遗传的十字架

Genetics

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Summary

要解剖遗传过程或创建有机体与新型套房的性状,科学家们可以进行遗传杂交,或有目的的两种生物交配。在后代中亲本遗传材料的重组可以让研究人员推断功能、 互动和基因的位置。

这个视频会研究如何遗传杂交中发展形成的我们理解遗传学基础的继承,孟德尔的三大定律非常有影响力。一个是第一次的遗传杂交技术开发为一种单细胞的生物,如酵母,称为四分体分析,然后将详细,其次是这个经典的工具中如何使用遗传研究今天的一些例子。

Cite this Video

JoVE Science Education Database. 遗传学精要. 遗传的十字架. JoVE, Cambridge, MA, (2017).

遗传的十字架是导致在后代中的遗传材料相结合的两个人有目的交配。十字架可以从事很多模型系统 — — 植物、 酵母、 苍蝇、 老鼠等 — —,可以用来解剖遗传过程或创建具有新性状的生物。

这个视频会涵盖一些遗传十字架的原则、 审查执行十字架称为四分体分析的一种方法和讨论这项技术的若干应用。

首先,让我们介绍继承的基本原则,使遗传十字架成为可能。

生物体的表型或组成的性状,被受其遗传组成或基因型。在最有性繁殖的生物,从亲代产生单倍体配子细胞,有的每个不同的染色体的一个副本。这些然后保险丝在交配,产生的每条染色体的两个同源拷贝的二倍体后代。如果这两个染色体包含相同的等位基因或基因的变种形式,然后机体处于"纯合子"那遗传的轨迹;否则,它就是"杂合"。

重新开始循环,二倍体生物再次产生单倍体配子通过减数分裂。在此过程中,两条同源染色体进行"重组",在哪里对之间交换位等效的序列。这一过程将洗牌了由每个后代,从而增加其遗传多样性继承父母等位基因。

第一人进行系统的遗传十字架之一就是"遗传学之父"孟德尔。通过使用容易被操纵的豌豆植物,和研究一系列的性状与一致的模式的继承,孟德尔得以派生继承会形成的遗传学基础的三个基本规律。

孟德尔第一定律是法律的均匀性,阐明杂合子的第一次或 F1 后代,两个纯合子个体的生成会有的只有一个父表型。建立此表型的等位基因被称为"显性,"而"隐藏"的等位基因是"隐性"。我们现在知道支配关系往往不明确,例等部分显性,杂合子,表达混合的型;和显性,这两种表型的显示位置。

分离定律指出那一个等位基因随机分配给每个配子。通过观察自体受精的杂合子 F1 个人的 F2 后代显示表型的比例为 3:1,但两个表型占主导地位的个人是实际上杂合子,孟德尔推导出的两个父母等位基因要分别继承。今天,我们知道隔离发生在减数分裂期间,当两条同源染色体的二倍体父随机分为单倍体子代细胞,每一个继承的两个等位基因之一。

孟德尔三定律是自由组合规律,其中规定独立继承了个人特质。我们现在知道绝对独立只存在由单独的染色体上的单倍体的设置,独立期间分发给女儿细胞减数分裂的基因控制的性状。它们之间的距离为同一染色体上的两个基因,与他们进行重组到不同的同源染色体上,推而广之,如何可能他们被一起继承相同的后代的可能性成反比。因此,分析二倍体生物的四种减数分裂产品提供为科学家要映射基因的位置。

在审查后遗传十字架背后的原则,让我们看看四分体分析的协议。

这种技术通常应用于某些单细胞藻类或真菌,酵母,解剖的四个单倍体减数分裂产品或孢子,而在这些物种中始终在一起作为单个的细胞体内的"四分体"等。

要执行四分体分析中酵母,需的菌株首先种植适当的媒体上。酵母细胞从各自的殖民地被允许交配,例如由裸奔一新盘,每一株在交叉模式。这板然后是十字架的副本镀到选择性培养基分离只是十字架的二倍体产品上。

所选的二倍体细胞生长营养贫乏的媒体诱导产孢和四分体形成。Asci,正在举行的孢子四分体结构,消化在含酶 zymolyase 的解决方案。经过消化,个别 asci 被操纵使用四分体解剖显微镜。他们安排在特定位置上生长板,并打乱了免费个人孢子。这些可以放入网格状花纹,在那里每个孢子会生成单独的殖民地,可以进一步分析了。

现在,你知道四分体分析如何进行的让我们审视一些许多应用程序或修改这种技术。

四分体手动解剖很耗时,而且研究者们设计了高吞吐量的替代办法,如条码启用排序的四分体。在此方法中,二倍体后代的交叉酵母转化与图书馆的质粒,其中每个包含一个简短、 唯一的序列,称为充当标识符的每个后代的"条形码"。质粒也表达绿色荧光蛋白,让酵母 asci 选择通过流式细胞仪和琼脂平板上进行排序。Asci 裂解集体在碟子里,和孢子被允许长成小殖民地。殖民地然后随机派发到 96 孔板的基因分型。独特的序列条码可以让研究人员组四个殖民地而产生的孢子从每个四分体。

遗传的十字架也可以用于生成大量的基因缺失与酵母细胞。在绿色的大怪物的过程中,单倍体酵母突变携带的绿色荧光蛋白标记的不同基因缺失是交配和孢子。这些单倍体后代,其中一些携带删除从父母双方继承,通过激活荧光流式细胞术,荧光强度呈与删除存在于特定的酵母菌株的数量之间的关系进行排序。这些选择然后培养和重新穿过细胞。重复这种循环生成包含许多删除的酵母菌株。

最后,在很多的模型系统,例如疟疾导致的细胞内寄生虫疟原虫遗传杂交已被改编为使用。由于这种寄生虫仅可以在其他细胞内繁殖的所有过境必须都执行步骤在小鼠或蚊子,这种寄生虫的天然宿主和向量,分别。在这里,血液寄生虫阶段两个独特的疟原虫株感染小鼠。寄生虫,然后转入蚊子吸血,通过和一次里面他们成熟到会向窗体二倍体受精卵受精的配子。成熟的孢子被收获从蚊子,然后用于感染小鼠天真,哪里寄生虫被传播隔离交叉的后代的利益。

你刚看了朱庇特的视频在遗传的十字架上。在这个视频中,我们介绍了继承的原则,如何在一些生物的遗传交叉可以分析与四分体夹层和几个当前应用程序。一如既往,感谢您收看 !

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