Охарактеризуйте формы взаимодействия неаллельных генов кратко

3. Полимерия - проявление одного признака в зависимости от суммарного действия нескольких неаллельных генов. Причем, чем больше доминантных генов, тем сильнее проявляется признак. Полимерные гены принято обозначать одной буквой латинского алфавита с указанием цифрового индекса (А_ь А₂).

Примером полимерного действия генов у человека является наследование цвета кожи. Несколько пар (около пяти пар) неалельных доминантных генов, отвечающих за синтез пигмента меланина, который обуславливает темный цвет кожи - А|, А₂ и т. д. Генотипы людей с соответствующими оттенками цвегов кожи могут быть:

А|А|А А₂ - черная кожа А^АгАг - темная aia, A₂ A₂ - смуглая а!а|А₂а₂ - светлая а!а,а₂а₂ - белая.

Кроме наследования цвета кожи, полимерными генами у человека определяются большинство количественных признаков, таких как рост, масса тела, интеллектуальные особенности, склонность к повышению артериального давления, устойчивость к инфекционным заболеваниям и другие.

Признаки, которые определяются несколькими парами неаллельных генов, называются полигенными .

Задание 1. Трансформируйте активные конструкции в пассивные:

что заполняет что что скрывает что /присутствие наличие / что угнетает действие чего что подавляет что что блокирует активность чего.

Задание 2. Напишите предложения, раскрывая скобки:

1. Кодоминирование - это явление, когда (гетерозиготное состояние) проявляются признаки обоих генов.

2. Комплементарность проявляется тогда, когда действие одного гена дополняется (действие другого гена).

3. Существует редкий эпистатический ген (ф), который в гомозиготном рецессивном состоянии подавляет (все доминантные аллели групп крови).

4. Активность генов блокируется (эпистатический ген в гомозиготном состоянии).

что обусловлено чем (тем, что. )

Задание 3. Трансформируйте простые предложения в сложные.

1. Нормальный слух обусловлен присутствием двух неаллельных генов ДиЕ.

2. Окраска венчиков цветка обусловлена наличием двух доминантных генов А и В.

3. Группы крови по системе АВО обусловлены наследованием трех аллелей одного типа (1 А, 1В, Ю).

Задание 4. Прочитайте информацию. Скажите, по каким признакам различаются аллельные и неаллельные гены:

а) аллельные гены - это гены, расположенные в одинаковых местах гомологичных хромосом. Взаимодействие происходит только в гетерозиготном состоянии;

б) неаллельные гены - это гены, которые расположены в негомологичных хромосомах. Взаимодействие между неаллельными генами происходит в том случае, если они отвечают за развитие одного какого-либо признака.

б) доминантным эпистазом;

Задание 7. Расскажите о полимерии по следующему плану.

1. Определение полимерии.

2. Зависимость степени проявления признака от количества доминантных генов.

3. Признаки, определяемые полимерными генами.

4. Пример полимерного действия генов.

Решение типовых задач

Взаимодействие аллельных генов (неполное доминирование)

I. У человека прямые волосы - рецессивный признак, а курчавые -неполностью доминируют над прямыми, у гетерозигот проявляются волнистые волосы. Какие дети могут быть у родителей с волнистыми волосами?

Обозначим гены:

А - курчавые волосы

а - прямые волосы

Аа - генотип человека с волнистыми волосами.

курчавые волнистые прямые волосы волосы волосы

Ответ : 25% детей будут иметь курчавые волосы (ЛА), 25% - прямые волосы (аа) и 50% - волнистые волосы (Аа).

Взаимодействие аллельных генов (кодоминированис)

2. Мужчина со II группой крови (гомозиготный) женился на женщине с III группой крови (гомозигота). Обозначте:

б) генотипы родителей;

в) напишите схему брака;

д) определите, какие группы крови могут быть детей;

е) какое взаимодействие аллельных генов проявилось в данной ситуации?

Обозначим гены, детерминирующие II и III группы крови - 1 А , 1 в . Генотипы родителей:

Многочисленные генетические исследования подтверждают факт взаимодействия генов у живых организмов. Гены оказывают влияние на то, каким образом будут проявляться признаки, кодируемые другими генами (эти признаки могут накладываться один на другой).

