Независимое комбинирование неаллельных генов и его цитологические основы — АНТИ-РАК

Цитологические основы законов Г. Менделя

Независимое комбинирование неаллельных генов и его цитологические основы — АНТИ-РАК

Грегор Мендель для своих исследований избрал горох. Это растение довольно неприхотливо, быстро вегетирует и дает большое количество семян. Последнее обстоятельство очень важное для увеличения процента достоверности при статистической обработке.

Во времена Менделя еще ничего не было известно о генах. Механизм переноса наследственной информации оставался неизученным. Поэтому гениальные догадки Грегора Менделя не находили рационального подтверждения и объяснения. А в опытах с другими организмами Мендель не получил ожидаемого результата. Но он предложил закон (вернее, сначала он выдвинул гипотезу) чистоты гамет.

Замечание 1

Этот закон утверждает, что у гибридного (гетерозиготного) организма гаметы «чистые». Это означает, что каждая из гамет не может одновременно нести два аллельных гена. А несет лишь один из определенной совокупности.

Цитологические основы законов Менделя

Как сейчас известно, соматические клетки имеют, как правило, диплоидный (двойной) набор хромосом. Это означает, что аллельные гены – парные. Это могут быть две доминантные аллели (гомозигота по доминантному признаку), доминантная и рецессивная (гетерозигота) или две рецессивные (гомозигота по рецессивному признаку).

Во время мейоза, когда образуются половые клетки (гаметы), в каждую из них попадает лишь одна из пары хромосом – один аллельный ген из каждой пары. Гомозиготная особь может дать только один сорт гамет – с доминантным или рецессивным признаком.

А гетерозигота дает два сорта гамет в равных количествах – $50$% гамет с доминантным признаком, $50$% – с рецессивным.

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Первый закон Менделя с точки зрения цитологии

В генетике принято доминирующий признак обозначать большой буквой латинского алфавита, а рецессивную – маленькой. Итак, вернемся к рассмотрению генетических и цитологических основ первого закона Менделя.

Для своих опытов ученый выбрал чистые линии растений с различной окраской семян. Потомство чистых линий – это гомозиготные организмы. Значит мы можем обозначить набор необходимых нам признаков в соматических клетках растения как «АА» и «аа».

В ходе формирования половых клеток, каждое растение образует гаметы, несущие признаки, кторые мы обозначили как «А» или «а». При оплодотворении (слиянии гамет) образуется зигота с сочетанием аллелей «Аа». Это означает, что все гибриды первого поколения – гетерозиготы.

Доминантная аллель проявляется в фенотипе, а рецессивная – нет. Поэтому все гибриды первого поколения будут иметь одинаковую окраску семян.

Цитологические основы второго закона Менделя

При дальнейшем развитии гибридов первого поколения с набором аллелей «Аа» образуются половые клетки, половина из которых несет аллель «А». а другая половина – «а».

При дальнейшем скрещивании, могут обьразовываться зиготы со следующими комбинациями аллелей: «АА», «Аа» и «аа». Количество зигот с набором «Аа» (гетерозигот) будет равно количеству гмозигот вместе взятых.

Тоесть пропорция будет выглядеть так:

$1«АА» : 2«Аа» : 1«аа».$

Так как гетерозигота будет проявлять доминирующий признак, то в фенотипе такое расщепление признаков будет проявляться в соотношении $3 : 1$ (три доминирующих признака и один – рецессивный).

При неполном доминировании геторозиготные особи будут иметь промежуточные признаки. Тогда фенотипическое расщепление будет соответствовать пропорции расщепления по генотипу.

Цитологические основы третьего закона Менделя

Аналогичным образом объясняется и принцип действия третьего закона Менделя. Если признаки кодируются генами, содержащимися в разных хромосомах, то они распределяются независимо один от другого.

Гомозизоты по доминантным признакам для дигибридного скрещивания (по двум признакам) можно обозначить так: «ААВВ».

Гомозигота с рецессивными признаками обозначается «ааbb».

При получении гибридов первого поколения ($F1$), все они будут иметь генотип «АаВb», а в фенотипе – все будут иметь оба доминирующих признака, подтверждая первый закон Менделя.

