Вопрос 56. Взаимодействие генов. Комплементарное действие
1. Схема взаимодействия между генами
2. Типы доминирования
3. Комплементарные гены
4. Генотипы мышей, фенотипическое проявление результата скрещивания
1. Развитие любых признаков у организмов является следствием сложных взаимодействий между генами, точнее, между продуктами их деятельности — белками-ферментами. Эти взаимодействия могут быть представлены в виде следующей схемы:
•взаимодействие генов одной аллельной пары:
• неполное доминирование;
• доминирование;
• сверхдоминирование;
• кодоминирование;
- взаимодействие генов различных аллельных пар:
• комплементарное действие;
• эпистаз;
. полимерия.
Доминированиепроявляется в тех случаях, когда одна аллель гена полностью скрывает присутствие другой аллели. Однако, по-видимому, чаще всего присутствие рецессивной аллели как-то сказывается и обычно приходится встречаться с различной степенью неполного доминирования. Очевидно, зуо объясняется тем, что доминантная аллель отвечает за активную форму белка-фермента, а рецессивные аллели часто детерминируют те же белки-ферменты, но со сниженной ферментативной активностью. Это явление и реализуется у гетерозиготных форм в виде неполного доминирования.
Сверхдоминирование заключается в том, что у доминантного аллеля в гетерозиготном состоянии иногда отмечается более сильное проявление, чем в гомозиготном состоянии.
Кодоминирование — проявление в гетерозиготном состоянии признаков, детерминируемых обеими аллелями. Например, каждый из аллельных генов кодирует определенный белок, и у гетерозиготного организма синтезируются они оба. В таких случаях путем биохимического исследования можно установить гетерозиготность без проведения анализирующего скрещивания.
Этот метод нашел распространение в медико-генетических консультациях для выявления гетерозиготных носителей генов, обусловливающих болезни обмена. По типу кодоминирования у человека наследуются группы крови.
3. Сложные отношения возникают между неаллельными парами генов (комплементарное действие, эпистаз, полимерия и т. д.).
Комплементарными называются взаимодополняющие гены. Их примером может служить скрещивание двух рас душистого горошка, имеющих белый ивет:
• гибриды первого поколения оказались не белыми, а красно-фиолетовыми;
• во втором поколении обнаружилось неожиданное расщепление в соотношении 9:7.
Генетический анализ показал, что окраска цветов душистого горошка зависит от двух комплементарных генов. Каждый из них доминантен, но в отсутствие другого гена своего действия не проявляет. Генотип одной расы горошка с белыми цветами был Aabb, другой — ааВВ. При скрещивании их гибриды имели генотип АаВЬ, и тогда окраска проявилась.
Во втором поколении все растения с доминантными аллелями обоих генов оказываются окрашенными, но растения, имеющие лишь доминантный аллель одного из генов, как и имеющие только рецессивные аллели этих генов, — однотипными, бесцветными.
4. Своеобразный результат обнаружен при скрещивании черных и белых мышей. Все особи первого поколения были серыми. А во втором поколении расщепление произошло в соотношении 9:3:4. Выяснилось, что окраска шерсти у мышей также контролируется двумя комплементарными генами. Но в отличие от предыдущего примера один из генов (А) имеет собственное фенотипическое появление, второй же (В) реализуется фенотипически лишь в присутствии первого.
Доминантный аллель А необходим для синтеза пигмента, в отсутствие его (аа) пигмент не развивается и животные оказываются альбиносами. Доминантный аллель В обеспечивает отложение пигмента в волосе в форме черных колец, вследствие чего волосы приобретают серую окраску. Если доминантный аллель В отсутствует в зиготе, т. е. по этому гену животное имеет генотип bb, то при наличии доминантного аллеля А пигмент в волосах откладывается равномерно и они приобретают черную окраску.
Альбиносы, взятые в опыт, были гомозиготами по рецессивному гену окраски и по доминантному гену зонального распределения пигментов (ааВВ). Черные мыши были гомозиготными по доминантному гену окраски и рецессивному гену зонального распределения пигментов (Aabb). Мыши в F1 имели генетическую конституцию АаВЬ и приобрели серую краску.
Для уяснения отмеченной закономерности генотипы мышей из F2 рекомендуется выписать на решетку и убедиться, что для особей, обладающих двумя доминантными генами (ААВВ), частота встречаемости равна 9/16 (они все имеют серую окраску), для особей, имеющих доминантный аллель первого гена и рецессивный второго (Aabb) — 3/16 (черные). Наконец, соотношение потомков, получивших только рецессивные аллели первого гена и доминантные второго (ааВВ), как и особей, несущих рецессивные аллели обоих генов (aabb), составит 3/16 + 1/16, т. е. 4/16 (белые). Аналогичные случаи наследования встречаются у многих видов животных и растений.
Каждый из доминантных аллелей комплементарных генов может проявляться самостоятельно, независимо от другого, но в этом случае совместное их присутствие в зиготе обусловливает новое состояние признака.
Дата добавления: 2015-10-09; просмотров: 1482;