Взаимодействие между аллельными генами

Генотип и фенотип. Взаимодействие аллельных генов.

Фенотип - это весь комплекс внешних и внутренних признаков организма. Например, размер, цвет, поведение, активность ферментов.

Генотип - это система генов организма, взаимодействующих между собой. Взаимодействие генов может менять наследование определенных признаков. Взаимодействуют гены на разных уровнях:

1. На уровне генома (наследственного материала).

2. На уровне продуктов функциональной активности генов (белков-ферментов, РНК...).

Взаимодействие между аллельными генами.

1. Доминантность и рецессивность. Доминантный ген проявляет себя в признак как в гомозиготном, так и в гетерозиготном состоянии. Рецессивный ген проявляет себя в признак только в гомозиготном состоянии. Например: у человека ген карего цвета глаз доминирует над голубым, у мушки дрозофилы ген, отвечающий за длинные крылья доминирует над геном

коротких крыльев.

3. Кодоминантность - это такая форма взаимодействия, когда оба аллеля одного гена проявляют себя фенотипически независимо друг от друга. Например: наследование IV (АВ) группы крови у человека, когда аллели I^А, I^В одновременно проявляют себя в признак.

За гемоглобин крови у человека отвечает НЬА-аллель. Если происходит мутация и в организме появляется HbS-аллель, то в организме одновременно присутствуют нормальные эритроциты и эритроциты в виде серпа.

 

3. Относительное доми н ирование - это такое взаимодействие, когда проявление гена зависит от условий, т. е. в одних условиях ген ведет себя как доминантный, а в других как рецессивный. Например, ген отвечающий за облысение в мужском организме на фоне мужских половых гормонов ведет себя как доминантный, а в женском организме на фоне женских половых гормонов - как рецессивный.

4. Неполное доминирование - такая форма взаимодействия, когда в гетерозиготном состоянии (Аа) проявляется среднее значение признака между доминантным и рецессивным. Например, наследование окраски цвет ков львиного зева:

А-ген, отвечающий за красную окраскуцветков

а - за белую окраску

Аа - генотип растения с розовыми цветками.

 

Р АА х аа

Г А а

F₁ Аа все растения имеют розовые цветки

Например: у человека заболевание фенилкетонурия связано с рецессивным мутантным геном. В гомозиготном состоянии (аа) активность фермента, который превращает фенилаланин в тирозин равна 0%. В гомозиготном состоянии (АА) - активность фермента 100%. А в гетерозиготном состоянии (Аа) активность фермента 50%.

Множественные аллели. Наследование групп крови АВО.

Гены могут мутировать в несколько состояний:

А →А¹ → А²→А³...

Мутации одного гена во много состояний называется серией множественных аллелей.

В серии множественных аллелей 3 и более генов. Но в диплоидном организме может быть только 2 члена из серии.

У человека с серией множественных аллелей связано наследование групп крови. Ген 1^А - отвечает за выработку в эритроцитах агглютиногена А.

Ген 1^В - отвечает за выработку в эритроцитах агглютиногена В.

Ген I - ни А ни В не вырабатывается.

I (О)- генотип I⁰ I⁰

II (A)- I^AI^A; I^AI⁰

III (В)- I ^B I ^B; I ^B I⁰

IV (АВ)- I ^A I ^B;

Наследование групп крови нужно знать для определения вероятной группы крови у потомков, зная группы крови родителей; для правильного переливания крови.

Взаимодействие неаллельных генов.

1. Эпистаз - это такое взаимодействие между неаллельными генами, когда один неаллельный ген подавляет действие другого неаллельного гена. Ген, который подавляет называется эпистатический, а ген, который подавляется - гипостатический.

Различают доминантный эпистаз: доминантный аллель одного гена подавляет действие и доминантного, и рецессивного аллеля другого гена.

Например: наследование окраски у плодов тыквы.

А - ген, отвечающий за жёлтую окраску,

а - ген, отвечающий за зелёную окраску.

При генотипе Аа и АА тыквы жёлтого цвета, при генотипе аа- зелёного.

Если в генотипе растения появляется особый доминантный (эпистатический) аллель другого гена В, в гомо- или в гетерозиготном состоянии, то он подавляет действие «А» и «а» и развивается белая окраска плодов тыкв.

Генотипы растений с белыми плодами:

ААВВ, АаВВ, ААВв, АаВв, ааВВ, ааВв

Рецессивный эпистаз: рецессивный аллель эпистатического гена, если он в гомозиготном состоянии, подавляет действие доминантного и рецессивного аллеля гипостатического гена.

Например: у человека с генотипом I ^B I⁰, которому соответствует III (В) группа крови, фенотипически проявляется I (О) группа. Это происходит потому, что в генотипе есть рецессивный эпистатический ген в гомозиготном состоянии, который подавляет действие гена I ^B.

Комплементарность - это такое взаимодействие между неаллельными генами, когда признак проявляется только при одновременном присутствии в генотипе двух доминантных аллелей неаллельных генов.

А-В- при таком генотипе признак проявляться будет.

А-вв

ааВ- Признак проявляться не будет.

аавв

Например: наследование серой окраски у мышей происходит, если в генотипе одновременно присутствуетдоминантный аллель гена, отвечающего за синтез пигмента (А), и доминантный аллель гена, отвечающего за распределение этого пигмента у основания волоса и на его конце (В).

3. Полимерия - это явление, когда один признак определяется несколькими неаллельными генами.

Полимерия регулируетразвитие количественных признаков. Например, у человека интенсивность пигментации кожи определяется 4 неаллельными генами.

При генотипе A₁A₁A₂A₂A₃A₃A₄A₄ цвет кожи очень тёмный, при генотипе - а₁а₁а₂а₂а₃а₃а₄а₄ светлый, а при генотипе A₁а₁A₂ а ₂A₃ а₃A₄а₄ - средняя интенсивность окраски кожи.

Экспрессивность - качественный показатель фенотипического проявления гена.

Пенетрантность - количественный показатель фенотипического проявления гена. Он выражается в % и говорит о том, у какого количества особей этот признак проявляется фенотипически.

1 ген может отвечать за развитие 1 признака - моногенность. Если 1 ген отвечает за развитие нескольких признаков, то это плейотропия, т.е. множественное действие гена.

Например: у человека 1 доминантный мутантный ген отвечает за развитие синдрома Марфана: длинные пальцы, подвывих хрусталика глаза, расширение аорты.