Гибриды первого поколения дают такую комбинацию генов в гаметах: «АВ», «Аb», «аВ» и «аb». При получении гибридов второго поколения ($F2$), происходит расщепление и комбинирование признаков. Мы получаем такие генотипы: «ААВВ», $2$«ААВb», «ААbb», $2$«АаВВ», $4$«АаВb», $2$«Ааbb», «ааВВ»,$ 2$«ааВb» и «ааbb».

При кажущейся хаотичности это расщепление строго упорядоченное. Если рассматривать каждый признак в отдельности, то получим точное соответствие второму закону Менделя. Поэтому третий закон гласит о независимом комбинировании признаков. По сути – это два моногибридных скрещивания.

Источник: https://spravochnick.ru/biologiya/genetika_kak_nauka/citologicheskie_osnovy_zakonov_g_mendelya/

Взаимодействие аллельных и неаллельных генов. урок. Биология 9 Класс

Независимое комбинирование неаллельных генов и его цитологические основы — АНТИ-РАК

Основные закономерности наследования впервые были разработаны Грегором Менделем. Любой организм обладает многими наследственными признаками. Наследование каждого из них Г. Мендель предложил изучать независимо от того, что наследуется другими.

Доказав возможность наследования одного признака независимо от других, он тем самым показал, что наследственность делима и генотип состоит из отдельных единиц, определяющих отдельные признаки и относительно независимых друг от друга.

 Выяснилось, что, во-первых, один и тот же ген может оказывать влияние на несколько различных признаков и, во-вторых, гены взаимодействуют друг с другом. Это открытие стало 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 воздействия всего генотипа. Современные представления о взаимодействии генов представлены на Рис. 1.

Рис. 1. Схема взаимодействия генов (Источник)

Аллельные гены – гены, определяющие развитие одного и того же признака и расположенные в идентичных участках гомологичных хромосом.

При полном доминировании доминантный ген полностью подавляет проявление рецессивного гена.

Неполное доминирование носит промежуточный характер. При этой форме взаимодействия генов все гомозиготы и гетерозиготы сильно отличаются друг от друга по фенотипу.

Кодоминирование – явление, при котором у гетерозигот проявляются оба родительских признака, то есть доминантный ген в полной мере не подавляет действие рецессивного признака.

Примером может служить окрас шерсти коров шортгорнской породы, доминантная окраска – красная, рецессивная – белая, а гетерозигот имеет чалую окраску – часть волосков красного и часть волосков белого цветов (Рис. 2).

Рис. 2. Окрас шерсти коров шортгорнской породы (Источник)

Это пример взаимодействия двух генов.

Известны и другие формы взаимодействия, когда вступают во взаимодействие три и более гена – такой тип взаимодействия носит название множественный аллелизм. За проявление таких признаков отвечают несколько генов, два из которых могут находиться в соответствующих локусах хромосом.

Наследование групп крови у человека – пример множественного аллелизма. Группа крови у человека контролируется аутосомным геном, его локус обозначается I, три его аллели обозначаются А, В, 0. А и В – кодоминантны, О – рецессивен по отношению к обоим.

Зная, что из трех аллелей в генотипе может быть только две, мы можем предположить, что сочетания могут быть соответствующими четырем группам крови (Рис. 3).

Рис. 3. Группы крови человека (Источник)

Для закрепления материала решите следующую задачу.

Определите, какие группы крови могут быть у ребенка, родившегося от брака между мужчиной, имеющим первую группу крови – I(0) и женщины, имеющей четвертую группу крови – IV(AB).

Неаллельные гены – это гены, расположенные в различных участках хромосом и кодирующие неодинаковые белки. Неаллельные гены могут взаимодействовать между собой.

Во всех случаях взаимодействия генов менделевские закономерности строго соблюдаются, при этом либо один ген обуславливает развитие нескольких признаков, либо, наоборот, один признак проявляется под действием совокупности нескольких генов.

Взаимодействие неаллельных генов проявляется в четырех основных формах: эпистаз, комплементарность, полимерия и плейотропия.

Комплементарность – тип взаимодействия генов, при котором признак может проявляться в случае нахождения двух или более генов в генотипе.

