Інформація про новину
  • Переглядів: 271
  • Дата: 24-12-2021, 20:32
24-12-2021, 20:32

36. Сучасні методи молекулярної генетики

Категорія: Біологія





Попередня сторінка:  35. Спадкові захворювання людини. Генет...
Наступна сторінка:   37. Розвиток еволюційних поглядів та до...

Поміркуйте

Як можна боротися зі спадковими захворюваннями?

Згадайте

• Які структури клітини є матеріальними носіями спадкової інформації?

• Як працюють механізми захисту ДНК від пошкоджень?

Переваги використання сучасних молекулярно-генетичних методів

Молекулярно-генетичні методи використовують для дослідження молекул ДНК і білків. Ці молекули не такі мінливі, як морфологічні ознаки.

Крім того, інтерпретація в порівнянні морфологічних ознак може бути значно більшою. Наприклад, можна сперечатися, яка з морфологічних ознак є більш важливою — форма вуха чи довжина рогів. А от із важливістю рибосо-мальної РНК суперечок не виникає.

Порівнюючи ДНК і білки різних організмів, можна відтворювати їхню еволюцію в минулому. Навіть такому далекому, що не залишило для досліджень викопних решток, тобто ще з часів доклітинного етапу еволюції життя (мал. 36.1).

Різноманітність сучасних молекулярно-генетичних методів

Сучасні молекулярно-генетичні методи можна умовно поділити на кілька груп. Це методи виділення й очищення потрібних молекул, методи ампліфікації (копіювання) ДНК, методи гібридизації та методи обробки даних і моделювання (докладно про це можна розглянути в таблиці «Деякі групи методів молекулярно-генетичних досліджень»).

Зазвичай усі методи досліджень використовують у комплексі за допомогою певного обладнання (мал. 36.2).

Деякі групи методів молекулярно-генетичних досліджень

Група методів

Особливості

Що дають у результаті

Методи виділення й очищення

Ґрунтуються на виділенні хоча б невеликої кількості матеріалу, у якому міститься ДНК

Дозволяють виділяти ДНК з дуже давніх кісток або невеликих фрагментів організмів

Методи ампліфікації (копіювання) ДНК

Копіюють цілі молекули ДНК або їхні фрагменти, використовуючи звичайні механізми реплікації. Основою таких методів зазвичай є полімеразна ланцюгова реакція (ПЛР)

Дозволяють із дуже незначної кількості ДНК отримати достатньо матеріалу для аналізу

Методи гібридизації ДНК (РНК)

За допомогою спеціальних молекул-зондів упізнають певні молекули ДНК. Використовують властивість ланцюжків ДНК утворювати подвійні ланцюжки з молекулами, які мають відповідні до них послідовності нуклеотидів

Дозволяють виявити потрібні гени та розпізнати послідовності ДНК (РНК)

Методи обробки даних і моделювання

Створюють бази даних про послідовності молекул ДНК різних видів і аналізують інформацію за допомогою спеціальних комп’ютерних програм

Створюють моделі, за якими можна перевіряти гіпотези щодо еволюційних зв’язків організмів

 

 

Полімеразна ланцюгова реакція (ПЛР)

Ця технологія за допомогою специфічних ферментів дозволяє багаторазово копіювати окремі фрагменти ДНК, значно збільшуючи їхню концентрацію в розчині протягом не дуже тривалого часу. Цей процес називають ампліфікацією. У результаті ампліфікації можна отримати достатню для аналізу кількість матеріалу, навіть якщо на початку було знайдено лише один невеличкий фрагмент ДНК. ПЛР дозволяє також проводити велику кількість різних маніпуляцій із генетичним матеріалом (клонування генів, секвенування тощо).

Метод генетичних маркерів

Цей метод полягає в ідентифікації певних генів, ділянок ДНК, хромосом або особин за допомогою притаманних лише їм поєднання нуклеотидів. У результаті секвенування ДНК встановлюється послідовність нуклео-тидів у певному гені. Молекулярно-генетичні маркери (ДНК-маркери) є поліморфними (такими, що мають кілька варіантів) ознаками, виявленими методами молекулярної біології в нуклеотидній послідовності ДНК. Вони використовуються для порівняння різних груп (сортів, порід, штамів, видів, родів тощо) живих організмів.

Ключова ідея

Сучасні молекулярно-генетичні методи досліджень мають суттєві переваги перед традиційними методами. Вони дають значно більше можливостей для проведення досліджень і підвищення надійності їхніх результатів. До таких методів належать методи виділення потрібних молекул зі зразків, методи ампліфікації ДНК, методи гібридизації, методи обробки інформації тощо.

Перевірте свої знання

1. Які методи досліджень використовує генетика?

