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 genomom u sadašnje vrijeme misli se na jedinicu 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, boja očiju lijeska uzrokovane dominantna alela gena, dok plava je recesivna osobina). Alleli se nalaze u istim područjima homolognih kromosoma, i 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 otkriveni tipovi interakcije nealelnih gena, smatralo se da je to samo potpunu dominaciju (ako postoji dominantni gen, tada će se pojaviti znak, ako ne, tada neće biti indikacija). Dominantnost doktrine alelne interakcije koja je dugo bila glavna dogma genetike. Dominacija je pomno promatrana, a vrste su otkrivene, pune i nepotpune dominacija, kodominacija i naddominstvo.

Sva ta načela podliježu prvom Mendelov zakon, što se odnosilo na ujednačenost hibrida prve generacije.

S daljnjim promatranjem i istraživanjem, zabilježeno je 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, dominantna baština doktrina prevladala za dugo vremena. U ovom slučaju, postojala je alelna interakcija, u kojoj se simptom očitovao samo u heterozigotnom stanju. Nakon što su otkriveni različiti oblici interakcije nealelnih gena, znanstvenici su mogli objasniti ranije neobjašnjive vrste nasljeđa i dobiti odgovore na mnoga pitanja.

Utvrđeno je da regulacija gena izravno ovisi 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 u različitim područjima 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 nealelskih gena - epistasis - opaženo je kada jedan gen potiskuje aktivnost drugog (gesta za suzbijanje naziva se epistatički, a potisnuti gen naziva se hipostatički gen).

Reakcija između tih gena može biti dominantna i recesivna. Dominantno Epistaza uočen kada epistatičnog gena (uobičajeno označen je slovom I, ako nema vanjskog fenotipske ekspresije) potiskuje Hipostatska gen (obično je označen V ili b). Recesivno Epistaza događa kada je recesivna alela gena epistatičnog inhibira ekspresiju bilo alela gena gipostaticheskogot.

Razvrstavanje prema fenotipskom svojstvu, uz svaku od tih vrsta interakcija, također je različito. 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.

U prisutnosti dvaju dominantan genotipa oba alela (A i B), bundeva poprima oblik diska oblik. Ako dalje ponašanje hibridizacije (na primjer, nastavak ova interakcija nonallelic gena, tikve mreža linija), druga generacija može dobiti iz 9 životinja diskoidni oblik 6 - sferične i jedan bundeva izduženog oblika.

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

Kod ljudi, ova vrsta interakcije uzrokuje normalni razvoj sluha (jedan gen je razvoj kokleja, drugi je slušni živac), a u prisutnosti samo jedne dominantne osobine, očit je 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 pojaviti sa ili bez kumulativnog (kumulativnog) učinka. 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, očitovanje svojstva ovisi 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, postoji gen D koji je odgovoran za intenzitet 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 je pojava 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

Uz ovu vrstu interakcije, jedan gen regulira manifestaciju ili utječe na stupanj ekspresije drugog gena.

U životinja, pleiotropija se očitovala kako slijedi:

• U miševima, primjer plejotropije je patuljastost. 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 primjerom fenilketonurije, a isto tako Marfanov sindrom.

Uloga nealelne interakcije

U evolucijskom planu, sve gore navedene vrste interakcije 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.

Nonalelna interakcija gena široko se koristi u uzgojnoj genetici. 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).

Radi se o korištenju ove vrste nasljeđa u ljudi kako bi se uklonili negativni znakovi ljudski genom i stvaranje novog genotipa bez nedostataka.