Study Guides (248,269)
Canada (121,449)
Biology (1,267)
BIO2133 (45)
Final

Bio 2133 Lab Exam personal notes.docx

31 Pages
387 Views
Unlock Document

Department
Biology
Course
BIO2133
Professor
Colin Montpetit
Semester
Winter

Description
Polytene Chromosomes 03/28/2013 INTRODUCTION: • In genetics we can study chromosomes. • Physical and Mental abnormalities occur due to Addition (e.g. Down’s Syndrome) or Subtraction (e.g.  Turner’s Syndrome) of one chromosome. • Changes within a chromosome can lead to: •  suppression of crossing­over; i.e. INVERSION • semi­sterility ; RECIPROCAL TRANSLOCATION • death; DELETION In viruses, blue­green algae (i.e. cyanobacteria) and bacteria, each cell contains only a  SINGLE CHROMOSOME made up of ONLY DNA. In protozoa, algae (except blue­green algae), fungi and multicellular organisms, DNA is  associated with PROTEINS and is organized into more than a single chromosome. Most chromosome studies are usually complicated. Polytene (i.e. many­stranded)  can easily be isolated and studied under a microscope. They are giant chromosomes that duplicated BUT do NOT separate (remain synapsed)  i.e. ENDOMITOSIS;  Chromosomes not consistent in width. Found in some tissues: salivary, midgut, rectal and excretory tubules of larval stages of  some flies, several species of protozoans and plants. Polytene chromosomes consist of many sister chromatids running parallel tightly  together, remain visible in the nuclei during INTERPHASE. Best polytene chromosomes found in salivary gland cells of the larvae of fruit flue (Drosophila  sp.). This lab will use ophila virilis  due to having large 3  instar larvae. Seen as series of dense bands interspersed by light interbands; each chromosomes has bands  with a unique pattern. Dark bands: correspond to inactive chromatin. Light interbands: found in areas  of high transcriptional activity. PUFFS: enlarged interbanded areas; Diffused, uncoiled regions of polytene chromosomes whose genes  are involved in very active DNA transcription that produces RNA. Each change in puff pattern leads to a change in transcription and presumable protein  synthesis. Diploid number (2n) iDrosophila sp.  Is 8. EIGHT: pair of sex chromosomes; three pairs of autosomes (i.e. non sex chromosomes) Sex chromosomes designated as # 1: either XX in females OR XY in males. Autosomes designated as #2, #3, #4.  Centromere = special constricted section on each chromosome; attached to spindle fiber during  MITOSIS and MEIOSIS. Chromosome #1 and #4 have centromeres on ends of their respective chromosome. X chromosome (#1) : terminal position of centromere gives it an appearance of a straight rod. Autosome #4: small and dot­like. Male fly =  J­shaped Y chromosome. Autosome #2 and #3: centromeres located in the middle which gives them a V­shaped  appearance; each chromosome consist of left and right arm. **ISOLATING polytene chromosomes from the salivary glands**: 1. Using tweezers pick largest 3  instar larva from the vial where it has climbed to pupate. 2. Add drop  of Ringer’s solution (consists of several salts dissolved in water that creates  ISOTONIC solution relative to the bodily fluids of the larva in order to prolong the survival time   of removed tissues  )    onto slide and place larva on it. 3. Using dissecting microscope at 20­30x magnification take a picture of larva  before dissection. 4. Pin ONE dissecting needle just behind the black hooks of the mouth; Pin  SECOND dissecting needle near the   posterior end   of larva. 5. Pull the needle that is behind the mouth hooks forward VERY SLOWLY and  GENTLY to break CHITIN. 6. Once chitin begins to break STOP forward movement; now hold the needle in place, and  move second needles POSTERIORLY; the digestive system (i.e.  INTESTINES) should REMAIN attached to the head with long thin salivary   glands   on EACH side . 7. Take pictures, of head, salivary glands and intestines with ImageJ. 