не было и которая не идентична генетической информации ни одного из родителей. Обратите внимание, что рекомбинация также наблюдается в митозе , но в митозе она происходит не так часто, как в мейозе.

Естественное самовосстановление

Клетка также может подвергнуться рекомбинационному восстановлению, например, если она заметит опасный разрыв в ДНК: такой разрыв происходит в обеих цепях. То, что мы наблюдаем, — это обмен между разорванной ДНК и гомологичным участком ДНК, который заполнит пробелы. Существуют и другие способы рекомбинации для восстановления ДНК.

Функции генетической рекомбинации

Мы уже рассмотрели некоторые последствия генетической рекомбинации, но в этом разделе мы обсудим Технология рекомбинантной ДНК . Это относительно новая технология, которая позволяет ученым изменять гены и организмы, манипулируя ДНК. Что делает это настолько важным, так это тот факт, что это улучшило наше понимание болезней и, следовательно, расширило наши способы борьбы с ними.

Как и следовало ожидать, в этой технологии сегменты ДНК соединяются вместе. Например, у человека можно вырезать ген и ввести в ДНК бактерии. Затем бактерия сможет производить человеческий белок, который в противном случае производится только людьми. То же самое делается в генной терапии. Давайте предположим, что человек родился без определенного важного гена и страдает от болезни из-за отсутствия этого гена. Теперь ученые могут ввести недостающий ген в геном с помощью вируса, поражающего человека. Сначала они присоединяют нужный ген к ДНК вируса, а затем подвергают человека воздействию этого вируса. Поскольку все вирусы смешивают свою ДНК с ДНК своего хозяина, ген, добавленный учеными, в конечном итоге становится частью генома человека.

Типы генетической рекомбинации

Ученые наблюдали в природе следующие типы рекомбинации:

• • Гомологическая (общая) рекомбинация: Как следует из названия, этот тип происходит между молекулами ДНК схожей последовательности. Наши клетки осуществляют общую рекомбинацию во время мейоза.

• • Негомологическая (незаконная) рекомбинация: Опять же, название говорит само за себя. Этот тип возникает между молекулами ДНК, которые не обязательно похожи. Часто между последовательностями будет определенная степень сходства, но она не так очевидна, как при гомологичных рекомбинациях.

• • Сайт-специфическая рекомбинация: Наблюдается между отдельными очень короткими последовательностями, обычно содержащими сходство.

• Митотическая рекомбинация: На самом деле это происходит не во время митоза, а во время интерфазы , которая является фазой покоя между митотическими делениями. Этот процесс похож на процесс мейотической рекомбинации и имеет свои возможные преимущества, но обычно он вреден и может привести к опухолям. Этот тип рекомбинации усиливается, когда клетки подвергаются воздействию радиации.

Прокариотические клетки могут подвергаться рекомбинации посредством одного из следующих трех процессов:

• • Конъюгация – это передача генов от одного организма другому после того, как они были в контакте. В любой момент контакт теряется и гены, которые были пожертвованы реципиенту, заменяют свои эквиваленты в его хромосоме. То, что в итоге получается у потомства, представляет собой смесь признаков разных штаммов бактерий.

• • Трансформация: здесь организм приобретает новые гены, беря обнаженную ДНК из окружающей среды. Источником свободной ДНК является другая бактерия, которая погибла, и поэтому ее ДНК попала в окружающую среду.

• Трансдукция — это перенос генов, опосредованный вирусами. Вирусы, называемые бактериофагами , атакуют бактерии и переносят гены от одной бактерии к другой.

• Ген – Последовательность нуклеотидов на хромосоме. Гены передаются от родителей к потомству и являются детерминантами признаков организма.
• Геном – Полный набор генов, принадлежащих организму или клетке. Каждая клетка человека, содержащая ядро, имеет копию всего генома человека.
• Гомология – Сходство структуры, происхождения или положения двух или более структур, независимо от их функций.
• Мейоз – Процесс клеточного деления, в результате которого дочерние клетки содержат вдвое меньше хромосом, чем родительские клетки.

Викторина

1. Рекомбинация уменьшает генетическое разнообразие внутри вида.
А. Верно
Б. Ложно

Ответ на вопрос №1

Неверно. Генетическая рекомбинация увеличивает генетическое разнообразие за счет создания новых комбинаций генов.

2. Генетическая рекомбинация в процессе мейоза включает в себя:
A. Прыжки
B. .

B правильно. Кроссинговер — это то, что приводит к обмену ДНК между хромосомами во время мейоза.

3. Что из перечисленного не является формой генетической рекомбинации, происходящей у прокариот?
A. Трансформация
B. Интеграция
C. Конъюгация
D. Трансдукция

Ответ на вопрос #3 9.0114 9.0114 9.0113 B правильный Трансформация, конъюгация и трансдукция — формы рекомбинации, происходящие у прокариот.

