к списку статей
Взаимодействие аллельных и неаллельных генов
На этой странице вы узнаете
- Почему Г.-Х. Андерсон никогда не уставал, хотя жил до изобретения энергетиков?
- Почему у глухих родителей могут рождаться дети с нормальным слухом?
- Что такое «Бомбейский феномен»?
- Кто виноват в появлении веснушек: солнце или гены?
Термином «взаимодействие» можно описать очень разные процессы: от простого и понятного сотрудничества между людьми до сложных процессов ядерной физики. В этой статье мы разберем, как строятся отношения в мире генов, и могут ли они быть взаимовыгодными или, например, конфликтными.
Взаимодействие аллельных генов
Аллельные гены — это гены, которые расположены в одинаковых участках хромосом и определяют развитие одного и того же признака.
| Карие глаза доминантный признак. Генотип человека с карими глазами: АА; Аа. | Голубые глаза рецессивный признак. Генотип человека с голубыми глазами: аа. |
Полное доминирование — это тип взаимодействия генов, при котором доминантный ген полностью подавляет действие рецессивного.
Например, возьмем 2 горошка, один зеленого цвета, а другой желтого. Произведем скрещивание. В первом поколении проявится только желтый цвет горошка. Это означает, что желтый цвет является доминирующим признаком, а зеленый рецессивным.
Задача 1.
Какое соотношение фенотипов в потомстве может получиться при скрещивании гетерозиготных черных кроликов при полном доминировании признака?
Перед тем как решать, необходимо прочитать и выделить из условия задачи, что дано.
| Что нужно найти? | Соотношение фенотипов. |
| Какой тип скрещивания? | Моногибридное, так как один признак — цвет шерсти кроликов. |
| Какое взаимоотношение генов? | Полное доминирование признака. |
Ответ: соотношение фенотипов 3 : 1.
Неполное доминирование — это взаимодействие генов, при котором в генотипе доминантный ген (А) не полностью подавляет действие рецессивного гена (а). Результатом такого взаимодействия генов является проявление промежуточного состояния признака.
Во втором поколении расщепление по фенотипу и генотипу совпадает и составляет 1 : 2 : 1.
Например, форма человеческого волоса (прямой, волнистый, кучерявый), степень выпуклости губ или носа, или окраска перьев у птиц, окраска цветов или плодов и т.д.
Задача 2.
Какая вероятность (%) образования детей с рецессивным фенотипом у гетерозиготных родителей с волнистыми волосами при неполном доминировании признака?
| Что нужно найти? | Вероятность появления рецессивного фенотипа. |
| Какой тип скрещивания? | Моногибридное, так как один признак — форма волос. |
| Какое взаимоотношение генов? | Неполное доминирование признака. |
Ответ: 25 %.
Кодоминирование — это тип взаимодействия аллелей, для которого характерно проявление признаков обеих аллелей в равной мере.
Например, мы получили не усредненный вариант двух родительских признаков, а новый вариант, отличающийся от признаков обеих гомозигот. Такое взаимодействие у человека наблюдается при проявлении 4-ой группы крови.
Задача 3.
Какова вероятность в процентах рождения ребенка с IV группой крови у родителей с I и II группами?
Так как II группа крови имеет 2 варианта — IAIA или IAi0, то необходимо решить 2 варианта.
Первый вариант:
Р ♀ \(i^0 i^0\) х ♂ \(I^A I^A\)
G \(i^0\) \(I^A\)
\(F_1\) \(I^A i^0\) — 100 % вторая группа крови.
Второй вариант:
\(Р ♀ i^0 i^0\) х ♂ \(I^A i^0\)
\(G i^0\) \(I^A\) \(i^0\)
\(F_1\) \(I^A i^0\) — 50% II группа крови.
\(i^0 i^0\) — 50% I группа крови.
Ответ: 0 % IV группа крови.
Сверхдоминирование — доминантный ген в гетерозиготном состоянии проявляет признак сильнее, чем он был в гомозиготном состоянии.
У человека примером сверхдоминирования может быть синдром Марфана или серповидноклеточная анемия.
| Почему Г.-Х. Андерсон никогда не уставал, хотя жил до изобретения энергетиков? Люди с синдромом Марфана всю жизнь находятся в возбужденном состоянии. Дело в том, что надпочечники усиленно выделяют в кровь гормон адреналин. Адреналин возбуждает нервную систему и делает таких людей невероятными трудоголиками. Синдром Марфана был у Г.-Х. Андерсана, К. Чуковского, А. Линкольна. |
Множественный аллелизм — наличие в популяции нескольких аллелей одного гена.
