Study Guides (238,408)
Canada (115,131)
Biology (91)
BIOL 1010 (29)

Genetics&Molecular Bio

23 Pages
Unlock Document

Dalhousie University
BIOL 1010

Genotype DETERMINES Phenotype Genetics: The study of the inheritance of observable traits from one generation to the  next, and their affect on populations and species. Molecular Biology: The study of molecular processes involved in the transfer of genetic  information from GENOTYPE to PHENOTYPE of an organism. Why study Genetics and Molecular Biology? ­ Research Scientist ­ Human & Vet Medicine ­ Lawyer, Police, Forensics ­ Pharmaceuticals ­ Aqua/Agriculture ­ Consumer Genotype determines Phenotype Phenotype: An organism’s physical and biochemical traits. (e.g. flower colour, ear shape  genetic disease, etc.) Genotype: An organism’s genetic makeup, the genetic information, contained in genes. Mitosis and Meiosis ­ Relationship between gene, DNA and chromosome. ­ Stage of mitosis/meiosis ­ Why sex? Structure of the DNA molecule ­ DNA molecule is made up of subunit with chemical units that have been  abbreviated A, C, T and G (organized in a certain way) ­ Inside the nucleus ­ Chromosomes contain DNA, DNA has the genetic language ­ During cell division, we can see the chromosomes under a light microscope Structure of a Eukaryotic Chromosome ­ Short arm ­ Centromere (constricted region of chromosome) ­ Long arm ­ Telomere (end of chromosome) Human Karyotype ­ Replicate DNA during cell division ­ Two Sister Chromatids are held together in the center by a centromere  ▯one centromere, one chromosome ­ Pair them according to their shape and size  ▯Karyotype of that organism Pairs of chromosome with the same size and shape (i.e. morphology) are called  Homologous Chromosomes. Chromosomes Number in Eukaryotes Number of chromosomes differs form species to species, but are always a multiple of two  (diploid). While the human sex chromosomes, X and Y, have different morphology, they are still  referred to as homologous chromosomes. Chromosomes consist of DNA and Protein ­ DNA is complexed with proteins called histones. ­ DNA + Protein = chromatin  ­ Several conformations (types) of chromatin exist in the nucleus of living cells. Average chromosome = 5cm of DNA 46 chromosomes = 230 cm Human nucleus diameter =10mm Tennis ball = 7 cm 16 Km of DNA in a tennis ball Organization of DNA in Chromatin (Hierarchial Structure of a Chromosome) • First Level DNA’s are wrapped twice around balls of protein.  ▯Beads­on­a­string or 10nm Fibre Each bead is called Nucleosome • Second Level ▯ 0 nm Fibre AKA Solenoid Structure • Third Level Scaffold  ▯Organized in Chromosome Looped Domains • Fourth Level This is what we see under the light microscope during cell division ▯ he Metaphase Chromosome Cell Cycle ­ Interphase G1 (Growth), S (Growth and DNA Replication), and G2 (Growth and final  preparation for division) ­ Mitosis  ▯essential process 1. Prophase ­ chromosomal DNA becomes more condense/more packaged ­ Centrioles start to appear ­ Microtubule fibres 2. Metaphase ­ Chromosomes line up in the equator (metaphase plate) of the cell ­ Microtubules fibres are attached to the centromeres of the sister chromatids 3. Anaphase ­ Centromeres splits sister chromatids at the opposite poles of the cell ­ Double the amount of DNA Sister chromatids at mitotic metaphase 4. Telophase ­ End phase ­ Nuclear envelope start to appear around the chromosomes ­ Chromosomes starts to re­condense Cytokenesis (happens outside mitosis) Most of the cells in your body have exactly the same chromosomes. Asexual Reproduction (mitosis, cell division) Sexual Reproduction Gametes (eggs & sperm) of an organism contain a single basic complement (haploid) of  chromosomes. The zygote produced by fusion of egg and sperm (and the adult from the zygote) contains  in each cell two copies of each chromosome (diploid). Fusion of haploid gametes to form a new diploid cell is FERTILIZATION or  SYNGAMY. Meiosis The cellular process of reducing the diploid complement of chromosomes to a haploid  complement of chromosomes to produce sex cells (gametes), an essential process for  sexual reproduction.      