Варианты взаимодействия неаллельных генов
Генотип как целостная система. Взаимодействие генов.
В состав генотипа человека входит огромное количество генов, которые несут информацию о свойствах и качествах нашего организма. Из школьного курса биологии вам известны законы Менделя, который изучал закономерности наследования признаков. В ходе своих исследований ученый обнаружил доминантные признаки и рецессивные. Одни способны подавлять проявление других.
Доказав возможность наследования одного признака независимо от других, Мендель тем самым показал, что наследственность делима и генотип состоит из отдельных единиц, определяющих отдельные признаки. Исходя из этого, может сложиться мнение, что существует довольно прочная связь между определенным геном и определенным признаком, что в большинстве случаев отдельный ген определяет фенотипическое проявление признака. Но было накоплено много фактов, показывающих, что во многих случаях числовые отношения при расщеплении в потомстве гибридов не соответствуют установленным Менделем. Например, при дигибридном скрещивании в поколении F2 вместо соотношений 9 : 3 : 3 : 1, появляются соотношения 9 : 7, 9 : 3 : 4, 12 : 3 : 1, 13 : 3 и другие.
Выяснилось, что, во-первых, один и тот же ген может оказывать влияние на несколько различных признаков и, во-вторых, гены взаимодействуют друг с другом. Эти и другие открытия стали основой для разработки современной теории, рассматривающей генотип как целостную систему взаимодействующих генов.
|
|
|
Согласно этой теории, влияние каждого отдельного гена на признак всегда зависит от остальной генной конституции (генотипа), и развитие каждого организма есть результат взаимодействия генов всего генотипа.
В современном представлении выделяют взаимодействие аллельных генов и взаимодействие неаллельных генов
| Аллельные гены | Неаллельные гены |
| Аллельные гены - это гены, расположенные в одинаковых местах (локусах) гомологичных хромосом, отвечающие за развитие альтернативных признаков. Взаимодействие аллельных генов происходит только в гетерозиготном состоянии (Аа). Варианты взаимодействия аллельных генов: Полное доминирование Неполное доминирование Сверхдоминирование Кодоминирование Множественный аллелизм | Неаллельные гены - это гены, расположенные в разных локусах хромосом. Взаимодействие между неаллельными генами происходит в том случае, если признак проявляется только при их совместном присутствии. Варианты взаимодействия неаллельных генов: Комплементарность Эпистаз Полимерия |
Варианты взаимодействия аллельных генов
Доминирование- простейшая форма взаимодействия - была открыта еще Менделем. При доминировании доминантный ген подавляет проявление рецессивного гена.
|
|
|
1.1. Полное доминирование –явление, при которомв гетерозиготе(Аа) одиналлель гена (А - доминантный) полностью подавляет проявление второго аллеля (а-рецессивного).
Полное доминирование широко распространено в природе, имеет место при наследовании окраски и формы семян гороха, цвета глаз и цвета волос у человека, резус-антигена и мн. др.
Примеры.
1. Цвет глаз.
А - карие глаза
а - голубые глаза
Человек с генотипом Аа имеет карие глаза.
2. Резус-фактор.
Наличие резус-антигена (резус-фактора) эритроцитов обусловливается доминантным геном Rh. То есть,
генотип резус-положительного человека может быть двух видов: или RhRh, или Rhrh; генотип резус-отрицательного человека -rhrh.
Если, например, мать— резус-отрицательная, а отец резус-положительный и гетерозиготен по этому признаку, то при данном типе брака с одинаковой вероятностью может родиться как резус-положительный, так и резус-отрицательный ребенок.
| Р | ♀rhrh резус-отрицательная | × | ♂Rhrh резус-положительный |
| Типы гамет |  rh
| Rh rh
| |
| F | Rhrh резус-положительный 50% | rhrh резус-отрицательный 50% |
Между резус-положительным плодом и резус-отрицательной матерью может возникнуть резус-конфликт.
|
|
|
1. 2. Неполное доминирование– явление, при котором доминантный ген не полностью подавляет работу рецессивного, что приводит к формированию промежуточного фенотипа у гетерозигот – Аа.
При неполном доминировании фенотип гетерозигот (Аа) отличается как от фенотипа гомозигот по доминанте (АА), так и от фенотипа гомозигот по рецессиву (аа) и имеет среднее (промежуточное) значение между ними.
Сам Мендель столкнулся с неполным доминированием, когда скрещивал крупнолистный сорт гороха с мелколистным. Гибриды первого поколения не повторяли признак ни одного из родительских растений, они имели листья средней величины.
Неполное доминирование(промежуточный характер наследования) имеет место при наследовании окраски околоцветника ночной красавицы, львиного зева, окраски шерсти морских свинок и пр.
У человека по типу неполного доминирования наследуется признаки:
1.форма волос: ген кучерявых волос (А) неполностью доминирует над геном прямых волос (а), волнистые волосы определяются генотипом - Аа.
2.размер носа: большой нос определяется двумя аллелями АА, маленький нос - аллелями аа, нормальный нос средних размеров - Аа.
|
|
|
3. выпуклость губ,
4. размеры рта и глаз,
5. расстояние между глазами.
