Формы взаимодействия аллельных генов: полное и неполное доминирования, кодоминирование
Содержание
Введение
1. Проявление действия гена
2. Форми взаимодействия аллельных генов: полное и неполное доминирования, кодоминирование
3. Типы взаимодействия неаллельных генов
3.1 Комплементарность
4. Влияние факторов внешней среды на действие генов
Выводы
Список использованной литературы
Введение
В большинстве случаев один признак развивается под влиянием не одного, а двух и более параллелей. Последние вступают во взаимодействие в процессе развития признака, что приводит к его изменению, а отсюда к изменению соотношения фенотипов во втором поколении. Впервые возможность подобного явления была отмечена Г. Менделем, наблюдавшим при скрещивании белоцветковых сортов фасоли с пурпурноцветковыми появление во втором поколении из растения только одного с белыми цветками. Мендель объяснил это тем, что окраска цветков и семян у фасоли «слагается из двух или нескольких совершенно самостоятельных красок, которые в отдельности подчиняются тем же правилам, которым подчиняется каждый другой константный признак у растений». Предположение Менделя было подтверждено дальнейшими исследованиями.
На основании изучения взаимодействия разных пар генов, влияющих на один и тот же признак, установлено несколько основных in нов их взаимодействия: новообразование, комплементарные, или дополнительные, факторы, эпистаз и гипостаз и полимерия. Следует отметить, что при всех типах взаимодействия наследование признаком происходит в строгом соответствии с установленными Менделем правилами наследования; меняется лишь характер расщепления по фенотипу, так как в зависимости от типа взаимодействия отдельные генотипы обнаруживают сходство между собой, в результате чего число различных фенотипов уменьшается против обычного по правилам Менделя. Рассмотрим более подробно тему аллельных и неаллельных взаимодействий генов.
|
|
|
Проявление действия гена
Ген как единица наследственности, детерминирующая признаки, или свойства, организма, имеет определенные характеристики:
1) в своем действии ген дискретен; он определяет присутствие или отсутствие отдельной биохимической реакции, степень развития или подавления определенного признака организма;
2) ген действует градуально: накопление дозы его в соматических клетках может приводить к усилению или ослаблению проявления признака;
3) каждый ген специфичен в своем действии, т.е. отвечает за синтез первичной структуры белковой молекулы;
4) ген может опосредованно воздействовать на течение разных реакций и развитие многих признаков организма, т.е. действовать множественно; это явление носит название множественного, или плейотропного эффекта гена;
|
|
|
5) разные гены, находящиеся в различных парах хромосом, могут действовать однозначным образом на развитие одного и того же органа или свойства организма, усиливая или ослабляя его; это так называемые множественные, или полимерные, гены (полигены):
6) ген вступает во взаимодействие с другими генами, и в силу этого его эффект может изменяться;
7) проявление действия гена зависит от факторов внешней среды;
8) гены взаимодействуют теми продуктами, которые они детерминируют и контролируют в процессе их синтеза.
Как мы увидим дальше, гены действуют на двух уровнях: на уровне самой генетической системы, определяя состояние генов и их работу, скорость репликации ДНК, стабильность и изменчивость генов, и на уровне работы клеток в системе целого организма.
Прежде чем перейти к рассмотрению указанных особенностей действия генов, необходимо условиться о системе их обозначения. До сих пор для обозначения гена мы пользовались любыми, большей частью начальными, буквами латинского алфавита. Поскольку в дальнейшем нам придется касаться характеристики действия генов на определенные признаки, свойства, реакции различных организмов, в ряде случаев ген удобнее обозначать в зависимости от характера его действия.
|
|
|
Для сокращенного написания формул генотипа используются первые буквы названия признака, определяемого данным геном. Чаще всего эти названия даются на английском или латинском языках. Например, рецессивный ген, определяющий развитие признака белого цвета глаз у дрозофилы, называют геном white (или сокращенно w). Доминантная аллель этого гена обозначается как +, но чаще для этого объекта доминантные аллели, свойственные мухам, встречающимся в природе, обозначают той же буквой, но со знаком плюс - w+. Признаки у организмов, встречающихся в природе, обычно являются доминантными и называются признаками дикого типа, а определяющие их аллели - аллелями дикого типа. Для разных видов организмов принята различная номенклатура генов, хотя это и не очень удобно. Так, ген, определяющий развитие желтой Окраски эндосперма у кукурузы, назван yeliow - у, его доминантная аллель - Y.
Рассмотрим сначала характер действия одной аллельной пары. Одна аллельная пара может определять присутствие или отсутствие признака, изменять количественное или качественное его проявление. Накопление в клетке нескольких доз аллели одного и того же гена приводит к усилению либо к ослаблению признака. Например, количество витамина А и его активность в эндосперме зерна кукурузы зависят от многих генов, и в том числе от доминантных аллелей гена Y.
|
|
|
Клетки эндосперма содержат три набора хромосом. Следовательно, путем скрещивания можно получить четыре различных по генотипу эндосперма кукурузы, содержащих разное количество доминантных аллелей У. Количество витамина А (в единицах активности) при разных дозах одного и того же гена Y оказывается следующим:
При генотипе эндосперма YYY0,05
» > > YYY2,25
» > > УУу5,00
> > > УУУ7,50
Как видно из приведенных данных, действие одной дозы доминантного гена у соответствует примерно 2,25 единиц активности витамина А. С увеличением дозы гена его действие суммируется, или кумулируется. Такой тип действия гена называют кумулятивным, или аддитивным, т.е. суммирующимся. Подобные гены могут определять различные признаки. Так, у кукурузы от них зависят степень окраски зерна, вес и размеры растения, его плодовитость и уровень отдельных физиологических и биохимических процессов.