Научно сформулированы два варианта: аллельное и неаллельное взаимодействие генов.

Взаимодействие аллельных генов включает явления доминирования, неполного доминирования, кодоминирования, сверхдоминирования и наличия летальных генов. Это основные формы взаимодействия аллельных генов.

Неаллельное взаимодействие генов — это комплементарность, полимерия, эпистаз, а также множественное действие генов.

Типы взаимодействия аллельных генов мы рассмотрим позже. Здесь нас интересуют виды взаимодействия неаллельных генов.

Основные типы взаимодействия неаллельных генов

Эпистаз

Эпистаз удобнее всего рассматривать на примере мухи дрозофилы. У этого насекомого пурпурный цвет глаз является результатом действия рецессивной аллели. Передается такой признак только тем особям, которые являются по нему гомозиготными.

Есть вариант, при котором возможно, что признак не проявится. Это происходит, если другой неаллельный ген, который подавляет действие первого, будет находиться в рецессивном гомозиготном состоянии.

Комплементарность

Простой пример — фиолетовая окраска баклажанов. Ее проявление связано с взаимодействием двух неаллельных доминантных генов. Как итог — образование антоциана, который является характерным пигментом.

Однако если хотя бы один из этих генов находится в гомозиготном рецессивном состоянии, синтез пигмента антоциана не происходит. Поэтому у растения происходит формирование бесцветных плодов.

Еще один пример — формирование темного окраса шерсти животных. Для этого в некоторых случаях нужно наличие двух доминантных неаллельных генов. Один из таких генов отвечает за наличие пигмента, а второй — за распределение этого пигментам по всей длине волоска. Если первый ген находится в гомозиготном рецессивном состоянии, образование темного пигмента не происходит. Поэтому потомство будут составлять белые особи — альбиносы.

О комплементарности генов можно говорить и в отношении человека. К примеру, нормальный слух у людей зависит от взаимодействия двух доминантных неаллельных генов — Б и Е. Один из этих генов отвечает за нормальное развитие улитки внутреннего уха, а второй — за закладку нормального слухового нерва. Гомозиготность по рецессивной аллели любого из генов проявляется рождение глухого ребенка.

Полимерия

Полимерия — это вид взаимодействия неаллельных генов, при котором разные доминантные неаллельные гены оказывают влияние на степень развития определенного состояния признака.

Благодаря этому признаку обеспечивается изменчивость живых организмов. Полимерия важна с точки зрения биологии еще и потому, что признаки, определяющиеся при взаимодействии неаллельных доминантных генов, более устойчивы в сравнении с признаками, обусловленными взаимодействием различных аллелей одного гена. Проявления мутаций и рекомбинаций отдельных генов в этом случае сглаживаются.

Если взять фигурную тыкву, то для нее характерно наличие двух неаллельных доминантных генов, формирующих форму и обуславливающих размеры плодов. В случае содержания в генотипе доминантных аллелей обоих генов, плоды получат дисковидную форму. Если в генотипе будет представлен только один ген, то форма будет шаровидной. Еще интереснее, если оба гена характеризуются гомозиготным рецессивным состоянием: в таком случае форма будет удлиненной.

У животных тоже очень много состояний признаков определяются полимерным взаимодействием неаллельных генов. Среди таких признаков — жирность молока, интенсивность роста, плодовитость и другие. Если речь идет о людях, то это масса тела, рост, уровень артериального давления и прочие.

Множественное действие генов

Влияние взаимодействия нескольких генов на формирование определенных состояний признаков уже рассматривалось. Сейчас ученые открыли явление, свойственное для многих генов. Суть его в том, что состояния различных признаков генов проявляются под влиянием только одной аллели.

Это явление получило название множественного действия генов.

Возьмем горох посевной. У него есть аллель, определяющая бурый цвет кожуры семян, а также фиалковую окраску венчика.

У картофеля такая доминантная аллель определяет розовую окраску клубней и красно-фиалковую окраску венчика. У гомозиготных по рецессивной аллели растений клубни и венчики получат синеватую или белую окраску.

К примеру, у дрозофилы белые глаза (в глазах отсутствует красный пигмент) формируются в результате влияния рецессивной аллели. Она обеспечивает светлую окраску тела, а также негативно сказывается на плодовитости, снижая ее. Также она может стать причиной изменения половых органов и сокращения продолжительности жизни.

