Genetik (sitogenetik) tur mezoni boshqalar qatori elementar sistematik guruhlarni ajratish, tur holatini tahlil qilish uchun ishlatiladi. Ushbu maqolada biz mezonning xususiyatlarini, shuningdek, tadqiqotchi uni qo'llashda duch kelishi mumkin bo'lgan qiyinchiliklarni ko'rib chiqamiz.
Ko'rinish nima
Biologiya fanining turli sohalarida tur o'ziga xos tarzda aniqlanadi. Evolyutsiya nuqtai nazaridan aytishimiz mumkinki, tur tashqi tuzilishi va ichki tuzilishi, fiziologik va biokimyoviy jarayonlarida oʻxshashliklarga ega boʻlgan, cheksiz koʻpayish qobiliyatiga ega, unumdor nasl qoldirishga qodir va oʻxshash guruhlardan genetik jihatdan ajratilgan individlar yigʻindisidir.
Tur bir yoki bir nechta populyatsiyalar bilan ifodalanishi mumkin va shunga mos ravishda butun yoki ajratilgan diapazonga ega (yashash joyi/suv maydoni)
Turlar nomenklaturasi
Har bir turning oʻz nomi bor. Ikkilik nomenklatura qoidalariga ko'ra, u ikki so'zdan iborat: ot va sifat. Ot umumiy ot, sifatdosh esa o‘ziga xos ismdir. Masalan, "Dandelion officinalis" nomida "officinalis" turi "Dandelion" jinsi o'simliklarining vakillaridan biridir.
Jinsdagi qarindosh turlarning individlari tashqi ko'rinishi, fiziologiyasi va ekologik afzalliklarida ba'zi farqlarga ega. Ammo agar ular juda o'xshash bo'lsa, unda ularning turga mansubligi karyotiplarni tahlil qilish asosida turning genetik mezoni bilan aniqlanadi.
Turga nima uchun mezon kerak
Birinchi bo’lib zamonaviy nomlar bergan va tirik organizmlarning ko’p turlarini tavsiflagan Karl Linney ularni o’zgarmas va o’zgarmas deb hisoblagan. Ya'ni, barcha individlar bitta tur tasviriga mos keladi va undan har qanday og'ish tur g'oyasining timsolida xatodir.
19-asrning birinchi yarmidan boshlab Charlz Darvin va uning izdoshlari turlarning mutlaqo boshqa tushunchasini asoslab berishdi. Unga ko'ra, tur o'zgaruvchan, heterojen va o'tish shakllarini o'z ichiga oladi. Turlarning doimiyligi nisbiydir, u atrof-muhit sharoitlarining o'zgaruvchanligiga bog'liq. Tur mavjudligining elementar birligi populyatsiya hisoblanadi. U reproduktiv jihatdan ajralib turadi va turning genetik mezonlariga javob beradi.
Bir xil turdagi individlarning heterojenligini hisobga olgan holda, olimlar uchun organizmlarning turlarini aniqlash yoki ularni sistematik guruhlar oʻrtasida taqsimlash qiyin boʻlishi mumkin.
Turning morfologik va genetik mezonlari, biokimyoviy, fiziologik, geografik, ekologik, xulq-atvor (etologik) - bularning barchasiturlar orasidagi farq komplekslari. Ular tizimli guruhlarning izolyatsiyasini, ularning reproduktiv diskretligini aniqlaydi. Ulardan bir turni boshqa turdan ajratish, ularning biologik tizimdagi munosabatlari va o‘rnini aniqlash uchun foydalanish mumkin.
Turning genetik mezonining xarakteristikasi
Bu xususiyatning mohiyati shundaki, bir xil turdagi barcha individlar bir xil karyotipga ega.
Karyotip - bu organizmning xromosoma "pasporti"ning bir turi bo'lib, u tananing etuk somatik hujayralarida mavjud bo'lgan xromosomalar soni, ularning hajmi va tuzilish xususiyatlari bilan belgilanadi:
- xromosoma qoʻl uzunligi nisbati;
- sentromeralarning ulardagi holati;
- ikkilamchi siqilishlar va sun'iy yo'ldoshlar mavjudligi.