Гены классифицируют по их проявлению: гены морфологических и биохимических признаков, гены плодовитости (фертильности), гены жизнеспособности и т.д. Эта классификация является чисто условной, так как гены с однозначным действием встречаются редко; например, ген, изменяющий морфологический признак зерна кукурузы - его форму, размер и толщину алейронового слоя, одновременно может быть связан и с различиями в химическом составе. Изучение действия генов в онтогенезе производят различными методами: биохимическими, анатомическими, физиологическими, эмбриологическими и др. Однако проблема изучения функционирования гена осложняется тем, что гены в своем действии не изолированы, а взаимосвязаны. В этом легко убедиться, рассмотрев некоторые типы или системы взаимодействия генов при сочетании нескольких генов, находящихся в негомологичных хромосомах.
Формы взаимодействия аллельных генов: полное и неполное доминирования, кодоминирование
Аллельными называются гены, которые определяют альтернативные (противоположные) свойства одного признака и расположены в гомологичных хромосомах в одном и том же локусе.
У каждого организма есть по два аллельных гена. Аллельные гены принято обозначать одной буквой латинского алфавита: А, а.
Неаллельные гены определяют разные признаки, расположены в разных (негомологичных) хромосомах или в разных локусах одной хромосомы. Они обозначаются разными буквами латинского алфавита: А, В, С или а, b, c.
Известны следующие формы взаимодействия между аллельными генами: полное доминирование, неполное доминирование, кодоминирование, сверхдоминирование и аллельное исключение.
Основная форма взаимодействия – полное доминирование,которое впервые описано Г.Менделем. Суть его заключается в том, что в гетерозиготном организме проявление одной из аллелей доминирует над проявлением другой. Например, ген карего цвета глаз у человека подавляет ген голубой их окраски.
Многие наследственные заболевания также передаются из поколения в поколение по правилам Менделя: альбинизм, глухонемота, куриная слепота, сахарный диабет, глаукома и др. (см. табл. 1).
Таблица 1 – Наследование признаков у человека
по принципу полного доминирования
| Доминантный | Рецессивный |
| Норма | |
| карие глаза | голубые глаза |
| темный цвет волос | светлый цвет волос |
| монголоидные глаза | европеоидные глаза |
| нос с горбинкой | нос прямой |
| ямочки на щеках | отсутствие |
| веснушки | отсутствие |
| праворукость | леворукость |
| Rh+ | Rh- |
| Патологические | |
| карликовая хондродистрофия | нормальное развитие скелета |
| брахидактилия (короткопалость) | норма |
| нормальное свертывание крови | гемофилия |
| нормальное цветоощущение | дальтонизм |
| нормальная пигментация кожи | альбинизм (отсутствие пигмента) |
| гемералопия (куриная слепота) | норма |
Для большинства признаков у животных и человека характерно промежуточное наследование или неполное доминирование.
Неполное доминирование– форма взаимодействия, при которой у гетерозиготного организма (Аа) доминантный ген (А) не полностью подавляет рецессивный ген (а), вследствие чего проявляется промежуточный между родительскими признак.
При неполном проявлении гена гибрид не воспроизводит полностью ни одного из родительских признаков. Выражение признака оказывается промежуточным с большим или меньшим уклонением к доминантному или рецессивному состоянию.
У человека неполное доминирование проявляется при наследовании структуры волос. Ген курчавых волос доминирует над геном прямых волос не в полной мере. И у гетерозигот наблюдается промежуточное проявление признака – волнистые волосы.
При кодоминировании в гетерозиготных организмах каждый из аллельных генов вызывает формирование зависимого от него продукта, то есть оказываются продукты обеих аллелей. Классическим примером такого проявления является наследование групп крови у человека.
3. Типы взаимодействия неаллельных генов
Неалле́льные ге́ны — это гены, расположенные в различных участках хромосом и кодирующие неодинаковые белки. Неаллельные гены также могут взаимодействовать между собой.
При этом либо один ген обусловливает развитие нескольких признаков, либо, наоборот, один признак проявляется под действием совокупности нескольких генов. Выделяют три формы и взаимодействия неаллельных генов.
3.1 Комплементарность
Комплемента́рное (дополнительное) действие генов — это вид взаимодействия неаллельных генов, доминантные аллели которых при совместном сочетании в генотипе обусловливают новое фенотипическое проявление признаков. При этом расщепление гибридов F2 по фенотипу может происходить в соотношениях 9:6:1, 9:3:4, 9:7, иногда 9:3:3:1. Примером комплементарности является наследование формы плода тыквы. Наличие в генотипе доминантных генов А или В обусловливает сферическую форму плодов, а рецессивных — удлинённую. При наличии в генотипе одновременно доминантных генов А и В форма плода будет дисковидной. При скрещивании чистых линий с сортами, имеющими сферическую форму плодов, в первом гибридном поколении F1 все плоды будут иметь дисковидную форму, а в поколении F2 произойдёт расщепление по фенотипу: из каждых 16 растений 9 будут иметь дисковидные плоды, 6 — сферические и 1 — удлинённые.
Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 521; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!