8. Identify salivary glands, and dissect away the remaining tissue as quickly as possible; take  pictures  of isolated salivary glands using ImageJ. 9. BLOT away excess Ringer’s solution. 10.Add ONE DROP of aceto­orcein stain  to dye the chromosomes  into a  REDDISH­PINK color. 11. After 5 minutes place cover slip over the glands starting at one edge of drop. 12.Place cover slip in a folded towel and apply DIRECT PRESSURE to cover slip using  thumb; the towel will ABSORB excess stain. 13.Use COMPOUND MICROSCOPE at low objective to verify preparation; Center  the cell and adjust to high objective  to study chromosomes; Try to get picture of  polytene chromosome where the nucleus wall is broken. OBSERVATION: Banded appearance of polytene chromosomes. Bands vary in thickness and distribution along length of each chromosome. Enlarged light interbanded areas = PUFFS All chromosomes joined to one another in LARGE UNBANDED MASS = CHROMOCENTER. CHROMOCENTER = consists of centromeres  of salivary gland cell chromosomes which exhibit a  mutual attraction and close association. Male  larva = most of the Y chromosomes  located in CHROMOCENTER and largely  invisible; unpaired X chromosome somewhat THINNER. Chromosome #4 (autosome) = difficult to distinguish due to SMALL size. Mono­, Di­, and Tri­hybrid Crosses  and Testcross. 03/28/2013 Use computer simulated experimental software FlyLab Study patterns of inheritance in a MONO­, DI­ and TRI­hybrid corss To determine the genotype of an F  generation with a DOMINANT phenotype using a  1 TESTCROSS. Chi square of goodness of fit test:  to predict F  phenotypic ratios. 2 INTRODUCTION: Monohybrid cross: Mating two individuals that have two alleles at ONE genetic locus (trait); studied  character is governed by TWO alleles for a single locus. Dihybrid cross: Mating two individuals that differ in TWO contrasting traits; have different  alleles at TWO genetic loci of interest; Each of the two characters is governed by TWO alleles for a single  locus. Trihybrid cross: Mating two individuals that differ in THREE contrasting traits; have different  alleles at THREE genetic loci of interest; each of the three characters is governed by TWO alleles for a  single locus. Parental generation, P: original parents are each homozygous or true breeding for a given  trait. First filial generation, F : parent’s (P’s) offspring 1 Second filial generation, F : o2fspring after crossing F 1 1. MONO­HYBRID CROSS: a. Produce offspring that follow Mendel’s first law i.e. LAW OF SEGREGATION b. Law of Segregation: Each parents possesses a pair of alleles for a trait; each parent  passes RANDOMLY, ONE of its two alleles to its offspring during MEIOSIS (production of  gametes); The offspring receives its OWN PAIR of alleles for that trait (gene). The allele  that give the DOMINANT condition determines how the offspring expresses that trait. Mono­, Di­, and Tri­hybrid Crosses  and Testcross. 03/28/2013 ASSUMPTIONS: A monohybrid cross is made by mating two TRUE­BREEDING individuals each exhibiting ONE of the two  contrasting forms of the character under study. True­breeding: kind of breeding in which parents with a particular phenotype produce offspring ONLY  with the SAME PHENOTYPE  True­breeding individual (PURE­BRED): individual whose genotype is HOMOZYGOUS for a  given trait. Wild allele is DOMINANT over the mutant allele. Character (gene) is NOT sex­linked – not linked to sex chromosome. Mono­, Di­, and Tri­hybrid Crosses  and Testcross. 03/28/2013 2. DI­HYBRID CROSS:   a. Produce offspring that follow Mendel’s First law of SEGREGATION and  Mendel’s Second law of INDEPENDENT ASSORTMENT. b. Law of Independent Assortment: Separate genes for separate traits are passed  independently of one another from parents to offspring; alleles of different genes  ASSORT independently from one another during gamete formation  (MEIOSIS). ASSUMPTIONS: Two genes are NOT linked – NOT on same chromosome. One gene does NOT exert influence on the other gene. Parents are PURE­BRED (homozygous for BOTH traits). Wild allele DOMINANT over mutant allele. The two genes are NOT sex­linked. Mono­, Di­, and Tri­hybrid Crosses  and Testcross. 