Har xil turlarga mansub individlar chatishtira olmaydi. Agar eshak va ot, yo'lbars va sher kabi nasl olish mumkin bo'lsa ham, turlararo duragaylar unumdor bo'lmaydi. Buning sababi shundaki, genotipning yarmi bir xil emas va xromosomalar orasidagi konjugatsiya sodir bo'lmaydi, shuning uchun gametalar hosil bo'lmaydi.
Suratda: xachir - eshak va toychoqning steril gibrididir.
Tadqiqot ob'ekti - karyotip
Odam karyotipi 46 ta xromosoma bilan ifodalanadi. Ko'pgina o'rganilgan turlarda xromosomalarni hosil qiluvchi yadrodagi individual DNK molekulalari soni 12-50 oralig'ida bo'ladi, ammo istisnolar mavjud. Meva pashshasi Drosophila hujayra yadrolarida 8 ta xromosomaga ega va Lepidoptera oilasining kichik vakili Lysandrada diploid xromosoma to'plami mavjud.380.
Kondensatsiyalangan xromosomalarning elektron mikrografiyasi, ularning shakli va hajmini baholashga imkon beradi, karyotipni aks ettiradi. Karyotipni genetik mezonni o'rganish doirasida tahlil qilish, shuningdek, karyotiplarni bir-biri bilan taqqoslash organizmlarning turlarini aniqlashga yordam beradi.
Ikki tur bitta bo'lsa
Koʻrish mezonlarining umumiy xususiyati shundaki, ular mutlaq emas. Bu shuni anglatadiki, ulardan faqat bittasini qo'llash aniq aniqlash uchun etarli bo'lmasligi mumkin. Tashqi ko'rinishidan bir-biridan farq qilmaydigan organizmlar turli turlarning vakillari bo'lishi mumkin. Bu erda morfologik mezon genetik mezon yordamiga keladi. Ikki tomonlama misollar:
- Bugungi kunda qora kalamushlarning ikki turi ma'lum bo'lib, ular avval tashqi o'ziga xosligi tufayli bitta deb aniqlangan.
- Bezgak chivinlarining kamida 15 turi mavjud, ularni faqat sitogenetik tahlil orqali farqlash mumkin.
- Shimoliy Amerikada topilgan kriketlarning 17 turi genetik jihatdan farq qiladi, lekin fenotipik jihatdan bir xil turga tegishli.
- Qushlarning barcha turlari orasida 5% egizaklar bor, deb ishoniladi, ularni aniqlash uchun genetik mezonni qoʻllash zarur.
- Togʻ boʻgʻozlarining sistematikasidagi chalkashliklar kariologik tahlil tufayli bartaraf etildi. Karyotiplarning uchta navi aniqlangan (muflonlar uchun 2n=54, arxarlar va arxarlar uchun 56 ta, uriallar uchun 58 ta xromosomalar).
Qora kalamushlarning bir turi 42 ta xromosomaga ega, ikkinchisining karyotipi 38 ta DNK molekulasi bilan ifodalanadi.
Bir koʻrish ikkiga teng boʻlsa
Asosialning katta maydoni va individlar soni boʻlgan tur guruhlari uchun ularda geografik izolyatsiya amal qilganda yoki individlar keng ekologik valentlikka ega boʻlsa, har xil karyotipli individlarning mavjudligi xarakterlidir. Bunday hodisa turning genetik mezonidagi istisnolarning yana bir variantidir.
Xromosoma va genomik polimorfizmga misollar baliqlarda keng tarqalgan:
- kamalak alabalığında xromosomalar soni 58 dan 64 gacha;
- Oq dengiz seld baligʻida 52 va 54 xromosomali ikkita karyomorf topilgan;
- diploid toʻplami 50 ta xromosomaga ega, kumush sazanning turli populyatsiyalari vakillari 100 (tetraploidlar), 150 (geksaploidlar), 200 (oktaploidlar) xromosomalariga ega.
Poliploid shakllari ham o’simliklarda (echki tol) ham, hasharotlarda ham (o’tloqlar) uchraydi. Uy sichqonlari va gerbillarda diploid toʻplamning koʻp emas, balki turli xil xromosomalar soni boʻlishi mumkin.
Kariotip egizaklar
Turli sinflar va turlarning vakillari bir xil miqdordagi xromosomalarga ega bo'lgan karyotiplarga ega bo'lishi mumkin. Xuddi shu oila va avlod vakillari orasida bunday tasodiflar juda ko'p:
- Gorillalar, orangutanlar va shimpanzelar 48-xromosomali karyotipga ega. Tashqi ko'rinishida farqlar aniqlanmagan, bu erda nukleotidlar tartibini solishtirish kerak.
- Shimoliy Amerika bizoni va Yevropa bizoni karyotiplarida ozgina farqlar. Ikkalasi ham diploid to'plamda 60 ta xromosomaga ega. Agar faqat genetik mezon asosida tahlil qilinsa, ular bir xil turga tayinlanadi.
- Genetik egizaklar misollari o'simliklarda, ayniqsa oilalarda ham uchraydi. Tollar orasidahatto turlararo duragaylarni ham olish mumkin.
Bunday turlardagi genetik materialdagi nozik farqlarni aniqlash uchun genlar ketma-ketligini va ularning kiritilish tartibini aniqlash kerak.
Mutatsiyalarning mezon tahliliga ta'siri
Karyotip xromosomalari soni genomik mutatsiyalar natijasida oʻzgarishi mumkin - anevloidiya yoki evploidiya.
Kariotipda anevloidiya sodir boʻlganda, bir yoki bir nechta qoʻshimcha xromosomalar paydo boʻladi va xromosomalar soni ham toʻlaqonli shaxsnikidan kam boʻlishi mumkin. Ushbu buzilishning sababi gametalarning shakllanishi bosqichida xromosomalarning ajratilmasligidir.
Rasmda odam anevloidi (Daun sindromi) misoli koʻrsatilgan.
Xromosomalar soni kamaygan zigotalar, qoida tariqasida, maydalashni boshlamaydi. Va polisomli organizmlar ("qo'shimcha" xromosomalarga ega) hayotga qodir bo'lishi mumkin. Trisomiya (2n+1) yoki pentasomiya (2n+3) bo'lsa, xromosomalarning toq soni anomaliyani ko'rsatadi. Tetrasomiya (2n+2) genetik mezon bo'yicha turni aniqlashda haqiqiy xatolikka olib kelishi mumkin.
| Mutatsiya | Mutatsiyaning mohiyati | Turning genetik mezoniga ta'siri |
| Tetrasomiya | Karyotipda qoʻshimcha juft xromosoma yoki ikkita homolog boʻlmagan qoʻshimcha xromosoma mavjud. | Faqat shu mezon boʻyicha tahlil qilinganda, organizmni yana bir juft xromosomaga ega deb tasniflash mumkin. |
| Tetraploidiya | Kariotipdahar bir juftdan ikkita o‘rniga to‘rtta xromosoma bor. | Organizm bir xil turdagi (o'simliklarda) poliploid navi o'rniga boshqa turga kiritilishi mumkin. |
Karyotipning koʻpayishi - poliploidiya, shuningdek, mutant karyotip bir nechta diploid xromosomalar toʻplamining yigʻindisi boʻlsa, tadqiqotchini chalgʻitishi mumkin.
Mezon murakkabligi: qiyin DNK
DNK zanjirining burilmagan holatda diametri 2 nm. Genetik mezon hujayra bo'linishidan oldingi davrda, yupqa DNK molekulalari qayta-qayta spirallashganda (kondensatsiyalangan) va zich tayoq shaklidagi tuzilmalarni - xromosomalarni ifodalaganda, karyotipni aniqlaydi. Xromosomaning o'rtacha qalinligi 700 nm.