Так, в образовании хлорофилла у ячменя принимают участие два фермента, если они находятся в генотипе  вместе – развивается зеленая окраска хлорофилл, если находится только один ген – растение будет иметь желтую окраску.

В случае отсутствия обоих генов растение будет иметь белый окрас и будет нежизнеспособно.

Эпистаз – взаимодействие генов, при котором один неаллельный ген подавляет проявления другого неаллельного гена. Примером служит окраска оперения у кур белых леггорнов, которая контролируется двумя группами ген:

доминантный ген – А, отвечает за белый окрас;

рецессивный ген – а, за цветную окраску;

доминантный ген – В, отвечает за черный окрас;

рецессивный ген – в, за коричневый окрас.

При этом белая окраска подавляет проявление черной (Рис. 4).

Рис. 4. Пример эпистаза белых леггорнов (Источник)

При скрещивании дух гетерозигот, белой курицы и белого петуха, мы видим в решетке Пеннета результаты скрещивания: расщепление по фенотипу в соотношении

12 белых цыплят : 3 черных цыпленка : 1 коричневый цыпленок.

Полимерия – явление, при котором развитие признаков контролируется несколькими неаллельными генами, располагающимися в разных хромосомах.

Чем больше доминантных аллелей данного гена, тем больше выраженность данного признака. Примером полимерии является наследование цвета кожи у человека. За окраску цвета кожи у человека отвечает две пары генов:

если все четыре аллели этих генов будут доминантны, то проявится негроидный тип окраски кожи;

если один их генов будет рецессивный – окраска кожи будет темного мулата;

если две аллели будут рецессивными – окраска будет соответствовать среднему мулату; если будет оставаться только одна доминантная аллель – окраска будет светлого мулата; если рецессивны все четыре аллели – окраска будет соответствовать европеоидному типу кожи (Рис. 5).

Рис. 5. Полимерия, наследование цвета кожи человеком (Источник)

Для закрепления материала решите задачу.

Сын белой женщины и чернокожего мужчины женился на белокожей женщине. Может ли сын, рожденный от такого брака, оказаться темнее своего отца?

Плейотропия – взаимодействие, при котором один ген контролирует развитие нескольких признаков, то есть один ген отвечает за формирование фермента, который влияет не только на свою реакцию, но и оказывает влияние на вторичные реакции биосинтеза.

Примером может являться синдром Марфана (Рис. 6), который вызывается мутантным геном, приводящим к нарушению развития соединительной ткани.

Рис. 6. Синдром Марфана (Источник)

Такое нарушение приводит к тому, что у человека формируются вывих хрусталика глаза, пороки клапана сердца, длинные и тонкие пальцы, пороки развития сосудов и частые вывихи суставов.

Сегодня мы узнали, что генотип – это не простая совокупность генов, а система сложного взаимодействия между ними. Формирование признака есть результат совместного действия нескольких генов.

Список литературы

  1. Мамонтов С.Г., Захаров В.Б., Агафонова И.Б., Сонин Н.И. Биология. Общие закономерности. – Дрофа, 2009.
  2. Пономарева И.Н., Корнилова О.А., Чернова Н.М. Основы общей биологии. 9 класс: Учебник для учащихся 9 класса общеобразовательных учреждений/Под ред. проф. И.Н. Пономаревой. – 2-е изд., перераб. – М.: Вентана-Граф, 2005.
  3. Пасечник В.В., Каменский А.А., Криксунов Е.А. Биология. Введение в общую биологию и экологию: Учебник для 9 класса, 3-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2002.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

Домашнее задание

  1. Дать определение аллельным генам, назвать их формы взаимодействия.
  2. Дать определение неаллельным генам, назвать их формы взаимодействия.
  3. Решить задачи, предложенные к теме.

Источник: https://interneturok.ru/lesson/biology/9-klass/osnovy-genetiki-i-selekcii/vzaimodeystvie-allelnyh-i-neallelnyh-genov

9. Третий закон г. Менделя. Цитологические основы независимого комбинирования генов, признаков

Независимое комбинирование неаллельных генов и его цитологические основы — АНТИ-РАК

Дигибридноескрещивание– скрещивание, при котором родительскиеособи отличаются по 2 парам альтернативныхпризнаков. Для дигибридного скрещиванияМендель брал гомозиготные растениягороха, отличающиеся по окраске семян(желтые и зеленые) и форме семян (гладкиеи морщинистые).

