Кроссинговер, биологический смысл мейоза и его место в жизненных циклах

К 1930 году генетики были почти уверены, что при мейозе гомологичные хромосомы обмениваются участками: иначе нельзя было объяснить, почему сцепленные гены иногда расходятся. Но никто не видел этого обмена. Хромосомы под микроскопом выглядели одинаковыми, и нельзя было сказать, какой участок откуда. Барбара Мак-Клинток, молодой цитогенетик из Корнеллского университета, нашла выход. Она вывела кукурузу, у которой одна из хромосом 9-й пары была «помечена» дважды: на одном конце у неё был плотный узелок, видимый в микроскоп, а другой конец был удлинён за счёт куска чужой хромосомы. Вторая хромосома пары была обычной. Вместе со своей аспиранткой Харриет Крейтон она скрещивала такие растения и следила одновременно за признаками потомства — окраской и типом зёрен — и за видом хромосом под микроскопом. Каждый раз, когда сочетание признаков менялось, менялось и сочетание «меток» на хромосомах: узелок оказывался на хромосоме без удлинения, или наоборот. В 1931 году они опубликовали работу, доказавшую, что кроссинговер — это настоящий физический обмен участками хромосом [1].

Это пятая статья серии о размножении и индивидуальном развитии организмов (начало — «Одноклеточные, колониальные и многоклеточные организмы»). В предыдущей статье, «Мейоз: стадии и поведение хромосом», разобраны фазы мейоза. Здесь — как устроен кроссинговер, к чему он приводит, в чём биологический смысл мейоза и какое место мейоз занимает в жизненных циклах животных, растений, грибов и водорослей.

• 1. Что такое кроссинговер
• 2. Как открыли кроссинговер
• 3. Как устроен кроссинговер на уровне молекул
• 4. Сцепленное наследование: опыты Моргана
• 5. Кроссинговер и генетические карты
• 6. Необычные кроссинговеры
• 7. Кроссинговер и эволюция
• 8. Биологический смысл мейоза
• 9. Мейоз в жизненных циклах
• 10. Гаплоидная или диплоидная фаза: что выгоднее
• 11. Итог: что важно знать
• 12. Частые ошибки
• 13. Интересные факты
• 14. Частые вопросы
• 15. ЕГЭ
• 16. Для олимпиад
• 17. Задания с разбором
• Литература

1. Что такое кроссинговер

Кроссинговер (от англ. crossing over — перекрёст) — обмен соответствующими участками между несестринскими хроматидами гомологичных хромосом. Он происходит в профазе I мейоза, в пахитене, когда гомологи плотно соединены по всей длине и образуют биваленты.

Важны три слова в определении.

• Несестринские хроматиды. Обмен идёт между хроматидами разных гомологов — материнской и отцовской хромосом. Сестринские хроматиды — точные копии, и обмен между ними не изменил бы сочетания аллелей.
• Гомологичные хромосомы. Обмен происходит только между хромосомами одной пары, у которых одинаковые гены расположены в одинаковом порядке.
• Соответствующие участки. Хроматиды разрываются в одинаковых местах, и участки меняются местами точно, без потери и прибавления генов. Поэтому после кроссинговера каждая хроматида по-прежнему содержит полный набор генов своей хромосомы, но аллели в ней могут быть частью материнскими, частью отцовскими.

Результат кроссинговера

Пусть материнская хромосома несёт аллели A и B, а отцовская — a и b, и гены расположены в одной хромосоме. Если обмен произошёл между этими генами, у двух из четырёх хроматид бивалента сочетание аллелей изменится.

В анафазе I гомологи расходятся, в анафазе II — хроматиды. В итоге четыре гаплоидные клетки несут четыре разных сочетания: AB, Ab, aB, ab. Без кроссинговера были бы только AB и ab. Клетки AB и ab называют некроссоверными (родительскими), Ab и aB — кроссоверными, или рекомбинантными.

Кроссинговер происходит не в каждом мейозе между каждой парой генов. Если гены лежат рядом, обмен между ними случается редко, если далеко — часто. На этом основано картирование генов, о котором ниже.

2. Как открыли кроссинговер

Спор о хиазмах

Когда Франс Янсенс в 1909 году предположил, что хиазмы — места обмена участками, многие цитологи с ним не согласились. Перекрёст хроматид в микроскопе мог быть просто результатом того, что длинные нити закручиваются друг вокруг друга. Спор продолжался больше двадцати лет — пока опыты Крейтон и Мак-Клинток и Штерна не показали, что генетическая рекомбинация всегда сопровождается обменом видимыми участками хромосом. Позже выяснилось и то, что число хиазм в биваленте примерно соответствует числу кроссоверов, найденных генетическими методами.

Первая генетическая карта

История первой карты хромосомы — одна из самых знаменитых в генетике. В 1911 году Альфред Стёртевант, 19-летний студент Колумбийского университета, работал в «мушиной комнате» Моргана — тесном помещении, заставленном бутылками с дрозофилами. Морган заметил, что разные пары сцепленных генов расходятся с разной частотой, и высказал мысль, что частота может зависеть от расстояния между генами в хромосоме. Стёртевант понял, что из этого следует: по частотам расхождения можно определить порядок генов и расстояния между ними. Он взял домой данные по шести генам X-хромосомы и, по его собственным воспоминаниям, просидев большую часть ночи и пропустив выполнение домашнего задания, к утру нарисовал первую в истории генетическую карту. Порядок генов на ней совпадает с тем, что известно сегодня.

Единицу расстояния на генетической карте позже назвали морганидой (сантиморганидой): расстояние в 1 морганиду между генами соответствует 1 % кроссоверных гамет.

3. Как устроен кроссинговер на уровне молекул

Кроссинговер — точная «хирургия» ДНК. Клетка намеренно разрывает свою ДНК, а затем чинит разрыв, используя в качестве образца гомологичную хромосому. Основные этапы известны довольно подробно.

1. Разрывы. В лептотене фермент Spo11 разрезает обе цепи ДНК в сотнях мест генома. У человека в каждом мейозе образуется около 200–300 таких разрывов.
2. Подготовка концов. Ферменты «обкусывают» одну цепь у каждого конца разрыва, и получаются одноцепочечные «хвосты».
3. Поиск образца. Одноцепочечный хвост, покрытый особыми белками, ищет комплементарную последовательность в хроматиде гомологичной хромосомы и внедряется в её двойную спираль. Так находят друг друга гомологи.
4. Синтез и сшивание. По образцу гомолога ДНК-полимераза достраивает утраченные участки; второй конец разрыва тоже соединяется с гомологом. Возникает структура, в которой две двойные спирали связаны двумя крестообразными перекрёстами — двойная структура Холлидея.
5. Разрешение. Особые ферменты разрезают перекрёсты. В зависимости от того, как именно они это сделают, получится либо кроссовер — хроматиды обменялись плечами, — либо некроссовер: разрыв просто починен, хроматиды остались прежними, лишь в небольшом участке около разрыва может измениться последовательность.