Что касается человека, то у него в этом случае может развиться галактоземия. Это заболевание связано с рецессивной мутацией гена, кодирующего образование фермента, играющего важную роль в усвоении клетками молочного сахара или галактозы. Эта же мутация является причиной скудоумия, слепоты, цирроза печени.

Еще одно заболевание — арахнодактилия. Оно является следствием мутации доминантной аллели. У человека оно проявляется удлинением пальцев конечностей (паучьи пальцы), неправильным расположением хрусталика глаза, врожденными пороками сердца.

Вы уже знаете о том, что гены могут взаимодействовать друг с другом по типу полного и неполного доминирования. Однако, в генетике встречается масса других примеров взаимодействия генов. В этой статье мы затронем те, которые ранее не обсуждались.

Кодоминирование

Кодоминирование - взаимодействия аллельных генов, при котором в гетерозиготном состоянии могут оказаться два доминантных гена одновременно, при этом каждый ген отвечает за свой признак.

Наиболее распространенным примером кодоминирования является наследование групп крови у человека.

Решим пару задач, которые укрепят понимание темы.

Пример решения задачи №1

"Родители имеют II и III группы крови, гетерозиготны. Какие группы крови можно ожидать у их детей?"

Гетерозиготный генотип матери - I A i 0 и генотип отца - I B i 0 . Составим схему решения для такого случая.

Итак, в результате такого брака может получиться ребенок с любой группой крови, в чем мы убедились.

Пример решения задачи №2

"Дигетерозиготная по B (III) группе и положительному резус-фактору вступила в брак с таким же мужчиной. Какое расщепление по фенотипу можно ожидать у детей?"

Сходу понятно, что гетерозиготы по III (B) группе крови будут записаны I B i 0 . Резус-фактор для нас новое понятие - это белок, находящийся на поверхности эритроцита (тогда говорят, что резус-фактор положителен), или отсутствующий (тогда у человека резус-фактор считается отрицательным). Генотипы записываются так:

• Резус-фактор положителен: Rh + Rh + , Rh + rh -
• Резус-фактор отрицателен: rh - rh -

В данной задаче сказано, что "дигетерозиготна по . и положительному резус-фактору" - значит, резус фактор будет записывать в генотипе - Rh + rh - .

Обратите внимание, что ошибкой является записать рецессивный ген перед доминантным. За такое могут снять балл на экзамене: aA, bB, i 0 I A , rh - Rh + . Правильный вариант записи: Aa, Bb, I A i 0 , Rh + rh - .

• 9 потомков : положительный резус-фактор, III (B) группа крови
• 3 потомка : положительный резус-фактор, I (0) группа крови
• 3 потомка : отрицательный резус-фактор, III (B) группа крови
• 1 потомок : отрицательный резус-фактор, I (0) группа крови

Расщепление по фенотипу в данном случае получилось: 9:3:3:1. Здесь проявляется III закон Менделя - закон независимого наследования, так как гены, отвечающие за группу крови и резус-фактор, находятся в разных хромосомах.

Комплементарность

Комплементарность - тип взаимодействия неаллельных генов, при котором развитие признака определяется не одной, а двумя или более парами неаллельных генов, располагающихся в разных хромосомах.

Неаллельные гены - это гены, расположенные в разных локусах хромосом, которые отвечают за разные признаки. В генетике случается такое, что один неаллельный ген может влиять на другой (ген a подавляет действие гена B). В этом разделе статьи мы подробно разберемся с подобным взаимодействием и рассмотрим задачи, которые могут встретиться.

Таким образом, развитие признака определяется именно сочетанием генов друг с другом. Здесь логичнее подчеркнуть совместное действие генов, нежели чем сказать, что доминантный ген подавляет рецессивный - при комплементарности это не совсем так.

В каждой задаче свой случай комплементарного взаимодействия генов. Чтобы успешно их решать, надо помнить, что такое явление, как комплементарность, в принципе, возможно, и быть внимательным при написании генотипов особей и их гамет.