2. У чому полягає гібридологічний метод досліджень? Що він дозволяє визначити? 3. Які молекулярно-генетичні методи досліджень існують? 4. Для чого потрібні методи ампліфікації ДНК? 5. Які переваги мають сучасні методи досліджень перед класичними? 6*. Чому молекулярні методи діагностики є такими важливими для сучасної генетики людини?

Узагальнення знань за темою «Закономірності успадкування ознак»

Центральна догма молекулярної біології

Закони спадковості

Генетика статі

Неалельна взаємодія генів

Різновид Сутність

Приклади розщеплень за однією ознакою

Комплемен-

тарність

У визначенні ознаки беруть участь два гени

9:6:1 9:3:4 9:7 9:3:3:1

Епістаз

Алель одного гена пригнічує прояв алеля іншого гена

12:3:1 7:6:3 13:3 (домінантний епістаз) 9:3:4 9:7 13:3 (рецесивний епістаз)

Полімерія

Ступінь прояву ознаки залежить від кількості домінантних алелей полімерних генів

1:4:6:4:1

Компетентнісно орієнтовані завдання

1 Заздалегідь обравши один із методів генетичних досліджень та за допомогою технології SWOT-аналізу, оцініть їхні сильні та слабкі сторони, можливості та загрози.

2 «Алгоритм Цицерона».

Давньоримський політичний діяч Цицерон уважав, що найкращою промовою є та, що відповідає на перелік наступних запитань: Що? Де? Чим? Як? Чому? Навіщо? Спробуйте й ви підготувати коротенький спіч «Що таке ген?», використавши ці запитання. Поділіться враженнями з однокласниками й однокласницями.

3 У 2009 році компанія Nokia провела дослідження впливу спадковості на формування музичних смаків. В експерименті взяли участь 4000 людей різного віку. Виявилося, що чим молодша людина, тим більший уплив на її музичні вподобання має генетика.

Як ви гадаєте, з чим це пов'язано? Чи можемо ми розглядати таке явище впливу на етапі успадкування ознак?

4 Найрідкіснішим на планеті кольором очей ува-жається зелений, оскільки зеленоокими є лише 2 % жителів Земної кулі. Дослідіть, у чому особливість такої низької статистики.

5 За допомогою методу Fishbone поясніть найпоширеніші генетичні захворювання людини. На основі отриманих результатів роботи створіть презентацію. Головні етапи створення Fishbone.

1. Сформуйте питання в полі «Проблема».

2. Після аналізу інформації за темою виділіть причини та факти (захворювання), що їх підтверджують.

3. Шляхом аналізу «причин-фактів» зробіть висновки.

6 Творча робота.

Створіть ментальну карту (мапу думок) закономірності успадкування ознак (Закони Менделя). Поясніть особливості регуляції реалізації спадкової інформа-

ції. Порівняйте свою ментальну карту з мапами однокласників і однокласниць.

7 Використавши безкоштовну онлайн-програму Family Tree Builder, спробуйте створити й дослідити власне генеалогічне дерево. Поділіться враженнями з однокласниками й однокласницями.

8 Перегляньте малюнок. Назвіть молекулярну структуру. За допомогою стратегії «Кубування» всебічно розгляньте біологічний об'єкт, відповідаючи на запитання, що записані на гранях кубика.

1. Опишіть (форма, розміри).

2. Порівняйте (на що схожий, від чого відрізняється, розміри).

3. Установіть асоціації (що спадає на думку, про що змушує думати).

4. Проаналізуйте (склад та як утворена).

5. Застосуйте (де та як використовується об'єкт).

6. Висловіть своє ставлення, з'ясуйте, які чинники впливають на об'єкт та його функцію.

9 Розв'яжіть генетичні задачі.

А) У пшениці червоне забарвлення колоса зумовлює домінантний алель B, а біле — рецесивний алель b. Які генотипи й фенотипи нащадків буде отримано в результаті схрещування двох гетерозиготних за цим геном особин.

Б). У томатів ген R визначає забарвлення плодів. Домінантний алель R забезпечує червоне забарвлення, а рецесивний алель r — жовте. Інший їхній ген відповідає за ріст рослин. Домінантний алель H забезпечує високорослість рослин, а рецесивний алель h — карликовість. Які нащадки та в якому співвідношенні їх буде отримано в разі схрещування дигетерозиготної особини з особиною з генотипом rrhh?

 

 

Це матеріал з підручника "Біологія 9 клас Задорожний" (поглиблений рівень)

 




Попередня сторінка:  35. Спадкові захворювання людини. Генет...
Наступна сторінка:   37. Розвиток еволюційних поглядів та до...



^