Генетическая рекомбинация: определение, типы и примеры

Историю генетики можно разделить на две фазы: одна до и другая после 1953 года, когда была открыта структура ДНК, молекулы жизни. В первой половине века были заложены основы классической генетики. Во второй части генетика стала молекулярной, часто достигая неожиданных результатов, кульминацией которых стало анатомическое знание генома нашего вида.

Большую часть времени генетики концентрировались на идентификации отдельных генов и характеристике их функций. Однако примерно за двадцать лет укрепилось убеждение, что очень мало генов действуют поодиночке и что гены и белки постоянно взаимодействуют друг с другом. Биологическая судьба каждого организма фактически зависит от сложных сетей взаимодействий между молекулами. Далее мы узнаем о процессе генетической рекомбинации, различных типах и манипулировании генетикой. Давайте начнем!

Определение генетической рекомбинации

Генетическая рекомбинация — это молекулярное событие, включающее обмен материалом между двумя двухцепочечными молекулами ДНК. Обычно это происходит между соответствующими последовательностями, чтобы гарантировать точное сохранение генетического материала в рекомбинантных филаментах. На его частоту влияют как глобальные, так и локальные эффекты внутри генома, и поэтому он не является постоянным.

Генетическая рекомбинация — это физический обмен генетическим материалом между генетическими элементами.

Процесс генетической рекомбинации у эукариот

Прежде чем мы продолжим, давайте вспомним, что такое эукариот .

Эукариот — тип клеток, ядро ​​и органеллы которых характеризуются наличием мембраны. Хромосомы этого типа клеток состоят из ДНК, объединенной с гистоновыми белками.

Примерами эукариот являются растения, животные и грибы! Клетки человека — эукариотические клетки! Так как же эти клетки рекомбинируют свои гены?

Обмен генами между аллелями обычно происходит в ходе полового размножения. Поэтому можно предположить, что полученный генотип значительно расширяет генетическую изменчивость популяции.

Рекомбинация является относительно случайным процессом . Генетическая стабильность , то есть сохранение последовательностей ДНК на протяжении поколений, имеет решающее значение для выживания особей и видов. Однако также крайне важно, чтобы ДНК претерпела рекомбинацию, которая может изменить комбинацию генов в каждом отдельном геноме.

Хотя почему? Мы подумаем. Мы все разные по сравнению друг с другом (конечно, с точки зрения генетики), и этот процесс требует, чтобы наши тела переключали наши гены. Следовательно, генетическое разнообразие требует рекомбинации. Кроме того, это гарантирует, что дети наследуют как материнские, так и отцовские гены от обеих групп бабушек и дедушек. Это гарантирует как генетическое разнообразие, так и преемственность.

Генетический обмен происходит между парами гомологичных последовательностей ДНК. События рекомбинации представлены разрывами двух двухцепочечных молекул ДНК в местах, точно соответствующих гомологичным хромосомам. Здесь происходит обмен обеими нитями и реконструкция двойных спиралей путем спайки свободных концов. Весь процесс настолько тщательный, что количество нуклеотидов в рекомбинированных цепях остается прежним. У организмов, размножающихся половым путем, генетическая рекомбинация происходит во время мейотического процесса путем кроссинговера между гомологичными хромосомами.

С другой стороны, сайт-специфическая рекомбинация также может происходить между негомологичными цепями ДНК, и обмен обычно происходит на уровне коротких специфических нуклеотидных последовательностей, распознаваемых рядом ферментов. Таким образом, этот тип рекомбинации изменяет взаимное расположение нуклеотидных последовательностей генома. События генетической рекомбинации не всегда ясны, хотя известно, что повреждения, вызванные ультрафиолетовым излучением или химическими мутагенами, увеличивают частоту, с которой происходит рекомбинация.

Типы рекомбинации в генетике

Как мы узнали выше, генетическая рекомбинация включает физический обмен генетическим материалом между генетическими элементами. У нас есть несколько типов рекомбинации:

• Рекомбинация, включающая реакцию между гомологичными последовательностями ДНК, называется гомологичной или генерализованной рекомбинацией (рис. 1 ), и у эукариот она обычно происходит во время мейоза как у самцов ( сперматогенез ), так и у эукариот. женщины ( оогенез ).

• Негомологическая рекомбинация : Такие взаимодействия происходят между молекулами ДНК, которые не всегда связаны между собой. Обмен обычно происходит на уровне коротких специфических последовательностей нуклеотидов, распознаваемых рядом ферментов. Таким образом, этот тип рекомбинации изменяет взаимное расположение нуклеотидных последовательностей генома.

• Сайт-специфическая рекомбинация способствует рекомбинации между определенными парами последовательностей и впервые была охарактеризована у бактерий. Этот отвечает за интеграцию фаговых геномов в бактериальную хромосому.

• Вирусы используют еще один тип рекомбинации, при котором полимераза переходит от одной матрицы к другой во время синтеза РНК. В результате вновь синтезированная молекула объединяет информацию о последовательности, полученную от двух разных родителей. Этот тип механизма называется выбор копии .