Желтая окраска (А) игладкая форма (В) семян — доминантныепризнаки, зеленая окраска (а) и морщинистаяформа (b) — рецессивные признаки.

Скрещиваярастение с желтыми и гладкими семенамис растением с зелеными и морщинистымисеменами, Мендель получил единообразноегибридное поколение F1 с желтыми игладкими семенами.

От самоопыления15-ти гибридов первого поколения былополучено 556 семян, из них 315 желтыхгладких, 101 желтое морщинистое, 108 зеленыхгладких и 32 зеленых морщинистых(расщепление 9:3:3:1). Анализ расщепленияпо фенотипу: по окраске семян: желтых —¾; зеленых — ¼ (3: 1); по форме семян: гладкие— ¾; морщинистые — ¼. (3: 1).

Третийзакон Менделя– закон независимого наследования(комбинирования) признаков: каждаяпара аллельных генов (и альтернативныхпризнаков, контролируемых ими) наследуетсянезависимо друг от друга. Условие3 закона Менделя: нахождение разных паргенов в различных парах гомологичныххромосом.

Цитологическиеосновы третьего закона Менделя:

ПустьА — ген, обусловливающий развитие желтойокраски семян, а — зеленой окраски, В —гладкая форма семени, b — морщинистая.Скрещиваются гибриды первого поколения,имеющие генотип АаВb.

При образованиигамет из каждой пары аллельных генов вгамету попадает только один, при этомв результате случайного расхожденияхромосом в первом делении мейоза ген Аможет попасть в одну гамету с геном Вили с геном b, а ген а — с геном В или сгеном b. Таким образом, каждый организмобразует четыре сорта гамет в одинаковомколичестве (по 25%): АВ, Ab, aB, ab.

Во времяоплодотворения каждый из четырех типовсперматозоидов может оплодотворитьлюбую из четырех типов яйцеклеток. Врезультате оплодотворения возможнопоявление девяти генотипических классов,которые дадут четыре фенотипическихкласса. Таким образом:

1)Образование дигетерозиготной АаВв 4-хтипов гамет по 25% каждого, что обуславливаетсяповедением гомологических хромосом вмейозе, тем что разные пары гомологическиххромосом ведут независимо себя друг отдруга.

2)Равновероятное сочетание гамет приоплодотворении на 16 классов

10.Тригибридное скрещивание. Формулы,характеризующие расцепление приполигибридных скрещиваниях

Тригибридноескрещивание –скрещивание, при котором родительскиеособи отличаются по 3 парам альтернативныхпризнаков, при котором расщеплениебудет равно 27: 9: 9: 9: 3: 3: 3: 1.

Действительно,в одном из опытов Менделя в анализирующемскрещивании были получены следующиесоотношения: 31 круглых желтых (АаВЬ), 26круглых зеленых (Aabb), 27 морщинистыхжелтых (ааВЪ), 26 морщинистых зеленых(aabb).

Рассуждаяаналогично, можно представить расщеплениепри тригибридном скрещивании, т. е.

когдародители различаются по аллелям трехгенов, а в F2образуются тригетерозиготы, притетрагибридном скрещивании и так далеев любом полигибридном скрещивании.

Соотношения генотипических и фенотипическихклассов в F2полигибридных скрещиваний, а такжечисло типов гамет у гибридов F2определяются простыми формулами

Полигибридноескрещивание –скрещивание, при котором родительскиеособи отличаются по многим (3 и более)парам альтернативных признаков

11.Типы взаимодействия неаллельных генов.Расщепление по фенотипу при различныхтипах взаимодействий генов

Фенотипорганизма формируется под влияниембольшого количества генов, а также врезультате их взаимодействия. Всемногообразие межгенных взаимодействийможно разделить на две группы:взаимодействие аллельных и неаллельныхгенов.

Аллельныегенынаходятся в идентичных локусахгомологичных хромосом, и взаимодействиемежду ними проявляется в форме полного,неполного доминирования и кодоминирования.

