GENETYKA ZWIERZĄT

STUDIA NIESTACJONARNEKIERUNEK: ZOOTECHNIKASPECJALNOŚĆ: AGROTURYSTYKAĆWICZENIE: 4DATA: 13-12-2008GENETYKA ZWIERZĄT1. Markery genetyczne I klasyObejmuje klasyczne markery, czyli sekwencje kodujące – geny. Polimorfizm tychmarkerów wykrywany jest poprzez analizę produktów genów (metody serologiczne itechnika elektroforezy białek) lub badanie DNA tych genów (metody RFLP, SSCP)2. Grupy krwiPrzez grupę krwi naleŜy rozumieć typ krwi, cechujący się obecnościącharakterystycznych białek, o właściwościach antygenowych, na powierzchni erytrocytów(identyfikacja przez surowice testowe).3. Genetyczne uwarunkowanie umaszczenia• czynniki genetyczne i środowiskowe• wiele genów zaangaŜowanych w wytwarzanie pigmentu ma efektplejotropowy na rozwój i róŜnicowanie organizmu• Lis: locus C warunkuje ekspresje genów z locus A, B oraz E• Bydło: loci Extension (E d – czarne dominujące; e – czerwone recesywne; E + -umoŜliwia ekspresję alleli z locus A) Agouti (A + brązowy; a – recesywneczarne) i Self (S – dominujące jednolite; s – łaciatość; S c – łaciatość u bydłabelgijskiego błękitnego)• Świnie: loci Agouti (A w – agouti biały brzuch; a - nieagouti), Extension (E –jednolite czarne; E p – czarne nakrapiane; e – jednolite czerwone), białydominujący nad Agouti (I – inhibicja koloru; i – recesywny kolorowy; I d –deresz; I p – czarne łaty; i m - brudny szary), Belted (Be w – dominujący biały pas;) locus C (c e – umaszczenie brudnobiałe)• Konie: loci Extension (E), Agouti (A), Albino (C), Dun (D), Silver dapple (Z),White (W), Gray (G), Roan (RN)4. Markery genetyczne II klasyObejmuje sekwencje niekodujące. Wśród nich najwaŜniejsze miejsce zajmujątandemowo powtarzające się sekwencje mikrosatelitarne, a w mniejszym stopniu minisatelitarne.1

5. Badanie pochodzenia• układy grupowe krwi (antygeny erytrocytarne)• polimorfizm białek surowicy krwi• polimorfizm minisatelitarny – DNA fingerprint (odcisk palca DNA)• polimorfizm mikrosatelitarny• SNPPolimorfizm mikrosatelitarny i SNP jest wykorzystywany równieŜ do analizygenów wpływających na kształtowanie się istotnych cech uŜytkowych oraz doselekcji typu MAS (marker assisted selection)6. Obliczanie frekwencji genotypów i alleliFrekwencja fenotypu – stosunek liczby osobników o danym fenotypie do całkowitejliczby osobników w danej populacji, wyraŜany w procentach lub w postaci ułamka.Frekwencja genotypu – stosunek liczby osobników o danym genotypie do ogólnej liczbyosobników występujących populacji.Frekwencja allelu – udział liczby loci zajętych przez dany allel względem ogólnej liczbyloci, które ten allel mógłby zająć w badanej populacji.Frekwencja alleli:1p = P + H21q = Q + H2Suma frekwencji alleli musi być zawsze równa 1 (100%)p + q = 1Frekwencja genotypów w stanie równowagi genetycznej:2AA → pAa → 2 pqaa → q2Frekwencja alleli w stanie równowagi genetycznej:q =q2p = 1−q7. Testowanie hipotezy o równowadze genetycznej populacjiPrawo Hard’ego-Weinberga – w duŜej losowo kojarzącej się populacji, w którejfrekwencje alleli u obu płci są jednakowe, a osobniki charakteryzują się równą płodnościąi Ŝywotnością, frekwencje alleli i genotypów nie zmieniają się z pokolenia na pokolenie,jeśli nie działają czynniki naruszające równowagę.2