1. 3. Сверхдоминирование - явление, при котором доминантный аллель в гетерозиготном состоянии ( Аа ) имеет более сильное проявление, чем в гомозиготном (АА)
Т.е., можно сказать, что гетерозиготные особи (Аа) обладают преимуществами по сравнению с гомозиготными.
Фенотипически, как правило, в случае сверхдоминирования гетерозиготы не обладают особыми внешними признаками. Преимущество связано с биохимическими особенностями.
Один из характерных примеров сверхдоминирвания является повышенная частота аллеля гена серповидноклеточной анемии в популяциях человека, живущих в условиях высокой вероятности заражения малярией.
Рассмотрим этот пример.
Доминантный аллель генаА определяет нормальный гемоглобин А и обеспечивает нормальную округлую форму эритроцита.
Рецессивный (мутантный)аллельа определяет дефектный гемоглобин S ненормальной серпообразной формы (см. рис.). Генотип аавызывает тяжёлое, часто смертельное заболевание - серповидноклеточную анемию.
| Рисунок Изменчивость формы эритроцитов у людей с разными типами гемоглобина: а — эритроциты особи с нормальным типом гемоглобина (гомозигота АА); б — эритроциты особи с дефектным гемоглобином S (гомозиготааа) |
У гетерозигот (Аа) анемия почти незаметна, поскольку форма эритроцитов практически не изменена.
Казалось бы, рецессивный аллель вообще должен исчезнуть из популяции, поскольку его носители гораздо менее жизнеспособны, чем владельцы доминантного аллеляА. Однако в тропической Африке и других районах, где распространена малярия, в популяциях человека постоянно присутствуют все три генотипа - АА, Ааиаа. Более того, от 20 до 40 % населения являются гетерозиготамиАа. Дело в том, что дефектный аллель защищает организм от заболевания малярией. Гомозиготы с нормальным доминантным аллелем могут заболеть малярией и погибнуть. Гомозиготы с «дефектным» аллелем с высокой вероятностью могут умереть от анемии. Однако гетерозиготы по этим аллелям не болеют серповидноклеточной анемией и стойки к малярии.
1. 4. Кодоминирование –этонезависимое проявлениеаллелей в гетерозиготе.Иными словами, кодоминирование – это отсутствие доминантно-рецессивных отношений между аллелями.
Наиболее известный пример - взаимодействие аллелей, определяющих четвертую группу крови человека (АВ) в системе АВО (АВН).
Известна множественная серия, состоящая из трех аллелей гена I, определяющего признак группы крови человека. Ген I отвечает за синтез ферментов, присоединяющих к белкам, находящимся на поверхности эритроцитов, определенные полисахариды. (Этими полисахаридами на поверхности эритроцитов как раз и определяется специфичность групп крови.) Аллели 1А и 1в кодируют два разных фермента; аллель 1° не кодирует никакого. При этом аллель 1° рецессивен и по отношению к 1А, и по отношению к IB, а между двумя последними нет доминантно-рецессивных отношений. Люди, имеющие четвертую группу крови, несут в своем генотипе два аллеля: 1А и 1B. Поскольку между этими двумя аллелями нет доминантно-рецессивных отношений, то в организме таких людей синтезируются оба фермента и формируется соответствующий фенотип — четвертая группа крови.
1. 5. Множественный аллелизм - явление существования в популяции более двух альтернативных аллелей по данному признаку, имеющих различные проявления в фенотипе.
Развитие признака определяется двумя аллелями одного гена (А и а), которые занимают идентичные локусы гомологичных хромосом. Иногда ген имеет не два, а большее число аллелей, которые возникают в результате мутации. Многократное мутирование одного и того же гена образует серию множественных аллелей, а само явление называется явлением множественного аллелизма.
Множественный аллелизм имеет широкое распространение: окраска шерсти у кроликов, цвет глаз у дрозофилы, система групп крови АВО (АВН) у человека, которая определяется тремя аллелями одного гена I , расположенного в 9-й хромосоме.
Имеются определенные закономерности множественного аллелизма:
1. каждый ген может иметь большое число аллелей;
2. любой аллель может возникнуть в результате прямой и обратной мутации любого члена серии множественных аллелей или от аллеля дикого типа;
3. в диплоидном организме могут одновременно находиться два любых аллеля из серии множественных аллелей;
4. аллели находятся в сложных доминантно-рецессивных отношениях между собой: один и тот же аллель может быть доминантным по отношению к одному аллелю и рецессивным по отношению к другому, а между иными аллелями доминирование может отсутствовать, и наблюдается кодоминирование и др.;
5. члены серии множественных аллелей наследуются так же, как и пара аллелей, т. е. наследование подчиняется менделевским закономерностям (кроме кодоминирования);
6. разные сочетания аллелей в генотипе обуславливают различные фенотипические проявления одного и того же признака;
7. серии аллелей увеличивают комбинатовную изменчивость.
Варианты взаимодействия неаллельных генов
2. 1.Комплементарность (или комплементарное взаимодействие генов) – тип взаимодействия,
когда действие одного доминантного гена дополняется действием другого доминантного гена, т.е. для формирования признака (фенотипа) необходимо наличие в генотипе двух доминантных неаллельных генов.
Такие гены называются «комплементарные»(дополнительные) и при ихвзаимодействии возникает новый признак , отсутствующий у обоих родителей.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 428; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!