Рисунок 1. На этой диаграмме показан процесс генетической рекомбинации у эукариот.

Генетическая рекомбинация у бактерий

Увеличение генетической изменчивости в результате смешения генов важно для выживания таких видов, как бактерии и вирусы.

Однако у прокариот процесс настолько отчетлив, что иногда для рекомбинации не требуется даже участия двух целых клеток. Хотя они размножаются бесполым путем, у прокариот есть несколько способов рекомбинации своих генов. Давайте обратимся к ним!

• Трансформация: рекомбинация, происходящая, когда бактерия получает свободную ДНК из окружающей среды. Это явление естественно происходит у некоторых видов бактерий, когда клетки умирают, а их ДНК ускользает. Как только трансформирующая ДНК находится в клетке-хозяине, хромосома клетки-хозяина может включать новые гены (9).0113 Рисунок 2 ).

Первый экспериментальный пример трансформации появился более 75 лет назад благодаря Фредерику Гриффиту. Сегодня мы можем объяснить результаты, полученные Гриффитом: из мертвых клеток патогенных пневмококков вытекала ДНК, которая затем воспринималась как свободная ДНК живыми невирулентными пневмококками и делала их вирулентными.

Рисунок 2. На этом рисунке показано, как обычно происходит трансформация бактерий.

• Трансдукция : Механизм переноса вирусом ДНК от одной бактерии к другой. Когда фаги проходят литический цикл, они упаковывают свою ДНК в капсид. Капсиды обычно образуются до того, как ДНК попадает в них, поэтому иногда фрагмент бактериальной ДНК может быть введен в пустой капсид; когда новый вирион заражает другую бактериальную клетку, фрагмент чужеродной ДНК будет введен в нее и может рекомбинировать с хромосомой хозяина, что приведет к замене некоторых генов хозяина бактериальными генами из клетки, которая ранее содержала вирус (9). 0113 Рисунок 3 ).
  • Этот тип шага называется генерализованной трансдукцией , потому что он может случайным образом переносить любой фрагмент ДНК от одной бактерии к другой.
  • Существует также специализированный механизм трансдукции , который включает профагов : когда профаг отделяется от хромосомы, в которой он находится, он несет с собой непрерывный фрагмент бактериальной ДНК.

Рисунок 3. Бактериальная трансдукция относится к переносу вирусом ДНК от одной бактерии к другой.

• Конъюгация: Это процесс , при котором две бактерии вступают в непосредственный контакт, и копия части ДНК передается от бактерии-донора к бактерии-реципиенту.
  • Процесс начинается с появления одного или нескольких небольших наростов, называемых половыми пилями на донорской бактерии. Как только половые пили приводят две бактерии в тесный контакт, между двумя клетками образуется тонкий цитоплазматический мостик, называемый трубкой конъюгации 9. 0114 . Только одна из двух цепей ДНК молекулы донора проходит через этот мостик, а оставшаяся нить действует как матрица для реконструкции всей молекулы.
  • Контакт между двумя клетками короткий и, как правило, не длится достаточно долго, чтобы обеспечить передачу всего генома донора в клетку-реципиент.
  • Оказавшись внутри клетки-реципиента, фрагмент ДНК из клетки-донора может рекомбинировать с геномом клетки-реципиента. ДНК донора помещают рядом с гомологичными генами ДНК реципиента, что позволяет происходит переход в .
  • Механизм сопряжения ( Рисунок 4 ).
    • Образование сопряженной пары F+/F-.
    • Мобилизация ДНК.
    • Разделение конъюгирующих клеток.

Не все бактерии способны формировать половые ворсинки и конъюгационную трубку. Для этого они должны иметь специфические гены, которых обычно нет в бактериальной хромосоме. Эти гены находятся на небольшой молекуле ДНК под названием 9. 0113 плазмида F , присутствующая в донорских бактериях.

Рисунок 4. Во время бактериальной конъюгации бактерии собираются вместе, и копия сегмента ДНК переносится от бактерии-донора к бактерии-реципиенту.

Примеры генетической рекомбинации

Генетическая рекомбинация является частью нас самих. Один из важнейших примеров рекомбинации у организмов, размножающихся половым путем, происходит во время мейотических процессов с путем кроссинговера между гомологичными хромосомами. Хотя мейоз происходит только у эукариот, увеличение генетической изменчивости, происходящее в результате смешения генов, настолько важно для выживания видов, что процессы рекомбинации также обычны у бактерий и вирусов.

Другой пример: когда клетка исцеляет себя естественным образом: если, например, клетка замечает разрыв в вашей ДНК, происходит обмен между гомологичным участком ДНК, заполняя пробелы в разорванной ДНК.

Важность генетической рекомбинации

Почему так важна генетическая рекомбинация? Итак, генетические различия между особями являются той основой, на которой действует естественный отбор для осуществления эволюции и приспособления видов к условиям окружающей среды.