ZADANIA – ALLELE WIELOKROTNE – GRUPY KRWIZad. 1:Największej róŜnorodności grup krwi moŜna oczekiwać wśród licznych potomkówzrodzonych z rodziców mających genotypy, jak w zestawie:Genotypy: ojca matkia) I A I B iib) I A i I B I Bc) I A i I B id) I A I A I B iZad. 2:MęŜczyzna z grupą krwi 0 poślubia kobietę z grupą krwi A. Ojciec Ŝony ma grupę krwi 0.Jakie jest prawdopodobieństwo, Ŝe ich dzieci będą miały grupę krwi 0?Zad. 5:Potrzebna jest krew grupy B dla rannego w wypadku człowieka. Jeśli nie moŜna szybkozdobyć krwi tej samej grupy, to jaką inną grupę krwi moŜna podać?Zad. 6:Grupy krwi mogą być wykorzystywane w przypadku ustalania ojcostwa. Przeanalizujmynastępujący przypadek: męŜczyzna Ŝąda rozwodu, argumentując to niewiernością Ŝony.Dwoje pierwszych dzieci urodzonych w tym małŜeństwie ma grupy krwi odpowiednio: 0 iAB. Trzecie dziecko, którego męŜczyzna nie chce uznać za swoje ma grupę krwi B. Czy juŜna tej podstawie moŜna powiedzieć, Ŝe męŜczyzna nie jest ojcem dziecka? WykonanorównieŜ analizę systemu M-N (M i N są współdominujące). Trzecie dziecko ma grupę M,męŜczyzna ma grupę N. Jakie moŜna wyciągnąć wnioski?Zad. 8:Albinotyczny, chory na hemofilię męŜczyzna z grupą krwi 0 poślubia kobietę o normalnejpigmentacji z grupą krwi AB, u której w rodzinie nigdy nie było hemofilii. Jakiegopotomstwa moŜna spodziewać się w tym małŜeństwie?Zad. 9:Ile alleli genu determinującego grupę krwi (układ ABO) występuje w dojrzałym erytrocycie?Zad. 15:3

Locus A u ssaków kontroluje rozkład pigmentu w sierści o róŜnym zabarwieniu. Poznano 9alleli z serii. Wyliczyć ile moŜe powstać róŜnych genotypów pod względem tego locus.Barwa sierści świnek morskich zaleŜy od następujących alleli wielokrotnych podanych wkolejności dominowania: C – kolor intensywnie rudy, C k – ciemna sepia, C d – sepia, C r –jasna sepia, c – albinosZad. 17:W potomstwie osobników intensywnie rudego i sepia otrzymano następujące fenotypy:intensywnie rudy, sepia i jasna sepia. Jakie były genotypy rodziców?Zad. 18:Jakich genotypów i fenotypów i w jakich proporcjach naleŜy oczekiwać w potomstwienastępujących par:a) C k c x C d C rb) C d C r x C k C dc) CC k x Ccd) cc x CC dUmaszczenie królików uwarunkowane jest szeregiem alleli wielokrotnych, które podwzględem dominowania dadzą się uszeregować w następującej kolejności: C – umaszczeniejednolicie ciemne, C ch – umaszczenie szynszyli, C m – umaszczenie kuny, C h – umaszczeniehimalajskie, c – albinosy.Zad. 20:Ile róŜnych genotypów i fenotypów moŜna oczekiwać w populacji, w której wystąpiąwszystkie wymienione wyŜej allele?Zad. 21:Jakich genotypów i fenotypów oraz z jakim prawdopodobieństwem moŜna oczekiwać wpotomstwie następujących par rodzicielskich:a) C ch C m x C h cb) Cc x CC hc) C ch C h x C h cd) CC ch x C h c4