Неаллельныегенылокализованы в разных парах гомологичныххромосом или в одной паре гомологичныххромосом, но в разных ее локусах. Выделяюттри основных типа взаимодействиянеаллельных генов.

1.Комплементарность– тип неаллельного взаимодействиягенов, при котором сочетание в генотипедоминантных аллелей обоих геновобуславливает появление нового признака.Расщепление в F2пофенотипу может быть разнообразным: 9:7,9:6:1, 9:3:3:1, 9:3:4.

2.Эпистаз– тип неаллельного взаимодействиягенов, при котором ген одной аллельнойпары подавляет действие генов другойпары.

Гены, подавляющие проявлениедругих генов, называются супрессорами,а подавляемые гены – гипостатичными.Выделяют два типа эпистаза: доминантныйи рецессивный.

При доминантном эпистазе– супрессииингибирующеедействие оказывает доминантный аллель.Расщепление в F2пофенотипу может быть разнообразным:13:3, 12:3:1.

Прирецессивном эпистазе – криптомериирецессивная гомозигота одного генаподавляет действие другого доминантногогена. Расщепление в F2пофенотипу может быть разнообразным:9:3:4.

3. Полимерия– это тип неаллельного взаимодействиягенов, при котором несколько парнеаллельных генов влияют на формированиеодного признака, вызывая сходныеизменения. В случае кумулятивнойполимерии(сложной)степень проявления признака зависитот числа доминантных аллелей в генотипе.

Так наследуется, например, длина початкау кукурузы или пигментация кожи человека.При некумулятивнойполимерии(простой),наличие в генотипе хотя бы одногодоминантного аллеля полимерных геновопределяет проявление доминантногопризнака. При полимерном типе наследованиявозможно проявление трансгрессий.

Трансгрессия – форма, у которой степеньпроявления признака больше, чем уродительских форм. Трансгрессии могутбыть положительными и отрицательными.

12.Генотип как целостная, историческисложившаяся система аллельных инеаллельных генных взаимодействий.Влияние факторов внешней среды нареализацию генотипа. Пенетрантность иэкспрессивность. Норма реакции.Плейотропный эффект гена

Генотип— это совокупность генов данногоорганизма. Генотип как единая функциональнаясистема организма сложился в процессеэволюции. Признаком системности генотипаявляется взаимодействие генов –аллельное и неаллельное.Наследуетсяне признак как таковой, а способностьгенотипа давать какой-нибудь признакв результате взаимодействия с условиямисреды.

Генотип реагирует на воздействиефакторов внешней среды в определенномдиапазоне. Поэтому каждый признак имеетнесколько вариантов, несколькомодификаций. Нормареакции– это диапазон модификационнойизменчивости, пределы модификационнойизменчивости.

Фактически норма реакции— это размах, спектр модификаций, которыйможет произвести генотип под влияниемвнешних условий. Нормареакции генотипа— это пределы колебаний данного факторасреды, в которых возможна реализациягенетической программы по данномупризнаку в виде какого-либо признака.

Рассматривая действие гена, его аллелей,необходимо учитывать не только генныевзаимодействия и действие генов-модификаторов,но и модифицирующее действие среды, вкоторой развивается организм. Известно,что у примулы окраска цветка розовая(Р-) — белая (рр) наследуется по моногибриднойсхеме, если растения развиваются винтервале температур 15-25°С.

Если жерастения F2вырастить при температуре 30-35°С, то всецветки у них оказываются белыми. Наконец,при выращивании растений F2в условиях температуры, колеблющейсяоколо 30°С, можно получить разнообразныесоотношения.

Пенетрантностьгена– это доля особей, у которых проявляетсяожидаемый фенотип.

Экспрессивность–это степень выраженности фенотипа.Многие гены имеют полную пенетрантностьи экспрессивность. В опытах Менделя всегорошины, несущие доминантный аллельопределяющий желтую окраску были желтымикак в гомозиготном так и в гетерозиготномсостоянии), а все горошины гомозиготныепо аллелю определяющего зеленую окраску- зелеными.

