Взаимодействие генов: эпистаз, комплиментарное взаимодействие, полимерия, плейотропия.
Эпистаз – взаимодействие двух неаллельных генов при котором один ген, называемый эпистатичным или геном супрессором, подавляет действие другого гена. Подавляемый ген носит название гипостатического. В настоящее время эпистаз разделяют на два типа: доминантный и рецессивный. Доминантный эпистаз (А >В или В >А). Под доминантным эпистазом понимают подавление доминантным геном действия другого гена. Возможно расщепление. 13:3 когда фенотипические проявление гена – супрессора совпадает с фенотипическим проявлением, контролирующего одного из аллелей.
Пример, окраска кур А – пестрая; а – белая: В – супрессор (подавление окраски); b – не супрессор P: ♀(бел) AAВВ Х ♂ (бел) aabb F1 AaBb (бел) ♀AaBb Х ♂AaBb
F2: 9/16 – A_B_ - белые 3/16 – A_bb - пестрые 3/16 – аaB_ - белые 1/16 – aabb – белые (расщепление 13:3) Доминантный эпистаз может давать и другое соотношение фенотипов в F2, а именно: 12 : 3 : 1. В этом случае рецессивная гомозигота (aabb) фенотипически отличима от одного из гетерозиготных классов А-bb или ааВ-. Такой тип расщепления признаков установлен для окраски плодов у тыквы. У этого растения известно три цвета плодов: белая, желтая и зеленая. Доминантный аллель гена А определяет желтую окраску тыквы, рецессивный аллель – зеленый цвет. Второй ген В проявляет эпистатическое действие – подавляет образование пигмента как желтого, так и зеленого цвета, делая их белыми. Рецессивный аллель в – не влияет на проявление окраски плодов тыквы. При скрещивании растений с белыми (ААВВ) и зелеными (ааbb) плодами, все потомство F1 будет белым.
|
|
|
Рецессивный эпистаз. Под рецессивным эпистазом понимают такой тип взаимодействия, когда рецессивный аллель одного гена, будучи в гомозиготном состоянии, не дает возможности проявиться 113 доминантному или рецессивному аллелям другого гена. Примером рецессивного эпистаза является окраска шерсти у собак породы лабрадор. Пигментация шерсти обеспечивается геном В, который в доминантном состоянии дает черную масть, а в рецессивном (b) – коричневую. Имеется также ген Е, который в доминантном состоянии не влияет на проявление окраски, но будучи в рецессивном состоянии (сс) подавляет синтез пигмента как черного, так и коричневого. Такие собаки становятся белыми. P: BBEE × bbee черные белые F1: ВвЕе черные F2: 9 В-Е- : 3 ввЕ- : 3 В-ее : 1 ввее черные коричневые белые белые 9 черные : 3 коричневые : 4 белые
Комплементарным называется взаимодействие, при котором действие генов из одной пары дополняется действием генов из другой пары таким образом, что в результате появляется новый признак. В качестве примера приводится схема наследования формы гребня у кур. Действие генов: А – розовидная форма гребня
|
|
|
а – листовидная В – гороховидная форма гребня b – листовидная А.В.– ореховидная форма гребня. При скрещивании особей, имеющих розовидную форму гребня, с особями, имеющими гороховидную форму гребня, у гибридов первого поколения появляется новая форма гребня - ореховидная. При скрещивании гибридов первого поколения между собой во втором поколении наблюдается расщепление по фенотипу в соотношении 9:3:3:1 (9 – с ореховидной формой гребня, 3 – с розовидной, 3 – с гороховидной, 1 – с листовидной). Отличительная особенность комплементарного взаимодействия от закона независимого наследования признаков заключается в количестве учтённых признаков: в третьем законе рассматривается комбинирование двух признаков, а в комплементарном взаимодействии четыре вариации одного признака. Полимери ́ я — взаимодействие неаллельных множественных генов, однонаправленно влияющих на развитие одного и того же признака; степень проявления признака зависит от количества генов. Полимерные гены обозначаются одинаковыми буквами, а аллели одного локуса имеют одинаковый нижний индекс.
Полимерное взаимодействие неаллельных генов может быть кумулятивным и некумулятивным. При кумулятивной (накопительной) полимерии степень проявления признака зависит от суммарного действия нескольких генов. Чем больше доминантных аллелей генов, тем сильнее выражен тот или иной признак. Расщепление в F2 по фенотипу при дигибридном скрещивании происходит в соотношении 1:4:6:4:1.
|
|
|
При некумулятивной полимерии признак проявляется при наличии хотя бы одного из доминантных аллелей полимерных генов. Количество доминантных аллелей не влияет на степень выраженности признака. Расщепление в F2 по фенотипу при дигибридном скрещивании — 15:1. Пример полимерии — наследование цвета кожи у людей, который зависит (в первом приближении) от четырёх генов с кумулятивным эффектом.
Плейотропия множественное действие гена, способность одного наследственного фактора — гена — воздействовать одновременно на несколько разных признаков организма. Мендель обнаружил, что один наследственный фактор у растений гороха может определять различные признаки: красную окраску цветков, серую — кожуры семени и розовое пятно у основания листьев. В дальнейшем было показано, что проявление гена может быть многообразным и что практически всем хорошо изученным генам присуща плейотропия, т. е. каждый ген действует на всю систему развивающегося организма, а любой наследственный признак определяется многими генами (фактически всем генотипом). Так, гены, определяющие окраску шерсти у домовой мыши влияют на размеры тела; ген, влияющий на пигментацию глаз у мельничной огнёвки, имеет ещё 10 морфологических и физиологических проявлений и т.д. Плейотропия часто распространяется на признаки, имеющие эволюционное значение, — плодовитость, продолжительность жизни, способность выживать в крайних условиях среды. Поскольку полагают, что каждый ген, как правило, обладает одним первичным биохимическим действием, то плейотропию объясняют надстройкой иерархии вторичных, третичных и т.д. взаимодействий, приводящих к широкому спектру фенотипических признаков, не связанных явно между собой. Плейотропия свидетельствует о взаимосвязанности процессов клеточного метаболизма и биохимических механизмов онтогенеза, о наличии между первичным действием гена и его фенотипическим проявлением многих промежуточных звеньев, на которые могут влиять др. гены и факторы внешней среды.
|
|
|
Плейотропное действие гена может быть первичным и вторичным. При первичной плейотропии ген проявляет свой множественный эффект. Например, при болезни Хартнупа мутация гена приводит к нарушению всасывания аминокислоты триптофана в кишечнике и его реабсорбции в почечных канальцах. При этом поражаются одновременно мембраны эпителиальных клеток кишечника и почечных канальцев с расстройствами пищеварительной и выделительной систем. При вторичной плейотропии есть один первичный фенотипический проявление гена, вслед за которым развивается ступенчатый процесс вторичных изменений, приводящих к множественным эффектам. Так, при серповидно-клеточной анемии у гомозигот наблюдается несколько патологических признаков: анемия, увеличенная селезенка, поражение кожи, сердца, почек и мозга. Поэтому гомозиготы с геном серповидно клеточной анемии гибнут, как правило, в детском возрасте.
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 442; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!