Maktab va universitet laboratoriyalari odatda past kattalashtiruvchi mikroskoplar bilan jihozlangan (8 dan 100 gacha), ulardagi kariotip tafsilotlarini ko'rish mumkin emas. Yorug'lik mikroskopining aniqlash kuchi, qo'shimcha ravishda, har qanday, hatto eng katta kattalashtirishda ham, eng qisqa yorug'lik to'lqinining yarmidan kam bo'lmagan uzunligini ko'rishga imkon beradi. Eng kichik to'lqin uzunligi binafsha to'lqinlar uchun (400 nm). Bu yorug'lik mikroskopida ko'rinadigan eng kichik ob'ekt 200 nm dan bo'lishini anglatadi.
Ma'lum bo'lishicha, bo'yalgan dekondensatsiyalangan xromatin bulutli joylarga o'xshaydi va xromosomalar tafsilotlarsiz ko'rinadi. 0,5 nm ruxsatli elektron mikroskop turli karyotiplarni aniq ko'rish va solishtirish imkonini beradi. Filamentli DNK qalinligini (2 nm) hisobga olsak, bunday qurilma ostida uni aniq ajratib ko'rsatish mumkin.
Maktabdagi sitogenetik mezon
Yuqorida ta'riflangan sabablarga ko'ra laboratoriya ishlarida turning genetik mezoniga ko'ra mikropreparatlardan foydalanish maqsadga muvofiq emas. Vazifalarda siz elektron mikroskop ostida olingan xromosomalarning fotosuratlaridan foydalanishingiz mumkin. Fotosuratda ishlash qulayligi uchun individual xromosomalar homolog juftlarga birlashtirilgan va tartibda joylashtirilgan. Bunday sxema karyogramma deb ataladi.
Laboratoriya topshirigʻiga misol
Topshiriq. Karyotiplarning berilgan fotosuratlarini ko'rib chiqing, ularni taqqoslang va individlarning bir yoki ikkita turga tegishliligi haqida xulosa chiqaring.
Laboratoriya solishtirish uchun karyotiplarning fotosuratlari.
Vazifa ustida ishlash. Har bir karyotip fotosuratidagi xromosomalarning umumiy sonini hisoblang. Agar ular mos kelsa, ularni tashqi ko'rinishi bilan solishtiring. Agar karyogramma taqdim etilmagan bo'lsa, ikkala rasmdagi o'rta uzunlikdagi xromosomalar orasida eng qisqa va eng uzunini toping, ularni sentromeralarning o'lchami va joylashishiga qarab solishtiring. Karyotiplarning farqi/o‘xshashligi haqida xulosa chiqaring.
Vazifaga javoblar:
- Agar xromosomalarning soni, hajmi va shakli mos boʻlsa, genetik materiali oʻrganish uchun taqdim etilgan ikki individ bir xil turga tegishli.
- Agar xromosomalar soni ikki baravar farq qilsa va ikkala fotosuratda ham bir xil oʻlcham va shakldagi xromosomalar boʻlsa, demak, individlar bir xil tur vakillari boʻlishi mumkin. Bu diploid va tetraploid karyotiplar bo'ladi.shakl.
- Agar xromosomalar soni bir xil boʻlmasa (bir yoki ikkitadan farq qilsa), lekin umuman olganda ikkala karyotip xromosomalarining shakli va oʻlchami bir xil boʻlsa, biz xromosomalarning normal va mutant shakllari haqida gapiramiz. bir xil tur (anevloidiya hodisasi).
- Har xil miqdordagi xromosomalar, shuningdek, oʻlcham va shakl xususiyatlarining nomuvofiqligi bilan mezon taqdim etilgan shaxslarni ikki xil turga kiritadi.
Chiqishda irsiy mezon (va faqat u) asosida individlarning turlarini aniqlash mumkinmi yoki yoʻqligini koʻrsatish talab qilinadi.
Javob: bu mumkin emas, chunki har qanday tur mezoni, shu jumladan genetik, istisnolarga ega va aniqlashning noto'g'ri natijasini berishi mumkin. Shaklning bir qator mezonlarini qo'llash orqali aniqlikka kafolat berish mumkin.