Все люди генотипа IАIАили IАiимеют группу крови А, люди генотипа IВIВили IВiгруппу крови В, а генотип IАIВопределяет группу крови АВ. Примеромнеполной пенетрантности и экспрессивностиможет служить проявление доминантногогена, вызывающего хорею Гентингтона учеловека.

Люди несущие этот доминантныйген, заболевают в различном возрасте,некоторые из них остаются здоровыми втечении почти всей жизни. Данный генимеет неполную пенетрантность поскольку,известно что, у некоторых носителей онтак и не проявляется и не заболевают.Этот ген имеет варьирующую экспрессивность:его носители заболевают в различномвозрасте, т.е. он оказывает на их жизньразличное влияние.

На пенетрантностьи экспрессивность гена также могутоказывать влияние другие гены даннойособи, что выражено в случаегенов-модификаторов и эпистатическихгенов.

Плейотропия–явление, которое заключается в том, чтоодин ген оказывает влияние на несколькопризнаков. Например, влияние плейотропногогенаокраски меха у лисиц на жизнеспособностьпотомства. Ген платиновой окраскиявляется доминантным по отношению ксеребристо-черной.

Однако в гомозиготномсостоянии он приводит к гибели зародышей(АА) на ранних стадиях. Выживают толькоплатиновые лисицы, гетерозиготные поэтому гену. По этой же схеме наследуетсяналичие (аа) и отсутствие (Аа) чешуи узеркального карпа, серая (Аа) и черная(аа) окраска шерсти каракулевых овец.

Учеловека известен доминантный ген,определяющий признак «паучьи пальцы»(синдром Марфана). Одновременно этот жеген определяет аномалию хрусталикаглаза и порок сердца.

Источник: https://studfile.net/preview/8079693/page:6/

Ди- и полигибридное скрещивание. Независимое комбинирование неаллельных генов. Цитологические и статистические основы дигибридного скрещивания

Независимое комбинирование неаллельных генов и его цитологические основы — АНТИ-РАК

При полигибридном скрещивании родительский организм анализируется по нескольким признакам.

Примером полигибридного скрещивания может служить дигибридное, при котором у родительских организмов принимаются во внимания отличия по двум парам признаков.

Первое поколение гибридов в этом случае оказывается однородным, проявляются только доминантные признаки, причем доминирование не зависит от того, как признаки были распределены между родителями.

Изучая расщепление при дигибридном скрещивании, Мендель обнаружил, что признаки наследуются независимо друг от друга.

Эта закономерность, известная как правило независимого комбинирования признаков: при скрещивании гомозиготных особей, отличающихся двумя (или более) парами альтернативных признаков, во втором поколении (F2) наблюдается независимое наследование и комбинирование признаков, если гены, определяющие их расположены в различных гомологичных хромосомах.

Цитологические основы дигибридного скрещивания. Как известно, в профазе 1 мейоза гомологичные хромосомы конъюгируют, а в анафазе одна из гомологичных хромосом отходит к одному полюсу клетки, а другая — к другому.

При расхождении к разным полюсам негомологичные хромосомы комбинируются свободно и независимо друг от друга.

При оплодотворении в зиготе восстанавливается диплоидный набор хромосом и гомологичные хромосомы, оказавшиеся в процессе мейоза в разных половых клетках родителей, соединяются вновь.

25. Взаимодействие аллелей в детерминации признаков: полное и неполное доминирование, кодоминирование, сверхдоминирование. Множественные аллели. Наследование групп крови.

При полном доминировании фенотип гетерозиготы не отличается от фенотипа доминантнойгомозиготы. Видимо, в чистом виде полное доминирование встречается крайне редко или не встречается вовсе.

Например, люди, гетерозиготные по гену гемофилии А (сцепленный с Х-хромосомой рецессивный ген), имеют половинное количество нормального фактора свертывания по сравнению с гомозиготными по нормальному аллелю людьми, и активность фактора свертывания VIII у них в среднем вдвое ниже, чем у здоровых людей.

В то же время у здоровых людей активность этого фактора варьирует от 40 до 300 % по сравнению со средней для популяции. Поэтому наблюдается значительное перекрывание признаков у здоровых и носителей-гетерозигот.