Из 200–300 разрывов в мейозе сперматоцита человека только около 50 превращаются в кроссоверы, остальные чинятся без обмена плечами. Клетка «следит» за тем, чтобы на каждой хромосоме был хотя бы один кроссовер, — его называют обязательным, — и чтобы кроссоверы не располагались слишком близко друг к другу. Это явление называют интерференцией: один кроссовер «подавляет» образование другого по соседству.

Горячие точки

Кроссинговер происходит не равномерно по хромосоме, а в основном в «горячих точках» — коротких участках длиной 1–2 тысячи пар нуклеотидов, где разрывы возникают в десятки раз чаще, чем в среднем. У человека их около 30 тысяч. В 2010 году две группы учёных обнаружили, что положение горячих точек у человека и мыши определяет белок PRDM9: он узнаёт определённую последовательность ДНК и помечает соседний хроматин, привлекая фермент, вносящий разрывы [5]. У разных людей встречаются разные варианты этого белка, поэтому и карты горячих точек у них немного различаются. А у мышей несовпадение вариантов PRDM9 у гибридов двух подвидов нарушает мейоз и делает гибридных самцов бесплодными — так один ген участвует в возникновении новых видов.

Сколько кроссинговеров в мейозе человека

Кроссинговеры у человека изучали, сравнивая геномы родителей и детей в тысячах исландских семей [6]. Оказалось, что в каждую яйцеклетку попадает в среднем около 42 точек обмена, а в каждый сперматозоид — около 27. В самом мейозе кроссоверов примерно вдвое больше, ведь каждый обмен затрагивает лишь две из четырёх хроматид бивалента, и каждая гамета получает в среднем половину обменов. Поэтому «женская» генетическая карта человека примерно в 1,6 раза длиннее «мужской». Частота кроссинговера зависит и от возраста матери, и от индивидуальных особенностей.

Кроссинговер в отдельных сперматозоидах

Раньше частоту кроссинговера у человека можно было оценить только по родословным: сравнивая геномы родителей и детей. В 2012 году американские биоинженеры под руководством Стивена Куэйка научились читать геном отдельного сперматозоида [7]. Прочитав по сотне сперматозоидов одного мужчины, они увидели, где именно в каждом из них прошли обмены, и составили его личную «карту кроссинговера». В среднем в сперматозоиде оказалось около 23 точек обмена, но у разных сперматозоидов одного человека — от полутора десятков до трёх с лишним десятков. Заодно удалось оценить, сколько новых мутаций возникает в одном поколении: несколько десятков на сперматозоид.

4. Сцепленное наследование: опыты Моргана

Третий закон Менделя — независимое наследование — выполняется только для генов, лежащих в разных хромосомах. В каждой хромосоме тысячи генов, и гены одной хромосомы наследуются вместе. Совокупность генов одной хромосомы называют группой сцепления; число групп сцепления равно гаплоидному числу хромосом: у дрозофилы 4, у гороха 7, у человека 23 (у мужчин — 24, если считать X и Y отдельно).

Классический опыт Моргана поставлен на дрозофиле. Ген окраски тела (серое тело доминирует над чёрным) и ген формы крыльев (нормальные крылья доминируют над зачаточными) лежат во 2-й хромосоме. Скрестили чистую линию мух с серым телом и нормальными крыльями с линией мух с чёрным телом и зачаточными крыльями. Все гибриды первого поколения были серыми с нормальными крыльями — дигетерозиготы AB/ab. Дальше Морган поставил два анализирующих скрещивания.

Из таких опытов вытекает закон Моргана: гены, лежащие в одной хромосоме, наследуются совместно (сцепленно); сцепление нарушается кроссинговером, и частота его тем выше, чем дальше гены друг от друга. Хромосомная теория наследственности Моргана объяснила законы Менделя и их исключения поведением хромосом в мейозе. За неё Морган получил Нобелевскую премию 1933 года.

5. Кроссинговер и генетические карты

Чем дальше друг от друга гены в хромосоме, тем больше вероятность, что между ними пройдёт обмен. Это позволяет по частоте рекомбинации определять расстояния между генами и строить генетические карты. Расстояние в 1 сантиморганиду (1 морганиду) соответствует 1 % кроссоверных (рекомбинантных) гамет.

Как вычислить расстояние

Классический опыт — анализирующее скрещивание. Дигетерозиготу AB/ab (аллели A и B в одной хромосоме, a и b — в другой) скрещивают с рецессивной гомозиготой ab/ab. Рецессивная особь даёт только гаметы ab, поэтому фенотип потомков прямо показывает, какую гамету дала дигетерозигота.

Всего 1000 потомков, из них кроссоверных 92 + 88 = 180. Частота кроссинговера — 180 : 1000 = 18 %. Расстояние между генами A и B — 18 сантиморганид. Обратите внимание: некроссоверных классов всегда больше, а два кроссоверных класса примерно равны друг другу.

Если частота рекомбинации получается около 50 %, это значит, что гены либо лежат в разных хромосомах, либо так далеко друг от друга в одной хромосоме, что между ними почти всегда происходит хотя бы один обмен. Больше 50 % частота рекомбинации быть не может. Задачи на гены X-хромосомы, в том числе с кроссинговером, разобраны в статье «Наследование, сцепленное с полом».

Двойной кроссинговер

Если между генами большое расстояние, между ними может пройти два обмена. Второй обмен «возвращает» аллели на место, и гамета выглядит некроссоверной. Поэтому на больших расстояниях частота рекомбинации занижает истинное расстояние. Чтобы это учесть, используют третий, промежуточный ген: двойные кроссоверы выявляются по тому, что меняется только средний ген. Именно так Стёртевант определил порядок генов на своей первой карте.