Пример решения задачи №3

Наследование слуха у человека определяется двумя доминантными генами из разных аллельных пар, один из которых детерминирует развитие слухового нерва, а другой – улитки. Определить вероятность рождения глухих детей, если оба родителя глухие, но по разным генетическим причинам (у одного отсутствует слуховой нерв, у другого улитка). По генотипу оба родителя являются дигомозиготными.

Здесь проявляется I закон Менделя - закон единообразия гибридов первого поколения. Возможен только один вариант генотипа ребенка от такого брака. У ребенка будет развит и слуховой нерв, и улитка - ребенок не будет глухим, в отличие от родителей.

Эпистаз

Эпистаз (противоположное действие генов) - явление, при котором один ген аллельной пары (супрессор) в доминантном (доминантный эпистаз) или рецессивном (рецессивный эпистаз) состоянии может подавлять развитие признака, за развитие которого отвечает другая пара генов.

Широко известным примером рецессивного эпистаза является Бомбейский феномен, названный так в результате зафиксированного случая в индийском городе Бомбеи. Доктор Бхенде обнаружил, что у людей рецессивных по гену h (hh) на поверхности эритроцитов не синтезируются агглютиногены - в результате этого они могут быть универсальными донорами.

Говоря проще о Бомбейском феномене: у людей с генотипом hh всегда обнаруживается первая группа крови при любом генотипе - I A I A , I B I B , I A I B . Ген h подавляет гены I A и I B - на поверхности эритроцитов не образуются агглютиногены A и B.

Пример решения задачи №4

"Редкий рецессивный ген (h) в гомозиготном состоянии обладает эпистатическим действием по отношению к генам I A , I B и изменяет их действие до I группы крови (бомбейский феномен). Определите возможные группы крови у детей, если у мужа II гомозиготная, у жены IV и оба родителя гетерозиготны по эпистатическому гену"

Вероятность рождения детей с i(0) группой крови в данном случае равна 2/8, или 1/4 (25%). Генотипами, у которых будет i(0) группа крови являются: I A I A hh и I A I B hh. Эпистатический рецессивный ген hh в гомозиготном состоянии всегда приводит к i(0) группе крови.

Полимерия

Полимерией называют зависимость определенного признака организма от нескольких пар аллельных генов, обладающих схожим действием. Такие гены называются полимерными. Часто выраженность признака зависит от соотношения доминантных и рецессивных аллелей - то есть чем больше доминантных генов, тем более выражен признак.

У человека полимерное действие генов заложено в наследовании количественных признаков (вес, рост, цвет кожи, давление).

Пример решения задачи №5

"Цвет кожи у мулатов наследуется по типу полимерии. При этом данный признак контролируется 2 аутосомными несцепленными генами. Сын белой женщины и негра женился на белой женщине. Может ли этот ребенок быть темнее своего отца?"

В данном случае полимерия проявляется в том, что чем больше доминантных генов в генотипе (A и B), тем более темный цвет кожи имеет человек. Это правило мы и применим для решения.

В результате первого брака (вспоминаем закон единообразия Менделя) получается AaBb - средний мулат. По условиям задачи он берет в жены белую женщину aabb. Очевидно, что в этой семье ребенок не может быть темнее своего отца: дети могут быть средними мулатами (AaBb), как отец, светлыми мулатами (aaBb, Aabb), либо белыми, как мать (aabb).

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Например, у кур ореховидная форма гребешка вызвана взаимодействием доминантных аллелей комплементарных генов А и В (А_В_). Если же сочетаются один ген в доминантном состоянии, а другого в рецессивном, то наблюдается появление или розовидного гребешка (А_bb), или гороховидного (ааВ_). Те куры, у которых образовался генотип aabb, имеют гребешок листовидный. В пропорциональном выражении это выглядит так: ореховидная форма — 9/16, розовидная и гороховидная по 3/16, и минимум выпадает на листовидную —

1/16. Расщепление по фенотипу 9:3:3:1.

Добавим, что при комплементарности расщепление по фенотипу может быть не только такое, как в примерах, приведенных выше (у кур 9:3:3:1, у баклажанов 9:7), но и другое — 9:6:1 или 9:3:4.

Эпистатичные гены

Эпистаз — такое взаимодействие неаллельных генов, при котором активность одного гена — эпистатичного, подавляет активность другого — гипостатичного.

Эпистатичные гены также называют ингибиторами или супрессорами, то есть подавляющими задерживающими — их буквенное обозначение I (i).