Выше мы узнали о неполном доминировании, когда возникает промежуточный признак у гетерозигот, при данном взаимодействии проявляется аналогичный эффект.
Промежуточное состояние занимают гены. Которые по отношению к доминантному ведут себя как рецессивные, а по отношению к рецессивному — как доминантные.
Такой вид взаимодействия наблюдается при наследовании групп крови, структур гемоглобина или резуса фактора.
Взаимодействие неаллельных генов
Неаллельные гены — гены, которые располагаются в разных участках гомологичных или не гомологичных хромосом, и отвечают за формирование разных признаков.
Кооперация — формирование нового признака при совместном действии двух доминантных неаллельных генов, который отсутствует у родителей.
Комплементарность — это форма взаимодействия нескольких доминантных неаллельных генов. Если эти доминантные гены находятся вместе в генотипе, только тогда проявляется признак, а если они в генотипе по отдельности признак не проявляется.
Например, у волнистых попугаев взаимодействие доминантных генов желтой (А) и синей (В) окраски определяет зеленую окраску (АВ).
| Почему у глухих родителей могут рождаться дети с нормальным слухом? В браках между людьми с разными формами такой глухоты (Aabb и aaBB) все дети должны быть дигетерозиготами (AaBb) и обладать нормальным слухом. |
Эпистаз — это тип взаимодействия генов, при котором ген из одной аллельной пары подавляет действие гена другой аллельной пары.
Аллели, подавляющие действие других генов, могут быть как доминантными, так и рецессивными.
Если доминантный аллель А подавляет другой доминантный аллель В (А > В), то речь идет о доминантном эпистазе, а если же рецессивный аллель b в гомозиготном состоянии подавляет доминантный аллель В (b > В), то о рецессивном эпистазе.
Может ли близорукость передаваться по наследству? У человека по доминантному эпистазу наследуются доминантные формы близорукости (миопии), когда доминантный аллель одного гена вызывает развитие высокой степени близорукости, а аллель другого гена — близорукости средней степени.
| Что такое «Бомбейский феномен»? Примером рецессивного эпистаза у человека является наследование псевдонулевой группы крови системы АВО. Данное явление встречается исключительно редко во всем мире, за исключением одной из малых народностей Индии, в силу чего оно получило название «Бомбейского феномена». Процедура подтверждения отцовства у людей с этой группой крови затруднена. Определение родственных связей основано на обнаружении соответствующих белков, которые не выявляются при наличии у пациента бомбейского синдрома. |
Полимерией — это тип взаимодействия неаллельных генов, при котором доминантный аллель одного гена частично или полностью дублирует проявление доминантного аллеля другого гена.
Так, цвет кожи у человека определяется шестью полимерными генами.
У негроидной расы преобладают доминантные аллели черного цвета, у представителей европеоидной расы — рецессивные аллели белого цвета.
Плейотропия — это когда один ген влияет одновременно на проявление нескольких признаков.
Например: красные цветы сопровождаются у некоторых видов растений красноватым стеблем, у сортов с белыми цветами — стебли зеленые.
| Кто виноват в появлении веснушек: солнце или гены? У человека ген MC1R веснушек проявляется благодаря плейотропии. Этот же ген отвечает за светлый цвет кожи и рыжий цвет волос. А солнце лишь стимулирует процесс проявления веснушек. |
Фактчек
- Наряду с полным доминированием, в природе встречается неполное доминирование, кодоминирование и сверхдоминирование, множественный аллелизм.
- Если один ген оказывает влияние на проявление нескольких признаков организма, то такое взаимодействие называется плейотропией.
- Каждый признак организма — результат полигенного наследования.
- Большинство генов живых организмов обладают множественным действием на признаки организма.
- Результатом взаимодействия генов является наследование комплекса признаков организма.
Проверь себя
Задание 1.
Что не относится к взаимодействию неаллельных генов?
- эпистаз, неполное доминирование, полимерия
- кооперацию, множественный аллелизм
- кодоминирование, неполное доминирование, полное доминирование
- плейотропия, неполное доминирование
Задание 2.
Какой тип взаимодействия генов определяет цвет кожи человека?
- полимерия
- доминантный эпистаз
- сверхдоминирование
- рецессивный эпистаз
Задание 3.
Какой тип взаимодействия генов сможет объяснить «бомбейский феномен»?
- доминантный эпистаз
- сверхдоминирование
- рецессивный эпистаз
- полное доминирование
Задание 4.
Как называется явление, когда один ген влияет на проявление нескольких признаков?
- полное доминирование
- неполное доминирование
- плейотропия
- кодоминирование
Ответ: 1. — 3; 2. — 1; 3. — 3; 4. — 3.
