GENETIKOS PRATYBOS

LIETUVOS SVEIKATOS MOKSL UNIVERSITETAS

BIOLOGINI SISTEM IR GENETINI TYRIM INSTITUTAS

Irena ANDRIUKEVIIT, Arnas BIELEVIIUS, Natalija BULATOVA,

Aleksandr BULATOV, Algirdas GUTAUSKAS, Laimutis KUINSKAS, Jelena

LOGINOVI, Ilona Teodora MICEIKIEN, Lina MICKIEN, Asta RASKILIEN,

Margarita SRIUBIEN, Loreta ALOMSKIEN

GENETIKOS PRATYBOS

Mokomoji knyga

Kaunas, 2013

3

Aprobavo Lietuvos sveikatos moksl universiteto Biologini sistem ir genetini tyrim

institutas

Irena Andriukeviit, Arnas Bieleviius, Natalija Bulatova, Aleksandr Bulatov,

Algirdas Gutauskas, Laimutis Kuinskas, Jelena Loginovi, Ilona Teodora Miceikien, Lina

Mickien, Asta Raskilien, Margarita Sriubien, Loreta alomskien

Recenzavo LSMU prof. habil. dr. L. Kupinskas, LSMU Onkologijos klinikos dr. R. Ugenskien

GENETIKOS PRATYBOS

Mokomoji knyga

Virel maketavo Aurelija alomskien

4

Pratarm

Genetikos dstymo pradia ne tik Lietuvos sveikatos moksl universitete, bet ir Lietuvoje, sietina su prof. Tado Ivanausko (1882-1970) vardu. Profesorius T.Ivanauskas paskutin semestro paskait atsinedavo plakatus su Mendelio irneliais ir paakindavo studentams udraustuosius paveldimumo dsnius. Nuo tada genetikos studij kursas ms Universitete nujo ilg evoliucijos keli: keitsi studij programos, mokymo priemons bei student ikiuniversitetinis paruoimas. Kaupsi ir ms, Biologini sistem ir genetini tyrim instituto, kolektyvo patirtis. i patirtis perduodama vis instituto darbuotoj nau (tame tarpe ir jau nebedirbani pas mus).

LSMU Biologini sistem ir genetini tyrim instituto mokomoji knyga skiriama studijuojantiems biomedicinos mokslus, pirmiausia medicin, medicinin ir veterinarin genetik, medicinin ir veterinarin biochemij, slaug, odontologij, visuomens sveikat. Knygoje apraomos Genetikos studij ciklo pratybos 15 praktikos darb su minimaliais teorijos pagrindais, papildaniais paskait mediag. Stengms praktikos darbus papildyti ir statistikos metodais, naudojamais genetikoje. Labiausiai ir greiiausiai besivystanti molekulins genetikos sritis nulm ir dviej nauj darb atsiradim. iek tiek pakeista ir mokomosios knygos struktra. Knyg sudaro dvi dalys: pirmojoje knygos dalyje (1 - 7 darbai) dstomi klasikins genetikos pagrindai, antroje dalyje (8-15 darbai) nagrinjami mogaus ir medicinins genetikos klausimai (genealoginio, citogenetinio ir molekulins genetikos metod praktikos darbai).

Autoriai dkoja recenzentams bei visiems kolegoms, ypatingai profesoriams Algiui Bertuliui ir Algimantui Sinkui, kuri naas yra didelis ir ioje mokomojoje knygoje.

Tikims ir laukiame pastab, pasilym bei samprotavim i ms student, kuriems ir skiriama knyga. Labai nortume padkoti ir 2012/13 mokslo met Medicinos fakulteto pirmo kurso 1-9 grupi studentams, kuri pastab dka i mokomoji knyga tapo dar geresne.

Autoriai

5

Pirmasis darbas

LYTINIS DAUGINIMASIS. KONJUGACIJA. MEJOZ.

Turinys. Dumbli konjugacija. Mejozs proceso ypatybs, gamet susidarymas, citologinis paveldimumo dsni pagrindimas.

Darbo priemons. Uduotys, schemos, paveikslai. Mikroskopiniai dumblio mauragimbs preparatai.

Darbo eiga. 1. Konjugacija lytinis procesas emesniuosiuose organizmuose. Konjugacija buvo pavadinta citologin genetins rekombinacijos iraika, kai dviej lsteli susiglaudimo vietoje j sienels suyra, ir lstels susijungia citoplazmos tilteliu. Konjugacijos metu bakterijos apsikeiia DNR fragmentais, klumpels lstels mikrobranduoliais. Dumblyje mauragimbje (Spirogyra) vienos haploidins lstels turinys pereina kit haploidin lstel, sudarydamas diploidin zigot (1.1 pav.). Mauragimbs lytinis procesas yra primityvus, nes jame dalyvauja nespecializuotos lstels (bet kuri vieno silo lstel gali susilieti su gretimo silo lstele).

1.1 pav. aliojo dumblio mauragimbs konjugacijos schema.

[Andriukeviit, I., Bertulis, A., ir kt. (2009). Genetikos pratybos. Kaunas]

1 - dvi dumblio lstels suartja; 2-4 - citoplazmos tilteliu branduolys pereina gretim lstel; 5-6 - zigota.]

Paimkite paruot mikroskopin aliojo silinio dumblio mauragimbs (Spirogyra) preparat. Stebkite j per maj mikroskopo objektyv. Regjimo lauke matysite ilgus, alius silus, sudarytus i vienos eils cilindrini lsteli. Raskite mauragimbs silus, kurie isidst lygiagreiai ir susijung poromis dka skersini iaug. Silai tarsi sudaro kopias. Tai

6

konjuguojantieji silai. Iaugomis, jungianiomis silus, vieno silo lsteli turinys pereina kito silo lsteles. Susidaro zigotos, apie kurias formuojasi stori apvalkalliai. Taip zigotos periemoja; pavasar zigota dalijasi mejozikai: susidaro keturi haploidiniai branduoliai, i kuri trys nunyksta. Ketvirtasis branduolys ilieka ir dalijasi mitozikai, sudarydamas naujus silus, susidedanius i haploidini lsteli. Nusipiekite konjuguojaniuosius mauragimbs silus ir pieinyje paymkite: 1- mauragimbs lsteles, 2- zigot.

2. Mejoz specializuot lytini lsteli susidarymas auktesniuosiuose organizmuose. Inagrinkite pieinyje pateikt (1.2 pav.) mejozs schem. siminkite visas stadijas ir fazes, chromosom iorins sandaros pokyius, isidstym bei judjimo pobd, konjugacij ir krosingover.

Mejozs pirmojo dalijimosi profaz (I profaz ) trunka ilgiau negu tokia pati mitozs profaz, yra u j daug sudtingesn ir skirstoma kelet smulkesni stadij.

1. Leptonema (plon sil stadija) matosi chromosom silai, kurie ilgesni ir plonesni negu mitozs metu.

2. Zygonema ploni homologini chromosom silai konjuguoja per vis ilg, grieta tvarka alelis prie alelio.

3. Pachinema (stor sil stadija) keturios konjugavusios chromatids (po dvi dvigubas chromosomas) sudaro glaud vientis kompleks, vadinam bivalentu. Bivalent skaiius lstelje lygus haploidiniam biologins ries chromosom skaiiui (mogaus - 23). Pachinemos stadijoje vyksta krosingoveris, t.y bivalento chromatidi susikeitimas fragmentais.

4. Diplonema (dvigub sil stadija) konjugacija maiau glaudi, ir kiekviename bivalente galima velgti keturis chromatidi silus. Galime pastebti chiazmas vietas kur vyko krosingoveris. (Taigi chiazma yra citologin krosingoverio iraika). Kai bivalente yra keletas chiazm, susidaro kilpos. Diplonemos pabaigoje chromosomos sutrumpja ir sustorja labiau negu bet kurios mejozs stadijos metu.

5. Difuzin stadija (arba augimo stadija) bdinga tik kai kuriems gyvnams, susidarant moterikosioms gametoms. ios stadijos metu labai padaugja citoplazmos. Citoplazma ir branduolys grta bkl, artim nesidalijaniai lstelei. Moters difuzin stadija, trukusi iki keleto deimtmei, pereina kitas mejozs stadijas, kol susidaro kiauialst.

6. Diakinez maksimalus diplonemini sil sutrumpjimas (arba j pakartotinis trumpjimas, jei buvo difuzin stadija). Jos pabaigoje nyksta branduolliai ir branduolio membrana, formuojasi verpst. Tuo baigiasi mejozs I profaz ir prasideda kitos fazs, analogikos mitozei.

Atkreipkite dmes I profazs metu vykstani homologini chromosom konjugacij. Konjugacija mejozs metu ne vien kaip terminas sutampa su mauragimbje matyta konjugacija: jos metu dl krosingoverio vyksta genetins mediagos rekombinacija. Tik jei moner, protist ir gryb konjugacijos metu vykstanti rekombinacija yra pagrindinis ir danai vienintelis lytinis procesas, tai augaluose ir gyvnuose krosingoveris yra vienas i trij kombinacinio kintamumo komponent.

7

1.2 pav. Mejozs schema.

Dvi poros chromosom. Didesnij chromosom poroje vyks dvigubas krosingoveris. A variantas ir B variantas rodo du skirtingus chromosom por pasiskirstymo mejozs verpstje atvejus.

[Andriukeviit, I., Bertulis, A., ir kt. (2009). Genetikos pratybos. Kaunas]

Praddami pirmja metafaze, nusipiekite ssiuvinyje analogik mejozs schem, darydami prielaid, kad krosingoveris nevyks, ir I metafazs metu galimi skirtingi sudvigubjusi chromosom isidstymo variantai (skirtingi bivalent orientacijos deriniai). sidmkite, kad chromosom rinkinys tampa haploidinis (dvigubas haploidinis, n2C) po pirmojo (redukcinio)

8

mejozs dalijimosi, kai isiskiria homologins chromosomos. Po antrojo (ekvatorinio) mejozinio dalijimosi, kai isiskiria chromatids, susidaro lstels (gametos), turinios vairius nehomologini chromosom derinius (antrasis kombinacinio kintamumo komponentas). Gametose yra viengubas haploidinis (n) chromosom rinkinys. Mejozs proceso pabaigoje i derini (tuo paiu ir skirting

gamet) skaiius nustatomas, remiantis formule x = 2n, kur n viengubas haploidinis tos ries

chromosom skaiius (mogaus 23). I esms, skirting gamet skaiius mejozs pabaigoje priklauso nuo chromosom isidstymo variant skaiiaus I metafazs metu. Nuo skirting gamet tip skaiiaus priklauso kits karts skirting genotip ir fenotip skaiius bei santykis (1.3 pav.).

1.3 pav. Gamet susidarymo schema heterozigotiniuose organizmuose.

1 - monohibriduose, 2 - dihibriduose ir 3 - trihibriduose.

[Andriukeviit, I., Bertulis, A., ir kt. (2009). Genetikos pratybos. Kaunas.]

Monohibridai Aa, isiskyrus homologinms chromosomoms, sudaro du gamet tipus: A ir a. Dihibridams AaBb, kurio dvi aleli poros yra skirtingose chromosom porose, galimi du skirtingi chromosom orientacijos variantai mejozs I metafazs metu, ir atitinkamai keturi gamet tipai: AB, Ab, aB, ab . Trihibridams AaBbCc yra vienoda tikimyb sudaryti keturis chromosom orientacijos variantus ir atitinkamai vienoda tikimyb, lygi 1/8, sudaryti bet kur i atuoni gamet variant: ABC, abc, aBC, Abc, AbC, aBc, ABc, abC.

9

Kiekvienos chromosom poros krosingoveris padvigubina galim gamet variant skaii. Jei vyko k chromosom por krosingoveris, gals susidaryti 2n+k gamet variant. Pavyzdiui, vykus krosingoveriui vienoje mogaus chromosom poroje, jo gametose genetin mediaga gals sudaryti 224 skirting variant, vykus krosingoveriui dviejose porose - 2 25 ir t.t.

Atlikite ratu dstytojo pateiktas uduotis.

Kontroliniai klausimai

1. Nelytinio dauginimosi bdai. 2. Lytinio dauginimosi bdai. 3. Lytinio ir nelytinio dauginimosi skirtumai. 4. Mejozs biologin svarba. 5. Mejozs procesai, kurie turi takos kombinaciniam kintamumui. 6. Mejozs stadija, kurios metu vyksta krosingoveris. 7. Mejozs stadija, kurios metu vyksta konjugacija. 8. Mejozs ir mitozs proces panaumai. 9. Mejozs ir mitozs proces skirtumai.

10

Antrasis darbas

GAMETOGENEZ

Turinys. Spermatogenezs ir ovogenezs proces panaumai ir skirtumai. Lytini lsteli morfologija. Chromosom ir chromatidi skaiiaus kitimas gametogenezs metu.

Darbo priemons. Schemos, paveikslai, uduotys.

