background image

Thi- Qar university                                                                                       Human genetic

 

Medical college                                                                                            Lect. 1  
Microbiology department                                                                         Dr Dhafer A. ALGHEZI  

 

 

1

 

 

Introduction to Genetics

 

 

:

of genetic

 

ory

Hist

 

  The  history  of  genetics  (Modern  genetics)  began  with  the  work  of  the 

Augustinian friar Gregor Johann Mendel. His work on pea plants, published in 
1866, described what came to be known as Mendelian Inheritance.  

 

  In 1902, Walter Sutton and Theodore  Boveri, using dyes synthesized by  the 

German  organic  chemistry  industry,  observed  that  "colored  bodies"  in  cells 
behaved  in  ways  parallel  to  the  hypothetical  agents  of  heredity  proposed  by 
Mendel. These bodies were called chromosomes. 

  In  1905,  Nettie  Stevens  observed  in  Tenebrio  beetles  that  all  pairs  of 

homologous  chromosomes  are  the  same  size,  except  for  one  pair  which 
determines sex (X & Y). 

  In  1944,  Oswald  Avery  identified  DNA  as  the  genetic  material.  Pieces  of 

DNA can transfer genes into bacteria cells, and transform them genetically. 

  In 1953, Rosalind Franklin and Maurice Wilkins showed that DNA is a double 

helix. 

  In  1970,  Temin  and  Balitimore discovered  reverse  transcriptase  in 

retroviruses; an enzyme later used to clone genes based on the RNA encoding 
the product. 

  In 1987, Kary Mullis invented the polymerase chain reaction (PCR), using a 

thermostable  enzyme  from  a  thermophilic  bacterium  discovered  by  Thomas 
Brock at a geyser in Yellowstone.  

  The first bacterial genome sequence, Haemophilus influenzae, was completely 

determined in 1995. 

  In 1996, Ian Wilmut cloned the lamb Dolly from adult mammary gland tissue. 

  In 2000, Completion of the human genome. 

 

Genetic terminology: 

Genetic:  

is a branch of biology concerned with the study of genes, genetic variation, 

and heredity in organisms. 

Genome 

is the complete set of instructions for making an organism.  It contains the 

master blueprint for all cellular structures and activities for the lifetime of the cell or 
organism  

Heredity (also called inheritance or biological inheritance), is the passing on of traits 
from  parents  to  their  offspring;  either  through  asexual  reproduction  or  sexual 
reproduction, the offspring cells or organisms acquire the genetic information of their 
parents.  

Offspring is another name for the children of a male and female parent. 

 


background image

Thi- Qar university                                                                                       Human genetic

 

Medical college                                                                                            Lect. 1  
Microbiology department                                                                         Dr Dhafer A. ALGHEZI  

 

 

2

 

 

Traits are specific characteristics that vary from one individual to another such as ear 
lobe attachment, brow line, or chin type. 

Genes  are  small  sections  of  DNA  that  code  for  a  specific  trait,  their  coded 
information determines the nature and development of organisms the code is the order 
of the bases (letters). The human genome is estimated to comprise more than 25,000 
genes. 

Genotype is the genetic makeup of an organism, a description of the genes it contains 
e. g: AA or Aa or aa. 

Phenotype is the characteristics that can be observed in an organism, for example red 
hair or brown hair. Phenotype is determined by interaction of genes and environment  

Allele  is  a  different  form  of  a  particular  gene,  positioned  in  the  same  relative  place 
(locus) on a homologous chromosome. Each allele is represented by a letter. 

Chromosomes:    bundles  of  DNA  that  make  up  your  genome,  where  genes  are 
located.  The  3  billion  bp  in  the  human  genome  are  organized  into  24  distinct 
physically  separate  chromosomes.  All  genes  are  arranged  linearly  along  the 
chromosomes. The nucleus of most human cells contains two sets of chromosomes, 1 
set  given  by  each  parent.  Each  set  has  23  single  chromosomes;  22  autosomes  and  a 
sex chromosome (X or Y). 

