Взаимодействие неаллельных генов.
Задание № 1
Тема 22. Взаимодействие аллельных и неаллельных генов
Вопросы самоконтроля
1.Когда действуют законы генетики сформулированные Г.Менделем?
2.В каком случае действует закон сцепления?
3.Кем был сформулирован закон сцепления?
4.Является ли сцепление между генами абсолютным?
5.Назовите основные положения хромосомной теории
6.Каково значение хромосомной теории
1.Прочитайте ниже изложенный учебный материал.
2.Проанализируйте таблицы из приложения
3.Ответьте на вопросы самоконтроля.
Генотип– это система взаимодействующих генов. Взаимодействуют друг с другом как аллельные, так и неаллельные гены, расположенные в различных локусах одних и тех же и разных хромосомах.
Аллельные гены вступают в отношения типа доминантности – рецессивности; различают полное и неполное доминирование, кодоминирование, сверхдоминирование, множественные аллели.
Полное доминирование – доминантная аллель полностью скрывает присутствие рецессивной.
Неполное доминирование имеет место проявление промежуточного признака.
Кодоминирование – проявление у гетерозигот признаков, детерминируемых двумя аллелями.
Например, так наследуются группы крови у человека (каждая аллель кодирует определенный белок, а у гетерозигот синтезируются оба.
Сверхдоминирование – доминантный ген в гетерозиготном состоянии имеет более сильное проявление, чем в гомозиготном. Например, у дрозофилы известна рецессивная летальная мутация, гетерозиготы обладают большей жизнеспособностью, чем гомозиготы
Множественные аллели, иногда к числу аллельных могут относится не два, а больше генов. Кроме основных – доминантного и рецессивного – генов, проявляются промежуточные, которые по отношению к доминантному ведет себя как рецессивные, а по отношению к рецессивному – как доминантные.
Типы взаимодействия.
1.Кооперация
2.Комплементарность
3.Эпистаз
4.Полимерия
5.Множественное действие (плеотропия)
Кооперация– появление новообразований при совместном действии двух доминантных неаллельных генов, когда в гомозиготном или гетерозиготном состоянии развивается новый признак отсутствующий у родительских форм.
Комплементарность – такой тип наследования, при котором неаллельные гены взаимно дополняют друг друга.
Пример:
При скрещивании желтых волнистых попугайчиков с голубыми особями все гибриды первого поколения – зеленые. При скрещивании этих зеленых гибридов между собой в их потомстве наблюдается расщепление – 9 частей зеленые: 3 части желтые: части 3 части голубые; 1 часто белые.
Объяснение.
Родительские особи были гомозиготны поскольку все гибриды первого поколения единообразны. Появление нового варианта признака (зеленой окраски) в первом поколении невозможно объяснить неполным доминированием (т.к. во втором поколении есть белые особи).
Можно предположить, что у волнистых попугайчиков наличие желтого пигмента определяется доминантным аллелей А, а наличие голубого пигмента – доминантным аллелем В. При наличии у гибридов первого поколения доминантных аллелей А и В синтезируются и желтый и голубой пигменты, которые совместно дают зеленую окраску. При отсутствии доминантных аллелей у части гибридов второго поколения нет ни желтого, ни голубого пигментов, и оперение становится бесцветным – белым.
P: ♀Ааввв х ♂ааВВ
желтые голубые
F1: ♀АаВв х ♂АаВв
зеленые зеленые
F2: 9А-В- : 3А – вв : 3ааВ- :1аавв
зеленые желтые голубые белые
Эпитаз– такой тип наследования, при котором действие одного гена подавляется действием другого неаллельного гена.
Например, рассмотрим наследование окраски шерсти у кроликов.
Доминантный ген С – обеспечивает синтез черного пигмента.
Рецессивный ген с – пигмент не образует.
Существует другая пара аллелей (А-а) которая воздействует на распределение пигмента, если уже есть.
Доминантный ген А – вызывает неравномерное распределение пигмента по длине волоса пигмент (скапливается у его основания, тогда как кончик волоса оказывается лишенным пигмента (серые кролики). Рецессивный ген (а) не оказывает влияния на распределения пигмента.
P: ♀ССАА х ♂ССаа
серый белый
Gp: CA Ca
F1 ♀СсАа х ♂ СсАа
Серый серый
СF1: СА СА
Са Са
сА сА
са са
| СА | Са | сА | са | |
| СА | ССАА серый | ССАа серый | СсАА серый | СсАа серый |
| Са | ССАа серый | ССаа черный | СсАа серый | Ссаа черный |
| сА | СсАА серый | СсАа серый | СсАА белый | СсАА белый |
| са | СсАа серый | Ссаа черный | СсАа белый | ссаа белый |
F2:
9 С-А- : 3 С – а : 3 с – А - :1 с – а -
серые черный белый белый
Полимерия – тип наследования, при котором на выраженность признака влияет несколько неаллельных генов.
Чем больше в генотипе доминантных генов, обусловливающих какой – либо признак, тем ярче этот признак выражается.
Гены обозначаются сходными символами А1; А2; А3 и т.д.
Например у пшеницы красный цвет зерен определяется двумя генами А1 и А2.
Неаллельные гены обозначены здесь одной буквой А и а, потому что определяют развитие одного признака.
При генотипе А1А1А2А2 – окраска зерен наиболее интенсивная, чем при генотипе а1а1а2а2 (белая).
В зависимости от числа доминантных генов в генотипе можно получить все переходы между интенсивно красной и белой окраской.
Подобным образом наследуются многие признаки, например, цвет кожи при межрасовых браках у человека.
Потомку от смешанных браков негроидов и европеоидов называются мулаты и характеризуются промежуточным цветом кожи.
В потомстве мулатов наблюдается расщепление: 1 часть негроиды: и части темные квартероны: 6 частей мулаты: у части светлые квартероны: (часть европиоды).
Квартероны имеют промежуточный цвет кожи – между мулатами и представителями одной из чистых рас. Термин «квартероны» сложился исторически, означает наличие четвертой части «крови» от противоположной расы.
Множественное действие генов
Часто встречаются ситуации, когда один ген определяет развитие нескольких свойств и признаков организма. Такое явление получило название плейотропии – множественное действие генов.
Например: У большинства растений с красными цветками (наследственный признак) в стеблях тоже имеется красный пигмент. У растений с белыми цветками, стебли чисто зеленые.
У водосбора ген, обусловливающий красную окраску цветка, имеет множественное действие. Он определяет фиолетовый оттенок листьев, удлинение стебля и большую массу семян.
Например: у человека известен ген, определяющий одновременно развитие дефекта ногтей и коленной чашечки.
В основе плейтропного действия генов лежит его раннее появление в онтогенезе.
1.Генотип слагается из отдельных элементов – генов, которые могут отделяться друг от друга и наследоваться независимо.
2.Генотип обладает целостностью и не может рассматриваться как простая механическая сумма отдельных генов.
3.Развитие признаков организма определяется взаимодействии множества генов, а каждый ген обладает множественными действиями, оказывая влияние на развитие не одного, а многих признаков организма.