ZADANIA BADANIE POCHODZENIAUkłady grup krwi u koni wraz z antygenami i allelamiUkładgrupowyAntygenyAlleleA a b c d e f g Aa, Aadf, Aadg, Aabdf, Aabdg, Ab, Abc, Abce, Ac, Ace, Ae, A-C a Ca, C-Da b c d e f g h ik l m n o p q rDadl, Dadlnr, Dadlr, Dbcmq, Dcefgmq, Dcegimnq, Dcfgkm,Dcfmqr, Dogm, Dcgmp, Dcgmq, Dcgmqr, Dcgmr, Ddeklr,Ddeloq, Ddelq, Dfklr, Ddghmp, Ddghmq, Ddghmqr, Ddkl,Ddlnq, Ddlnqr, Ddlqr, Dq, D-K a Ka, K-P a b c d Pa, Pac, Pacd, Pad, Pb, Pbd, Pd, P-Q a b c Qabc, Qac, Qa, Qb, Qc, Q-U a Ua, U-Układy grup krwi u świń wraz z antygenami i allelamiUkład Antygeny Allelegrupowy krwinkoweA A Aa, A-B Ba, Bb Ba, BbC Ca, Ca, C-D Da, Db Da, DbE Ea-Et Ebdgkmps, Edeghkmnps, Eaeglns,Edefhkmnps, Ebdfkmps, Eaeflns, Edegklns,Eaegils, Edeghjmnt, Eabgkls, Eabgkms,Eaegmnops, Ebdgkls, Edeghjmnr,Eabgkmos, EbdgjmtF Fa-Fd Fac, Fad, Fbc, Fbd,G Ga, Gb Ga, GbH Ha-He Ha, Hb, Hc, Hab, Hbc, Hbd, Hcd, H-I Ia, Ib Ia, IbJ Ja, Jb Ja, JbK Ka-Kg Kbf, Kacf, Kade, Kacef, Kadeg, K-L La-Lm Ladhi, Lagim, Lbdfi, Ldcgi, Ladhjk, LadhjlM Ma-Ml Ma, Mb, Mc, Md, Mh, Mab, Mae, Mbc, Mbd,Mbl, Mcd, Mef, Made, Mbcd, Mbdg, M-N Na-Nc Na, Nb, NcO Oa, Ob Oa, Ob5

Zad. 5. Knur w układzie grupy krwi M ma antygeny Mabc, locha w tym samym układzie maantygeny Mef. U potomstwa wystąpiły następujące antygeny:1 prosię Mabef, 2 prosię Mab, 3 prosię Mbcef, 4 prosię Mbc; ustal genotypy rodziców ipotomstwa.Zad. 8. Ogier w układzie grupy krwi A ma antygeny Aabdf, klacz w tym samym układziema antygeny Abce. U potomstwa wystąpiły następujące antygeny:1 źrebie Abce, 2 źrebie , Aabcdef, 3 źrebie Ae, 4 źrebie Aabdef; ustal genotypy rodziców ipotomstwa.ZADANIA GENETYKA POPULACJIZad. 1:W pewnej populacji osobników stwierdzono, Ŝe frekwencje genotypów (przyrozpatrywaniu cechy uwarunkowanej jedną parą genów) wynoszą odpowiednio: AA –0,2; Aa – 0,7; aa – 0,1.a) Oblicz częstość genów (p A i q a ) warunkujących tę cechęb) Sprawdź czy dana populacja jest w stanie równowagi genetycznej, a w przypadkustwierdzenia, Ŝe nie, podaj (z uzasadnieniem) kiedy stan równowagi moŜeosiągnąć.Zad. 2:Częstość recesywnego allelu dla niezdolności do podłuŜnego zwijania języka oceniono naq = 0,6. Jakie są częstości osobników zdolnych i niezdolnych do zwiajania języka?Zad. 4:Bydło rasy shorthorn o genotypie C R C R ma umaszczenie czerwone, C R C W – dereszowate(czerwono – białe), a C W C W – białe.a) W pewnym stadzie stwierdzono 108 osobników czerwonych, 48 białych i 144osobniki dereszowate. Oblicz frekwencję alleli C R i C Wb) Zakładając, Ŝe jest to populacja panmiktyczna, jakiej frekwencji zygot naleŜałobyoczekiwać w następnym pokoleniu?Zad. 5:Kolor sierści kotów jest uwarunkowany parą równoczesnych genów. Osobniki Ŝeńskie C B C B imęskie C B Y są czarne. śeńskie C Y C Y i męskie C Y Y są Ŝółte, natomiast Ŝeńskie C B C Y sąmozaikowe (Ŝółto-biało-czarne). W pewnej populacji kotów stwierdzono następująceliczebności róŜnych fenotypów:Ogółem czarne Ŝółte mozaikoweOsobniki męskie 353 311 42 0Osobniki Ŝeńskie 338 277 7 54Ustalić frekwencję tych dwóch alleli w populacji.Zad. 6:U owiec biały kolor wełny jest uwarunkowany obecnością genu dominującego, podczas gdyczarny – allelem recesywnym. W stadzie liczącym 900 sztuk 891 miało wełnę białą, a 9czarną. Wyliczyć frekwencję obydwu alleli w tym stadzie.6