Dominant  and  Recessive  Genes:  Two  alleles  are inherited for each  gene  in  simple 
single trait crosses: 

  Pure dominant - an organism with two dominant genes 

  Pure recessive - an organism with two recessive genes 

Homozygous: having two identical alleles for a trait. Also called Purebred

Heterozygous:  have  two  different  alleles  for  a  trait.

 

  The  organism  has  one  

dominant 

and 

one 

recessive 

gene.

 

 

The 

dominant 

gene  

shows, the recessive   trait is hidden. Also called hybrid. 

Monohybrid  crosses:    which  are  mating  between  individuals  that  differ  in  only  on 
the trait, or the tracking of the inheritance of a single trait. 

Dihybrid cross: cross between parents that are heterozygous for 2 traits. 

True  breeding  is a term used to describe organisms that produce offspring identical 
to  them  if  allowed  to  self-pollinate.  True-breeding  means  there  is  no  new  genetic 
material being introduced into the offspring. 

Self-pollination: the pollen and egg are derived from the same plant 


background image

Thi- Qar university                                                                                       Human genetic

 

Medical college                                                                                            Lect. 1  
Microbiology department                                                                         Dr Dhafer A. ALGHEZI  

 

 

3

 

Cross pollination: the transfer of pollen from the anther of a flower to the stigma of a 
flower  on  a  different  plant.

 

Cross  pollination  produces  offspring  that  are  different 

from their parents and each other. 

Blending theory of heredity:   

  Pre-Mendelian theory of heredity proposing that hereditary material from each 

parent mixes in the offspring; once blended like two liquids in a solution, the 
hereditary material is inseparable in the offspring 

  Individuals  of  a  population  should  reach  a  uniform  appearance  after  many 

generations 

  Once  traits  blended,  they  cannot  be  separated  out  to  appear  again  in  later 

generations. 

 

Particulate theory of heredity  
states  that  discrete  "particles"  (now  referred  to  as  genes)  are  passed  from  parents  to 
offspring.  the  character  of  the  offspring  is  not  a  smooth  blend  of  essences  from  the 
parents. Mendel also knew that particles may not be present in every generation, but 
they remain and keep their ability to be expressed in later generations. For example, 
perhaps  one  of  your  parents  has  blue  eyes  and  the  other  brown  eyes.  You  yourself 
have brown eyes but you keep the gene for blue eyes, which can be expressed in your 
offspring if you mate with someone who also carries the gene for blue eyes. 

Introduction to Gregor mendel: 

  known as the father of Genetics 

  Augustinian monk 

  Studied at University of Vienna from 1851-1853 

  Mendel used a quantitative approach to his experimentation. 
  Discovered principles of genetics. 

  Explained some basic laws of genetics.  

 

Mendel chose pea plant as his experimental organisms: 

Mendel study of genetics grew out of his interest in ornamental flowers. Prior to 

his  work  with  pea  plants,  many  plant  breeders  had  conducted  experiment  aimed  at 
obtaining  flowers  with  new  varieties  of  colors.  When  two  distinct  individuals  with 
different characteristic are mated (or crossed) to each other, this called a hybridization 
experimented and offspring are referred to as Hybrid. 

The  parental  plants  are  called  the  parental  (P)  generation.  Their  hybrid 

offspring represent the next generation called the first filial (F1) generation. Mendel 
allowed  the  F1  generation  to  self-fertilize  to  produce  the  next  generation  called  the 
second filial (F2) generation 

 

 


background image

Thi- Qar university                                                                                       Human genetic

 

Medical college                                                                                            Lect. 1  
Microbiology department                                                                         Dr Dhafer A. ALGHEZI  

 

 

4

 

 

Mendel’s work is an elegant model of experimental design and analysis! 
 

