交配

Genetics

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Summary

遺伝的プロセスを分析または特性の新しいスイーツの有機体を作成する、科学者たちは、交配、または 2 つの生物の意図的な交配を実行できます。子孫の親の遺伝物質の再結合機能、相互作用、および遺伝子の位置を推測できます。

このビデオは、影響力は継承で遺伝学の私達の理解の基礎となるメンデルの 3 法則を開発、どのように遺伝的交雑を検討します。詳しくは、遺伝学的研究でのこの古典的なツールの使用方法今日のいくつかの例に続いて初めて遺伝的交差技術開発テトラッド分析として知られている酵母などの単細胞生物の 1 つが表示されます。

Cite this Video

JoVE Science Education Database. 遺伝学の必需品. 交配. JoVE, Cambridge, MA, (2019).

遺伝的クロスは、2 人の子孫の遺伝物質の組み合わせの結果の意図的な交配です。十字架は多くのモデル システムで実行できます-植物、酵母、ハエ、マウスなど-遺伝的プロセスを分析したり、新しい形質を持つ生物を作成する使用ことができます。

このビデオが交配の原則のいくつかをカバー、テトラッド分析として知られている交差を実行する 1 つの方法を調べるし、この手法のいくつかのアプリケーションを議論します。

まず、遺伝的交差を可能にする継承の基本原則を紹介してみよう。

有機体の表現型、または特性の組成は、その遺伝子または遺伝子型によって影響されます。最も性的に再生の有機体の親の世代は半数体の配偶子細胞は、それぞれ異なる染色体のコピーを 1 つを得られます。これらは、各染色体の 2 つの相同コピーで二倍体子孫を生成する交尾中にヒューズします。有機体がその遺伝子座;「ホモ」、両方の染色体には同じ対立遺伝子または遺伝子の異型が含まれる場合そうでなければ、それは「ヘテロ接合」です。

サイクルを改めて開始するには、2 倍体の生物は再び減数分裂による半数体の配偶子を生成します。このプロセス中には、2 つの相同染色体は「再結合」と同じシーケンスのビット交換を交換するペア間を受けます。このプロセスは、それぞれの子孫は、彼らの遺伝的多様性を増加によって継承された親の対立遺伝子を切り直します。

体系的な交配を遂行する最初の人々 の 1 つだった「遺伝学の父」メンデル。簡単操作のマメ科の植物を使用して、継承の一貫性のあるパターンを持つ一連の特徴を調べることによって、メンデル遺伝学の基礎となる相続の 3 つの基本的な法則を導出することができた。

メンデルの第一法則は、最初に、または F1 のヘテロの子孫、ホモ 2 人の世代がされているという統一法 1 つだけ親の表現型。「隠された」対立遺伝子は「劣性」、この表現型を確立する対立遺伝子は「支配的」と呼ばれる我々 は今支配関係が多い少ない知っている不完全な優勢、ヘテロ接合体がブレンドされた表現型; を表現などの場合に、明確なcodominance、両方の表現型が表示されます。

分離の法律は、その 1 つの対立遺伝子は各配偶子にランダムに割り当てられている状態します。ヘテロ F1 個体の自家受精から F2 の子孫が 3:1 の表現型の比を表示されているが、実際にヘテロ接合体である 2 つの支配的な表現型の個体を観察することによってメンデルは別々 に継承されるように 2 つの親の対立遺伝子があることを推測しました。今日、我々 は、二倍体の親の 2 つの相同染色体がそれぞれに分かれてランダムに娘細胞の倍加、2 つの対立遺伝子の 1 つを継承するときに、偏析が減数分裂では、発生する知っています。