Zad. 7:Gen (R) kontroluje u ludzi obecność antygenów występujących w czerwonych ciałkach krwi.Allel dominujący odpowiada za fenotyp Rh + , podczas gdy osobniki homozygotycznerecesywne mają Rh - . W pewnej populacji stwierdzono 85% osobników z Rh + . Zakładając, Ŝepopulacja jest w stanie równowagi, jaka jest frekwencja obydwu alleli?Zad. 15:Indianie plemiona Hopi z zachodniej, górzystej i pustynnej części USA Ŝyją w zamkniętychpopulacjach o wysokim stopniu krzyŜowania krewniaczego. W populacji jest znaczniewiększy procent albinosów (1:200) niŜ w Europie (1 : 20 000). Jaki procent populacji Hopistanowią heterozygoty?Zad. 17:Jaką najwyŜszą frekwencję w populacji moŜe osiągnąć gen recesywny, który w staniehomozygotycznym powoduje śmierć osobnika, u którego wystąpi? Jaki będzie wówczas składgenetyczny tej populacji?Zad. 18:Wśród 950 sztuk kóz rozmnaŜających się losowo znajduje się 798 bezrogich oraz 152 kózrogatych. Bezrogość bądź rogatość wyznacza jedna para genów – (H) i (h), przy czymbezrogość jest cechą dominującą.a) Ustal strukturę genetyczną przedstawionej populacji kóz .b) Podaj, ile naleŜy oczekiwać kóz bezrogich homo-, a ile heterozygotycznych?Zad. 19:Schwytano 2000 sztuk much Drosophila dziko Ŝyjącej, a więc rozmnaŜającej się losowo. Większość znich miała szarą barwę tułowia (gen dominujący b + ), ale naliczono 45 sztuk czarnych (cechauwarunkowana genem recesywnym b).a) oblicz częstość występowania genu b + i b (q b i p b+ )b) Ustal ile naleŜy oczekiwać w tej populacji much szarych homo-, a ile heterozygotycznych.Zad. 23:Które z wymienionych populacji znajdują się w równowadze genetycznej:AA Aa aa1. 78 77 782. 126 - -3. - 154 -4. - - 1375. 116 161 846. 81 126 49Zad. 41:ZałóŜmy, Ŝe barwy: czarna lub czerwona u bydła zaleŜą od pary genów B, b (B – wyznacza barwęczarną i jest genem dominującym). Rozmieszczenie barwnika zaleŜy od pary genów J, j. Zwierzęta ogenotypach JJ lub Jj są umaszczone jednolicie (czarne lub czerwone), natomiast zwierzęta ogenotypach jj są łaciate. W stadzie złoŜonym z 400 sztuk krów pochodzących z kojarzeń losowychstwierdzono takie fenotypy:Czarne-łaciate - 51 sztuk,Czarne-jednolite - 153 sztuki,Czerwone-jednolite - 147 sztuk,Czerwone-łaciate - 49 sztukOblicz częstość podanych tu genów (p B , q b , r J , s j ), genotypów i fenotypów oraz podaj, ile czarnychkrów w tym stadzie jest nosicielami genu czerwonego umaszczenia, a ile krów umaszczonychjednolicie – genu łaciatości.7