![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
progenesПомните эксперименты Грегора Менделя с горохом? Ну, там горох гладкий и морщинистый. В учебниках картинка еще была, помните? Менделю еще тогда очень повезло, что он случайно взялся наблюдать наследование признаков, которые оказались моногенные. Моногенные - это значит один ген - один признак. Есть и полигенное наследование, это когда один признак - много генов. Если бы он на такой полигенный признак попал, неизвесто еще где бы была современная генетика. Но вот везуха, Мендель взял горох морщинистый, понаблюдал и вывел законы наследования. Было это в 1865 году.
А вот если кому интересно, что теперь генетике и молекулярной биологии известно о том гене, который делает семена гороха морщинистыми - тому
Аллель "морщинистого" гена в 1917 обозначили маленькой буквой r (rugosus), и генотип записывался как rr (две аллели). Гладкий горох обозначали аллелью с прописной буквы R и генотип его следовательно был RR или Rr.
Гороховое семя запасает три основных вида веществ: белки, жиры и углеводы. Углеводы в виде крахмальных гранул, белки в виде белковых тел и жиры, которых совсем немного. Уже в 1903 году семена рассмотрели под микроскопом и обнаружили, что у морщинистых семян изменена структура крахмальных гранул. У нормальных гладких семян крахмальные гранулы были большими, а у морщинистого - маленькие и помятые какие-то. Интерес к менделевскому гороху возобновился в 80х годах, померяли биохимический состав семян и обнаружили, что морщинистое семя содержит больше жиров и меньше запасных белков, кроме того, количество свободных моно - и дисахаров было тоже повышенным. Самые большие подозрения все-таки пали на крахмально-сахарный метаболизм. И в 1990 определили, какой именно ген был мутировавшим в менделевском горохе. А был это starch-branching enzyme, фермент, который катализирует присоединение свободных сахаров к растущей крахмальной цепи.
Поэтому и крахмал там запасался плохо, а свободный сахар болтался в семенных клетках. Это важно! Потому что свободный сахар способствует повышенному осмотическому давлению - клетки удерживают много воды. А когда они созревают и подсыхают, вода уходит и семя сморщивается. Вот почему морщинистое!
Да, так как же ген смутировал? Ген starch-branching enzyme выделили и прочитали его нуклеотидную последовательность и сравнили с такой же у нормального гладкого гороха. Обнаружилось, что в ген естественным образом "прыгнул" мобильный элемент генома транспозон и сдвинул рамку считывания неподалеку от начала старта синтеза белка. Таким образом ген не то, чтобы выключился, а поломалась его функция. Все остальные наблюдаемые эффекты в изменении композиции семян - это уже вторичные проявления, которые нарастают как снежный ком по мере развития семени. Свободный сахар действует как сигнал для запасания более энергоемких соединений вроде жиров. Потому и жиров больше.
Откуда взялся такой горох у Менделя? Это вопрос к селекционерам. Как раз в 1800 годах появилась мода на эти сорта гороха, незрелые семена которых были слаще, благодаря свободному сахару, который не использовался в крахмальном синтезе.
А вот если кому интересно, что теперь генетике и молекулярной биологии известно о том гене, который делает семена гороха морщинистыми - тому
Аллель "морщинистого" гена в 1917 обозначили маленькой буквой r (rugosus), и генотип записывался как rr (две аллели). Гладкий горох обозначали аллелью с прописной буквы R и генотип его следовательно был RR или Rr.
Гороховое семя запасает три основных вида веществ: белки, жиры и углеводы. Углеводы в виде крахмальных гранул, белки в виде белковых тел и жиры, которых совсем немного. Уже в 1903 году семена рассмотрели под микроскопом и обнаружили, что у морщинистых семян изменена структура крахмальных гранул. У нормальных гладких семян крахмальные гранулы были большими, а у морщинистого - маленькие и помятые какие-то. Интерес к менделевскому гороху возобновился в 80х годах, померяли биохимический состав семян и обнаружили, что морщинистое семя содержит больше жиров и меньше запасных белков, кроме того, количество свободных моно - и дисахаров было тоже повышенным. Самые большие подозрения все-таки пали на крахмально-сахарный метаболизм. И в 1990 определили, какой именно ген был мутировавшим в менделевском горохе. А был это starch-branching enzyme, фермент, который катализирует присоединение свободных сахаров к растущей крахмальной цепи.