Генетические и физические карты

Генетическая карта измеряет расстояние в процентах кроссинговера, физическая — в парах нуклеотидов. У человека 1 сантиморганида в среднем соответствует примерно 1 миллиону пар нуклеотидов, но соотношение сильно меняется по длине хромосом: в горячих точках кроссинговер идёт часто, около центромер и в некоторых других участках — почти никогда. Генетические карты сыграли огромную роль до появления быстрого секвенирования: именно по ним в 1980-х и 1990-х годах находили гены наследственных болезней — муковисцидоза, болезни Гентингтона, мышечной дистрофии Дюшенна.

Карта, которую можно увидеть

Генетические карты долго оставались абстракцией: последовательность генов, вычисленная по частотам кроссинговера. В 1933 году американский цитолог Теофилус Пейнтер обратил внимание на гигантские хромосомы в клетках слюнных желёз личинок дрозофилы. Эти хромосомы многократно удвоены без деления и состоят из тысячи параллельных нитей ДНК, поэтому они в сотни раз толще обычных и видны в простой микроскоп. На них отчётливо видны поперечные полосы — около пяти тысяч. Оказалось, что при утрате определённой полосы исчезает и определённый ген, и порядок генов на хромосоме совпадает с порядком на генетической карте. Так карты, построенные по кроссинговеру, получили зримое подтверждение. Политенные хромосомы стали одним из главных инструментов генетиков на десятилетия вперёд.

Как нашли ген болезни Гентингтона

Болезнь Гентингтона — тяжёлое наследственное поражение нервной системы, которое проявляется обычно в 35–45 лет и наследуется доминантно. В 1970-х годах американский психолог Нэнси Векслер, мать которой умерла от этой болезни, узнала о самой большой в мире семье с болезнью Гентингтона — в деревнях на берегу озера Маракайбо в Венесуэле, где болели сотни потомков одной женщины, жившей в начале XIX века. Векслер с коллегами много лет ездила туда, составила родословную из тысяч человек и собрала образцы крови. В 1983 году генетики под руководством Джеймса Гузеллы обнаружили участок ДНК на 4-й хромосоме, который почти всегда наследовался вместе с болезнью: кроссинговер между ним и геном болезни происходил редко, значит, ген лежал рядом. На то, чтобы «дойти» от этого маркера до самого гена, понадобилось ещё десять лет — ген нашли в 1993 году. Это был один из первых генов болезни человека, найденных по генетической карте.

6. Необычные кроссинговеры

Неравный кроссинговер

Если гомологи конъюгируют со сдвигом — например, когда в хромосоме есть похожие повторяющиеся гены, — обмен может произойти между неравными участками. Одна хроматида получит лишнюю копию гена, другая потеряет его. Так в эволюции возникают удвоения генов — сырьё для новых функций. Например, гены белков-опсинов, отвечающих за восприятие красного и зелёного света, лежат рядом в X-хромосоме и очень похожи. Неравный кроссинговер между ними время от времени удаляет ген зелёного опсина или создаёт гибридный ген. Американский биохимик Джереми Натанс в 1986 году показал, что именно так возникает большинство форм красно-зелёной цветовой слепоты [8]. Поэтому мужчин-дальтоников так много — около 8 % мужчин европейского происхождения.

Соматический кроссинговер

Кроссинговер изредка происходит и в митозе соматических клеток. В 1936 году Курт Штерн нашёл на телах дрозофил, гетерозиготных по двум генам окраски и формы щетинок, «двойные пятна» — рядом лежащие участки, один из которых был гомозиготен по одному рецессивному признаку, другой — по второму [9]. Такое возможно только если в какой-то клетке тела произошёл обмен между гомологами, а затем потомки этой клетки разделились. У человека митотический кроссинговер иногда приводит к опухолям: клетка, бывшая гетерозиготой по гену-супрессору, становится гомозиготой по испорченному аллелю — это один из способов «второго удара» (подробнее — в статье «Регуляция клеточного цикла»).

Конверсия гена

Иногда при починке разрыва в небольшом участке ДНК один аллель «переписывается» по образцу другого. В результате гетерозигота Aa образует гаметы A и a не в соотношении 2 : 2, а 3 : 1. Это явление — конверсию гена — обнаружили у грибов, у которых все четыре продукта мейоза остаются вместе в одном мешке-аске, и их можно исследовать по отдельности. Именно для объяснения конверсии Робин Холлидей и придумал свою модель кроссинговера.

7. Кроссинговер и эволюция

Когда кроссинговер подавлен

Иногда отбору выгодно, чтобы удачное сочетание аллелей нескольких соседних генов не разрушалось. Тогда в эволюции закрепляются хромосомные перестройки, подавляющие кроссинговер, — прежде всего инверсии, при которых участок хромосомы перевёрнут на 180°. В гетерозиготе по инверсии кроссоверные хроматиды внутри перевёрнутого участка получаются неполноценными и не дают жизнеспособных гамет, и гены участка наследуются единым блоком. Такие блоки называют супергенами.

• У южноамериканской бабочки геликониуса один суперген определяет сразу несколько признаков окраски крыльев, подражающей окраске разных ядовитых видов. Если бы признаки наследовались независимо, получались бы «неудачные» смеси окрасок, которые хищники не узнают.
• У огненных муравьёв суперген из сотен генов определяет устройство колонии: будет ли в ней одна матка или много.
• Половые хромосомы — тоже пример подавления кроссинговера. Когда-то X и Y были обычной парой. Участок Y, содержащий ген, определяющий мужской пол, перестал обмениваться участками с X, а затем «запрет» на кроссинговер распространился почти на всю Y. Без рекомбинации в Y начали накапливаться вредные мутации — работал храповик Мёллера, — и большинство генов Y утрачено. Сейчас в ней около 60 белок-кодирующих генов против примерно 800 в X. Подробнее — в статье «Генетическая структура половых хромосом».

Кроссинговер в селекции

Селекционер, скрещивающий культурный сорт с диким родичем ради одного полезного гена — например, устойчивости к болезни, — сталкивается с проблемой: вместе с нужным геном переходят и соседние гены дикого растения, часто ухудшающие урожай. Это называют «сцепленным грузом». Освободиться от него можно только кроссинговером: отбирая в нескольких поколениях растения, у которых обмен прошёл вплотную к нужному гену. Поэтому знание генетических карт и маркеров ДНК, сцепленных с важными генами, — основа современной селекции. Сейчас изучают и способы увеличить частоту кроссинговера у растений, чтобы ускорить выведение сортов.

8. Биологический смысл мейоза

Мейоз выполняет две взаимосвязанные задачи.

