zadania z genetyki

Zadania z genetyki

Jacek Grzebyta

21.XII.2005

version 0.9.1

LATEX 4 Unicode

Geny sprzę§zone

1. Po skrzy§zowaniu dw¡och ro¡slin pomidora otrzymano wyłącznie ro¡sliny o owocach gładkich, li¡sciach normalnie zabarwionych i łodygach antocyjanowych. W krzy §z¡owce testowej ro¡slin pokolenia F1 otrzymano:

212 ro¡slin o owocach gładkich, li¡sciach normalnie zabarwionych i łodygach antocyjanowych; 208 ro¡slin o owocach owłosionych, li¡sciach mozaikowych i łodygach zielonych; 206 ro¡slin o owocach gładkich, li¡sciach mozaikowych i łodygach antocyjanowych; 200 ro¡slin o owocach owłosionych, li¡sciach normalnie zabarwionych i łodygach zielonych.

Ustal spos¡ob dziedziczenia się tych cech. Podaj wszystkie mo§zliwe fenotypy i genotypy rodzic¡ow oraz getotyp pokolenia F1. Oblicz prawdopodobie¡nstwo otrzymania w pokoleniu F2 ro¡slin o owocach gładkich, li¡sciach normalnie zabarwionych i łodygach antocyjanowych.

Krzy§z¡owka 2 punktowa

1. W wyniku krzy§z¡owki testowej pokolenia F1 D. melanogaster o oczach i skrzydłach dzikich oraz bez dw¡och długich szczecinek na tułowiu otrzymano:

218 osobnik¡ow o oczach purpurowych, skrzydłach dzikich i z wszystkimi włoskami na tułowiu; 220 osobnik¡ow o oczach dzikich, skrzydłach vestigal, z wszystkimi włoskami na tułowiu; 222 osobnik¡ow o oczach purpurowych, skrzydłach dzikich, bez dw¡och szczecinek na tułowiu; 221 osobnik¡ow o oczach dzikich, skrzydłach vestigal, bez dw¡och szczecinek na tułowiu; 30 osobnik¡ow o oczach purpurowych, skrzydłach vestigal, bez dw¡och szczecinek na tułowiu; 32 osobniki o oczach i skrzydłach dzikich, bez dw¡och szczecinek na tułowiu; 31 osobniki o oczach purpurowych, skrzydłach vestigal, z wszystkimi szczecinkami na tułowiu; 33 osobniki o oczach i skrzydłach dzikich, z wszystkimi szczecinkami na tułowiu; Wska§z geny sprzę§zone, oblicz odległo¡s¡c pomiędzy nimi. Podaj genotyp i fenotyp rodzic¡ow oraz genotyp pokolenia F1. Oblicz prawdopodobie¡nstwo wystąpienia w pokoleniu F2 osobnik¡ow o fenotypie recesywnym.

Rozwiązanie:

Wyznaczono cechy i na podstawie F1 ustalono allele dominujące:

pr — oczy purpurowe pr+ — oczy dzikie;

vg — skrzydła vestigal vg+ — skrzydła dzikie;

D — tuł¡ow bez długich szczecinek D+ — tuł¡ow dziki;

218 − pr, vg+, D+;

220 − pr+, vg, D+;

222 − pr, vg+, D;

221 − pr+, vg, D;

30 − pr, vg, D;

32 − pr+, vg+, D;

31 − pr, vg, D+;

33 − pr+, vg+, D+;

Proszę zwr¡oci¡c uwagę, §ze mutacje pr i vg są recesywne w stosunku do alleli dzikich, natomiast mu-tacja D jest dominująca. Potr¡ojna heterozygota (zgodnie ze wzorem 2n) wytworzyła 8 klas gamet. Jednak występowanie a§z czterech klas o największej liczebno¡sci i brak klas o bardzo małej liczebno¡sci wskazuje,

§ze nie jest to krzy§z¡owka 3-punktowa. W takim wypadku zaleca się sprawdzenie, kt¡ore geny są ze sobą sprzę§zone:

Sprawdzanie pr,vg

pr+, vg+ − 32 + 33 = 65;

pr+, vg − 220 + 221 = 441;

pr, vg+ − 218 + 222 = 440;

pr, vg − 30 + 31 = 61;

Występują wszystkie 4 klasy, jednak§ze liczebno¡sci odbiegają od stosunku 1:1:1:1. Jest to sprzę§zenie czę¡sciowe (występuje crossing-over).

Sprawdzanie pr,D

pr+, D+ − 220 + 33 = 253;

pr+, D − 221 + 32 = 253;

pr, D+ − 218 + 31 = 249;

pr, D − 222 + 30 = 252;

Występują wszystkie klasy i liczebno¡sci nie odbiegają od proporcji 1:1:1:1. Oba geny nie są ze sobą sprzę§zone. Je§zeli geny pr i vg są ze sobą sprzę§zone (patrz wy§zej) to r¡ownie§z gen vg nie jest sprzę§zony z genem D. Tak więc geny pr i vg dziedziczą się zale§znie od siebie, natomiast gen D dziedziczy się niezale§znie od nich. Na podstawie 4 najliczniejszych klas wyznaczamy genotyp pokolenia F1: pr vg+

F1 :

DD+

pr+ vg

Oraz wszystkie mo§zliwe genotypy, fenotypy i produkowane gamety pokolenia rodzicielskiego: pr vg+

pr+ vg

P :

DD ×

D+D+

pr vg+

pr+ vg

fenotypy: oczy purpurowe, skrzydła dzikie, tuł¡ow bez długich szczecinek × oczy dzikie, skrzydła vestigal, tuł¡ow ze szczecinkami;

gamety: pr vg+ D × pr+ vg D+

pr vg+

pr+ vg

D+D+ ×

pr vg+

pr+ vg

fenotypy: oczy purpurowe, skrzydła dzikie, tuł¡ow z długimi szczecinkami × oczy dzikie, skrzydła vestigal, tuł¡ow bez długich szczecinek;

gamety: pr vg+ D+ × pr+ vg D

Odległo¡s¡c pomiędzy genami pr i vg obliczamy z proporcji:

30 + 32 + 31 + 33

126

∗ 100% =

∗ 100% = 12,5 j. m.