Darbo eiga. 1. mogaus spermatogenezs schema. Vyrikos lytins lstels spermatozoidai formuojasi sklidi skliniuose kanalliuose. I vidaus skliniai kanalliai yra ikloti germinatyviniu epiteliu, kuris sudarytas i spermatogenini ir atramini (Sertolio) lsteli (r. 2.1 pav). Atramins lstels atlieka atramin ir trofin funkcijas, besiformuojantiems spermatozoidams. Spermatogeninio epitelio ioriniame sluoksnyje yra spermatogonij: jos idstytos ant sklinio kanallio bazins membranos. mogaus spermatogonijos mitozikai dalijasi ir artja prie kanallio spindio. Tuomet prasideda lsteli mejoz. Po mejozs pasidalijusios spermatogonijos tampa spermatozoidais. Spermatozoidai juda sklini kanalli skystyje. mogaus spermatogenezs ciklas trunka vidutinikai 64 dienas. Kadangi spermatogonijos dalinasi mitozinio dalijimosi bdu, j atsargos gali neisekti iki gilios senatvs.

2.1 pav. Sklini kanalli spermatogeninis epitelis:

1 - spermatogonija; 2, 3 - atramins (Sertolio) lstels; 4 - spermatogenins lstels; 5 - spermatozoidai; 6 - tarplstelins jungtys; 7 - bazin membrana

[Vitkus, A., Baltruaitis, K., ir kt. (2003). mogaus histologija. Kaunas]

Spermatozoidai pradeda formuotis deimtaisiais - keturioliktaisiais vyr gyvenimo metais (r. 2.2 pav). Visos spermatogonijos turi diploidin chromosom rinkin, kuris nusakomas taip: 2n, 2c (n - haploidinis chromosom skaiius, c - DNR molekuli, arba chromatidi, skaiius). Padvigubjus chromosomoms dalis spermatogonij tampa pirmosios eils spermatocitais, kuri genetin mediaga yra 2n, 4c. Kita spermatogonij dalis mitozs bdu tebesidalija kaip kamienins spermatogenins lstels. Po pirmojo mejozinio dalijimosi i vieno pirmosios eils spermatocito susidaro du antrosios eils spermatocitai, kurie turi haploidin chromosom rinkin n, taiau kiekviena chromosoma yra sudaryta i dviej chromatidi - 2c. vykus antrajam mejoziniam dalijimuisi, i dviej antrosios eils spermatocit susidaro keturi spermatidai, kuri kiekvienas turi

11

haploidin chromosom rinkin n, kiekviena chromosoma yra sudaryta i vienos chromatids c. Spermatidai daugiau nesidalija ir brsta, tapdami spermatozoidais.

2. mogaus ovogenezs schema (r. 2.3 pav). Kiauialst vystosi i ovogonij - lsteli, kurios yra kiauidi ievje. Ovogonijos isivysto i pirmini gemalini lsteli, joms dalijantis mitozikai (apie 30 kart) per kelis pirmuosius embriono raidos mnesius. Ovogonija (2n, 2c) yra svarbiausia lstel besivystaniame folikule. Treij prenatalinio vystymosi mnes embriono ovogonija tampa pirmosios eils ovocitu (2n, 4c): mejoz prasideda dar prie mergaits gimim. Taiau dalijimasis sustoja pirmojoje profazje. Mergaits kiekvienoje kiauidje yra 200 000 folikul, i j per vis gyvenim baigia brsti apie 400. Mergaitei pasiekus lytin brand prasideda ovuliacijos ciklai, kuri metu vienas, reiau keli folikulai subrsta, ir vyksta ovuliacija (ovocito ijimas i folikulo). Ovuliacijos metu baigiasi pirmasis mejozinis dalijimasis, ir susiformuoja antrosios eils ovocitas (n, 2c), kur patenka beveik visa citoplazma su organoidais. Kita po pirmojo mejozinio dalijimosi susiformavusi lstel - pirmosios eils redukcinis (polinis) knelis (n, 2c). i lstel beveik neturi citoplazmos. Po to seka antrasis mejozinis dalijimasis. Antrosios metafazs stadijoje lstel i kiauids patenka kiauintak, kur i antrosios eils ovocito susidaro stambi kiauialst (n, c) ir antrasis redukcinis (polinis) knelis (n, c). Kiauialst apvaisinama kiauintakio distaliniame gale. Pasidalinus pirmosios eils redukciniam (poliniam) kneliui, susidaro du antrosios eils redukciniai (poliniai) kneliai (n, c). Visi ovogenezs proceso eigoje susidar poliniai kneliai vliau sunyksta.

2.1 lentel. Spermatogenezs ir ovogenezs skirtumai

Gametogenezs stadija Spermatogenez Ovogenez

Pradia Lytin branda 10 14 gyvenimo metai

Iki etojo embriogenezs mnesio

Trukm 60 70 dien 12 50 met

Mitozini dalijimsi skaiius formuojantis gametai

30 500 mitozini dalijimsi

Apie 30 mitozini dalijimsi

Gametogenezs metu i vienos lstels susidariusi gamet skaiius

4 spermatozoidai

1 kiauialst ir 3 redukciniai (poliniai)

kneliai

Gamet susidarymo intensyvumas suaugusio

mogaus organizme

100 200 mln. spermatozoid viename ejakuliate

1 kiauialst per vien menstruacij cikl

12

Vyst

ym

osi

faz

Dalijimosi

mechanizmas Lytini lsteli tipas

Chromosom skaiius (n);

chromatidi skaiius (c)

Dau

gin

imasi

s

Mitoz:

kariokinez ir

citokinez.

Spermatogonijos

jos atsiranda

lytikai

subrendusiame

organizme

Spermatogonijos

46, 46

(2n, 2c)

Au

gim

as

Pirmosios eils spermatocitas

46, 92

(2n, 4c)

Bre

nd

ima

s

Mejoz:

redukcinis

dalijimasis.

Isiskiria

homologins

chromososmos

Antrosios eils spermatocitas

23, 46

(n, 2c)

Ekvatorinis

dalijimasis.

Isiskiria

chromatids.

Spermatidai

23, 23

(n, c)

Fo

rmav

ima

sis

Spermatozoidai (subrend)

23, 23

(n, c)

2.2 pav. mogaus spermatogenezs schema

[Andriukeviit, I., Bertulis, A., ir kt. (2009). Genetikos pratybos. Kaunas]

13

Vyst

ym

os

i fa

z

Dalijimosi

mechaniz

mas

Lytini lsteli tipas

Chromosom skaiius (n);

chromatidi skaiius (c)

Dau

gin

imasi

s

Mitoz:

kariokinez ir

citokinez.

Ovogonijos

atsiranda

treij

embriono

formavimosi

mnes.

Ovogonijos

46, 46

(2n, 2c)

Au

gim

as

Pirmosios eils ovocitas

46, 92

(2n, 4c)

Bre

nd

ima

s

Mejoz:

redukcinis

dalijimasis.

Isiskiria

homologins

chromosomos

Redukcinis knelis Antrosios eils

ovocitas

23, 46

(n, 2c)

Ekvatorinis

dalijimasis.

Isiskiria

chromatids.

Redukciniai kneliai

23, 23

(n, c)

Ap

vais

inim

as Subrendusi kiauialst, turinti ir

spermatozoido branduol

46, 46

(2n, 2c)

2.3 pav. mogaus ovogenezs schema

[Andriukeviit, I., Bertulis, A., ir kt. (2009). Genetikos pratybos. Kaunas]

14

Uduotys

Remdamiesi (2.2 pav. ir 2.3 pav.) schemomis, nupiekite mogaus spermatogenezs ir ovogenezs eig. sidmkite vystymosi fazes (vystymosi sritis), procesus, lytini lsteli pavadinimus, chromosom ir chromatidi skaiiaus pokyius.

Atkreipkite dmes spermatogenezs ir ovogenezs proces skirtumus.

Upildykite 2.2 lentel - raykite, chromosom skaii (n) ir chromatidi (DNR molekuli) skaii (c) atitinkamose lstelse.

2.2 lentel. Chromosom skaiiaus (n) ir chromatidi (DNR molekuli) skaiiaus (c) pokyiai gametogenezs metu

Spermatogenez Ovogenez Chromosom skaiius (n)

Chromatidi skaiius (c)

Spermatogonija Ovogonija

Pirmosios eils spermatocitas

Pirmosios eils ovocitas

Antrosios eils spermatocitas

Antrosios eils ovocitas ir pirmosios eils redukcinis knelis

Spermatidas Kiauialst ir antrosios eils redukcinis knelis

Spermatozoidas Kiauialst

Zigota

Atlikite dstytojo pateiktas uduotis.

Kontroliniai klausimai

1. I ir II mejozini dalijimsi metafazi skirtumai. 2. I ir II mejozini dalijimsi anafazi skirtumai. 3. Kiek bivalent, chromosom ir chromatidi turi lstel I mejozinio dalijimosi profazje? 4. Mejozs faz, kurios metu isiskiria homologins chromosomos. 5. Mejozs faz, kurios metu isiskiria chromatids. 6. Gametogenezs stadija, kurios metu chromosom rinkinys tampa haploidinis. 7. Spermatogenezs ir ovogenezs skirtumai. 8. Spermatogenezs ir ovogenezs panaumai 9. Gametogenezs stadija, kurioje chromosomins mediagos kiekis yra maiausias. 10. Procesas, kurio metu atkuriamas diploidinis chromosom rinkinys.

15

Treiasis darbas

HIBRIDOLOGINIS PAVELDIMUMO TYRIMO METODAS

I dalis

Turinys. Vaisins musels (Drosophila melanogaster) laukins ir mutantins formos, lyi skirtumai. Vaisini museli, besiskiriani viena alelini autosomini poymi pora, kryminimas. Vaisini museli, besiskiriani susijusi su lytimi poymi pora, kryminimas.

Darbo priemons. Vaisini museli laukin ir mutantins formos, vaisins musels chromosom genolapiai, mgintuvliai su maitinamja terpe, tuti mgintuvliai, skirti narkozei, eteris, epetlis, raymo priemons, balto popieriaus lapas, paveikslai, schemos.

Darbo eiga. 1. Vaisins musels (Drosophila melanogaster) laukins ir mutantins formos. Vaisini museli lyi skirtumai. Pirmiausia susipainkite su laukins formos museli svarbiausiais poymiais. I mgintuvlio su urau Laukinis tipas (laukin, gyvenanti gamtoje musels forma) museles perkelkite narkozei skirt tui mgintuvl. Nordami, kad musels neiskrist, mgintuvl su muselmis velniai pakratykite dugnu deln, ir musels susitelks mgintuvlio apaioje. Iimkite vatos tampon, mgintuvl pridenkite narkozei skirtu mgintuvliu ir apverskite juos taip, kad mgintuvlis su muselmis bt viruje. Vl velniai pakratykite mgintuvl deln ir, kai musels sukris narkozei skirt mgintuvl, pridenkite j suvilgytu keletu eterio la vatos tamponu. (Nevartokite daug eterio, nes nuo didels jo dozs musels va per 3-5 minutes). Po 1-2 minui, kai musels nustos judti, ikratykite jas ant balto popieriaus lapo ir stebkite pro lup, atsargiai vartydami epetliu (atsiminkite, narkoz trunka tik 5 min.).

Atkreipkite dmes iuos laukins formos musels poymius: pilk kno spalv, gerai ivystytus sparnus ir raudonas akis. Tai dominantiniai poymiai (j genai ymimi + enklu arba didija raide). Musels yra grynaveisls, t.y. homozigotins. Imokite atskirti pateles nuo patinli. Patels didesns u patinlius, j plataus pilvelio galas smailesnis, o paskutiniai nareliai turi pakaitomis tamsias ir viesias juosteles. Patinli pilvelis siauresnis, galas apvalus, o paskutinieji nareliai itisai tamss (3.1 pav.).

3.1 pav. Vaisins musels (Drosophila melanogaster) laukin forma

[Andriukeviit, I., Bertulis, A., ir kt. (2009). Genetikos pratybos. Kaunas]

I indelio, ant kurio urayta N, atrinkite 6 pateles (visos indelyje esanios patels yra laukinio tipo) ir, sitikin, kad jos nuo narkozs neuv (uvusi museli sparnai itiesti vir ir onus), suberkite pirm mgintuvl su terpe ir ukimkite vatos tamponu. Likusias museles suberkite atgal mgintuvl su N urau.

16

Apraytu bdu umigdykite mutantini form museles, kad galtumte jas stebti. iuo atveju mutantins musels nuo laukins formos museli skiriasi tik vienu poymiu: kno spalva, sparn isivystymu arba aki spalva, t.y. vien knas, skirtingai nuo laukins formos, yra juodos spalvos (ebony), kit sparnai uuomazginiai (vestigial), dar kit akys ir knas geltonos spalvos (yellow). Tai mutantiniai recesyviniai poymiai. Kno spalvos ir sparn formos genai (ymimi atitinkamai e ir vg) yra vaisins musels autosomose, o aki ir kno spalvos genas (Xy) lytinje X chromosomoje. Vadinasi, pirmieji du poymiai yra autosominiai, o treiasis susijs su lytimi (Xy) (3.2 pav.).

a. ebony (e) b. yellow (Xy) c. vestigial (vg)

3.2 pav. Vaisini museli mutacijos

[Andriukeviit, I., Bertulis, A., ir kt. (2009). Genetikos pratybos. Kaunas]

Remdamiesi nurodytais lyi skirtumais, atsirinkite i indelio e arba vg (js tursite tik e arba vg indelius su patelmis ir patinliais) 2 mutantinius patinlius: (jie bus juodos spalvos arba su uuomazginiais sparnais) ir dkite pirmj mgintuvl su terpe, o likusias museles suberkite atgal mgintuvlius.