03/28/2013 Mono­, Di­, and Tri­hybrid Crosses  and Testcross. 03/28/2013 3. TRI­HYBRID CROSS:   Produce offspring that follow Mendel’s First Law (of SEGREGATION) and Mendel’s Second  Law (of INDEPENDENT ASSORTMENT). ASSUMPTIONS: The three genes are NOT linked One gene does NOT exert an influence on the other TWO genes. The parents are Pure­BRED (HOMOZYGOUS for THREE traits). The wild allele is DOMINANT over mutant The Three genes are NOT sex­linked. Mono­, Di­, and Tri­hybrid Crosses  and Testcross. 03/28/2013 4. TESTCROSS:   Testcross: used to determine whether the genotype of an organism that expresses a dominant  phenotype is homozygous dominant or Heterozygous for the trait. The organism in que0stion is crossed with another organisms that is homozygous RECESSIVE for  the trait. If all offspring display the dominant phenotype, the organisms in question is homozygous  dominant for that trait. BUT if the offspring display both the dominant and the recessive phenotype for that trait, the  organism in question is heterozygous. Mono­, Di­, and Tri­hybrid Crosses  and Testcross. 03/28/2013 Assumptions : One gene does NOT exert an influence on the other TWO genes. The wild allele is DOMINANT over mutant The two genes are NOT sex­linked. Lethal Mutations, epistasis  and Sex­linked Mutation. 03/28/2013 Mutation:  permanent change to a DNA nucleotide sequence of the GENOME of an organism, virus or  extrachromosomal genetic elemen. May arise through:  unrepaired damage to DNA or RNA genomes; caused by ionization radiation, infection  by viruses or chemical mutagens. Errors in process of REPLICATION Insertion/Deletion of segments of DNA by mobile genetic elements. May or not produce changes in the phenotype. Play a role in both NORMAL and ABNORMAL biological processes including evolution, cancer,  development of immune system. Mutations may have no effect, alter the amino acid sequence of the protein encoded  by the gene, OR prevent the gene from functioning properly/completely.  1. LETHAL MUTATIONS Mutation that results in DEATH or REDUCE significantly the longevity of a living  organism that carries the mutation. Example: BRACHYDACTYLY – expressed in HETEROZYGOTES as abnormally SHORT  FINGERS; genetic effects are FATAL during infancy in HOMOZYGOUS RECESSIVE individuals due to  major skeletal defects.  One parental cross assigned:  ASSUMPTIONS: The studied character/trait/gene is NOT sex­linked. Since the homozygous genotype of the lethal mutation would KILL the flies, any parents that carry the lethal  mutation must be HETEROZYGOUS for the studied trait. HYPOTHESIS: Offspring that receive the HOMOZYGOUS genotype for the lethal mutation will DIE. Lethal Mutations, epistasis  and Sex­linked Mutation. 03/28/2013 A cross between two parents in which one of the parents possesses TWO DIFFERENT alleles (one that  expresses the lethal mutated trait and one that expresses the wild trait) at ONE gene will produce offspring  following Mendel’s first law (of SEGREGATION).       PUNNETT SQUARE RESULTS: Mendelian ratio for monohybrid cross = 3+:1PR – F2 Lethal mutation ratio = 2 ZO+ : 1 ++   (and one ZOZO which is lethal so is not counted in ratio). – F2 2. EPISTASIS Gene interaction where expression of ONE gene pair MASKS/MODIFIES  the expression of  another gene pair. (In Dihybrid cross) Epistatic gene = gene that is expressed. Hypostatic gene = gene that is masked/suppressed/altered Example:  the HOMMOZYGOUS presence of a RECESSIVE ALLELE at one locus may  PREVENT/OVERRIDE the expression of other alleles at the second locus/several other loci. In other cases the two genes involved may exert an influence on one another in a COMPLEMETARY or  COOPEARATIVE way. ASSUMPTIONS: The studied character/trait/gene is NOT sex­linked. Mutation NOT lethal. Wild trait is DOMINANT over mutant RESULTS: The Mendelian phenotypic ratio for a DIHYBRID f1 cross =  9+ : 3AP : 3RI : 1APRI Lethal Mutations, epistasis  and Sex­linked Mutation. 