Поэтому и крахмал там запасался плохо, а свободный сахар болтался в семенных клетках. Это важно! Потому что свободный сахар способствует повышенному осмотическому давлению - клетки удерживают много воды. А когда они созревают и подсыхают, вода уходит и семя сморщивается. Вот почему морщинистое!
Да, так как же ген смутировал? Ген starch-branching enzyme выделили и прочитали его нуклеотидную последовательность и сравнили с такой же у нормального гладкого гороха. Обнаружилось, что в ген естественным образом "прыгнул" мобильный элемент генома транспозон и сдвинул рамку считывания неподалеку от начала старта синтеза белка. Таким образом ген не то, чтобы выключился, а поломалась его функция. Все остальные наблюдаемые эффекты в изменении композиции семян - это уже вторичные проявления, которые нарастают как снежный ком по мере развития семени. Свободный сахар действует как сигнал для запасания более энергоемких соединений вроде жиров. Потому и жиров больше.
Откуда взялся такой горох у Менделя? Это вопрос к селекционерам. Как раз в 1800 годах появилась мода на эти сорта гороха, незрелые семена которых были слаще, благодаря свободному сахару, который не использовался в крахмальном синтезе.
Tags:
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
no subject
Date: 2010-01-15 08:29 am (UTC)no subject
Date: 2010-01-15 08:31 am (UTC)no subject
Date: 2010-01-15 08:33 am (UTC)*потихоньку* в посте много опечаток...
"что семя содержит больше жиров и меньше запасных белков" -- морщинистое семя;
"ген не то, чтобы включился, а поломалась его функция" -- выключился;
"В был это starch-branching enzyme" -- А был это.
no subject
Date: 2010-01-15 08:33 am (UTC)и кстати, как эколог генетику - как часто транспозон "выпрыгивает" из гена и признак восстанавливается? как то интуитивно кажется, что это должно происходить чаще, чем при точечных заменах.
no subject
Date: 2010-01-15 08:37 am (UTC)no subject
Date: 2010-01-15 08:43 am (UTC)"случайности не случайны" @ Угвей
no subject
Date: 2010-01-15 08:44 am (UTC)no subject
Date: 2010-01-15 08:44 am (UTC)no subject
Date: 2010-01-15 08:50 am (UTC)no subject
Date: 2010-01-15 08:51 am (UTC)no subject
Date: 2010-01-15 08:54 am (UTC)no subject
Date: 2010-01-15 08:55 am (UTC)Да еще и не сцепленных генов. Повезло - не то слово.
no subject
Date: 2010-01-15 08:57 am (UTC)no subject
Date: 2010-01-15 08:58 am (UTC)А может, изначально он следил за большим числом признаков и таки отбирал такие, по которым можно проследить строгие статистические закономерности? Могло такое быть?
no subject
Date: 2010-01-15 08:59 am (UTC)no subject
Date: 2010-01-15 09:06 am (UTC)А так - кто знает?
С другой стороны, с манжеткой он потом сломался, и данные точно не подтасовывал. Так что я склонен верить именно в везение. Вероятность этого вполне есть. Моногенность объясняется в общем-то легко - изначальным выбором хорошо отличающихся альтернативных признаков - полигенные так себя не ведут. Ну и 7 генов на большой геном гороха - это не очень много. Вероятность независимого наследования высока. Другое дело, что для сочетания моногенности с несцепленностью действительно должно было повезти.
no subject
Date: 2010-01-15 09:08 am (UTC)no subject
Date: 2010-01-15 09:10 am (UTC)no subject
Date: 2010-01-15 09:10 am (UTC)...
Date: 2010-01-15 09:11 am (UTC)no subject
Date: 2010-01-15 09:14 am (UTC)no subject
Date: 2010-01-15 09:15 am (UTC)no subject
Date: 2010-01-15 09:17 am (UTC)no subject
Date: 2010-01-15 09:19 am (UTC)no subject
Date: 2010-01-15 09:28 am (UTC)