При фенилкетонурии (аутосомно-рецессивный признак) гетерозиготы обычно считаются здоровыми, однако активность печёночного фермента фенилаланин-4-гидроксилазы у них вдвое ниже нормы, а содержание фенилаланина в клетках повышено, что, по некоторым данным, приводит к снижению IQ и повышенному риску развития некоторых психотических расстройств.

При неполном доминировании гетерозиготы имеют фенотип, промежуточный между фенотипами доминантной и рецессивной гомозиготы. Например, при скрещивании чистых линий львиного зева и многих других видов цветковых растений с пурпурными и белыми цветками особи первого поколения имеют розовые цветки.

При скрещивании чистых линий андалузских кур чёрной и белой окраски в первом поколении рождаются куры серой окраски.

На молекулярном уровне самым простым объяснением неполного доминирования может быть как раз двукратное снижение активности фермента или другого белка (если доминантный аллель дает функциональный белок, а рецессивный — дефектный).

Например, за белую окраску может отвечать дефектный аллель, который дает неактивный фермент, а за красную — нормальный аллель, который дает фермент, производящий красный пигмент. При половинной активности этого фермента у гетерозигот количество красного пигмента снижается вдвое, и окраска розовая. Могут существовать и другие механизмы неполного доминирования.

При неполном доминировании во втором поколении моногибридного скрещивания наблюдается одинаковое расщепление по генотипу и фенотипу в соотношении 1:2:1.

При кодоминировании, в отличие от неполного доминирования, у гетерозигот признаки, за которые отвечает каждый из аллелей, проявляются одновременно (смешанно). Типичный пример кодоминирования — наследование групп крови системы АВ0 у человека.

Всё потомство людей с генотипами АА (вторая группа) и ВВ (третья группа) будет иметь генотип АВ (четвертая группа). Их фенотип не является промежуточным между фенотипами родителей, так как на поверхности эритроцитов присутствуют оба агглютиногена (А и В).

При кодоминировании назвать один из аллелей доминантным, а другой — рецессивным нельзя, эти понятия теряют смысл: оба аллеля в равной степени влияют на фенотип.

На уровне РНК и белковых продуктов генов, видимо, подавляющее большинство случаев аллельных взаимодействий генов — это кодоминирование, ведь каждый из двух аллелей у гетерозигот обычно кодирует РНК и/или белковый продукт, и оба белка или РНК присутствуют в организме.

Сверхдоминирование — это явление преимущества класса гетерозигот по сравнению с возможными, для данного гена и аллелей, классами гомозигот. 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.

Мутантный аллель защищает организм от заболевания малярией. Гомозиготы по нормальномуаллелю могут заболеть малярией и погибнуть, гомозиготы по мутантномуаллелю – с высокой вероятностью гибнут от анемии.

Гетрозиготы по этому гену не болеют серповидновлеточной анемией и устойчивы к малярии.

Преимущество гетерозигот так же показано по многим генам и у многих организмов. Для Drosophilamelanogaster показаны эффекты сверхдоминирования по гену алкогольдегидрогеназы в лабораторных популяциях.

В ряде случаев аллель гена, с которым связано сверхдоминирование является рецессивно летальным, и поддерживается в популяции за счёт преимущества гетерозигот. К таким случаям относится например система летальных аллелей гена lethalgiantlarvae. Гетерозиготы, имеющие нормальный и мутантный вариант этого гена, в ряде случаев, характеризуются повышенной жизнеспособностью.

Множественный аллелизм — это существование в популяции более двух аллелей данного гена. В популяции оказываются не два аллельных гена, а несколько. Возникают в результате разных мутаций одного локуса. Гены множественных аллелей взаимодействуют между собой различным образом.

В популяциях как гаплоидных, так и диплоидных организмов обычно существует множество аллелей, для каждого гена. Это следует из сложной структуры гена — замена любого из нуклеотидов или иные мутации приводят к появлению новых аллелей.

Видимо, лишь в очень редких случаях любая мутация столь сильно влияет на работу гена, а ген оказывается столь важным, что все его мутации приводят к гибели носителей.

Так, для хорошо изученных у человека глобиновых генов известно несколько сотен аллелей, лишь около десятка из них приводит к серьёзным патологиям.