Эпистаз связан с синтезом регуляторных белков на основе регуляторного гена. Есть два случая.

1. Регуляторный ген активен, синтезирует белок-репрессор, препятствующий транскрипции основного структурного гена, определяющего признак.

2. Регуляторный ген не способен синтезировать белок-активатор, который будет регулировать активность структурного гена. По сути, регуляторный ген нарушен.

3. В обоих случая не синтезируется белок, отвечающий за признак.

Если эпистатичный ген доминирует, эпистаз тоже доминантный. Расщепление по фенотипу в этом случае может быть 12:3:1, 13:3 или 7:6:3. Пример доминантного эпистаза — передача потомству белой окраски плодов у тыквы. Допустим, ген W задает появление белых тыквин, а рецессивный ген w подавляет. Ген Y ведает желтой окраской, ген y зеленой. Если скрестить белые тыквы с зелеными, весь урожай будет белым, так как ген W подавляет Y и y. В результате белых плодов — 12/16, желтых — 3/16, зеленых — 1/16. Расщепление по фенотипу здесь 12:3:1.

Когда эпистатичный ген рецессивный — эпистаз тоже рецессивный и идет расщепление по фенотипу 9:3:4, 9:7 или 13:3. Примером здесь может служить наследование мышами белой шерстки. В представленной схеме ген А ответственен за появление серой шерсти, ген а — черной, I — не влияет на проявление признака, i — ген эпистатичный, который подавляет гены.

Когда эпистатичный ген рецессивный — эпистаз тоже рецессивный и идет расщепление по фенотипу 9:3:4, 9:7 или 13:3. Примером здесь может служить наследование мышами белой шерстки. В представленной схеме ген А ответственен за появление серой шерсти, ген а — черной, I — не влияет на проявление признака, i — ген эпистатичный, который подавляет гены.

А и а и отвечает за белую окраску (мыши-альбиносы). Пропорция такова: серая окраска — 9/16, черная — 3/16, белая — 4/16. Расщепление по фенотипу 9:3:4.

1. При кумулятивном действии генов сила проявления признака зависит от суммы их действий — чем выше количество доминантных аллелей, тем ярче выражен признак. Кумулятивная полимерия наблюдается при наследовании, например, цвета кожи человеком. Количество в коже меланина определяют три неаллельных гена: А1, А2, А3.

2. При некумулятивном действии не важно количество доминантных аллелей — даже при наличии одного из доминантных аллелей признак проявится. Такая полимерия наблюдается, например, у растения пастушья сумка в наследовании формы плодов: треугольные плоды — 15/16, овальные — 1/16.

Плейотропией называют зависимость проявления нескольких фенотипических признаков от действия одного гена. Здесь властвует биохимия — белок (фермент), контролируемый определенным геном, задает развитие некоего признака и одновременно воздействует на вторичные реакции биосинтеза нескольких прочих признаков.

Еще Грегором Менделем было замечено, что растения гороха с темно-красными цветками дополнительно всегда имели выраженные розовые пятна в пазухах листьев и к тому же серую семенную кожуру. А у дрозофил, например, белоглазие связано с низкой плодовитостью и короткой продолжительностью жизни. Выходит, один наследственный фактор (ген) влиял на все эти признаки. Механизмы плейотропии изучали Томас Морган, Сергей Четвериков, Николай Вавилов. Плейотропия распространена повсеместно, вероятно, плейотропный эффект присущ большинству генов. Она бывает первичная и вторичная.

При первичной плейотропии ген проявляет множественное действие одновременно. Пример такой работы гена — синдром Марфана, при котором наблюдается очень высокий рост, тонкие и чересчур длинные конечности и пальцы, искривление грудины, плоскостопие, аневризма аорты, смещение хрусталика и другие патологии. Причина синдрома Марфана в доминантной мутации гена, который одновременно отвечает за рост человека, длину пальцев, местоположение и форму хрусталика и пр.

Читайте также:

  
• Природные условия черниговского княжества кратко
  
• Развитие психологической мысли в россии кратко
  
• Управление качеством образования в доу в современных условиях
  
• Психологические особенности учащихся основной школы
  
• Джон кеннеди внутренняя и внешняя политика кратко