Постоянство числа хромосом

При слиянии гамет объединяются два набора хромосом. Если бы гаметы были диплоидными, число хромосом удваивалось бы в каждом поколении: у человека зигота имела бы 92 хромосомы, у внуков — 184. Мейоз предотвращает это: он уменьшает набор вдвое, а оплодотворение восстанавливает его. Чередование мейоза и оплодотворения поддерживает постоянство числа хромосом, характерного для вида, — а значит, и постоянство его кариотипа.

Разнообразие

Мейоз создаёт разнообразие двумя способами. Независимое расхождение гомологов перемешивает целые хромосомы: у человека 2²³ ≈ 8,4 миллиона вариантов. Кроссинговер перемешивает участки внутри хромосом: каждая хромосома в гамете — уникальная мозаика из участков дедушки и бабушки. Если без кроссинговера одна пара хромосом даёт два варианта гамет, то с кроссинговером — практически бесконечно много. Вместе с случайной встречей гамет при оплодотворении это делает генотип каждого человека (кроме однояйцевых близнецов) неповторимым.

Почему разнообразие важно? Оно создаёт материал для естественного отбора и позволяет популяции приспосабливаться к меняющимся условиям, а также объединяет полезные мутации и отделяет их от вредных. Подробнее о том, почему половое размножение выгодно, несмотря на его цену, — в статье «Половое размножение и половой процесс».

Что важнее — расхождение или кроссинговер

Оба источника разнообразия дополняют друг друга. Независимое расхождение «тасует» целые хромосомы — у человека их 23 пары, и вариантов 2²³. Кроссинговер «тасует» участки внутри хромосом: на каждой хромосоме в гамете в среднем один-два обмена, и вместо двух вариантов хромосомы получаются тысячи. Для организмов с малым числом хромосом кроссинговер — главный источник разнообразия. У дрозофилы всего 4 пары хромосом, и без кроссинговера самка давала бы только 16 типов гамет. Кроме того, независимое расхождение не может разделить полезную и вредную мутацию, если они лежат в одной хромосоме, — это может сделать только кроссинговер.

Хиазмы держат пары

У кроссинговера есть и третья, «механическая» роль, о которой часто забывают. Хиазмы удерживают гомологи вместе до анафазы I. Без них биваленты распадаются раньше времени, и гомологи расходятся случайно. Поэтому почти у всех организмов на каждой паре хромосом обязательно происходит хотя бы один кроссинговер. Даже у самцов дрозофилы, где кроссинговера нет, для удержания гомологов пришлось «изобрести» особые белки.

9. Мейоз в жизненных циклах

Жизненный цикл организма с половым размножением всегда включает два события: оплодотворение, при котором набор хромосом удваивается (n → 2n), и мейоз, при котором он уменьшается вдвое (2n → n). Между ними находятся две фазы: диплоидная (от оплодотворения до мейоза) и гаплоидная (от мейоза до оплодотворения). У разных организмов мейоз расположен в цикле по-разному, и от этого зависит, какая фаза длиннее. Выделяют три типа редукции числа хромосом.

Обратите внимание на закономерность: у организмов с зиготической редукцией зигота обычно покоящаяся — с толстой оболочкой, переживающей зиму или засуху. У хламидомонады, спирогиры, мукора половой процесс приурочен к ухудшению условий, а прорастание зиготы и мейоз — к их улучшению. Мейоз тут «стоит» в самом начале нового сезона, и новые гаплоидные особи несут новые сочетания генов как раз тогда, когда условия могли измениться.

Гаметическая редукция: животные

У животных всё тело диплоидно. Мейоз происходит при образовании гамет в половых железах, гаметы — единственные гаплоидные клетки цикла. Сразу после оплодотворения зигота делится митозом и даёт диплоидный организм. Такой же тип цикла у некоторых водорослей — например, у бурой водоросли фукуса и у диатомовых.

Зиготическая редукция: хламидомонада

У хламидомонады, улотрикса, спирогиры сам организм гаплоиден. Гаметы образуются митозом — ведь клетки уже гаплоидны. При слиянии гамет образуется зигота — единственная диплоидная клетка цикла. Она покрывается толстой оболочкой, переживает неблагоприятные условия, а при прорастании сразу делится мейозом, давая гаплоидные клетки. Так же устроен цикл многих грибов, например мукора: диплоидна только зигота (зигоспора).

Споровая редукция: растения

У высших растений и многих водорослей чередуются два многоклеточных поколения. Диплоидный спорофит образует споры мейозом. Из гаплоидной споры вырастает гаплоидный гаметофит, который митозом образует гаметы. После оплодотворения из зиготы развивается новый спорофит. Это чередование поколений.

Не всякое чередование — чередование поколений

У сцифоидных медуз и многих гидроидных полип сменяется медузой, медуза — полипом. Это тоже называют чередованием поколений, но его нельзя путать с чередованием спорофита и гаметофита у растений. И полип, и медуза диплоидны; полип размножается бесполым путём, медуза — половым, а гаплоидны только гаметы, как у всех животных. Так что у кишечнополостных гаметическая редукция, хотя в цикле и есть две разные по виду формы. Похожая история с тлями и дафниями, у которых партеногенетические поколения сменяются поколениями с половым размножением: набор хромосом у всех поколений одинаковый.

Ещё несколько циклов

Подробно о жизненных циклах растений и о задачах линии 27 на набор хромосом в их клетках — в статье «Жизненные циклы растений: спорофит и гаметофит» и в статье «Жизненные циклы растений: набор хромосом»; о водорослях — в статье «Размножение и жизненные циклы водорослей»; о грибах — в статье «Жизненные циклы грибов».

10. Гаплоидная или диплоидная фаза: что выгоднее

В разных группах преобладает разная фаза цикла. У хламидомонады и улотрикса организм гаплоиден, диплоидна лишь зигота. У мхов преобладает гаплоидный гаметофит — зелёное листостебельное растение, на котором развивается диплоидный спорофит (коробочка на ножке). У папоротников, голосеменных и покрытосеменных преобладает диплоидный спорофит, а гаметофит уменьшен: у папоротников это маленький заросток, у семенных растений — пыльцевое зерно и зародышевый мешок, развивающиеся внутри тканей спорофита. У животных диплоидная фаза занимает почти весь цикл.

Преимущество диплоидности связано с тем, что в клетках по два аллеля каждого гена. Если один из них повреждён мутацией, второй обычно обеспечивает функцию. Вредный рецессивный аллель в гетерозиготе не проявляется, поэтому в популяции накапливается скрытая изменчивость — запас аллелей, которые могут пригодиться при изменении условий. Гаплоидный организм, наоборот, сразу проявляет любой аллель: вредные мутации немедленно отсеиваются отбором, а полезные быстро распространяются.