Наследование групп крови по законам Менделя:

  • По законам Менделя, у родителей с I группой крови, будут рождаться дети, у которых отсутствуют антигены А- и В-типа.
  • У супругов с I и II – дети с соответствующими группами крови. Та же ситуация характерна для I и III групп.
  • Люди с IV группой могут иметь детей с любой группой крови, за исключением I, вне зависимости от того, антигены какого типа присутствуют у их партнера.
  • Наиболее непредсказуемо наследование ребенком группы крови при союзе обладателей со II и III группами. Их дети могут иметь любую из четырех групп крови с одинаковой вероятностью.
  • Исключением из правил является так называемый «бомбейский феномен». У некоторых людей в фенотипе присутствуют А и В антигены, но не проявляются фенотипически. Правда, такое встречается крайне редко и в основном у индусов, за что и получило свое название.

26. Взаимодействие неаллельных генов: эпистаз, комплементарность, полимерия.

Неалле́льныеге́ны — это гены, расположенные в различных участках хромосом и кодирующие неодинаковые белки. Неаллельные гены также могут взаимодействовать между со­бой.

При этом либо один ген обусловливает развитие нескольких признаков, либо, наоборот, один признак проявляется под действием совокупности нескольких генов. Выделяют три формы и взаимодействия неаллельных генов:

1. комплементарность;

2. эпистаз;

3. полимерия.

Комплемента́рное (дополнительное) действие генов — это вид взаимодействия неаллельныхгенов, доминантные аллели кото­рых при совместном сочетании в генотипе обусловливают новое фенотипическое проявление признаков.

При этом расщепление гибридов F2 по фенотипу может происходить в соотношениях 9:6:1, 9:3:4, 9:7, иногда 9:3:3:1. Примером комплементарности является наследование формы плода тыквы. Наличие в генотипе доминантных генов А или В обу­словливает сферическую форму плодов, а рецессивных — удли­нённую.

При наличии в генотипе одновременно доминантных ге­нов А и В форма плода будет дисковидной.

При скрещивании чистых линий с сортами, имеющими сферическую форму плодов, в первом гибридном поколении F1 все плоды будут иметь дисковидную форму, а в поколении F2 произойдёт расщепление по фе­нотипу: из каждых 16 растений 9 будут иметь дисковидные пло­ды, 6 — сферические и 1 — удлинённые.

Эписта́з — взаимодействие неаллельных генов, при котором один из них подавляется другим. Подавляющий ген называется эпистатичным, подавляемый — гипостатичным. Если эпистатичный ген не имеет собственного фенотипического проявления, то он называется ингибитором и обозначается буквой I. Эпистатическое взаимодействие неаллельных генов может быть доминантным и рецессивным.

При доминантном эпистазе проявление гипостатичного гена (В, b) подавляется доминантным эпистатичным геном (I> В, b). Расщепление по фенотипу при доминантном эпистазе может происходить в соотношении 12:3:1, 13:3, 7:6:3. Рецессивный эпистаз — это подавление рецессивным аллелемэпистатичного гена аллелей гипостатичного гена (i> В, b).

Расщепление по фенотипу может идти в соотношении 9:3:4, 9:7, 13:3.

Полимери́я — взаимодействие неаллельных множественных генов, однозначно влияющих на развитие одного и того же при­знака; степень проявления признака зависит от количества генов. Полимерные гены обозначаются одинаковыми буквами, а аллели одного локуса имеют одинаковый нижний индекс.

Полимерное взаимодействие неаллельных генов может быть кумулятивным и некумулятивным. При кумулятивной (накопи­тельной) полимерии степень проявления признака зависит от суммирующего действия генов. Чем больше доминантных алле­лей генов, тем сильнее выражен тот или иной признак. Расщепле­ние F2 но фенотипу происходит в соотношении 1:4:6:4:1.

При некумулятивной полимерии признак проявляется при наличии хотя бы одного из доминантных аллелей полимерных генов. Количество доминантных аллелей не влияет на степень выраженности признака. Расщепление по фенотипу происходит в соотношении 15:1.

Пример: цвет кожи у людей, который зависит от четырёх генов.

Источник: https://studopedia.org/8-119998.html

Консультация доктора
Добавить комментарий