メンデルの第三法則は、個々 の特性が独立して継承されることを示す法律の独立した品揃えです。絶対独立が半数体セットで配布されているいない独立して娘細胞減数分裂の間別の染色体上の遺伝子によって制御される特性にのみ存在することが分かっています。同じ染色体の 2 つの遺伝子間の距離は彼らが別の相同染色体上に再結合、拡張子によって、どの程度継承一緒に同じ子孫の可能性に反比例します。したがって、二倍体生物の 4 つの減数分裂の分析科学者が遺伝子の場所をマップする方法を提供します。

交配の背後にある原理を確認した後、テトラッド分析のためのプロトコルを見てをみましょう。

この手法は、特定の単細胞藻類や 4 つの半数体の減数分裂またはこれらの種の単一細胞体内「テトラッド」として一緒に残っている胞子を解剖する、酵母など真菌に通常適用されます。

酵母のテトラッド分析を実行するには、必要な系統最初適切なメディアで栽培しています。個々 のコロニーからの酵母はチームメイトで、たとえば新しいプレートにクロスのパターンでそれぞれのひずみをストリー キングが許可されます。このお皿は、十字架の二倍体の製品のみを分離する選択的なメディアにレプリカ メッキです。

選択した二倍体細胞は胞子形成とテトラド形成を誘導するために栄養素貧しいメディア上に成長しました。アスキー、胞子テトラッドを保持する構造体である、酵素ザイモリエイスを含む溶液で消化されます。次の消化、個々 のアスキーは、テトラッド解剖顕微鏡を使用して操作されます。成長板の特定の位置に配置され個々 の胞子を解放するため中断します。これらは、各胞子がさらに分析することができます個々 のコロニーを生成、グリッド状に配置できます。

今、あなたはテトラッド分析を実行する方法を知って、多くのアプリケーションの一部またはこの手法の変更を調べてみましょう。

テトラッド解剖マニュアルがかかり、テトラッドのバーコードが有効なシーケンスなどの高スループット選択肢を考案した研究者。このメソッドでクロス酵母の二倍体の子孫はそれぞれが各子孫の識別子として機能する「バーコード」として知られている短く、ユニークなシーケンスを含むプラスミドのライブラリに変換されました。プラスミッドを表現すると、GFP、フローサイトメトリーによって選択され、寒天プレートの上に並べ替えする酵母 asci を許可することもできます。プレートに大挙溶解し、アスキーと胞子が小さいコロニーに成長する許可されました。コロニー、ランダムに遺伝子型の 96 ウェル プレートに分散。一意のシーケンス バーコード各テトラドから胞子から生じた 4 つの植民地をグループ化できます。

交配は、多数の遺伝子の削除と酵母細胞を生成する使用できます。緑モンスター プロセスで半数体変異酵母 GFP でマークされている別の遺伝子の削除を運ぶが交配し、同属します。両方の親から継承されます削除を運ぶいくつかのこれらの半数体の子孫は GFP 強度が削除特定の酵母の現在の数と相関関係を示した cytometry 流れの蛍光活性化を介して並べ替えられます。これらの選択されたセル、培養され再交差します。このサイクルを繰り返し、多数の削除を含む酵母が生成されます。

最後に、交配はマラリアの原因となる細胞内寄生原虫などの多くのモデル システムでの使用に適応されています。寄生虫は、他のセル内で再現できるだけのでマウスや蚊、寄生虫の自然なホストおよびベクトルの交差のすべての手順を実行する必要がありますそれぞれ。ここでは、マウスは、血液寄生虫の段階で 2 つのユニークなマラリア原虫株に感染していた。寄生虫、吸血による蚊に移ったと一度の中彼らはフォーム二倍体受精卵に受精が配偶子に成熟しました。成熟したスポロゾイトが蚊から収穫し、素朴なマウスに感染する寄生虫が関心の十字の子孫の特定の伝達された場所を使用します。

交配にゼウスのビデオを見てきただけ。このビデオでは、継承の原則を導入、テトラッド解剖といくつかの現在のアプリケーションいくつかの生物で遺伝的交差方法を分析できます。いつも見てくれてありがとう!

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