Какое из преимуществ важнее, зависит от образа жизни. Для крупного организма с огромным числом клеток и долгой жизнью важнее, чтобы соматические мутации не губили клетки, — отсюда диплоидность. Для мелких быстро размножающихся организмов, живущих в бедной среде, выгоднее меньшая клетка и быстрая «проверка» мутаций — отсюда гаплоидность многих водорослей и грибов.

Как менялась доля поколений у растений

В эволюции наземных растений доля диплоидной фазы возрастала, а гаметофит уменьшался.

Это связывают с освоением суши. Первые наземные растения, по-видимому, были похожи на мхи, а уже у древних плаунов и хвощей, появившихся около 400 миллионов лет назад, главным стал крупный спорофит. Гаметофит мхов и папоротников нуждается в воде для оплодотворения и плохо переносит сухость; спорофит может стать крупным, обзавестись корнями, проводящими тканями и выдерживать засуху. Кроме того, диплоидный спорофит под жёстким ультрафиолетом наземной жизни лучше защищён от мутаций благодаря второй копии генов. Подробнее — в статье «Эволюция жизненных циклов».

Крайняя степень уменьшения гаметофита — у цветковых растений. Мужской гаметофит — пыльцевое зерно — состоит всего из двух-трёх клеток, а женский — зародышевый мешок — из семи клеток с восемью ядрами. Оба развиваются внутри тканей спорофита и питаются за его счёт. Фактически гаметофит цветкового растения превратился в «устройство» для образования гамет и оплодотворения. Это позволило цветковым растениям ускорить размножение: от опыления до образования семени у многих видов проходят считаные недели, тогда как гаметофиту мха или папоротника нужно сначала самостоятельно вырасти.

Как определить, где в цикле мейоз

Простое правило помогает в любой задаче. Мейоз всегда стоит на переходе из диплоидной фазы в гаплоидную, оплодотворение — из гаплоидной в диплоидную. Если известно, какие клетки цикла гаплоидны, а какие диплоидны, место мейоза найдено. Отсюда:

• у животных мейозом образуются гаметы;
• у растений мейозом образуются споры, а гаметы — митозом в гаметофите;
• у хламидомонады мейозом делится зигота, а гаметы и зооспоры образуются митозом.

11. Итог: что важно знать

1. Кроссинговер — обмен соответствующими участками между несестринскими хроматидами гомологичных хромосом в профазе I мейоза; места перекреста — хиазмы.
2. Результат кроссинговера — рекомбинантные хроматиды и гаметы с новыми сочетаниями аллелей сцепленных генов.
3. Частота кроссинговера пропорциональна расстоянию между генами; 1 % кроссоверных гамет = 1 морганида; на этом основаны генетические карты.
4. Молекулярно кроссинговер — починка намеренно внесённых разрывов ДНК по гомологичной хромосоме.
5. Биологический смысл мейоза: постоянство числа хромосом, генетическое разнообразие, образование гамет и спор; хиазмы обеспечивают правильное расхождение гомологов.
6. Типы редукции: гаметическая (животные), споровая (растения, многие водоросли), зиготическая (хламидомонада, улотрикс, спирогира, многие грибы).
7. У мхов преобладает гаметофит, у папоротников и семенных растений — спорофит; в эволюции растений доля диплоидной фазы росла.

12. Частые ошибки

• «Кроссинговер происходит между сестринскими хроматидами». Между несестринскими хроматидами гомологичных хромосом.
• «Кроссинговер происходит в анафазе I или в митозе». Мейотический кроссинговер — в профазе I (пахитене); соматический кроссинговер в митозе бывает, но редко и не имеет значения для разнообразия гамет.
• «При кроссинговере возникают новые гены». Возникают новые сочетания аллелей уже существующих генов; новые аллели возникают только при мутациях.
• «Кроссинговер — это мутация». Обычный кроссинговер — точный обмен соответствующими участками без потери генов; он относится к комбинативной изменчивости. Мутации может вызвать только неравный кроссинговер.
• «Чем ближе гены, тем чаще между ними кроссинговер». Наоборот: чем ближе гены, тем реже между ними обмен.
• «Частота рекомбинации может быть 70 %». Частота рекомбинации не превышает 50 %; 50 % получается для несцепленных генов.
• «Хиазма и кроссинговер — одно и то же». Кроссинговер — процесс обмена, хиазма — видимый в микроскоп результат, место, где хроматиды перекрещиваются.
• «У растений мейоз даёт гаметы». У растений мейоз даёт споры; гаметы образуются митозом в гаплоидном гаметофите.
• «У мхов преобладает спорофит». У мхов преобладает гаметофит — зелёное листостебельное растение; спорофит — коробочка на ножке.
• «Зигота хламидомонады делится митозом». Зигота хламидомонады делится мейозом — это зиготическая редукция.
• «Чередование полипа и медузы — это чередование гаметофита и спорофита». Полип и медуза диплоидны; у кишечнополостных, как у всех животных, гаплоидны только гаметы.
• «Рекомбинантными бывают только гаметы AB и ab». Это зависит от того, как аллели расположены в хромосомах родителя; у дигетерозиготы Ab/aB рекомбинантны как раз AB и ab, а у AB/ab — Ab и aB.
• «Число групп сцепления равно 2n». Число групп сцепления равно гаплоидному числу хромосом n: гомологи несут одни и те же гены.
• «Гаплоидная фаза у животных отсутствует». У животных гаплоидны гаметы; это короткая, но обязательная гаплоидная фаза.