He  provided  a  remarkable  insight  into  the  methodology  necessary  for  good 

experimental biology.  The essential components of his research are: 

He chose the garden pea (Pisum sativum) due its ideal characteristics:  

A: easy to grow-interbreed 

B: self-fertilizing 

          C: easily crossbred in designed experiments 

D: reproduces well and mature in a single season. 

1.  He worked with seven-unit characters.  These are visible features that were 

each represented by two contrasting traits Figure 1. 

2.  He  established  TRUE-BREEDING  varieties  in  which  the  seeds  were 

available from local seed merchant. 

Factors that contributed to Mendel’s success in an area where other failed

1.  Choice of suitable organism. 

2.  Restricted his experiments to one or few pairs of contrasting traits 

3.  Kept accurate quantitative records. 


background image

Thi- Qar university                                                                                       Human genetic

 

Medical college                                                                                            Lect. 1  
Microbiology department                                                                         Dr Dhafer A. ALGHEZI  

 

 

5

 

Mendel laws of inheritance  

Mendel postulated three laws, which are now called 

after his name as Mendel’s laws 

of heredity. These are: 

A. 

Law of Dominance: 

When two homozygous individuals with one or more 

sets of contrasting characters are crossed, the characters that appear in the 
F1 hybrids are dominant characters and those do not appear in F1 are 
recessive characters. 
 

 

B. 

Mendel’s law of segregation: Allele pairs segregate during gamete formation 
(meiosis) and the paired condition is restored by the random fusion of gametes 
at fertilization. 

 

1.  Each trait has two genes, one from the mother and one from the father. 

     2.  Traits can be either dominant or recessive.   

     3. A dominant trait only needs one gene in order to be expressed. 

    4. A recessive trait needs two genes in order to be expressed 

    5.   Egg and sperm are sex cells called gametes. 

   6.  Segregation is the separation of alleles during gamete formation.  

  

C. 

 Law of Independent Assortment: The genes for different traits are inherited 
independently of each other. (when two or more characteristics are inherited, 
individual  hereditary  factors  assort  independently  during  gamete  production, 
giving different traits an equal opportunity of occurring together). 
 


background image

Thi- Qar university                                                                                       Human genetic

 

Medical college                                                                                            Lect. 1  
Microbiology department                                                                         Dr Dhafer A. ALGHEZI  

 

 

6

 

Mendel Did A Dihybrid cross:  
 
Mendel  performed  a  second  series  of  cross  that  are  called  dihybrid  crosses 
because  the  offspring  are  dihybrid,  they  are  product  of  two  different  strains 
that  differ  in  regard  to  two  traits.  For  example,  he  crossed  tall  plant  having 
green pods with short plants having  yellow pods. The F1 plants showed both 
dominant characteristics. as before. Mendel then allowed the F1 plants to self 
pollinate. Two possible results could occur in F2 generations: 

 

1.  If  the  dominant  factor  (TG)  always  segregations  into  the  gametes  together.  And 

the  recessive  factors  (tg).  Then  there  would  be  two  phenotypes  among  the  F2 
plants, tall plants with green pods and short plants with yellow pods. 

2.  If the four factors segregate into the gametes independently. Then there would be 

four phenotypes among the F2 plants, tall plants with green pods, tall plants with 
yellow pods, Short plants with green pods, and short plants with yellow pods. 

 

 

Mendel’s Hypothesis:  

1:  Alternative  forms  of  genes  are  responsible  for  variations  in  inherited  characters 
(alternative forms are now called alleles) 

2: For each character, an organism inherits two alleles, one from each parent 

3: If the two alleles differ, one is fully expressed (dominant allele) whereas, the other 
is completely masked (recessive allele) 

4: The two alleles from each character segregate during gamete production. 

 

 

 




رفعت المحاضرة من قبل: Mubark Wilkins
المشاهدات: لقد قام 6 أعضاء و 197 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل