Interakcija nealelnih gena: vrste i forme

Prijenos karakteristika iz generacije u generaciju posljedica je interakcije između različitih gena. Što je gen i koje su vrste interakcije između njih?

Što je gen?

Pod genom u ovom trenutku, značijedinicu prijenosa nasljednih informacija. Geni se nalaze u DNK i oblikuju njegove strukturne regije. Svaki je gen odgovoran za sintezu određene molekule bjelančevina, koja određuje očitovanje određene osobine kod ljudi.

Svaki gen ima nekoliko podvrsta ili alela,koji uzrokuju različite simptome (na primjer, smeđa boja oka uzrokuje dominantni alel gena, a plava boja je recesivni znak). Alleli se nalaze na istim područjima homolognih kromosoma, a prijenos određenog kromosoma uzrokuje manifestiranje određene osobine.

Svi geni međusobno djeluju. Postoji nekoliko vrsta njihove interakcije - alela i nealelika. Prema tome, izdvojena je interakcija alela i nealelnih gena. Koje su različite i kako se očituju?

Povijest otkrića

Prije nego što su otkrivene vrste interakcijenealelijski geni, smatralo se da je moguće samo cjelovita dominacija (ako postoji dominantni gen, onda će se simptom manifestirati, ali ako ne, tada neće biti znaka). Dominantnost doktrine alelne interakcije, koja je dugo bila glavna dogma genetike. Dominacija je temeljito istražena, a otkrivene su njegove vrste, kao što su potpuna i nepotpuna dominacija, kodominacija i nadređeni položaj.

Sva su ta načela bila podvrgnuta prvome Mendelovom zakonu, koji se odnosio na ujednačenost hibrida prve generacije.

S daljnjim promatranjem i istragom,Primijetili smo da nisu svi znakovi prilagođeni teoriji dominacije. S dubljom studijom dokazano je da ne samo da isti geni utječu na manifestaciju svojstva ili skupine svojstava. Tako su otkriveni oblici interakcije nealelnih gena.

Reakcije između gena

Kao što je rečeno, doktrina je prevladala dugo vremenao dominantnoj baštini. U ovom slučaju, postojala je alelna interakcija, u kojoj se simptom očitovao samo u heterozigotnom stanju. Nakon što su otkriveni razni oblici interakcije nealelnih gena, znanstvenici su mogli objasniti ranije neobjašnjive vrste nasljeđa i dobiti odgovore na mnoga pitanja.

Utvrđeno je da je regulacija gena izravnoovisi o enzimima. Ovi enzimi dopuštaju da geni različito reagiraju. Interakcija alelnih i nealelnih gena nastavljena je prema istim načelima i shemama. To je dovelo do zaključka da nasljedstvo ne ovisi o uvjetima u kojima geni međusobno djeluju, a razlog atipičnog prijenosa osobina leži u samim genima.

Nije alelna interakcija jedinstvena, što nam omogućuje dobivanje novih kombinacija karakteristika koje uzrokuju novi stupanj preživljavanja i razvoja organizama.

Nonelelični geni

Nonalelički su oni geni koji su lokalizirani urazličita područja ne-homolognih kromosoma. Funkcija sinteze imaju jednu, ali oni formiraju različite proteine, uzrokujući različite znakove. Takvi geni koji reagiraju jedni s drugima mogu uzrokovati razvoj simptoma u nekoliko kombinacija:

• Jedan znak će biti posljedica interakcije nekoliko, potpuno različitih struktura gena.
• Nekoliko simptoma ovisit će o jednom genu.

Reakcije između tih gena ponešto su složenije nego u slučaju alelne interakcije. Međutim, svaka od ovih vrsta reakcija ima svoje osobine i osobitosti.

Koje su vrste interakcije nealelnih gena?

• Epistaza.
• Polimeri.
• Komplementarnost.
• Djelovanje modificiranja gena.
• Pleiotropska interakcija.

Svaka od ovih vrsta interakcija ima svoje jedinstvene osobine i manifestira se na svoj način.

Potrebno je detaljnije prebivati ​​na svakom od njih.

Epistaza

Ova interakcija nealelnih gena je epistaza- promatrana je u slučaju kada jedan gen potiskuje aktivnost drugog (gena za suzbijanje naziva se epistatički, a potisnuti gen naziva se hipostatički gen).

Reakcija između tih gena može bitidominantan i recesivan. Dominantna epistasis se opaža kada epistatični gen (obično označen slovom I, ako nema vanjsku, fenotipsku manifestaciju) suzbija hipostatični gen (obično se označava kao B ili b). Recesivna epistaza se opaža kada recesivni alel epistatičnog gena inhibira manifestaciju bilo kojeg od alela hiostatika gena.

Razdvajanje fenotipskim svojstvom, ssvaki od tih interakcija, također je različit. Kod dominantne epistase češće se promatra sljedeći obrazac: u drugoj generaciji fenotipi će biti podijeljeni na sljedeće: 13: 3, 7: 6: 3 ili 12: 3: 1. Sve ovisi o tome koji se geni konvergiraju.

S rekurentnom epistasijom, podjela je 9: 3: 4, 9: 7, 13: 3.

komplementarnost

Interakcija nealelnih gena, u kojoj se formira novi fenotip, koji se nije vidio prije, kada se stvara kombinacija dominantnih alela nekoliko znakova i naziva se komplementarnost.

Na primjer, najčešće se ova vrsta reakcije između gena javlja u biljkama (osobito u bundama).

Ako u genotipu biljke postoji dominantni alel A ili B, biljno dobiva kuglasti oblik. Ako je genotip recipročan, oblik fetusa je obično izdužen.

Ako postoje dvijedominantne alele (A i B) bundeva dobiva oblik sličan disku. Ako nastavimo prelaziti (tj. Nastaviti s tim interakcijom nealelskih gena s bundevima čiste linije), tada je u drugoj generaciji moguće dobiti 9 osoba s diskoidnim oblikom, 6 - sa sferičnom i jednom bundom izduženog oblika.

Takav prijelaz omogućuje dobivanje novih hibridnih oblika biljaka s jedinstvenim svojstvima.

Kod ljudi, ovaj tip interakcije uzrokuje normalni razvoj sluha (jedan gen je razvoj kokleja, drugi je slušni živac), a u prisutnosti samo jedne dominantne osobine, javlja se gluhoća.

polymerism

Često osnova za očitovanje znaka nije prisutnost dominantnog ili recesivnog alela gena, već njihov broj. Interakcija nealelnih gena - polimera - primjer je takve manifestacije.

Polimerno djelovanje gena može se nastavitiakumulativni (kumulativni) efekt ili bez njega. Kada je stupanj akumulacije simptoma karakterističnih ovisi o ukupnoj interakciji gena (više gena, to je izraženije pokazivanja). Potomstvo s takvim učinkom je podijeljen na sljedeći način: - 1: 4: 6: 4: 1 (stupanj karakterističnih smanjuje, odnosno u jednom pojedinačnom značajku maksimalno izražena, u drugima je primijetio nestanak do potpunog nestanka).

Ako se ne promatra kumulativni učinak, ondaObilježja znaka ovise o dominantnim alelima. Ako postoji barem jedan takav alel, simptom će se odvijati. S tim ucinkom, cijepanje u potomstvu nastavlja se u omjeru od 15: 1.

Djelovanje modificiranih gena

Interakcija nealelnih gena, kontroliranih djelovanjem modifikatora, relativno je rijetka. Primjer takve interakcije je sljedeći:

• Na primjer, odgovoran je genintenzitet boje. Dominantna država, gen regulira pojavu boje, dok je u formiranju retsissivnogo genotipa tog gena, čak i ako postoje drugi geni koji kontroliraju izravno u boji će se pojaviti „razrjeđivanje boje”, koja se često promatraju u miševa mliječno-bijelu boju.
• Drugi primjer takve reakcije jestpojava opažanja na tijelu životinja. Na primjer, postoji gen F, čija je glavna funkcija uniformnost bojenja vune. Kada se stvori recesivni genotip, vuna će biti nejednako obojena, s izgledom, na primjer, bijelih mrlja na jednom ili drugom području tijela.

Takva interakcija nealelnih gena kod ljudi vrlo je rijetka.

pleiotropy

U ovoj vrsti interakcije, jedan gen regulira manifestaciju ili utječe na stupanj ekspresije drugog gena.

U životinja, pleiotropija se očitovala kako slijedi:

• U miševa je primjer pleiotropijepatuljastog rasta. Zabilježeno je da se prilikom parenja fenotipski normalnih miševa u prvoj generaciji, svi miševi pokazali kao patuljasti. Zaključeno je da je dwarfizam uzrokovan recesivnim genom. Recesivni homozigoti prestali su rasti, a njihovi unutarnji organi i žlijezde bili su nerazvijeni. Ovaj gen patuljastih dojki utjecalo je na razvoj mišića hipofize, što je dovelo do smanjenja sinteze hormona i uzrokovalo sve posljedice.
• Platina boja u lisicama. Pleiotropija je u ovom slučaju manifestirala smrtonosni gen koji je tijekom stvaranja dominantnog homozigota izazvao smrt embrija.
• U ljudi je plejotropna interakcija prikazana na primjeru fenilketonurije, kao i Marfanov sindrom.

Uloga nealelne interakcije

U evolucijskom planu sve gore navedene vrsteinterakcije nealelnih gena igraju važnu ulogu. Nove kombinacije gena uzrokuju pojavu novih znakova i svojstava živih organizama. U nekim slučajevima, ti znakovi pridonose opstanku organizma, au drugima - naprotiv, uzrokuju smrt onih pojedinaca koji će se značajno razlikovati od njihove vrste.

Nemalijska interakcija gena širokokoristi se u uzgoju genetike. Neke vrste živih organizama preživjele su zbog slične rekombinacije gena. Druge vrste stječu svojstva koja su visoko cijenjena u modernom svijetu (na primjer, uzgoj nove pasmine životinja s većom izdržljivošću i fizičkom snagom od roditelja).

U tijeku je rad na korištenju ovih vrsta nasljeđivanja kod ljudi kako bi se uklonili negativni znakovi iz ljudskog genoma i stvorili novi genotip bez genoma.