13. Интересные факты

• Альфред Стёртевант составил первую генетическую карту за одну ночь, будучи 19-летним студентом, и «пропустил домашнее задание». Карта шести генов X-хромосомы дрозофилы до сих пор приводится в учебниках.
• Барбара Мак-Клинток получила Нобелевскую премию в 1983 году — не за доказательство кроссинговера, а за открытие «прыгающих генов», которые она тоже обнаружила на кукурузе. Ей был 81 год, и это была первая женщина, получившая единоличную Нобелевскую премию по физиологии или медицине.
• У человека кроссоверов в мейозе ооцита больше, чем в мейозе сперматоцита, — и чем больше кроссоверов, тем, по некоторым данным, ниже риск нерасхождения хромосом.
• У самцов дрозофилы и у самок тутового шелкопряда кроссинговера нет совсем: это пол с «гетерогаметными» хромосомами — у дрозофилы XY-самцы, у шелкопряда ZW-самки.
• Фермент Spo11, начинающий кроссинговер, родствен ферменту архей, который участвует в раскручивании ДНК, — мейоз «позаимствовал» его у древних одноклеточных.
• У гриба нейроспоры восемь спор, образовавшихся из одной клетки, лежат в узком мешке-аске строго по порядку, как горошины в стручке. По порядку спор можно понять, произошёл ли кроссинговер между геном и центромерой, — это один из самых изящных опытов классической генетики.
• Белок PRDM9, определяющий горячие точки кроссинговера, — один из самых быстро эволюционирующих белков у млекопитающих: его «пальцы», узнающие ДНК, меняются от вида к виду и даже между людьми.
• Первая генетическая карта всего генома человека, построенная по частоте кроссинговера между сотнями маркеров ДНК, вышла в 1987 году. Сегодня карты строят по миллионам вариантов ДНК у сотен тысяч людей.
• У морского салата ульвы спорофит и гаметофит выглядят совершенно одинаково — это зелёные листовидные пластинки. Отличить их можно только посчитав хромосомы или дождавшись, что образуется — споры или гаметы.
• Морган поначалу скептически относился и к законам Менделя, и к хромосомной теории; убедили его собственные опыты с дрозофилой, начатые около 1908 года. Первая найденная им мутация — белоглазый самец — стала началом генетики дрозофилы.
• Гигантские хромосомы слюнных желёз дрозофилы толщиной в сотни обычных хромосом; на них можно разглядеть около пяти тысяч поперечных полос и даже увидеть, как «вздуваются» участки, где идёт активная транскрипция.
• Самая длинная хромосома человека, 1-я, имеет генетическую длину около 290 сантиморганид (в среднем для обоих полов): при образовании каждой гаметы на ней проходит около трёх обменов.
• У собак и других псовых гена PRDM9 нет, и горячие точки кроссинговера у них расположены возле начала генов.

14. Частые вопросы

15. ЕГЭ

Тема входит в элемент 3.1 кодификатора [10]: «Кроссинговер. Биологический смысл мейоза и полового процесса. Мейоз и его место в жизненном цикле организмов». В части 1 спрашивают, когда происходит кроссинговер и между какими хроматидами, каково значение мейоза, где в цикле растений и водорослей происходит мейоз. В части 2 встречаются вопросы о биологическом смысле мейоза и кроссинговера, задачи линии 27 на набор хромосом в клетках жизненного цикла растений и задачи линии 28 на сцепленное наследование с кроссинговером.

Что обязательно знать к экзамену

• Определение кроссинговера; когда и между какими хроматидами он происходит; хиазмы.
• Результат кроссинговера — рекомбинантные хроматиды и гаметы; кроссоверные и некроссоверные гаметы.
• Связь частоты кроссинговера с расстоянием между генами; морганида.
• Биологический смысл мейоза.
• Типы редукции и примеры; какие клетки образуются мейозом, какие митозом у животных, растений, хламидомонады.
• Преобладание гаметофита у мхов и спорофита у остальных высших растений.

Разбор вопроса части 2

Вопрос. В чём заключается биологическое значение кроссинговера? Приведите не менее трёх элементов ответа.

Ответ.

1. При кроссинговере несестринские хроматиды гомологичных хромосом обмениваются участками, и возникают новые сочетания аллелей сцепленных генов.
2. Это увеличивает генетическое разнообразие гамет и потомства (комбинативная изменчивость) — материал для естественного отбора.
3. Хиазмы, образовавшиеся при кроссинговере, удерживают гомологичные хромосомы вместе до анафазы I и обеспечивают их правильное расхождение.

Разбор задачи на сцепленное наследование

Задача. При скрещивании дигетерозиготной самки дрозофилы с серым телом и нормальными крыльями (AB/ab) с самцом с чёрным телом и зачаточными крыльями (ab/ab) получено 41,5 % мух с серым телом и нормальными крыльями, 41,5 % — с чёрным телом и зачаточными крыльями, 8,5 % — с серым телом и зачаточными крыльями и 8,5 % — с чёрным телом и нормальными крыльями. Объясните результаты. Каково расстояние между генами?

Решение. 1) Гены окраски тела и формы крыльев сцеплены — лежат в одной хромосоме, поэтому преобладают родительские сочетания признаков (41,5 % + 41,5 % = 83 %). 2) Мухи с новыми сочетаниями (8,5 % + 8,5 % = 17 %) появились из-за кроссинговера в профазе I мейоза у самки: образовались кроссоверные гаметы Ab и aB. 3) Расстояние между генами — 17 морганид (сантиморганид). У самцов дрозофилы кроссинговера нет, поэтому для анализа берут дигетерозиготную самку.

Короткий вопрос о группах сцепления

Вопрос. Сколько групп сцепления у кукурузы (2n = 20) и у кошки (2n = 38)? Ответ: число групп сцепления равно гаплоидному числу хромосом: у кукурузы 10, у кошки 19 (у самцов можно считать 20 — X и Y отдельно).

Сцепление в фазе отталкивания

Задача. У дигетерозиготы аллели расположены «наоборот»: в одной хромосоме A и b, в другой a и B (Ab/aB). Расстояние между генами — 10 морганид. Какие гаметы и в каком соотношении образует эта особь?

Ответ. Некроссоверные гаметы — Ab и aB — составляют 90 %, по 45 % каждая. Кроссоверные — AB и ab — 10 %, по 5 %. Обратите внимание: в такой задаче «родительскими» оказываются Ab и aB, а сочетания AB и ab, наоборот, возникают только благодаря кроссинговеру. Чтобы не ошибиться, всегда сначала записывайте, какие аллели лежат в одной хромосоме.

Разбор задачи на жизненный цикл

Задача. Какой набор хромосом характерен для клеток листа и для спор кукушкина льна? Из каких клеток и каким делением они образуются?

Ответ. 1) Клетки листа кукушкина льна — гаплоидные (n): листостебельное растение — гаметофит, оно развивается из гаплоидной споры митозом. 2) Споры — гаплоидные (n): образуются в коробочке спорофита из диплоидных клеток (2n) мейозом.

Как читать схему жизненного цикла

• Найдите на схеме оплодотворение (слияние гамет) — после него набор 2n.
• Найдите, где образуются споры (у растений) или гаметы (у животных) — это место мейоза; после него набор n.
• Все стадии между оплодотворением и мейозом — диплоидные, между мейозом и оплодотворением — гаплоидные.
• Все клетки внутри одной фазы образуются митозом.