2 cell divisions Diploid (2N) ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­> Haploid (1N) Meiotic Division 1  Interphase 1 Prophase 1 ­ chromatin condenses into chromosomes ­ homologous chromosomes pair up together Metaphase 1 Anaphase 1 ­ homologous chromosomes separates NOT sister chromatids ­ Telophase 1 and Cytokinesis ­ gives us two cells Homologous Chromosomes pair at Metaphase of Meiotic Division 1 ­ homologous chromosome goes one way, and the other homologous chromosome  goes the other way. Meiotic Division II Prophase II Metaphase II Anaphase II Telophase II and Cytokinesis ­ 4 daughter cells Why sex? Genetic variation that benefits the survival of a sexually reproducing species. Patterns of Inheritance Mendel’s Law of: ­ Segregation of traits ­ Independent assortment of traits Deviations from Mendel’s Laws: ­ Traits not on nuclear chromosomes ­ Traits on the same chromosome ­ Traits on sex chromosomes Others: ­ Incomplete dominance; multiple alleles; co­dominance; lethal alleles Charles Darwin in 1859, the year he published The Origin of Species. Inherited variation has to be evident in a population for evolution to happen in a natural  selection. Darwin didn’t like the “blending” hypothesis. Gregor Mendel used garden peas in his experiment. The Garden Pea: A Genetic Model 1. Easy to grow 2. Varieties with easily distinguishable traits 3. True breeding varieties, i.e. a particular trait was consistently inherited from  generation to the next. 4. Cross­fertilize (Cross­mate) and self­fertilize (Self­mate) different varieties of  peas. Purple      x      White                      (Parentals or P Generation) All 100% Purple                               (Filial, F1 Generation)  [then he self­fertilized them] Purple     :      White                         (F2 Generation) 3     :           1      Ratio 2 units of heredity ­ separated in the production of sex gametes ­ 1 variance appeared in the F1 generation, and the other one didn’t  ▯Purple trait (Dominant, P) is dominant to the White trait (Recessive, p) Each Plant has 2 units of heredity To get the true breeding Purple  ▯PP To get the true breeding White  ▯pp p         p Pp Pp Pp Pp P P P       p PP Pp Pp pp P          P PP or pp = Homozygous (same) Pp = Heterozygous (different) Allele – variant of a trait Punnett Squares are used to determine genotypes The Testcross – determine genotypes Mendel’s Law of Heredity 1. The segregation of traits Allelic Variants on Homologous Chromosomes ­ Locus – point on the chromosome Important Genetics Terminology Alleles: alternative versions of a gene, e.g., purple and white flowers. Dominant and Recessive Alleles: If two alleles differ, the one, the dominant allele, is  fully expressed in the organism’s appearance, the other, the recessive allele, has no  noticeable effect on the organism’s phenotype. Homozygous: an organism with a pair of identical alleles. Heterozygous: an organism with two different alleles for a character. Dihybrid Cross Showing Independent Assortment of Traits Two peas with two traits each with two variance and crossed them. P generation  ▯Round yellow seeds (WWGG) x Wrinkled green seeds (wwgg) F1 generation  ▯all round yellow seeds F2 generation  ▯9/16 round yellow, 3/16 round green, 3/16 wrinkled green, 1/16 wrinkled  green [Ratio was 9:3:3:1 ]  ▯called this experiment Dihybrid Cross Monohybrid Cross  ▯Ratio 3:1 Mendel’s Second Law of Heredity 2. Independent assortment of traits ­ Traits have to be on different chromosomes in order for this to happen. Deviations from Mendel’s Law a. Some traits not on nuclear chromosomes, e.g., mitochondrial or chloroplast  chromosomes ­ In Eukaryotic cells, they are organelles that have pieces of genes. ▯ itochondria and chloroplast ­ Sperms and pollen don’t have mitochondrial DNA. Eggs have mitochondria. ▯ raits that determined by the mitochondria are from the mother. b. Traits on the same chromosome ­ If there is no Dihybrid cross (9:3:3:1 ratio), then the traits are on the same  chromosome c. Traits carried on sex­chromosomes e.g., mammals XX female, XY male  [Recessive traits that are carried on the X chromosome are evident in males, and  not in females]; birds ZW females, ZZ males. Other Deviations from Mendel’s Laws: 1. Incomplete dominance  Red ( R1R1)     x       White (R2R2) Pink (R1R2) [self­replicate] R1 R2 R1 R1R1 R1R2 R2 R2R1 R2R2 F2 Generation has the ration of 1:2:1. 2. Multiple alleles 3. Co­dominance – 1 allele doesn’t mask the other allele 4. Lethal alleles – genes that kill Huntington’s Disease (only need 1 copy) (50’s­60’s years old) Sickle Cell Anemia (10 years old) Miscarriages ­ FF <<
More Less

Related notes for BIOL 1010

Log In


Don't have an account?

Join OneClass

Access over 10 million pages of study
documents for 1.3 million courses.

Sign up

Join to view


By registering, I agree to the Terms and Privacy Policies
Already have an account?
Just a few more details

So we can recommend you notes for your school.

Reset Password

Please enter below the email address you registered with and we will send you a link to reset your password.

Add your courses

Get notes from the top students in your class.