2. Vaisini museli, besiskiriani viena alelini autosomini poymi pora, kryminimas.

Tai monohibridinis kryminimas, atliekamas remiantis schema: Laukinis tipas ebony (arba

vestigial). Jeigu kryminate pagal Laukinis tipas vestigial schem js pirmame mgintuvlyje su maitinamja terpe yra 2 patinliai uuomazginiais sparnais (i vg indelio) ir tame paiame indelyje jau yra atrinktos kryminimui 6-ios laukins formos patels. Ant mgintuvlio tuu uraykite: kryminimo dat, fakultet, grups ir darbo vietos numerius bei kryminimo schem, kuri pasirinktu atveju bus tokia:

P: 6 VgVg 2 vgvg

Jeigu kryminate pagal Laukinis tipas ebony schem js pirmame mgintuvlyje su maitinamja terpe yra 2 juodi patinliai (i e indelio) ir tame paiame indelyje jau yra atrinktos kryminimui 6-ios laukins formos patels. Ant mgintuvlio tuu uraykite: kryminimo dat, fakultet, grups ir darbo vietos numerius bei kryminimo schem, kuri pasirinktu atveju bus tokia:

P: 6 EE 2 ee 3. Vaisini museli, besiskiriani su lytimi susijusi poymi pora, kryminimas. io

kryminimo schema - Laukinis tipas yellow. antr mgintuvl su maitinamja terpe, i indelio N

atrinkite 2 patinlius (iame indelyje yra laukinio tipo patels ir patinliai) ir i indelio, paymto

Xy, atsirinkite 6 pateles. Ant mgintuvlio uraykite tuos paius duomenis, kaip ir pirmuoju

atveju, ir toki kryminimo schem

17

P: 6 XyXy 2 XY

Y

sitikin, kad kryminamos musels gyvos ir pradeda judti, dkite mgintuvlius

termostat. ia, esant 24-27 C temperatrai, per 9-10 dien iaugs nauja museli karta (F1). Susipainkite su vaisins musels chromosom rinkiniais (3.3 pav.). Nupiekite juos savo

darb ssiuvinyje.

1 2

3.3 pav. Vaisins musels patinlio (1) ir patels (2) chromosom diploidinis rinkinys

[Andriukeviit, I., Bertulis, A., ir kt. (2009). Genetikos pratybos. Kaunas]

Tiek patinliai, tiek patels turi po 8 chromosomas: tris poras autosom (II, III, IV) ir vien por lytini chromosom (I). Lazdels formos lytin chromosoma vadinama X chromosoma. Patel turi dvi tokias chromosomas (XX). Patinlis kartu su X chromosoma turi dar ir dvipet lytin chromosom, vadinam Y chromosoma (XY). Taigi, panaiai kaip ir mogaus atveju, vaisini museli lyt lemia lytins chromosomos.

I dalies uduotys

A. Remdamiesi pateiktais tv chromosom rinkiniais (3.4-1 pav.), nupiekite chromosom rinkinius gametose (3.4 - 2, 3 pav.) ir zigotose (3.4 - 4 pav.).

3.4 pav. A uduoties paveikslas

[Andriukeviit, I., Bertulis, A., ir kt. (2009). Genetikos pratybos. Kaunas]

B. Vaisins musels chromosom genolapiuose suraskite i poymi gen lokusus (e, vg, X

y) ir, nupie chromosomas, rodyklmis nurodykite j viet, r. 3.5 pav. (Chromosom genolapiai yra poymi sek ir santykini atstum tarp gen schemos).

18

3.5 pav. Drozofilos chromosom genolapis

[http://bio3400.nicerweb.com/Locked/media/ch05/05_14-Drosophila_map.jpg]

19

C. Upildykite atitinkamas 3.1 lentels skiltis.

3.1 lentel

Mutantas Geno

ymji-mas

Dominantinis

ar recesyvinis

genas

Chromosomos,

kurioje yra

genas, numeris

Skirtumas

nuo laukinio

tipo

Geno atstumas

nuo

chromosomos

nulinio tako

vestigial

ebony

white

Bar B plokios akys

cinnabar cn rykiai

oranins akys

yellow

Atlikite uduotis, pateiktas usimimo metu.

Kontroliniai klausimai

1. Geno, alelini gen, lokuso svokos. 2. Heterozigotinio, homozigotinio ir hemizigotinio organizmo svokos. 3. Genotipo ir fenotipo svokos. 4. Laukins ir mutantini vaisini museli form poymi skirtumai. 5. Vaisini museli patinli ir pateli ioriniai skirtumai. 6. Paveldimumo ir kintamumo svokos. 7. Alelini poymi, dominuojani ir recesyvini poymi, autosomini ir susijusi su lytimi poymi svokos. 8. Monohibridinio kryminimo esm. 9. enklai, vartojami kryminimo schemoms urayti. 10. Vaisini museli kryminimo schemos. 11. Vaisini museli lyties paveldjimas. 12. Drosophila melanogaster chromosom rinkinys.

20

II dalis

Turinys. Vaisini museli tvini form (P) kryminimo rezultat analiz ir F1 kartos hibrid kryminimas. Dihibridinis kryminimas. Nepriklausomas poymi paveldjimas.

Darbo priemons. Hibridins (F1) musels, mgintuvliai su terpe, tuti mgintuvliai, skirti narkozei, eteris, epetlis, lupa, raymo priemons, balto popieriaus lapas, schemos.

1. Vaisini museli tvini form (P) kryminimo, remiantis schema Laukinis tipas vestigial (ebony) (r. treio darbo I dal), rezultat analiz ir hibrid (F1) kryminimas.

Umigdykite hibridines museles ir stebkite poymius: kno spalv arba sparn form, suskaiiuokite, kiek ir koki F1 palikuoni yra. Ssiuvinyje nubraiykite 3.2 lentel, kurios pavyzdys pateiktas emiau ir j suraykite stebjimo duomenis.

3.2 lentel. Tvini form kryminimo rezultat analiz

Tvins formos ir

hibridai

Itirta museli Poymi isiskyrimo

santykis

I viso

I j Teorikai tiktinas

I tikrj gautas Laukinis tipas Vestigial (ebony)

P

F1

F2

Suminiai

visos grups duomenys

Sukryminkite hibridus (F1), leisdami mgintuvl su terpe du patinlius ir eias pateles. Ant mgintuvlio, alia kit duomen, uraykite toki kryminimo schem:

F1: 6 Vgvg 2 Vgvg

21

2. Vaisini museli tvini form (P) kryminimo, remiantis schema Laukinis tipas yellow, rezultat analiz ir hibrid (F1) kryminimas.

Stebdami hibridines museles, atskirkite jas pagal aki spalv ir lyt, t.y. suskaiiuokite atskirai patinlius ir pateles. Stebjimo duomenis suraykite 3.3 lentel.

3.3 lentel. Tvini form kryminimo rezultat analiz

Tvins formos ir

hibridai

Itirta museli Poymi isiskyrimo

santykis

I viso

I j

Teorikai tiktinas

I tikrj gautas Laukinis tipas Yellow

P

F1

F2

Suminiai

visos grups duomenys

Hibridams kryminti mgintuvl su terpe, kaip ir pirmuoju atveju, leiskite du patinlius ir eias pateles.

Ant mgintuvlio, alia kit duomen, uraykite toki kryminimo schem:

F1: 6 XYX

y 2 XyY

22

3. Vaisini museli hibrid (F1) kryminimo, remiantis schema Laukinis tipas vestigial (ebony), rezultat analiz.

Ssiuvinyje, pratsdami pradtas kryminimo schemas, suraykite F1 hibrid gametas ir teorikai tiktinus F2 hibrid genotipus, fenotipus bei j santykius (r. 3.6 pav.).

3.6 pav. Monohibridinio kryminimo schema : Laukinis tipas (Vg) vestigial (vg)

[Andriukeviit, I., Bertulis, A., ir kt. (2009). Genetikos pratybos. Kaunas]

Umigd hibridines museles, iskirstykite jas pagal fenotipus ir suskaiiav nustatykite j kiekybinius santykius. Gautus duomenis suraykite 3.2 lentel.

23

Ketvirtasis darbas

MENDELIO DSNI STATISTINIS POBDIS. TIKIMYBI ANALIZS METODAI

Turinys. Genotip ir fenotip skaiius bei j santykis. Genotipo, fenotipo tikimyb.

Darbo priemons. Uduotys, schemos, paveikslai.

Darbo eiga. 1. Matematin Mendelio dsni iraika. Mendelio dsniai priklauso tikimybini dsni kategorijai. Tokie dsniai leidia numatyti vyki ir reikini tikimyb tam tikromis aplinkos slygomis.

Heterozigot tv palikuoni genotipams ir fenotipams bei j santykiams nustatyti be grafinio metodo (A) ir Peneto lentels (B)

A (grafinis metodas) B (Peneto lentel)

P: Aa Aa G a m e t o s A a

G: A, a ; A, a A AA Aa

F1: AA, Aa, Aa, aa a Aa aa

dar galima taikyti dvinari daugybos formul. Pagal dvinari daugybos formul:

(a+b) (a+b) = (a+b) 2 = a2+ab+ab+b2 = (a2+2ab+b2)

galime teigti, kad du skirtingi nariai a ir b gali sudaryti tris skirtingas kombinacijas: a2, ab ir b

2,

kuri santykis yra: 1:2:1. Naudojantis iuo metodu, monohibridini heterozigot tv (Aa Aa) vyrik ir moterik

gamet tipai vaizduojami kaip dvinariai, pvz., (A+a) ir (A+a), kuriuos sudauginus gaunami palikuoni genotipai:

Aa (A+a) Aa (A+a)

(A+a) (A+a) = AA + 2Aa + aa 1 : 2 : 1

Taigi, sukryminus heterozigotinius tvinius individus, pirmojoje hibrid kartoje F1 yra 3 skirtingi genotipai Aa, AA ir aa, o j santykis yra 1:2:1.

Palikuoni fenotip skaiius ir j santykis priklauso nuo aleli sveikos. Jeigu yra visikas dominavimas, fenotip bus tik du:

(1 AA + 2 Aa) - dominantinis fenotipas

(1 aa) - recesyvinis fenotipas

Todl j santykis yra 3:1.

Dihibridinio, o ypa polihibridinio kryminimo atveju, kai susidaro daug skirting gamet tip, patogiau naudotis matematiniu metodu. Pagal antrj Mendelio dsn, kiekvienas poymis paveldimas nepriklausomai nuo kit poymi, ir gali susidaryti atsitiktiniai j deriniai. Vadinasi, kiekviena aleli pora paveldima nepriklausomai nuo kit aleli por, taiau jos sudaro visus galimus derinius.

24

Paraome diheterozigotini tvini form kryminimo schem:

P AaBb AaBb

Diheterozigotus ymime kaip dvinarius: AaBb (A+a) (B+b); AaBb (A+a) (B+b)

F1 palikuoni genotip skaii ir santyk galima apskaiiuoti taip:

i) gametos sudarytos i vis galim aleli derini (A+a) (B+b) = AB+Ab+aB+ab ii) gamet genotipai (AB+Ab+aB+ab) (AB+Ab+aB+ab) =

= 1AABB+2AABb+1aaBB+2AaBB+4AaBb+2aaBb+1AAbb+2Aabb+1aabb;

arba 1:2:1:2:4:2:1:2:1 = (1:2:1)2

Palikuoni fenotip skaiius iuo atveju lygus 4, nes galimos tokios dominantini ir recesyvini poymi kombinacijos: AB, Ab, aB, ab.

Atkreipkite dmes tai, kad ia raids ymi atitinkam dominantin ir recesyvin poym.

Palikuoni fenotip santykis apskaiiuojamas taip:

(3A + 1a) (3B + 1b) = 9AB + 3Ab + 3aB + 1ab; arba 9:3:3:1 = (3 : 1)2

Nesunku pastebti, kad genotip ir fenotip santyk parodaniose formulse laipsnio rodiklis yra lygus aleli por skaiiui. Vadinasi, polihibridinio kryminimo atveju ie santykiai atrodys taip:

genotip (1:2:1)n ir fenotip (3:1)n

Taip, naudojantis matematinmis formulmis, galima apskaiiuoti palikuoni gamet tip, genotip ir fenotip dan, j santyk, atsivelgiant dalyvaujani kryminime aleli por skaii.

sidmkite ias formules ir, naudodamiesi jomis, upildykite tuius 4.1 lentels langelius, prie tai lentel perra darb ssiuvin.

