Взаимодействие аллельных генов ( одной аллельной пары )

· Выделяют пять типов аллельных взаимодействий:

1. Полное доминирование

2. Неполное доминирование

3. Сверхдоминирование

4. Кодоминирование

5. Множественный аллелизм

Полное доминирование - явление, когда один аллель гена полностью подавляет проявление другого аллеля

Неполное доминирование - явление, при котором доминантный ген не полностью подавляет работу рецессивного, что приводит к формированию промежуточного фенотипа у гетерозигот - Аа

Сверхдоминирование - явление, при котором доминантный аллель в гетерозиготном состоянии (Аа) имеет более сильное проявление, чем в гомозиготном (АА)

Кодоминирование - явление проявления у гетерозигот (Аа) признаков и доминантного и рецессивного гена (по признаку кодоминирования у человека наследуется четвёртая группа крови -АВ)

Множественный аллелизм - явление существования в популяции более двух альтернативных аллелей по данному признаку, имеющих различные проявления в фенотипе

Взаимодействие неаллельных генов

· Происходит в случае, если развитие признака признака определяют несколько генов

· Приводит к необычному расщеплению по фенотипу в потомстве дигетерозиготы - 9:3:4; 9:7; 9:6:1; 13:3; 12:3:1; 15:1 (видоизменение общей менделевской формулы 9:3:3:1)

· Все возникающие отклонения касаются только фенотипических классов и не затрагивают генетических основ наследования;

· Возможны случаи взаимодействия двух, трёх и большего числа генов

· Известны четыре основных формы взаимодействия неаллельных генов - эпистаз, полимерия, комплементарность и плейотропия

Эпистаз

Эпистаз - вид взаимодействия неаллельных генов, при котором один ген (ген- супрессор) полностью подавляет действие другого неаллельного гена (гипостатический ген), контролирующщего тот же признак

Эпистатический ген (ген - супрессор, ингибитор) - ген, подавляющий действие другого неаллельного гена

Гипостатичный ген - ген, действие которого подавляется эпистатичеким геном

· Эпистатичкие гены могут быть как доминантными, так и рецессивными, что определяет тип эпистаза

Типы эпистаза

1. Простой доминантный эпистаз (А > В; А > в или В > А; В > а)

· Расщепление по фенотипу в этом случае выражается соотношением 12: 3: 1 или 13: 3

· Примером доминантного эпистаза служит наследование окраски плодов у тыкв, окраски оперения кур

2. Простой рецессивный эпистаз (а > В; а > в или в > А; в > а)

· Расщепление по фенотипу в этом случае выражается соотношением 9: 3: 4

· Примером рецессивного эпистаза служит наследование окраски шерсти у домовых мышей

q У человека эпистаз проявляется в наследовании способности к синтезу некоторых специфичеких белков, развитие некоторых видов ферментопатий (т. е. наследственных болезней, связанных с отсутствием каких-либо ферментов)

 

Комплементарность

Комплементарность - явление взаимодействия нескольких неаллельных доминантных генов, приводящее к возникновению нового признака, отсутствующего у обоих родителей

Комплементарные гены (дополнительные гены) - неаллельные доминаниные гены, при взаимодействии которых возникает новый признак, отсутствующий у обоих родителей

· В присутствии только одного доминантного гена (аллеля) признак не формируется, для его проявления необходимо наличие в генотипе нескольких неаллельных доминантных генов

v Примером такого взаимодействия является наследование окраски венчика у душистого горошка; красный цвет венчика возникает только при действии двух доминантных неаллельных генов одновременно (наличие в генотипе только одного доминантного гена не вызывает синтеза пигмента, поэтому гнотипы -ААвв, Аавв, ааВВ и ааВв - имеют белый цвет венчика

 

Р ♀ Аавв х ♂ ааВВ Р ♀ АаВв х ♂ АаВв

белый белый красный красный

F₁ АаВв - красный цвет венчика F₂ 4: 2: 2: 2: 1 - расщепление по генотипу (менделевское)

9 красных: 7 белых - расщепление по фенотипу

 

q Аналогично наследеутся окраска шерсти у грызунов, у человека комплементарным действием обладают гены пигментации волос; образование противовирусного белка интерферона в клетках млекопитающих связано с комплементарным взаимодействием двух неаллельных генов, локализованных в разных хромосомах; гемоглобин человека содержит четыре полипептидных цепи, каждая из которых кодируется отдельным геном следовательно для синтеза молекулы гемоглобина требуется взаимодействие четырёх неаллельных генов; нормальный слух у человека обусловлен двумя неаллельными доминантными генами, поэтому рецессивные гомозиготы по одному из этих генов - глухие

 

Полимерия

Полимерия - взаимодействие неаллельных генов, при котором развитие одного признака происходит только под действием нескольких неаллельных доминантных генов (полигенное наследование)

Полимерные гены (множественные гены, полигены) - гены из разных аллельных пар, контролирующие развитие одного фенотипического признака

q Признак,фенотипическое проявление которого зависит от взаимодействия нескольких неаллельных доминантных генов называется полигенным

· Полимерные гены могут доминантными и рецессивными и обозначаются одной буквой с цифровым индексом - А₁, А₂, А₃, А₄, а₁, а₂, а₃, а₄ и т. д.

· Чем больше доминантных полимерных генов в генотипе организма, тем сильнее фенотипическое проявление данного признака (полигенного), т. е. их действие суммируется или кумуллируется (кумуллятивная полимерия); отдельные гены самостоятельно не способнывызвать проявление признака

Кумуллятивная полимерия - явление усиления фенотипического выражения признака, вследствие увеличения числа полимерных доминантных генов (дозы генов) и суммации их действия

q Так, при суммирующем действии полимерных генов признак будет более выражен при генотипе А₁А₁А₂А₂, чем при А₁а₁А₂а₂

· Механизм комплементарного действия генов заключается во взаимодействии первичных генных продуктов (белков, ферментов) в цитоплазме

· По типу кумуллятивной полимерии наследуются многие количественные признаки животных, растений и человека -

v У человека цвет кожи (определяется шестью полимерными генами; у негроидной расы преобладают доминантные аллели у европеоидов - рецессивные, мулаты - промежуточную пигментацию и генотип), рост, масса тела, величина артериального давления, телосложение, умственные способности, предрасположенность к болезням: гипертонии, ожирению и т. д.

v Плодовитость, скорость роста у животных, скороспелость, яйценоскость у кур, молочность у крупного рогатого скота, содержание сахаров и витаминов в овощах и плодах, длинна колоса и початка и многие другие хозяйственно ценные признаки

 

· Развитие полигенных признаков очень сильно зависит от условий среды

· Биологическое значение полимерии заключается в придании полигенным признакам большей стабильности, чем кодируемым одним геном; организм без полимерных генов был бы крайне неустойчив: любая мутация или рекомбинация приводила бы к резкой изменчивости, что невыгодно