03/28/2013 The phenotypic ratio for a DIHYBRID CROSS when EPISTASIS is involved is: 9+ : 4AP : 3RI therefore AP is epistatic while RI is hypostatic because AP is  more often expressed. The results below are FLYLAB results; must multiply each ratio number by 3 to get a whole  number so ratio resembles an epistatic mutation ratio i.e. 9+:4AP:3RI 3. SEX­LINKED MUTATIONS Sex­linked mutation = Mutation found on one of the sex chromosomes i.e. X­chromosome. Sex linkage = phenotypic expression of an allele related to the chromosomal sex of the individual. Mode of inheritance of sex­linked mutations differs between females and males. Whereas in  autosomal mutations both sexes have same probability of inheritance. Sex­linked genes = genes located on one of the sex cromosomes (X or Y but NOT BOTH! ) X chromosome is LONGER, therefore has MORE GENES than the Y chromosome and so most  sex­linked genes are X­linked. X­linked traits show up more in MALES than females   because XY males only have ONE       chromosome, so if they get a mutant allele on their X chromosome, they show the trait.  BUT if  EMALES  have the   ecessive mutant allele on one of their X chromosomes    while the other X chromosome has the wild­type dominant allele, she is called a   ARRIER  of the mutant trait BUTTT she    oes NOT show it phenotypically.   For an XX female to exhibit one of the X­linked traits, most of which are recessive mutations, she MUST  have TWO COPIES of the mutant allele,  one on each X chromosome  (e.g. XmutXmut).  i.e. her MOTHER would have toe be a CARRIER and her FATHER would need to  have that trait on HIS X CHROMOSOME so that the daughter female would get the  mutant allele from each of them. Sex determination in Drosophila sp. Follows an X­Y chromosomal system: Female flies = HOMOGAMETIC = XX Male flies = HETEROGAMETIC = XY Lethal Mutations, epistasis  and Sex­linked Mutation. 03/28/2013 In this lab ONLY X­linked genes. RECIPROCAL CROSS = Test the role of parental sex on a given inheritance  pattern; mode of inheritance should be the same regardless of the sex with an autosomal mutation  BUT should NOT produce identical results with a sex­linked mutation. HYPOTHESIS: Lethal Mutations, epistasis  and Sex­linked Mutation. 03/28/2013 An X linked gene on an X chromosome should be inherited from both the male and the female parent in  order to show up in the phenotype of a female offspring, whereas as effect X chromosome from the mother  or father will directly affect the male offspring. ASSUMPTIONS: Mutation NOT lethal. Wild trait is DOMINANT over mutant Mutation not epistatic.  RESULTS: Lethal Mutations, epistasis  and Sex­linked Mutation. 03/28/2013 The Mendelian phenotypic ratio for a Monohybrid cross using autosomal mutations is: 3+ : 1 AR  GENETIC RECOMBINATION And Population Genetics 03/28/2013 Genetic Recombination: forming NEW combinations of alleles in offspring by: Naturally: pairing and crossing over of homologous chromosomes during meiosis. Artificially:reaking and re­joining of DNA strands whicnew molecules of DNA. Mendel’s law oINDEPENDENT assortment  ONLY applies to unlinked genes i.e.  genes  (traits) found on different chromosomes;  the law does NOT apply to ked genes   because of their proximity  and the  possible recombination  between the loci during  meiosis  where alleles may or may not be inherited  together. Chromosomal CROSSOVER = recombination between two paired  chromosomes (each inherited  from one parent) dur
More Less

Related notes for BIO2133

Log In


OR

Join OneClass

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

Sign up

Join to view


OR

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.


Submit