4.1 lentel

Aleli por skaiius

Fenotip skaiius

F2

Fenotip santykis

F2

Genotip skaiius

F2

Genotip santykis

F2

F1 hibrid

gamet tip skaiius

F1 hibrid galim gamet derini skaiius

apvaisinimo

metu

n 2n (3:1)

n 3

n (1:2:1)

n 2

n 4

n

1

monohibidinis

kryminimas

2

dihibridinis

kryminimas

3

trihibridinis

kryminimas

4

tetrahibridinis

kryminimas

25

Trihibridinio kryminimo atveju gausime:

P AaBbCc AaBbCc

AaBbCc (A+a)(B+b)(C+c) AaBbCc (A+a)(B+b)(C+c)

Galimi gamet deriniai, x = 2n = 23 =8:

(A+a) (B+b) (C+c) = (AB+Ab+aB+ab) (C+c) = =ABC+ABc+AbC+Abc+aBC+aBc+abC+abc

(ABC+ABc+AbC+Abc+aBC+aBc+abC+abc) (ABC+AbBc+AbC+Abc+aBC+aBc+abC+abc)

Genotipai:

AABBCC+AABBCc+AABbCC+AABbCc+AaBBCC+AaBBCc+AaBbCC+AaBbCc+AABBCc+

+AABBcc+AABbCc+AABbcc+AaBBCc+AaBBcc+AaBbCc+AaBbcc+AABbCC+AABbCc+

+AAbbCC+AAbbCc+AaBbCC+AaBbCc+AabbCC+AabbCc+AABbCc+AABbCc+AAbbCc+

+AAbbcc+AaBbCc++AaBbcc+AabbCc+Aabbcc+AaBBCC+AaBBCc+AabBbCC+AaBbCc+

+aaBBCC+aaBBCc+aaBbCC+aaBbCc+AaBBCc+AaBBcc+AaBbCc+AaBbcc+aaBBCc+aaBBcc+

+aaBbCc+aaBbcc+AaBbCC+AaBbCc+AabbCC+AabbCc+aaBbCC+aaBbCc+aabbCC+aabbCc+

+AaBbCc +AaBbcc+AabbCc+Aabbcc+aaBbCc+aaBbCc+aabbCc+aabbcc.

Sugrupav narius gauname:

1AABBCC+2AaBBCC+1aaBBCC+2AaBBCC+4AaBbCC+2aaBbCC+1AAbbCC+2AabbCC

+1aabbCC+2AABBCc+4AABbCc+2aaBBCc+4AaBBCc+8AaBbCc+4aaBbCc+2AAbbCc+4Aabb

Cc+2aabbCc+1AABBcc+2AABbcc+1aaBBcc+2AaBBcc+4AaBbCc+2aaBbcc+1AAbbcc+2Aabbcc

+1aabbcc

J santykis: 1:2:1:2:4:2:1:2:1:2:4:2:4:8:4:2:4:2:1:2:1:2:4:2:1:2:1 arba (1:2:1)3 I vis gaut genotip, vertinus dominantinius ir recesyvinius poymius, fenotip bus tik

8 (x =23):

(3A+1a) (3B+1b) (3C+1c) = 27A_B_C_ + 9A_B_cc + 9A_bbC_ + 9aaB_C_ + 3aaB_cc + +3aabbC_ + 3A_bbcc + 1aabbcc.

J santykis: 27:9:9:9:3:3:3:1 arba (3:1)3

2. Tikimybi analizs metodai ir j taikymas, numatant poymi paveldjim.

Dl atsitiktinio gen pasiskirstymo gametas ir apvaisinimo pobdio negalima nustatyti, kurie tv genai pateks gametas ir zigot, todl, tiriant paveldjimo dsningumus, naudojami tikimybi analizs metodai.

Tikimyb yra atsitiktinio vykio kiekybinis matas. Jis parodo vykio dan. Pavyzdiui,

heterozigot tv Aa Aa palikuonio genotipas yra atsitiktinis vykis, nes pagal Mendelio dsn, palikuoni genotipai gali bti: AA, Aa ir aa, o j santykis 1:2:1. Atsivelgiant santykin vyki dan, galima teigti, kad genotipo Aa tikimyb yra 1/2, genotipo AA tikimyb 1/4 ir genotipo aa tikimyb 1/4.

Kai du vykiai negali vykti vienu metu, jie yra nesutaikomi. Tada bendra vyki tikimyb lygi

atskir tikimybi sumai. Pavyzdiui, 43 europiei kraujas yra A grups, 40 - 0 grups. Asmens kraujas gali bti tik vienos i 4 galim 0AB sistemos grupi. Vadinasi, tikimyb, kad atsitiktinio

europieio kraujas A arba 0 grups yra 83 0,40 + 0,43 0,83. Kai du ar daugiau vyki yra nepriklausomi ir gali vykti vienu metu, bendra vyki tikimyb

lygi atskir vyki tikimybi sandaugai. Pavyzdiui, tikimyb, kad atsitiktinis europietis turs A grups krauj ir gebs jausti feniltiokarbamido (FTK) skon, bus 28 proc., nes yra inoma, kad 64

proc. europiei jauia FTK 0,43 0,64 0,28.

26

Norint nustatyti dviej ar daugiau nepriklausom poymi paveldjimo tikimyb, visai nebtina itirti visus galimus palikuoni genotipus ir fenotipus. Tikimyb, kad palikuonis pavelds

tam tikr poymi derin, priklauso nuo kiekvieno poymio ar j lemiani gen poros paveldjimo tikimybs.

Pavyzdiui, triheterozigot tv AaBbCc AaBbCc palikuonio, turinio fenotip ABc

raids ymi atitinkam dominantin ir recesyvin poym gimimo tikimyb lygi dviej

dominantini A ir B ir treio recesyvinio poymio c paveldjimo tikimybi sandaugai.

Kiekvieno dominantinio poymio paveldjimo tikimyb yra 3/4 3A + 1a; 3B + 1b, recesyvinio

1/4 3C + 1c, tad tikimyb, kad palikuonio fenotipas bus ABc, lygi 9/64 3/4 3/4 1/4. Tikimyb, kad io palikuonio genotipas bus AaBbcc, yra 4/64, nes kiekvienos poym lemianios

poros aleli isiskyrimas vyksta santykiu 1:2:1 1AA + 2Aa + 1aa; 1BB + 2Bb + 1bb; 1CC + 2Cc

+ 1cc, tai kiekvieno genotipo (Aa ir Bb) tikimyb yra 2/4, o genotipo cc tikimyb yra 1/4. Todl

p(AaBbcc) = 2/4 2/4 1/4 4/64.

3. Gaut rezultat patikimumo vertinimas Chi-kvadrato testu.

Genetiniuose kryminimo eksperimentuose gauti rezultatai ne visados tiksliai pasiskirsto pagal Mendelio dsniais numatytus santykius: 1:2:1 ar 9:3:3:1. Todl svarbu inoti, koks gali bti fenotipini grupi dydi neatitikimas, lyginant su teoriniais skaiiavimais, jei norime, kad santykis

bt vertintas patikimai. Ar galime vienareikmikai teigti, jog monohibridinio kryminimo BbBb eksperimento rezultatai atitinka 3:1 santyk, jei i 120 palikuoni 92 musels turi dominantinio B geno lemiam fenotip (genotipai - BB, 2Bb), o 28 musels turi recesyvinio geno lemiam genotip (genotipas - bb)? Kaip vertinsime eksperimento rezultat, jei santykis bus 100 ir 20 ?

Panagrinkime eksperiment rezultatus. Tarkime, kad atlikus museli, besiskiriani vienos alelini gen poros lemiamo poymio, ms nagrinjamu atveju kno spalvos (juoda spalva b,

pilka B), pirmos hibrid kartos heterozigot kryminim Bb Bb, buvo gautas skirtingas vaisini museli skaiius. Pirmo eksperimento metu buvo 92 pilkos ir 28 juodos musels. Antro eksperimento metu buvo gautos - 100 pilkos ir 20 juodos musels.

Vertinant pirmo eksperimento rezultatus, galima teigti, jog poymiai pasiskirst Mendelio numatytu santykiu 3:1, t.y. 90:30 su tam tikru nukrypimu 2 (92:28), kuris galjo susidaryti visikai atsitiktinai. Atsitiktinumo dydis yra apibriamas kaip slyga, kad gauti rezultatai ne daugiau kaip 5 atvejais i 100 (5%) gali skirtis nuo pasirinktojo modelio, atliekant kryminimus tokiomis pat slygomis.

Santyk 92:28 galime prilyginti santykiui 3:1, t.y. 90:30 ir vardinti kaip nulin hipotez H0. Prieing teigin, kad gauti rezultatai i esms skiriasi nuo pasirinktojo teorinio modelio, vadinsime alternatyvija hipoteze ir ymsime H1.

Nordami patvirtinti ms hipotez H0 ir atmesti hipotez H1, pasinaudosime Chikvadrato testu. Chi-kvadrato testas tai metodas, kurio pagalba vis grupi (fenotip) nukrypimai yra ireikti vienu skaiiumi 2. Jei gauti kryminimo rezultatai nedaug skiriasi nuo teorini skaiiavim, ir 2 dydis yra maas reikia, kad tikimyb, kad fenotipiniai nukrypimai vyko dl atsitiktinumo, yra didel. Pasirinktas modelis yra pakankamai arba visikai teisingas ir priimame hipotez H0. Jei kryminimo rezultatai i esms skiriasi nuo teorini skaiiavim, ir

2 reikm didel reikia, kad tikimyb, kad tokie nukrypimai vyko dl atsitiktinumo, yra maa (nukrypimus lm nevertintos aplinkybs). Pasirinktas modelis nra teisingas, H0 atmetame ir priimame prieing H1 hipotez.

Bendru atveju 2 apskaiiuojamas pagal remiantis ia formule:

T

TF 22 )(

kur, F kryminimo metu gauti faktiniai fenotip daniai, T tiktini fenotip daniai kiekiai, atskir fenotipini grupi suma. Jeigu yra nagrinjama daugiau fenotipini grupi (pavyzdiui, 9:3:3:1) jos visos turi bti trauktos 2 reikms skaiiavim.

27

Apskaiiuosime pirmojo eksperimento rezultat 2 reikm turint faktinius kryminimo rezultatus (F): 92 pilkas (Fpilkos) ir 28 juodas (Fjuodos) museles.

1. Suskaiiuosime Mendelio numatyt teorin fenotip pasiskirstym (T) santykiu 3:1. 120 : 120 = 90 : 30, t.y. 90 pilk (Tpilkos) ir 30 juod (Tjuodos) museli.

2. Rasime kokiu dydiu nukrypo eksperimento rezultatai nuo teorinio paskaiiavimo (F-T), kiekvienai fenotipinei grupei: 92-90 = 2 ir 28-30 = -2 arba nukrypimo dydis yra 2 pilkos

ir 2 juodos musels. 3. Paklus nuokrypius kvadratu (F-T)2 ir padalinus i teorins fenotipo kiekio reikms T, bei

susumavus visas fenotipines grupes, gauname chi-kvadrato reikm (4.2a lentel):

177.090

16

30

)2(

90

2

30

)3028(

90

)9092()()(

2222222

1

juodos

juodosjuodos

pilkos

pilkospilkos

T

TF

T

TF

4.2a lentel

Genotipai

Faktinis

skaiius (F)

Tiktinas skaiius

(T)

Skirtumas

(F-T)

Skirtumo

kvadratas

(F-T)2

(F-T)2

T

EE ir Ee 92 90 2 4 0,0444

ee 28 30 -2 4 0,1333

Viso 120 120 2 =0,177

Apskaiiuosime antro eksperimento rezultat 2 reikm turint kryminimo rezultatus (F): 100 pilkas (Fpilkos) ir 20 juodas (Fjuodos) museles, viso 120.

1. Suskaiiuosime Mendelio numatyt teorin fenotip pasiskirstym (T) santykiu 3:1. 120 : 120 = 90 : 30, t.y. 90 pilk (Tpilkos) ir 30 juod (Tjuodos) museli.

2. Rasime kokiu dydiu nukrypo antrojo eksperimento rezultatai nuo teorinio paskaiiavimo (F-T), kiekvienai fenotipiniai grupei: 100-90 = 10 ir 20-30 = -10 arba nukrypimo dydis yra 10 pilk ir 10 juod museli.

3. Paklus nuokrypius kvadratu (F-T)2 ir padalinus i teorins fenotipo kiekio reikms T, bei susumavus visas fenotipines grupes, gauname chi-kvadrato reikm (4.2b lentel):

444.490

400

30

)10(

90

10

30

)3020(

90

)90100()()(

2222222

1

juodos

juodosjuodos

pilkos

pilkospilkos

T

TF

T

TF

4.2b lentel

Genotipai

Faktinis

skaiius (F)

Tiktinas skaiius

(T)

Skirtumas

(F-T)

Skirtumo

kvadratas

(F-T)2

(F-T)2

T

EE ir Ee 100 90 10 100 1,1111

ee 20 30 -10 100 3,3333

Viso 120 120 10 =4.444

Gautas 2 reikmes vertinsime remdamiesi 4.3 lentele, kurioje surayti 2 reikmes atitinkantys reikmingumo lygmenys, atitinkamai kiekvienam galimam laisvs laipsniui (df, degrees of freedom), kurie daniausiai nusakomi kaip fenotip grupi skaiius N minus 1, df = N-1. Ms atveju yra 2 fenotipins grups, tada df = 2-1 = 1.

I 4.3 lentels matome, kad esant 1 laisvs laipsniui, pirmojo eksperimento 2 = 0,177 reikm yra tarp reikmingumo lygmen 0,9 ir 0,5, kas leidia teigti, kad H0 atmesti negalime, nes galimyb atsitiktinai susidaryti tokio dydio nuokrypiams (2) yra tarp 90 % ir 50%, arba teigiame, kad pasiskirstymas 92:28 yra toks pat kaip ir 90:30 su maesne nei 5% (p0.05, priimtas moksle)

28

paklaida, o hipotez H0 teisinga. Antrojo eksperimento 2 = 4.444 reikm yra tarp 0,05 ir 0,01

reikmingumo lygmen, o tai rodo, kad tikimyb susidaryti tokiems nuokrypiams (10) atsitiktinai yra tik tarp 5 ir 1 proc. (arba 95-99% tikimyb), ir kad tokie nuokrypiai susidar ne atsitiktinai, ir modelis 3:1 negali paaikinti eksperimento rezultat, vadinasi hipotez H0 reikia atmesti.

4.3 lentel

Laisvs laipsniai

p reikms

Nulins hipotezs H0 atmesti negalime Nulin hipotez H0

atmetama

0,99 0,90 0,5 0,1 0,05 0,01 0,001

2 Reikms

1 - 0,02 0,45 2,71 3,84 6,64 10,83

2 0,02 0,21 1,39 4,61 5,99 9,21 13,82

3 0,11 0,58 2,37 6,25 7,81 11,35 16,27

4 0,30 1,06 3,36 7,78 9,49 13,28 18,47

5 0,55 1,61 4,35 9,24 11,07 15,09 20,52

Pastaba: 2 reikms esanios deiniojoje lentels pusje leidia atmesti nulin hipotez H0 su didesniu nei 95 % patikimumu (maesne nei p0.05paklaida).

Uduotis. Sukryminus dvi skirtingas irni ris buvo gautos hibridinio augalo 556 sklos i kuri: 315 apvalios ir geltonos, 108 apvalios ir alios, 101 raukltos ir geltonos, 32 raukltos ir alios. Suformuluokite hipotezes H0 ir H1 ir jas patikrinkite Chi-kvadrato testo pagalba.

Atlikite darbo metu pateiktas uduotis.

Kontroliniai klausimai

1. Antrasis Mendelio dsnis ir citologiniai jo pagrindai (ryys su mejoze). 2. Polihibridinio kryminimo esm. 3. Btinos nepriklausomo poymi isiskyrimo slygos. 4. Kada bendra vyki tikimyb lygi atskir tikimybi sumai ? 5. Kada bendra vyki tikimyb lygi atskir tikimybi sandaugai ? 6. Prisiminkite heterozigot tv palikuoni genotip ir fenotip skaii bei santyk parodanias formules. 7. Kas yra nulin ir alternatyvioji hipotez ? 8. Kaip apskaiiuojamas Chi-kvadratas ? 9. K nusako laisvs laipsniai? 10. Kada H0 hipotez galima atmesti ir kada priimti ?

29

Penktasis darbas

NUKRYPIMAI NUO MENDELIO DSNIAIS NUMATOMO POYMI ISISKYRIMO

Turinys. Alelini ir nealelini gen sveika ir genetiniai reikiniai, lemiantys kitok poymi isiskyrim negu numato Mendelio dsniai.

Darbo priemons. Uduotys, schemos, paveikslai.

Alelini gen sveika

Alelini gen sveika lemia nukrypim nuo Mendelio dsniais numatomo poymi isiskyrimo. Alelini gen sveika skirstoma keturis ris:

a) Visik dominavim; b) Nevisik dominavim; c) Kodominavim; d) Superdominavim.

Visiko dominavimo atveju heterozigotiniai organizmai (genotipas - Aa) fenotipikai nesiskiria nuo homozigotini individ su abiem dominuojaniais aleliais (genotipas-AA). ios sveikos pavyzdys irni skl spalvos paveldjimas.

Pvz.: kryminant geltonos spalvos irnius tarpusavyje susidaro 3/4 geltonos spalvos ir 1/4 alios spalvos irni. Kryminimo schema pavaizduota emiau:

P: Aa Aa

G: A,a ; A, a

F1 : 1/4 AA (geltona sp.), 2/4 Aa (geltona sp.), 1/4 (alia sp.)

Nevisikas dominavimas bna tada, kai heterozigotiniai individai yra tarpinio fenotipo, todl heterozigotinius organizmus skiriame nuo homozigotini organizm (genotipas AA) pagal fenotip. Nevisikas dominavimas yra bdingas kai kuri augal ri ied spalvos paveldjimui.

Pvz.: kryminant augalus su rausvos spalvos iedais tarpusavyje susidaro 1/4 augal, kuri iedai yra raudonos spalvos (genotipas AA), 2/4 augal, kuri iedai yra rausvos spalvos (genotipas Aa) ir 1/4 augal bna baltos spalvos iedais.

Kodominavimas alelini gen sveikos atvejis, kai yra abiej kodominuojani gen veiklos produkt. ABO kraujo grup yra klasikinis kodominavimo pavyzdys. Heterozigotiniai individai (I

AIB) turi ketvirt kraujo grup. Toki moni eritrocit membranose yra ir antigeno A, ir

antigeno B. MN kraujo grup taip pat paveldima kodominantiniu bdu. moni, turini M kraujo grup, genotipas - MM, turini MN kraujo grup genotip yra MN, turini NN kraujo grup genotipas taip pat yra NN.

Pvz.: Dviej moni, kuri kraujo grups MM ir NN santuoka atitinka emiau pateikt kryminimo schem.

P: MM NN

G: M; N

F1: MN (visi vaikai turi MN kraujo grup).

Superdominavimas sveika tarp alelini gen, kuriai bdinga tai, kad heterozigotiniai individai Aa poymi isivystymu lenkia abu homozigotinius tvus (aaAA). Superdominavimas yra bdingas pjautuvins anemijos atveju. Heterozigotiniai organizmai yra

30

atsparesni maliarijai nei homozigotiniai individai (genotipas AA) ir neserga pjautuvine anemija.

Serga pjautuvine anemija homozigotiniai individai, kuri genotipas aa.

Nealelini gen sveika

Yra trys nealelini gen sveikos rys: komplementin gen sveika, epistaz ir polimerija.

1. Komplementin gen sveika reikinys, kai nealeliniai genai sveikaudami papildo vienas kito veikim ir lemia naujo poymio atsiradim. Sukryminus du hibridus AaBb ir AaBb tarpusavyje, dl ios sveikos skirting fenotip skaiius arba fenotip santykis yra kitoks negu numato Mendelio dsniai. Komplementins gen sveikos metu fenotip santykis bna 9:3:3:1 arba 9:6:1. 9:3:3:1 fenotip santyk lemia skirtingi to paties poymio pasireikimai, bet ne dviej atskir poymi deriniai.

Fenotip santykis 9:6:1 susidaro tada, kai komplementiniai dominantiniai genai veikia savarankikai ir lemia tok pat fenotip, taiau bdami kartu lemia naujo fenotipo atsiradim. Pavyzdiui, moligo vaisi disko form lemia kartu genotipe esantys dominuojantys A ir B genai. Esant tik vienam i dominantini gen (A arba B) vaisiai yra apskriti. Recesyviniai aleliai (genotipas aabb) lemia pailg vaisi form. Kryminimo rezultatai pateikti A Peneto lentelje.

A

Gametos AB Ab aB ab

AB AABB

disko

AABb

disko

AaBB

disko

AaBb

disko

Ab AABb

disko

AAbb

apskriti AaBb

disko

Aabb

apskriti

aB AaBB

disko

AaBb

disko

aaBB

apskriti

aaBb

apskriti

ab AaBb

disko

Aabb

apskriti

aaBb

apskriti

aabb

pailgi

Kryminimo rezultatus galima numatyti ir remiantis formule (r. ketvirtj darb):

F1 : AaBb x AaBb

F2 : (3A+1a)(3B+1b) = 9A-B- + 3A-bb + 3aaB- + 1aabb 9/16 6/16 1/16

disko apskrit pailg

Fenotip santykis 9:3:3:1 susidaro tada, kai kiekvienas komplementinis dominantinis veikia savarankikai ir lemia skirting fenotip, o abu dominantiniai genai kartu lemia naujo poymio atsiradim. Sukryminus vitas, turinias irnio formos (genotipas AAbb) skiauteres su gaidiais, turiniais ros formos skiauter (genotipas aaBB) dihibridai turi rieuto formos skiauter. Kryminant tarpusavyje dihibridus antroje kartoje (F2) fenotipai isiskiria 9:3:3:1 santykiu (9/16 palikuoni turi rieuto formos skiauter, 3/16 palikuoni turi irnio formos skiauter, 3/16 palikuoni turi ros formos skiauter ir 1/16 palikuoni turi paprastos formos skiauter). io kryminimo rezultatai pateikti B Peneto lentelje.

31

B

Gametos AB Ab aB ab

AB AABB

rieuto AABb

rieuto AaBB

rieuto AaBb

rieuto

Ab AABb

rieuto

AAbb

irnio AaBb

rieuto

Aabb

irnio

aB AaBB

rieuto AaBb

rieuto

aaBB

ros aaBb

ros

ab AaBb

rieuto

Aabb

irnio aaBb

ros aabb

paprastos

Kryminimo rezultatus taip pat galima numatyti ir remiantis formule:

F1 : AaBb x AaBb

F2 : (3A+1a)(3B+1b) = 9A-B- + 3A-bb + 3aaB- + 1aabb

9/16 3/16 3/16 1/16

rieuto irnio ros paprastos formos

mogaus genetikoje komplementins gen sveikos pavyzdys yra vairi kurtumo form paveldjimas. Panagrinkime dviej negirdini moni santuok, kurioje gim normaliai girdintis vaikas. Abi kurtumo formos paveldimos autosominiu recesyviniu bdu, bet jas lemia nealeliniai genai.

P : AA bb x aa BB

G : Ab, aB

F1: AaBb Visi vaikai normaliai girdi

2. Epistaz nealelini gen sveika, kai vieno geno aleliai slopina arba modifikuoja kito geno alelius. Genas slopintojas vadinamas supresoriumi. Slopinamas genas vadinamas hipostaziniu

genu. Sukryminus pirmos kartos F1 diheterozigotinius hibridus tarpusavyje F2 kartoje poymiai isiskiria santykiais 9:3:4, 9:7, 12:3:1, 13:3 ir 15:1. Epistaz yra skirstoma recesyvin ir dominantin.

Recesyvin epistaz yra vienguba ir dviguba. Viengubos recesyvins epistazs metu fenotip santykiai isiskiria 9:3:4 santykiu. ios sveikos pavyzdys yra laukini peli, triui, voveri rusvai pilkos (vadinamoji aguti), juodos arba baltos spalvos paveldjimas. iuos tris skirtingus vieno poymio pasireikimus lemia dvi nealelini gen poros. Genai A ir B bdami kartu genotipe lemia rusvai pilkos spalvos pasireikim. Recesyviniai aleliai bb genotipe slopina A gen, lemiant aguti spalvos pasireikim, ir gyvnai yra balti. Jei genotipe yra dominuojantis B alelis ir nra dominuojanio A alelio gyvnai bna juodos spalvos (genotipas aaB-). Pirmosios kartos (F1) hibrid kryminimo rezultatai pateikti C Peneto lentelje.

32

C

Gametos AB Ab aB ab

AB AABB

aguti

AABb

aguti

AaBB

aguti

AaBb

aguti

Ab AABb

aguti

AAbb

balti AaBb

aguti

Aabb

balti

aB AaBB

aguti

AaBb

aguti

aaBB

juodi

aaBb

juodi

ab AaBb

aguti

Aabb

baltii

aaBb

juodi

aabb

balti

Kryminimo rezultatai pagal formul:

F1 : AaBb x AaBb

F2 : (3A+1a)(3B+1b) = 9A-B- + 3aaB- + 3A-bb + 1aabb

9/16 3/16 4/16

aguti juod balt

Dvigubos recesyvins epistazs metu antroje hibrid kartoje fenotipai isiskiria 9:7 santykiu. Pavyzdiui, kvapiojo irnio ied raudon spalv lemia A ir B genai bdami kartu. Esant vienos nealelini gen poros recesyviniams aleliams kartu, t.y aa arba bb (genotipai aaB- arba A-bb) bei genotipo aabb atveju, pigmentas nesusidaro ir iedai yra balti. iuo atveju recesyviniai aleliai aa arba bb slopina dominuojani aleli A ir B veikl. Kryminimo rezultatai pateikti D Peneto lentelje.

D

Gametos AB Ab aB ab

AB AABB

raudoni

AABb

raudoni

AaBB

raudoni

AaBb

raudoni

Ab AABb

raudoni

AAbb

balti AaBb

raudoni

Aabb

balti

aB AaBB

raudoni

AaBb

raudoni

aaBB

balti

aaBb

balti

ab AaBb

raudoni

Aabb

balti

aaBb

balti

aabb

balti

Dominantin epistaz taip pat skirstoma viengub ir dvigub. Viengubos dominantins epistazs metu kryminant dihibridus tarpusavy poymiai isiskiria santykiu 12:3:1 ir 13:3. ios gen sveikos pavyzdys yra moligo vaisiaus spalvos paveldjimas. Genas B lemia gelton moligo vaisi ir yra slopinamas dominantinio geno A. Genas A lemia balt spalv, o recesyviniai aleliai aa ir bb kartu (genotipas aabb) ali. Sukryminus dihibridinius vaisius tarpusavy antroje kartoje vyksta poymi isiskyrimas. Vaisiai, kuri genotipe yra dominuojantis alelis A (genotipai A-B-, A-bb) yra baltos spalvos, vaisiai, kuri genotipas yra aaB- yra geltonos spalvos, o alios spalvos vaisiai turi genotip aabb.

Viengubos dominantins epistazs 13:3 pavyzdys - kai kuri vit veisli plunksn spalvos paveldjimas. C genas lemia pigmento susidarym, o genas I slopina gen. Todl spalvotas plunksnas lemia genotipas, kuriame yra genas C, kuris sintetina pigment ir nra geno I, t.y. vit genotipas yra C-ii. Baltas plunksnas lemia genotipas, turintis C ir I genus, neturintis geno C ir

turintis I gen arba turintis abiej gen recesyvinius alelius genotipe (ccii).

33

Dvigubos dominantins epistazs metu poymiai isiskiria 15:1 santykiu. Genai A ir B slopina vienas kit ir recesyvines formas ir poymis irykja tik esant recesyviniam aabb genotipui. Tokiu bdu yra paveldima kai kuri augal ied forma.

mogaus genetikoje recesyvioji epistaz yra aprayta neprastu AB0 kraujo grups paveldjimo atveju ir vadinama Bombjaus fenomenu. Recesyvi aleli kombinacija hh slopina kraujo grupi genus A ir B, ir galimos nelauktos kraujo grups. Todl eimoje, kurioje tvo kraujo grup B, motinos 0 gali gimti vaikas, turintis kraujo grup AB:

P : IBIB HH x IAi hh Dl recesyvins epistazs motinos kraujo grup O.

G : IBH, I

Ah, i

h

F1 : IAIB Hh (Kraujo grup AB), IB i Hh (Kraujo grup B)

3. Polimerija reikinys, kai dvi ar daugiau gen por lemia vieno poymio atsiradim, sustiprindami j. Tokie poymiai daniausiai yra kiekybiniai, ir juos galima iskirstyti fenotip klases. Juos reikia imatuoti, pasverti, apskaiiuoti, t.y. vertinti kiekybikai. Toki poymi stiprumas paprastai priklauso nuo polimerini dominantini gen skaiiaus Pavyzdiui, kvieio grd raudon spalv lemia dviej por dominantiniai aleliai (AA, A1A1), o j recesyviniai aleliai (aa, a1a1) taip neveikia ir recesyvini homozigot grdai yra bespalviai. Raudonos spalvos stiprumas priklauso nuo dominantini aleli skaiiaus, nes j veika sumin. Juo daugiau dominantini aleli, juo stipresn grd spalva, ir prieingai. Kryminant heterozigotinius hibridus tarpusavyje, fenotip klasi skaiius palikuoni kartoje randamas pagal formul x = 2n+1, ia n yra aleli por skaiius. Dihibridinio kryminimo atveju fenotip santykis yra 1:4:6:4:1.

Naudojant formul:

galima apskaiiuoti, kuri dalis palikuoni turs tam tikr

dominantini aleli skaii. n visi aleliai, m dominantiniai aleliai. Polimeriniai mogaus poymai yra gis, svoris, odos pigmentacija, arterinis kraujospdis ir kt.

Genetiniai reikiniai

1. Polialelizmas reikinys, kai dl kartotini to paties chromosomos lokuso mutacij susidaro 3 ir daugiau aleli. Kadangi lstelje yra dvi homologins chromosomos, organizmo genotipe yra 2 tam tikro geno aleliai. Nuo i aleli derinio ir tarpusavio sveikos priklauso fenotipas. Pavyzdiui, 9-ojoje mogaus chromosomoje yra 0AB kraujo grupi genas. Yra 3 io geno aleliai: i0, IA, IB. Nuo dviej aleli derinio ir tarpusavio sveikos priklauso atitinkam antigen sintez, kurie lemia kraujo grup.

2. Plejotropija vieno geno poveikis keliems organizmo poymiams. mogaus genetikoje vienas i plejotropijos pavyzdi yra nebaigtins osteogenezs sindromas. Dl kolageno I geno mutacijos bna keli organ sistem paeidimai. iems ligoniams bna mlynos skleros, kurtumas ir patologiniai kaul liai.

3. Geno ekspresyvumas ir penetrantikumas. Geno penetrantikumas (lot. penetro siskverbimas) tai procentais ireikiamas danis, kuriuo genas pasireikia fenotipe, kai yra genotipas, btinas poymiui isivystyti. Pavyzdiui, viena i rachito form paveldima autosominiu dominantiniu bdu. io geno penetrantikumas yra 70%. Taigi, paveldjus mutavus gen tikimyb, kad mogus susirgs rachitu yra ne 100%, bet 70%. Geno ekspresyvumas geno/genotipo lemiamo poymio intensyvumas. Pavyzdys - Marfano sindromas, kuriam esant, dalis ligoni turi vis trij organ sistem paeidimus, kita dalis ligoni vienos ar kitos organ sistemos paeidimo neturi (pvz., yra liuko panirimas ir krtins lstos deformacija bei voro pirtai, bet nra ir nesivysto aortos aneurizma).

34

Atlikite darbo metu pateiktas uduotis.

Kontroliniai klausimai

1. Alelini ir nealelini gen sveikos tipai ir formos. 2. Polialelizmo reikinys. 3. Fenotip klasi kiekis ir santykis komplementins sveikos atveju. 4. Fenotip klasi kiekis ir santykis recesyvins epistazs atveju. 5. Fenotip klasi kiekis ir santykis dominantins epistazs atveju. 6. Recesyvins epistazs sveikos pavyzdiai. 7. Dominantins epistazs sveikos pavyzdiai. 8. Epistaz ir komplementin gen sveika mogaus genetikoje. 9. Plejotropijos svoka. 10. Penetrantikumo ir ekspresyvumo klinikin reikm.

35

etasis darbas

SUKIBUSI GEN PAVELDJIMO DSNINGUMAI

Turinys. Sukib genai. Krosingoveris ir jo genetinis poveikis. Rekombinacijos ribos.

Darbo priemons. Paveikslai, schemos, uduotys.

Darbo eiga. 1. Sukibusi gen paveldjimas. Genai, esantys vienoje chromosomoje, vadinami sukibusiais, t.y. tos paios chromosomos genai sudaro sukibimo grup. Vienai tokiai grupei priklausantys genai gali rekombinuotis krosingoverio metu.

Esant visikam sukibimui, tos paios chromosomos genai mejozs metu neisiskiria ir gametas patenka kartu. Esant nevisikam sukibimui, mejozs metu vyksta gen rekombinacija, genai isiskiria ir patenka skirtingas gametas. Gen sukibimo tip ir gen padt galima nustatyti dihibridini individ analizuojamojo kryminimo bdu remiantis palikuoni fenotip daniu. Kai du genai yra vienoje sukibimo grupje (visikai sukib), palikuoni poymiai neisiskiria (6.1 A pav.), susidaro du fenotipai santykiu 1:1. Bet esant nevisikam sukibimui (6.1 B pav.), kai tarp gen mejozje vyksta rekombinacija, palikuonys, pagal poymi derinius, pasiskirsto 4 grupes, taiau netolygiai - krosoverini palikuoni danis ymiai maesnis negu nekrosoverini. Rekombinacijos danis priklauso nuo atstumo tarp gen ir ireikiamas krosingoverio daniu (morganidmis): 1 morganid = 1% krosoverini palikuoni.

Danis: 0,5 : 0,5 Danis: 0,4 : 0,4 : 0,1 : 0,1

A B

6.1 pav. A Visikai sukib genai gametas patenka kartu; B Nevisikai sukib genai pasiskirsto skirtingas gametas

[Andriukeviit, I., Bertulis, A., ir kt. (2009). Genetikos pratybos. Kaunas]

Gen padtis gali bti skirtinga. Pavaizduoto nevisiko sukibimo atveju (6.1 B pav. kryminimo schema) abiej sukibusi gen dominantiniai aleliai yra vienoje homologinje chromosomoje (AB), o recesyviniai kitoje (ab). Tokia gen padtis vadinama cis padtimi. Jei sukibusi gen dominantiniai ir recesyviniai aleliai bt skirtingose chromosomose (Ab, aB) gen

padtis bt vadinama trans padtimi. Trans padties atveju genotipas yra

.

36

1 uduotis. mogaus paveldimos kataraktos ir eliptocitozs dominantiniai genai yra 1-oje chromosomoje, o galaktozemijos recesyvinis genas 9-oje chromosomoje. Paraykite heterozigotinio pagal visus tris poymius asmens genotip ir galimas gametas: a) esant aleli cis; b) esant aleli trans padiai.

2. Krosingoverio genetinis poveikis. Analizuojamojo kryminimo dihibridini palikuoni nuokrypiai nuo santykio 1:1:1:1 rodo nevisikai sukibusius genus. Mejozs metu homologins tvins ir motinins chromosomos, sudarytos i identik seserini chromatidi konjuguoja, sudaro chiazmas (6.2 pav.), ir tarp chromatidi vyksta krosingoveris.

6.2 pav. Homologini chromosom konjugacija.

[Andriukeviit, I., Bertulis, A., ir kt. (2009). Genetikos pratybos. Kaunas]

Konjugacija ir krosingoveris Po pirmojo mejozinio Po antrojo mejozinio

dalijimosi dalijimosi

6.3 pav. Krosingoverio pasekm (paaikinimas tekste).

[Andriukeviit, I., Bertulis, A., ir kt. (2009). Genetikos pratybos. Kaunas]

6.3 pav. pateikiama krosingoverio tarp A ir B lokus schema. Atkreipkite dmes, kad po antrojo mejozinio dalijimosi dvi gametos (AB ir ab) turi tokius paius sukibusius genus, kaip ir pradins chromosomos. T gamet chromatids nedalyvavo krosingoveryje, todl gametos vadinamos nekrosoverinmis, arba motininmis. Kitos dvi gametos (Ab ir aB) susidar dl chromatidi krosingoverio ir turi kitokius sukibusi gen derinius. Tokios gametos vadinamos krosoverinmis, arba rekombinantinmis.

Keturi gamet tipai vienoda tikimybe susidaro diheterozigotoje, kai genai yra nehomologinse chromosomose (nesukib). Taiau sukibusi gen atveju (r. 6.1B pav.) skirting gamet skaiius yra nevienodas: nekrosoverini gamet visada yra daug daugiau negu krosoverini, nes krosingoveris vyksta ne visose gametose.

2 uduotis. mogaus paveldimos kataraktos ir eliptocitozs dominantiniai genai yra 1-ojoje chromosomoje. Koki palikuoni gali tiktis diheterozigotinis, sergantis katarakta ir eliptocitoze

37

vyrikis susituoks su sveika moterimi, jeigu inoma, kad yra cis gen padtis tarp t gen galimas krosingoveris? Koki vaik poymi gali tiktis ir kodl ?

3. Dauginiai krosingoveriai. Mejozs pradioje per vis chromatids ilg gali susidaryti ne viena chiazma, o dvi ir daugiau. Pavyzdiui, vienu metu gali vykti krosingoveris tarp A ir B aleli bei tarp B ir C aleli. Toks vykis vadinamas dvigubu krosingoveriu.

Dvigubo krosingoverio danis lygus viengubo krosingoverio tarp A ir B aleli ir krosingoverio tarp B ir C aleli dani sandaugai.

Jeigu krosingoveris tarp gen A ir C vyksta esant tikimybei p1, o tarp gen C ir B

krosingoverio tikimyb yra p2, ir nepriklauso nuo pirmojo krosingoverio, tai dvigubo krosingoverio

tikimyb lygi: P = p1 p2. (6.4 pav.)

Konjugacija ir krosingoveris Po pirmojo mejozinio Po antrojo mejozinio

dalijimosi dalijimosi

6.4 pav. Dvigubas krosingoveris

[Andriukeviit, I., Bertulis, A., ir kt. (2009). Genetikos pratybos. Kaunas]

3 uduotis. Genotipo krosingoverio tarp lokus A ir C danis 20 proc., o tarp lokus B ir C 10 proc. Apskaiiuokite gamet su dvigubu krosingoveriu (AcB ir aCb) dan.

Atlikite darbo metu pateiktas uduotis.

Kontroliniai klausimai

1. Sukibusi gen svoka. 2. Sukibimo grups svoka. 3. Visikai sukib genai ir j paveldjimas. 4. Nevisikai sukib genai ir j paveldjimas. 5. Sukibimo grups nustatymo metodai. 6. Krosingoveris, jo esm ir genetins pasekms. 7. Krosoverins gametos ir krosoveriniai organizmai. 8. Dvigubas krosingoveris.

38

Septintasis darbas

CHROMOSOM GENOLAPI SUDARYMO PRINCIPAI

Turinys. Atstumas tarp gen ir gen seka chromosomoje. Interferencija ir sutapimas.

Darbo priemons. Vaisins musels ir mogaus chromosom genolapiai, paveikslai, schemos, uduotys.

Darbo eiga. 1. Atstumas tarp gen chromosomoje. Chromosom genolapiai yra gen sek ir santykini atstum tarp gen schemos. Genai yra isidst chromosomoje linijine tvarka. Mejozs pradioje homologini chromosom chromatids gali sudaryti chiazmas persikryiuoti ir iose vietose apsikeisti aleliniais genais. Apsikeitimas genais vadinamas krosingoveriu. Juo didesnis

atstumas tarp gen, juo didesn krosingoverio tikimyb (7.1 pav.).

7.1 pav. Krosingoverio tarp gen A(a) ir B(b) tikimyb priklauso nuo atstumo tarp j (skaiiai atitinka galimas chiazm vietas)

[Andriukeviit, I., Bertulis, A., ir kt. (2009). Genetikos pratybos. Kaunas]

Todl santykin atstum tarp gen galima ireikti krosingoverio daniu. Atstumo tarp gen vienetas krosingoverio danis 0,01 (skaiiuojant nuo visumos 1,00), arba 1% (skaiiuojant nuo 100 proc.) vadinamas genolapio vienetu (angl.map unit m.u.). Pagerbiant H.Morgan, genolapio vienetas dar vadinamas jo vardu, morganidmis, kartais centimorganidmis.

Krosingoverio danis gali bti apskaiiuojamas pasinaudojant analizuojamojo kryminimo rezultatais pagal formul:

ia: krosingoverio danis, a I tipo krosoveriniai palikuonys, c II tipo krosoveriniai palikuonys, n bendras palikuoni skaiius.

emiau pateikiami analizuojamojo kryminimo rezultatai. Remdamiesi tais rezultatais, isprskite 1 uduot.

1 uduotis. Sukryminus diheterozigotines pilkas (B) ilgasparnes (Vg) vaisini museli

pateles su juodais (b) trumpasparniais (vg) patinais, buvo gauti 1642 palikuonys. Tarp

j 673 palikuonys buvo pilki ilgasparniai, 670 juodi trumpasparniai, 150 pilki trumpasparniai, 149 juodi ilgasparniai.

Apskaiiuokite atstum tarp kno spalvos (B,b) ir sparn ilgio (Vg,vg) gen.

39

Mejozs pradioje per vis chromatids ilg gali susidaryti ne viena chiazma, o dvi ir daugiau. Pavyzdiui, vienu metu gali vykti krosingoveris tarp A ir B aleli bei tarp B ir C aleli (8.2 pav.). Toks vykis vadinamas dvigubu krosingoveriu. Jo danis lygus viengubo krosingoverio tarp A ir B aleli ir viengubo krosingoverio tarp B ir C aleli dani sandaugai. Vadinasi, inodami atstumus AB ir BC, galime apskaiiuoti krosoverini gamet ir krosoverini hibrid danius, kuriuos rastume ir atlik analizuojamj kryminim. Kita vertus, inodami kryminimo rezultatus, galime apskaiiuoti atstumus tarp sukibimo grups aleli.

Pavyzdiui, sukryminus individus

ir

gauname tokius hibridus:

36 %

9 %

4 %

1 %

36 %

9 %

4 %

1 %

72 % tvinis tipas 18 % viengubas

krosoverinis

tarp A ir B

8 % viengubas

krosoverinis

tarp B ir C

2 % dvigubas

krosoverinis

tarp A ir C

Norime suinoti atstumus tarp A, B ir C aleli. Nustatant atstum AB, reikia sumuoti viengubo krosingoverio tarp A ir B (9+9) dan ir

dvigubo krosingoverio tarp atitinkam aleli dan: 18% + 2% = 20% = 20 morganidi tarp aleli A ir B. Nustatant atstum BC, taip pat reikia sumuoti abi dedamsias: (4+4)% + 2% = 10% = 10 morganidiu tarp aleli B ir C. Tada atstumas tarp aleli A ir C lygus atstum tarp A ir B bei atstum tarp B ir C sumai: 20 + 10 = 30 morganidi.

Atlikite 2 uduot.

7.3 pav. mogaus 9-tosios chromosomos fragmentas

[Andriukeviit, I., Bertulis, A., ir kt. (2009). Genetikos pratybos. Kaunas]

2 uduotis. 7.3 pav. parodyta mogaus 9-os chromosomos sukibimo grups dalis. i interferono trkumas, g galaktozemija, f fruktozs netoleravimas. Skaiiai rodo atstumus morganidmis abi puses nuo centromeros; p ir q trumpasis ir ilgasis chromosomos peiai. Visi trys genai yra recesyviniai. Parodykite galimus gamet tipus ir apskaiiuokite j santyk, jei kitoje, homologinje, chromosomoje visi minti genai yra dominantiniai.

7.2 pav. Dvigubas

krosingoveris [Andriukeviit, I.,

Bertulis, A., ir kt. (2009).

Genetikos pratybos.

Kaunas]

40

2. Gen sekos nustatymas chromosomoje. Gen sek chromosomoje galima nustatyti, pasinaudojus dvigubo krosingoverio analizs rezultatais. Atlikus analizuojamj kryminim, labiausiai tiktini yra nekrosoverinio tipo palikuonys, o palikuoni, turini dvigub krosingover, tikimyb yra maiausia. Gen seka nustatoma, analizuojant skirting hibrid genotipus.

Pavyzdiui, sukryminus tvus AaBbCc ir aabbcc (ia vardinami tik dominantiniai ir recesyviniai genai, o sukibimo seka nenurodoma), buvo gauti tokie palikuonys:

36 % Aabbcc 9 % aabbCc 4 % AabbCc 1 % AaBbCc

36 % aaBbCc 9 % AaBbcc 4 % aaBbcc 1 % aabbcc

72 % 18 % 8 % 2 %

Norime suinoti aleli ABC idstymo tvark chromatidse arba, kitaip tariant - kuris alelis yra viduryje.

Apvelkime kryminimo duomenis. inome, kad vieno i tv (homozigotinio recesyvinio) visos gametos turi tik recesyvinius genus abc. Kito i tv (heterozigotinio) gametose yra dominantini gen. Neinome, kokia tvarka dominantiniai genai pasiskirst chromosomoje. Atsakymo pastarj klausim galime iekoti nekrosoverini hibrid ir dvigubo krosingoverio hibrid genotipuose. Nekrosoverini hibrid bna daugiausia, vadinasi, iuo atveju nekrosoveriniai hibridai sudaro 72% grup. J genotipai rodo, kad heterozigotinio tvinio organizmo nekrosoverinse gametose buvo Abc ir aBC chromosomos. Dabar pavelkime dvigubo krosingoverio hibridus. J bna maiausiai. Vadinasi, dvigubo krosingoverio hibridai yra 2% grupje. J genotipai parodo, kad heterozigotinio tvinio organizmo dvigubo krosingoverio gametos buvo ABC ir abc. iose gametose dominantinis alelis A yra kartu su dominantiniais aleliais B ir C. Nekrosoverinse gametose dominantinis A ir dominantiniai B bei C yra atskirai. Darome ivad, kad po dvigubo krosingoverio dominantinis alelis A gali atsirasti alia dominantini B ir C tik tuo atveju, jeigu jis yra sukibimo grups viduryje tarp kratini nari.

Vadinasi, duotos sukibimo grups seka yra tokia : BAC Tik A aleliui esant viduryje, kaip pavaizduota 8.4 pav., po dvigubo krosingoverio palikuoni

genotipai atitinka kryminimo duomenis.

7.4 pav. Gen sekos nustatymas chromosomoje (paaikinimas tekste)

[Andriukeviit, I., Bertulis, A., ir kt. (2009). Genetikos pratybos. Kaunas]

Atlikite 3 uduot.

3 uduotis. Pomidoro penktojoje chromosomoje trys sukib recesyviniai genai lemia plastides be pigmento (a), ied be iedkoio (b), ir stieb be plauk (d). Trihibridinio analizuojamojo kryminimo metu gaut 3000 palikuoni fenotipai pasiskirst taip:

259 be plauk (A,B,d);

40 be plauk, be iedkoio (A,b,d);

268 be pigmento, be iedkoio, be plauk (a,b,d);

941 be pigmento, be plauk (a,B,d);

931 be iedkoio (A,b,D);

32 be pigmento (a,B,D);

41

260 normals (A,B,D);

269 be pigmento, be iedkoio (a,b,D).

Nustatykite: a) trihibridini tv sukibusi gen sek; b) atstumus tarp gen.

3. Interferencija ir sutapimas. Daugelyje auktesnij organizm susidariusi viena chiazma maina kitos chiazmos susidarymo artimiausiame chromosomos segmente tikimyb. is reikinys vadinamas interferencija. Manoma, kad toks chiazm formavimosi majimas priklauso nuo chromatids fizini charakteristik. Interferencijos rezultatas yra maesnis dvigub krosingoveri skaiius, negu bt galima tiktis, inant atstumus tarp gen. Interferencijos stiprumas kinta vairiuose chromosomos segmentuose ir ireikiamas sutapimo koeficientu, arba stebim ir tiktin dvigub krosingoveri santykiu:

Sutapimas + interferencija = 1. Esant visikai interferencijai, dvigub krosingoveri nepasitaiko, ir sutapimas lygus 0. Kai pasireikia visi tiktini dvigubi krosingoveriai, sutapimas lygus 1, o interferencija lygi 0. Kai interferencija lygi 0,30, sutapimas lygus 0,70.

Pavyzdys. Atstumas tarp aleli AB = 10 morganidi, atstumas BC = 20 morganidi. Be interferencijos galima tiktis 2% dvigub krosingoveri (0,1 0,2 =0,02 arba 2%). Jeigu analizuojamojo kryminimo metu vyksta tiktai 1,6% dvigub krosingoveri, tai rodo, kad sutapimas yra 0,8 (1,6/2,0) ir susidaro 80% tiktin dvigub krosingoveri. Interferencija lygi 0,2 (1,0 - 0,8), vadinasi, 20% tiktin dvigub krosingoveri dl interferencijos nesusiformuoja.

Atlikite 4 uduot.

4 uduotis. Drozofilos antrojoje chromosomoje atstumai tarp kno spalvos (B,b) ir sparn ilgio (V,v) aleli yra 12 morganidi, o tarp sparn ilgio (V,v) ir aki formos (Y,y) 8 morganids

Sukrymintos musels, kuri genotipai yra tokie:

Gauta 1000 palikuoni. Apskaiiuokite gaut homozigotini recesyvini individ kiek, jeigu sutapimo koeficientas yra 0,5.

Atlikite darbo metu pateiktas uduotis.

Kontroliniai klausimai

1. Santykinis atstumas tarp gen. 2. Gen sekos nustatymas chromosomoje. 3. Interferencijos taka krosingoveriui. 4. Interferencija ir sutapimas. 5. Chromosom genolapiai ir j sudarymo metodai. 6. Morgano dsnio apie linijin gen isidstym chromosomoje rodymas.

42

Atuntasis darbas

GENEALOGINIS METODAS

Turinys. Genealogini schem sudarymas ir analiz.

Darbo priemons. Genealogins schemos, paveikslai, uduotys.

Darbo eiga. 1. Genealogini schem struktros principai. Surinkus inias apie poymio paveldjim keliose eimos kartose, sudaromos genealogins schemos. Vartojama atitinkama enkl sistema:

8.1 pav. genetini simboli schema

[http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK5191/box/further_illus-154/?report=objectonly]

43

Genealogins schemos sudaromos pradedant probandu - asmeniu, kuris pirmasis i eimos patenka stebjimo rat. Nubraioma probando karta, po to jo tv, seneli, tolimesni protvi kartos bei palikuoni kartos. Nurodomi giminysts ryiai.

Kiekviena vyresn karta schemoje yra idstoma auktesniame nei probandas lygyje (vir probando), o jaunesn karta emesniame. Vienos kartos nariai nubraiomi viename lygyje. Kartos ymimos romnikais skaiiais, pradedant vyriausija. Vienos kartos individai ymimi arabikais skaiiais didjania tvarka i kairs dein. Todl kiekvienas genealogins schemos narys turi savo ifr, pavyzdiui: I-3, II-10, IV-1.

Probando sutuoktiniai gali bti neymimi schemoje, jeigu jie neturi tiriamo poymio, ir jis niekada nebuvo pasireiks j giminje.

Prie genealogins schemos paprastai yra pridedama legenda, kurioje raomi visi inomi duomenys apie tiriam eim, kurie padt padaryti ivad apie poymio paveldjimo pobd.

Remiantis genealoginiu metodu, galima nustatyti poymio paveldimum, paveldjimo pobd, probando heterozigotikum, tiriamo geno penetrantikum bei ekspresyvum ir atsakyti klausim, ar poymius lemiantys genai nra sukib. Taip pat galima apskaiiuoti tiriamo poymio paveldjimo tikimyb probando palikuonims.

Paveldjimo tipai gali bti monogeninis ir poligeninis. Monogeninis paveldjimas yra toks, kai poym lemia vienas genas. Poligeninis kai poym lemia daug gen. Genealoginiu metodu daniau tiriamas monogeninis paveldjimas. Jis skirstomas autosomin ir susijus su lytimi. Autosominis paveldjimas skirstomas dominantin ir recesyvin. Susijusio su lytimi paveldjimo atveju genas gali bti X chromosomoje arba Y chromosomoje. Kai poym lemiantis genas yra X chromosomoje, poymio paveldjimas taip pat gali bti dominantinis ir recesyvinis. Kai poym lemiantis genas yra Y chromosomoje, paveldjimo tipas vadinamas holandriniu. iuo atveju vienintelis poym lemiantis alelis nepriskiriamas nei dominantini, nei recesyvini aleli kategorijai.

2. Genealogini schem analiz. Ianalizuokime schem A. Atkreipkime dmes tai, kad poym paveldi apytikriai vienodas

vyr ir moter skaiius. Vadinasi, poymio paveldjimas yra autosominis. Schemoje matome, kad poymis paveldimas i kartos kart. Bet tuo atveju, kai tvai tiriamo poymio neturi, neturi jo ir vaikai. Todl galima manyti, kad poymis yra autosominis dominantinis. Paymj tiriamo poymio dominantin alel A, ir recesyvin alel a, mes galime nustatyti tiriamosios eimos nari zigotikum. Galima prognozuoti poymio arba ligos tikimyb eimos nari palikuonims.

Schema A vaizduoja autosomin dominantin paveldjim, taiau praktikoje neretai pasitaiko

atvej, kai dominantinio geno neiotojai dl nedidelio geno penetrantikumo arba ekspresyvumo ilieka fenotipikai sveiki, ir tuomet vienoje kurioje nors kartoje asmen, turini tam tikr poym, gali ir nepasitaikyti.

1 2 3 4 5 6 7 8 9

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 2 3 4 5

1 2

44

Ianalizavus schem B, matome, kad poymis paveldimas i tolimesni giminaii, t.y. poymis bdingas ne kiekvienai kartai, taiau pasireikia ir vyrams, ir moterims. Galima manyti, kad poymis yra autosominis recesyvinis.

Stebdami schem C matome, kad poymis yra bdingesnis vyrams, be to, poym turini vyr ir jo neturini homozigotini moter eimose visi vaikai, nesvarbu kokia lytis, poymio neturi. Sns nepaveldi poymio i tvo. Galima daryti ivad, kad ioje eimoje paveldim poym lemiantis genas susijs su lytimi (yra X chromosomoje) ir yra recesyvinis.

Taiau reikt pabrti, kad, tuo atveju, kai poymis yra susijs su lytimi, heterozigotinms moterims tikimyb pagimdyti sn, turint poym, yra 50%.

inant poymio paveldjimo tip, galima nustatyti probando zigotikum ir prognozuoti galim palikuoni, turini iuos poymius, gimimo tikimyb. iuo atveju poym paveldsiani vaik tikimyb probando eimoje lygi 25 proc.

Pavelkime schem D. Matome, kad poym paveldi daniausiai mergaits. Poymis paveldimas i kartos kart, ir poym turinios heterozigots moters bei jo neturinio sutuoktinio didesn dalis dukter, o sergani vyr visos dukros turi tiriamj poym. Galima daryti ivad, kad poymis susijs su lytimi (genas yra X chromosomoje). Be to, genas yra dominantinis. Kai paveldim poym turi vyras, j paveldi visos jo dukros, taiau nepaveldi sns.

45

Schemoje E matome, kad poym paveldi tik vyrai. Sns paveldi poym tesiogiai i tvo.

Galima teigti, kad poymis yra holandrinis. J lemiantis genas yra Y chromosomoje.

Kai kuriais atvejais, kai probando zigotikumo negalima nustatyti tiesiogiai, reikia remtis

lentele, kurioje pavaizduota bendr gen dalies priklausomyb nuo giminysts laipsnio.

8.1 lentel. Bendr gen dalies priklausomyb nuo giminysts laipsnio.

Giminyst Giminysts laipsnis Bendra gen dalis

Tvai, vaikas, sibsas Pirmos eils 1/2

Seneliai, vaikaiiai, dd, teta

Antros eils 1/4

Pusiausibsas (pusbrolis,

pusseser, netikri broliai ir seserys)

*

Treios eils 1/8

Pusiausibs vaikai Ketvirtos eils 1/16

* Netikrais broliais ir seserimis vadinami tos paios motinos, bet skirting tv, arba atvirkiai to paties tvo, bet skirting motin vaikai.

1 2 3 4 5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 2 3 4 5 6

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 2 3 4 5 6 7

1 2

46

Uduotys.

A. Probandas serganti brachidaktilija (anomalija, kai sutrumpja pirt kaulai) moteris. Jos vienas brolis, sesuo ir mama taip pat serga. Kitas brolis ir kita sesuo bei tvas sveiki. Vienas dd ir senelis i motinos puss serga, o senel, teta ir kitas dd sveiki. Sveikas dd i motinos puss susituok su sveika moterimi ir susilauk sveiko snaus ir dviej sveik dukr. Probando seneliai i probando tvo puss sveiki. Sudarykite genealogin schem. Nustatykite poymio paveldjimo tip.

Paskaiiuokite sveik vaik gimimo tikimyb, jei i moteris iteks u sveiko vyro?

B. Probandas sveika moteris. Jos tvas, viena sesuo ir brolis serga fruktozurija, o motina, kitas brolis ir sesuo yra sveiki. Probando tvo dvi seserys, du broliai bei senelis ir moiut i tvo puss sveiki. Senel turjo dvi sveikas seseris ir du serganius brolius. Probando teta ir dd i motinos puss serga, o seneliai sveiki. Sudarykite genealogin schem. Nustatykite ligos paveldjimo pobd.

C. Nubraiykite savo eimos trij kart genealogin schem.

Atlikite dstytojo pateiktas uduotis.

Kontroliniai klausimai

1. Svarbiausieji mogaus poymi paveldjimo tipai. 2. Svarbiausieji mogaus paveldjimo tyrimo metodai. 3. Apibdinkite monogenin paveldjim. 4. Apibdinkite poligenin paveldjim. 5. Genealoginio metodo esm. 6. Apibdinkite proband, sibs, pusiausibs. 7. enklai, vartojami sudarant genealogines schemas. 8. Genealoginio metodo panaudojimo galimybs. 9. Genealogins schemos pobdis, esant autosominiam dominantiniam, autosominiam recesyviniam, susijusiam su lytimi recesyviniam, susijusiam su lytimi dominantiniam ir

holandriniam paveldjimui.

47

Devintasis darbas

CITOGENETINIS METODAS

Turinys. mogaus kariotipo analiz (mogaus leukocit metafazini plokteli kariograma).

Darbo priemons. mogaus kraujo leukocit metafazins ploktels nuotrauka, irkluts, klijai.

Darbo eiga. mogaus kariotipo analiz. Pirm kart mogaus chromosomos visikai teisingai suskaiiuotos ir mogaus kariotipas nustatytas 1956 m. Lietuvoje kariotipo pirmieji tyrimai buvo atlikti Kauno medicinos instituto Biologijos katedroje 1970 metais.

Citogenetinio metodo esm yra normalaus kariotipo lyginimas su pakitusiu ir io darbo metu js susipainsite su normaliu mogaus kariotipu.

Chromosomos stebimos tik besidalijanioje lstelje. Jos tiriamos tiesioginiu metodu arba lsteli kultroje. Tiesioginiu metodu tiriamos intensyviai besidalijani audini lstels (kaul iulp, embrionins choriono gaureli lstels). Paimtos i vairi mogaus organ arba audini ir patalpintos maitinamasis terpes lstels dauginamos ir auginama taip vadinama lsteli kultra. Praktiniams tikslams plaiausiai naudojama tridien mogaus leukocit kultra.

mogaus kraujo lstels periferiniame kraujyje nesidalija, todl 0,5 ml tiriamojo mogaus kraujo specialiuose plastikiniuose indeliuose upilama audini terpe, kurioje yra preparatas, daniausiai fitohemagliutininas, priveriantis limfocitus nuolat dalintis. Didiausias susidarani mitozi skaiius pasiekiamas po 64-72 val., todl kultra vadinama tridiene. Kultivavimo pabaigoje terp lainama kolcemido: is preparatas ardo mitozs dalijimosi verpst, t.y. ufiksuoja mitoz metafazs stadijoje. Lsteli suspensija lainama ant objektinio stiklo ir daoma. Chromosomos vertinamos pasinaudojant specialia kompiuterine programa, kuri idlioja tam tikra tvarka chromosomas (gaunamas kariotipas - susistemintas chromosom rinkinys). Tiesa, kompiuterin programa daro klaidas ir kiekvienas tyrimas turi bti patikrinamas citogenetiko.

Pagrindiniai mogaus chromosom skiriamieji poymiai yra chromosom ilgis ir centromeros padtis. Centromera dalija chromosom ilgj ir trumpj peius. Chromosomos trumpasis petys ymimas p, o ilgasis q. Pagal centromeros padt chromosomos skiriamos: metacentrin, jei centromera yra beveik viduryje, submetacentrin, jei peiai nevienodo ilgio, akrocentrin, jei centromera yra nutolusi nuo centro ir p petys ymiai trumpesnis u q pet (9.1 pav.).

9.1 pav. Chromosom tipai:

A - metacentrin, B - submetacentrin, C akrocentrin.

[Andriukeviit, I., Bertulis, A., ir kt. (2009). Genetikos pratybos. Kaunas]

48

mogaus kariotipo metacentrins chromosomos yra 1-ji, 3-ji, 16-ji, 19-ji, 20-ji. Akrocentrins yra 13-ji, 14-ji, 15-ji (didieji akrocentrikai) ir 21-ji, 22-ji (maieji akrocentrikai) ir Y chromosoma. Visos likusios chromosomos yra submetacentrins.

Metafazinse chromosomose visuomet matomos centromeros (pirmin persmauka) ir ne visuomet vadinamosios antrins persmaukos- nenusida heterochromatininiai segmentai. Antrins persmaukos daniausiai pasitaiko 1-j, 9-j, 16-je chromosom ilgj pei paracentromerinse dalyse ( alia centromer ) ir akrocentrini chromosom trumpajame petyje. Akrocentrini chromosom trumpj pei galuose antrin persmauka danai atskiria heterochromatininius darinius, vadinamuosius satelitus (palydovus). i chromosom trumpasis petys sudarytas i pasikartojani DNR sek, programuojani ribosomins RNR sintez. Keli akrocentrini chromosom trumpieji peiai dalyvauja formuojant branduoll, todl jie vadinami branduollio organizatoriais (NOR, nucleolus organizating region). NOR buvimas kiekvienos akrocentrins chromosomos paveldima savyb. Kitaip tariant, branduollio formavimas bendra vis akrocentrini chromosom, turini aktyvius NOR, funkcija. mogaus lstelse gali bti iki 10 branduolli (nes yra 10 akrocentrini su satelitais chromosom).

Metafazs metu akrocentrins chromosomos danai yra atsisuk viena kit trumpaisiais peiais. Tai vadinamosios akrocentrini chromosom asociacijos liekamasis interfazins kooperacijos reikinys (chromosomos, sudar branduoll, nespjo atsiskirti). Y chromosoma asociacijose nedalyvauja.

Paimkite mogaus leukocit metafazins ploktels nuotrauk ir ikirpkite chromosomas pagal j kontrus. Jei yra persidengusi chromosom, perpiekite jas atskirai ir ikirpkite.

Kiekviena chromosoma turi savo homolog, todl lstelje yra po dvi vienodo dydio ir struktros chromosomas. Sudarant kariotip, 22 autosom poros sudliojamos i eils pagal majant j ilg. Ilgiausia chromosom pora yra Nr.1 (11 m), trumpiausia Nr.22 (2,3 m). Lytins X ir Y chromosomos neturi eils numerio, jos klijuojamos atskirai. Remdamiesi pateikta chromosom Denverio nomenklatra, suskirst jas homologines poras, idstykite pagal grupes (A, B, C, D, E, F, G) ir priklijuokite ant pieimo lapo pagal grupes ir chromosom poras (9.2 pav.).

Nustatykite tiriamojo asmens lyt ir uraykite kariotipo formul: normalus moterikas 46,XX arba normalus vyrikas 46,XY.

Denverio nomenklatra buvo priimta 1960 m. Denverio mieste (JAV) vykusioje konferencijoje. Chromosomos buvo surikiuotos pagal morfologin panaum 7 mintas grupes.

Nuo 1970 m., kai buvo atrasti nauji daymo bdai (naudojant Gimzos daus), irykinantys chromosom skersinius ruous (G-ruous), tapo lengvai atskiriamos visos mogaus kariotipo chromosomos. Denverio nomenklatroje pagal centromeros padt ir chromosom dyd galima nustatyti tik chromosom priklausomyb tam tikrai grupei (A, B, C, D, E, F ar G). Daant G ruoais galima identifikuoti visas chromosomas. G ruoais daom chromosom nomenklatra ir pakitimai yra vertinami remiantis tarptautine standartine chromosom nomenklatra (ISCN 2013).

9.3 9.6 pav. parodytos metafazins ploktels ir kariotipai, nudaius chromosomas vadinamaisiais G-ruoais. Kariotipo tyrimai, pavaizduoti 9.3 9.6 pav., atlikti LSMU ligonins Kauno klinikos Laboratorins medicinos klinikoje.

49

9.2 pav. Normalus vyro kariotipas 46,XY;

(itisinis daymas; grupi viduje identifikuojamos ne visos chromosomos )

[Andriukeviit, I., Bertulis, A., ir kt. (2009). Genetikos pratybos. Kaunas]

50

9.3 pav. Moters limfocito mitozs metafazin ploktel

(daymas G-ruoais)

[http://www.pathology.washington.edu/galleries/Cytogallery/]

9.4 pav. Normalus moterikas kariotipas 46,XX

(G-ruoai, identifikuojamos visos chromosomos)

[http://www.pathology.washington.edu/galleries/Cytogallery/]

51

9.5 pav. Vyro limfocito mitozs met