218 + 220 + 222 + 221 + 30 + 32 + 31 + 33

1007

gdzie licznik jest sumą liczebno¡sci klas rekombinant¡ow a mianownik sumą wszystkich osobnik¡ow. Po-zostaje jeszcze obliczenie prawdopodobie¡nstwa wystąpienia w pokoleniu F2 osobnik¡ow o fenotypie recesywnym. Pokolenie F2 powstaje w wyniku skrzy§zowania dw¡och osobnik¡ow pokolenia F1. Najpierw wypisujemy wszystkie mo§zliwe gamety tworzone przez F1:

pr vg+

F1 :

DD+

pr+ vg

Jest to heterozygota, więc wytwarza gamety zar¡owno bez c/o pomiędzy genami sprzę§zonymi (tzw. rodzicielskie) jak i gamety po c/o.

Gamety bez c/o: pr vg+ D; pr vg+ D+; pr+ vg D; pr+ vg D+

Gamety po c/o: pr vg D; pr vg D+; pr+ vg+ D; pr+ vg+ D+

Odległo¡s¡c między genami sprzę§zonymi wynosi 12,5 j. m. więc gamety po c/o stanowią 12, 5%

całkowitej puli gen¡ow, natomiast gamety rodzicielskie 100 − 12,5 = 87,5% całkowitej puli gen¡ow.

Często¡s¡c tworzenia pojedynczej gamety rodzicielskiej wynosi 0,875/4 = 0,21875 natomiast gamety po c/o 0,125/4 = 0,03125. Osobnik o fenotypie recesywnym (genotypie pr vg D+D+) powstanie tylko pr vg

w wyniku połączenia dw¡och gamet pr vg D+. Często¡s¡c tworzenia tego osobnika wynosi 0,03125 ×

0,03125 = 0,0009765625.

Krzy§z¡owka 3 punktowa

1. U pewnego storczyka gen F, f warunkuje barwę kwiat¡ow, gen M, m — zabarwienie li¡sci, natomiast gen P, p odpowiada za kolor pręcik¡ow. Po skrzy§zowaniu dw¡och lini storczyka otrzymano wyłącznie ro¡sliny o kwiatach fioletowych, li¡sciach jednolicie zabarwionych i §z¡ołtych pręcikach. W krzy§z¡owce testowej tych ro¡slin otrzymano:

133 ro¡sliny o kwiatach fioletowych, li¡sciach jednolicie zabarwionych, §z¡ołtych pręcikach; 130 ro¡slin o kwiatach r¡o§zowych, li¡sciach plamistych i pomara¡nczowych pręcikach; 50 ro¡slin o kwiatach fioletowych, li¡sciach plamistych, pomara¡nczowych pręcikach; 45 ro¡slin o kwiatach r¡o§zowych, li¡sciach jednolicie zabarwionych, §z¡ołtych pręcikach; 16 ro¡slin o kwiatach fioletowych, li¡sciach jednolicie zabarwionych i pomara¡nczowych pręcikach; 15 ro¡slin o kwiatach r¡o§zowych, li¡sciach plamistych, §z¡ołtych pręcikach; 5 ro¡slin o kwiatach fioletowych, li¡sciach plamistych, §z¡ołtych pręcikach; 6 ro¡slin o kwiatach r¡o§zowych, li¡sciach jednolicie zabarwionych, pomara¡nczowych pręcikach.

Okre¡sl spos¡ob dziedziczenia omawianych cech. Podaj wszystkie mo§zliwe genotypy i fenotypy krzy§zowanych linii oraz pokolenia F1. Oblicz odległo¡s¡c genetyczną pomiedzy genami sprzę§zonymi.

Rozwiązanie:

Wyznaczamy na początku allele dominujące i recesywne. Na podstawie pokolenia F1 otrzymujemy: F — kwiaty fioletowe f — kwiaty r¡o§zowe;

M — li¡scie jednolicie zabarwione m — li¡scie plamiaste;

P — §z¡ołte pręciki p — pomara¡nczowe pręciki;

W krzy§z¡owce testowej otrzymano ro¡sliny o następujących fenotypach:

133 − F, M, P ;

130 − f, m, p;

50 − F, m, p;

45 − f, M, P ;

16 − F, M, p;

15 − f, m, P ;

5 − F, m, P ;

6 − f, M, p;

Liczba klas (potr¡ojna heterozygota wytwarza 23 = 8 typ¡ow gamet) oraz liczba ro¡slin w klasie wskazuje, §ze jest to przykład krzy§z¡owki trzypunktowej.

Gen ¡srodkowy ustalamy na podstawie podw¡ojnych rekombinant¡ow i osobnik¡ow fenotypowo rodzi-cielskich. Osobniki rodzicielskie to osoniki z dw¡och najliczniejszych klas „F, M, P ” i „f, m, p”. Osobniki powstałe z gamety po podw¡ojnym c/o nale§zą do obu najmniej licznych klas „F, m, P ” oraz 4