Грегор Мендель (1822-1884) Философский институт в Оломоуце...

Грегор Мендель (1822-1884)

• Философский институт в Оломоуце• С 1843 – в Августинианском

аббатстве Св. Фомы в Брно• 1851-1853 – Университет Вены• 1856-1863 – посадил 28 тысяч

растений гороха • Три закона генетики

(“Эксперименты по гибридизации растений”)– Доложены Обществу естественной

истории в Богемии (1865)– Опубликованы в трудах Общества

(1866)• С 1866 – аббат

7 свойств растений гороха

Первый закон

При скрещивании двух чистых линий (например, зеленые / желтые горошины) в первом поколении будет наблюдаться только один вариант (доминантный аллель)

F0

F1

Второй закон

При скрещивании двух чистых линий (например, зеленые / желтые горошины) в первом поколении будет наблюдаться только один вариант (доминантный аллель), и распределение 3:1 доминантных и рецессивных признаков во втором поколении.

F0

F1

F2

(Закон больших чисел)

F0

F1

F2

Отношение 3:1 заметно только при достаточно большом числе скрещиваний.

Третий законДва признака наследуются независимо

(во втором поколении наблюдается расщепление 9:3:3:1)

F0

F1

F2

F2

Изначальная пара с другим набором (тех же) признаков

F0

F1

F2

F0

?

F1- то же самое

F0

F1

F2

F0

F1

F2 – то же самое

F0

F1

F2

F0

F1

Неполное доминирование

Неполное доминирование

?

Неполное доминирование

?

Неполное доминирование

Чарльз Дарвин (1809-1882)

• 1825-27 Университет Эдинбурга, 1827-31 Кембридж: естественная история, геология, ботаника

• 1831-1836 – путешествие на «Бигле»

• Journal of Researches into the Geology and Natural History of the various countries visited by H.M.S. Beagle (1839)

Происхождение видов (1859)

Альфред Уоллес (1823-1913)

Естественный отбор

• Потомков больше, чем может вырасти. • Размер популяция примерно постоянен. • Ресурсы лимитированы, примерно постоянны.

• Следовательно, борьба за выживание.

• Вариации между особями наследуются.

• Особи с лучшими характеристиками выживают с большей вероятностью …

• … эти характеристики передаются их потомкам …• … и со временем фиксируются в популяции.

Медаль Дарвина-Уоллеса

Томас Гексли (Huxley) (1825-1895) “бульдог Дарвина”

Происхождение человека Homo sapiens

Переоткрытие законов Менделя

• Hugo de Vries (1900)• William Bateson

– генетика, ген, аллель

• Walter Sutton – гены и хромосомы (1902)

• Archibald Garrod – генетические болезни

(1902-08-23)

• Thomas Morgan, Drosophila. – мутанты: спонтанное

появление аллелей (белые глаза) (1908)

Ген = множество некомплементирующих мутаций

Edward Lewis: Две рецессивные мутации – в одном гене или в разных?

F1: мутант

F1: дикий тип

F2 мутанты сохраняются in cis (тот же ген). мутанты возобновляются in trans (разные гены)

F1: мутант

F1: дикий тип

F2: все мутанты

F2

WT WT WT WTMut Mut Mut Mut Mut

1 2 2 41 2 1 2 1 9:7

ДНК

• Friedrich Miescher (1869)– нуклеолин– Richard Altmann: нуклеиновые кислоты (1889). Только в

хромосомах

• Phoebus Levene (1929)– компоненты (четыре основания, сахаро-фосфатная цепь)– нуклеотид: фосфат+сахар+основание

• Hammarsten and Casperson (1930е)– ДНК как длинный полимер; кристаллы

• Astbury (1938)– рентгенограммы

• Правила Чаргаффа (Chargaff, 1947) – у многих организмов, #A=#T, #C=#G

Трансформирующий фактор (Frederick Griffith,1928)

… = ДНК (Oswald Avery, Colin McLeod, Maclyn MacCarthy,1944)

ДНК – носитель наследственности фага (Alfred Hershey и Martha Chase, 1948)

32P – радиоактивная ДНК35S – радиоактивный белок

В клетки входит толькео ДНК!

… и только ДНК наследуется потомками фагов

Erwin Schrödinger

“What is life”, 1946: Ген – апериодический кристалл

Структура ДНК …

• Maurice Wilkins и Rosalind Franklin: хорошие кристаллы (1950-1953)

… это двойная спиральJames Watson и Francis Crick (1953)

Статья в Nature: чуть больше одной страницы

The DNA chain

Комплементарные пары нуклеотидов

С

Т

G

A

Рисунки из второй статьи

Уотсона и Крика

Основные расстояния сохраняются

Одна пара в двойной спирали (вид вдоль оси)

ДНК – вдоль оси

ДНК – сбоку

Три модели репликации ДНК

Правильная - полуконсервативная (Matthew Meselson и Franklin Stahl, 1958)

Q: Что было бы для двух других моделей?

Коетки растут на среде с 15N (тяжелый изотоп) потом их переносят на среду с 14N (легкий изотоп)

Реплицирующаяся ДНК