Задача на цикл папоротника

Задача. В клетках листа одного из видов папоротника 82 хромосомы (2n). Определите число хромосом в клетках спорангия перед мейозом, в споре, в клетке заростка, в сперматозоиде и в зиготе.

Ответ. Клетки спорангия перед мейозом — 82 хромосомы (2n; после репликации 4c — 164 молекулы ДНК): это ткань спорофита. Спора — 41 хромосома (n): образуется из клеток спорангия мейозом. Клетка заростка — 41 (n): заросток развивается из споры митозом. Сперматозоид — 41 (n): образуется на заростке митозом. Зигота — 82 (2n): результат слияния сперматозоида и яйцеклетки.

Типичные ловушки

• В задании про анализирующее скрещивание «кроссоверными» считают малочисленные классы потомков, а не те, что содержат рецессивные признаки.
• Расстояние в морганидах — это сумма долей обоих кроссоверных классов, а не одного.
• Для дрозофилы помните: у самцов кроссинговера нет, поэтому самец-дигетерозигота даёт только два класса потомков.
• В задачах на жизненный цикл растений не путайте: споры — мейоз, гаметы — митоз.

16. Для олимпиад

Трёхточечное скрещивание

Тригетерозиготу ABC/abc скрестили с рецессивной гомозиготой. Получено потомство: ABC — 400, abc — 410, Abc — 45, aBC — 42, ABc — 50, abC — 47, AbC — 3, aBc — 3 (всего 1000). Определите порядок генов и расстояния между ними.

Решение. Самые малочисленные классы — двойные кроссоверы: AbC и aBc (6 особей). По сравнению с родительскими ABC и abc в них «перевернулся» ген B — значит, B находится посередине: порядок A–B–C. Рекомбинанты между A и B: классы, в которых A и B в «неродительском» сочетании: Abc (45), aBC (42), AbC (3), aBc (3) — всего 93, расстояние A–B = 9,3 сантиморганиды. Рекомбинанты между B и C: ABc (50), abC (47), AbC (3), aBc (3) — всего 103, расстояние B–C = 10,3 сантиморганиды. Расстояние A–C = 9,3 + 10,3 = 19,6. Если бы мы считали напрямую только одиночные кроссоверы между A и C, получили бы меньше (без учёта двойных) — именно поэтому нужен третий ген.

Набор хромосом у паразита

Малярийный плазмодий размножается множественным делением в клетках печени и в эритроцитах человека; часть паразитов в эритроцитах превращается в гаметоциты. В кишечнике комара образуются гаметы, после оплодотворения — подвижная зигота, которая проникает в стенку кишки и вскоре делится мейозом, а потом образует тысячи спорозоитов, попадающих в слюнные железы комара. Какой набор хромосом у паразитов в крови человека, у гамет, у зиготы, у спорозоитов? Какой это тип редукции? Ответ: в крови человека паразиты гаплоидны (n), гаметы — n (образуются из гаплоидных гаметоцитов без мейоза), зигота — 2n, спорозоиты — n (образуются после мейоза зиготы). Мейоз происходит в зиготе — зиготическая редукция, как у хламидомонады.

Потомство двух дигетерозигот

Скрещивают двух дигетерозигот AB/ab (гены на расстоянии 20 морганид, кроссинговер у обоих полов). Какая доля потомков будет иметь оба рецессивных признака (aabb)? Ответ: каждая особь образует гамету ab с вероятностью 0,4 (некроссоверная, половина от 80 %). Генотип aabb возникает при слиянии двух гамет ab: 0,4 × 0,4 = 0,16, то есть 16 %. Для несцепленных генов было бы (1/4) × (1/4) = 1/16 ≈ 6,25 %; избыток рецессивных гомозигот — признак сцепления в фазе притяжения.

Интерференция

Ожидаемая частота двойных кроссоверов при независимости обменов: 0,093 × 0,103 ≈ 0,0096, то есть около 9,6 особей из 1000. Наблюдали 6. Коэффициент совпадения 6 : 9,6 ≈ 0,63, интерференция — 1 − 0,63 = 0,37: один кроссовер подавляет образование второго поблизости.

Расщепление у гаплоидов

У гаплоидных организмов — многих грибов и водорослей — нет доминантности: у гаплоидной особи по одному аллелю каждого гена, и он проявляется сразу. Скрестили два штамма дрожжей (в гаплоидной фазе) A и a; диплоидная зигота Aa прошла мейоз. Какое соотношение генотипов будет среди спор? Как будет расщепляться пара несцепленных генов при скрещивании AB × ab? Ответ: споры A и a — 1 : 1, и по фенотипу тоже 1 : 1, потому что гаплоидные клетки проявляют свой единственный аллель. Для двух несцепленных генов — AB : Ab : aB : ab = 1 : 1 : 1 : 1. Поэтому у гаплоидов закономерности расщепления видны прямо в потомстве одного мейоза, без анализирующего скрещивания.

Тетрадный анализ

У гриба нейроспоры продукты одного мейоза — восемь спор — лежат в аске по порядку. Если между геном и центромерой кроссинговера не было, споры лежат «4 : 4» (AAAAaaaa); если был — «2 : 2 : 2 : 2» или «2 : 4 : 2» (AAaaAAaa и т. п.). В опыте из 200 асков 30 имели расположение второго типа. Каково расстояние между геном и центромерой? Ответ: в каждом аске второго типа рекомбинантны лишь две из четырёх хроматид, поэтому доля рекомбинантных хроматид — половина доли таких асков: 30 : 200 : 2 = 7,5 %, расстояние — 7,5 сантиморганиды.

17. Задания с разбором

Задание 1

Выберите три верных ответа. Кроссинговер: 1) происходит в профазе I мейоза; 2) происходит между сестринскими хроматидами; 3) происходит между несестринскими хроматидами гомологичных хромосом; 4) приводит к новым сочетаниям аллелей; 5) происходит в анафазе II; 6) создаёт новые гены.

Задание 2

Установите соответствие между организмами и типами редукции числа хромосом. Организмы: А) человек; Б) хламидомонада; В) папоротник; Г) улотрикс; Д) сосна; Е) кошка. Типы: 1) гаметическая; 2) споровая; 3) зиготическая.

Задание 3

Найдите ошибки в тексте. (1) Кроссинговер — обмен участками между несестринскими хроматидами гомологичных хромосом. (2) Кроссинговер происходит в метафазе II мейоза. (3) Кроссинговер приводит к комбинативной изменчивости. (4) Чем ближе гены в хромосоме, тем чаще между ними кроссинговер. (5) Места перекреста хроматид называют хиазмами.

Задание 4

Объясните, в чём биологический смысл мейоза.

Задание 5

Выберите три верных ответа. Гаплоидными являются: 1) клетки листа кукушкина льна; 2) клетки заростка папоротника; 3) клетки листа папоротника; 4) зигота хламидомонады; 5) споры мха; 6) клетки коробочки мха.

Задание 6

Установите последовательность событий кроссинговера на молекулярном уровне: А) внедрение одноцепочечного конца в ДНК гомологичной хроматиды; Б) двунитевой разрыв ДНК; В) разрешение перекрёстов и обмен плечами хроматид; Г) образование одноцепочечных концов; Д) синтез ДНК по образцу гомолога.

Задание 7

При анализирующем скрещивании дигетерозиготы получено 360 особей с родительскими сочетаниями признаков и 40 особей с новыми сочетаниями. Каково расстояние между генами? Объясните.

Задание 8

Установите соответствие между клетками и способом их образования. Клетки: А) сперматозоид человека; Б) спора папоротника; В) гамета хламидомонады; Г) спермий цветкового растения; Д) споры коробочки мха; Е) яйцеклетка на заростке папоротника. Способ: 1) мейоз; 2) митоз.

Задание 9

Почему у мхов преобладает гаметофит, а у папоротников — спорофит? Какое поколение больше приспособлено к жизни на суше?

Задание 10

Выберите три верных ответа. Хиазмы: 1) места перекреста хроматид; 2) образуются в анафазе II; 3) удерживают гомологичные хромосомы вместе до анафазы I; 4) образуются в результате кроссинговера; 5) соединяют сестринские хроматиды в митозе; 6) характерны для метафазы митоза.

Задание 11

Гены A и B находятся в одной хромосоме на расстоянии 20 морганид. Какие гаметы и в каком соотношении образует дигетерозигота AB/ab?

Задание 12

Установите соответствие между признаками и типами клеток в жизненном цикле хламидомонады. Признаки: А) единственная диплоидная клетка цикла; Б) образуется митозом при недостатке азота; В) делится мейозом при прорастании; Г) имеет толстую оболочку; Д) сливается с другой такой же клеткой. Клетки: 1) гамета; 2) зигота.

Задание 13

Почему при кроссинговере не происходит потери или прибавления генов?

Задание 14

Выберите три верных ответа. При гаметической редукции: 1) мейоз происходит при образовании гамет; 2) организм гаплоиден; 3) гаплоидны только гаметы; 4) зигота делится мейозом; 5) такой тип цикла у человека; 6) такой тип цикла у мхов.

Задание 15

Какой хромосомный набор имеют клетки заростка папоротника и клетки взрослого папоротника? Из каких клеток и в результате какого деления они образуются?

Задание 16

Установите соответствие между свойствами и фазами цикла. Свойства: А) рецессивные мутации проявляются сразу; Б) рецессивные мутации маскируются; В) в популяции накапливается скрытая изменчивость; Г) один аллель каждого гена; Д) преобладает у животных. Фазы: 1) гаплоидная; 2) диплоидная.

Задание 17

Почему для определения расстояния между генами у дрозофилы в анализирующее скрещивание берут дигетерозиготную самку, а не самца?

Задание 18

Выберите три верных ответа. Мейоз в жизненном цикле цветкового растения происходит при образовании: 1) микроспор в пыльнике; 2) спермиев в пыльцевом зерне; 3) мегаспор в семязачатке; 4) яйцеклетки в зародышевом мешке; 5) спор; 6) клеток эндосперма.

Задание 19 (олимпиадное)

В опыте Крейтон и Мак-Клинток одна хромосома 9-й пары кукурузы несла видимый узелок на одном конце и удлинённый участок на другом, а также аллели C (окрашенное зерно) и wx (крахмал определённого типа); вторая хромосома пары — без цитологических меток, с аллелями c и Wx. Растения скрестили с гомозиготными cc wxwx без меток. 1) Какой результат опыта доказал бы, что генетический кроссинговер — физический обмен участками хромосом? 2) Почему для доказательства понадобились именно цитологические метки? 3) Почему опыт проводили на кукурузе?

Задание 20 (олимпиадное)

Гены A, B и C лежат в одной хромосоме. Частота рекомбинации A–B — 8 %, B–C — 12 %, A–C — 20 %. 1) Каков порядок генов? 2) Почему в другом опыте частота A–C получилась 18 %, хотя расстояния A–B и B–C прежние? 3) Каких потомков будет меньше всего в анализирующем скрещивании тригетерозиготы ABC/abc и почему?

Литература

1. Creighton H. B., McClintock B. A correlation of cytological and genetical crossing-over in Zea mays // Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA. 1931. Vol. 17. P. 492–497.
2. Sturtevant A. H. The linear arrangement of six sex-linked factors in Drosophila, as shown by their mode of association // Journal of Experimental Zoology. 1913. Vol. 14. P. 43–59.
3. Holliday R. A mechanism for gene conversion in fungi // Genetical Research. 1964. Vol. 5. P. 282–304.
4. Keeney S., Giroux C. N., Kleckner N. Meiosis-specific DNA double-strand breaks are catalyzed by Spo11, a member of a widely conserved protein family // Cell. 1997. Vol. 88. P. 375–384.
5. Baudat F., Buard J., Grey C. et al. PRDM9 is a major determinant of meiotic recombination hotspots in humans and mice // Science. 2010. Vol. 327. P. 836–840.
6. Kong A., Gudbjartsson D. F., Sainz J. et al. A high-resolution recombination map of the human genome // Nature Genetics. 2002. Vol. 31. P. 241–247.
7. Wang J., Fan H. C., Behr B., Quake S. R. Genome-wide single-cell analysis of recombination activity and de novo mutation rates in human sperm // Cell. 2012. Vol. 150. P. 402–412.
8. Nathans J., Piantanida T. P., Eddy R. L. et al. Molecular genetics of inherited variation in human color vision // Science. 1986. Vol. 232. P. 203–210.
9. Stern C. Somatic crossing over and segregation in Drosophila melanogaster // Genetics. 1936. Vol. 21. P. 625–730.
10. ФИПИ. Кодификатор проверяемых требований к результатам освоения основной образовательной программы и элементов содержания для проведения ЕГЭ по биологии, 2027 г. М.: ФИПИ, 2026.