34279

Взаимное влияние аллельных генов

Доклад

Биология и генетика

Этот вид взаимодействия генов заключается в том что при наличии двух доминантных аллелей разных генов появляется новый признак то есть для появления нового признака у организма должен быть генотип АВ. Если одна пара генов определяющих окраску будет рецессивной гомозиготой т. не будет синтезироваться нужный белок то даже если вторая пара генов будет нести доминантный аллель цветки окрашены не будут.

Русский

2013-09-06

182.5 KB

2 чел.

Взаимное влияние аллельных генов.

1. Принцип доминантно-рецессивного взаимодействия, который был рассмотрен ранее.

2. Неполное доминирование. В случае неполного доминирования гетерозиготные организмы несут как и рецессивный, так и доминантный признаки.

Пример 1. Как пример из растений можно привести ночную красавицу, у которой доминантный ген определяет красную окраску цветов, рецессивный - былую окраску. Гомозиготы имеют либо белую, либо красную окраску. При скрещивании чистых линий получаются гетерозиготные розовые цветы. В  случае с неполным доминированием, расщепление по фенотипу идет в соотношении 1 доминантный признак: 2 промежуточных признака : 1 рецессивный признак.

Примерами также могут служить:

- серые куры при скрещивании белых и черных кур и петухов,

- короткоухое потомство у безухих баранов и овец с нормальными ушами

- тембр голоса человека:

Для мужчин: тенор определяется геном А1, а бас - А2. Люди, гомозиготные по этим признакам, имеют либо бас, либо тенор, а гетерозиготные люди - баритон.

Для женщин: ситуация аналогична: гомозиготы могут быть альтами или сопрано, а гетерозиготы - меццо-сопрано.

3. Сверхдоминирование. При сверхдоминировании у гетерозигот признак проявляется значительно сильнее, чем у гомозигот.

Пример 1. Скрещивание чистых линий разных сортов  кукурузы. 

Было замечено, что при скрещивании чистых линий разных сортов кукурузы, потомство было более выносливо, более продуктивно, имело более крупные початки, чем родительские формы. Но при дальнейшем самоопылении эти положительные качества стали утрачиваться, так как кукуруза стала переходить в гомозиготное состояние.


Это явление было названо гибридной силой или гетерозисом. Оно проявляется и при скрещивании неродственных организмов: при скрещивании лошади и осла получаются лошаки и мулы, более выносливые и сильные, чем их родители.

Пример 2. Серповидноклеточная анемия человека (у людей, больных серповидноклеточной анемией, эритроциты имеют форму серпа).

Заболевание проявляется при взаимоотношения между нормальным (S) и мутантным (s) аллелями гена, контролирующего структуру гемоглобина у человека. Люди, гомозиготные по мутантной аллели (ss), страдают тяжёлым заболеванием крови — серповидноклеточной анемией, от которого они гибнут обычно в детском возрасте (эритроциты больного имеют серповидную форму и содержат гемоглобин, структура которого незначительно изменена в результате мутации).

Однако в тропической Африке и других районах, где распространена малярия, в популяциях человека постоянно присутствуют все три генотипа — SS, Ss и ss (20—40% населения гетерозиготы — Ss). Оказалось, что сохранение в популяциях человека летальной (смертельной) аллели (s) обусловлено тем, что гетерозиготы (Ss) более устойчивы к малярии, чем гомозиготы по нормальному гену (SS), и, следовательно, обладают отборным преимуществом.

4. Кодоминирование. Принцип кодоминирования заключается в том, что действие аллелей одного гена проявляется в равной степени, независимо друг от друга.

Пример 1. Группы крови у человека.

У человека группы крови определяются тремя аллелями изогемагглютиногена. Он может нести нулевую форму агглютиногена (I0) или А (IA) или В (IB) формы агглютиногена. Группы крови приведены в следующей таблице:

Группы крови:  Первая (0) Вторая (А) Третья (В) Четвертая (АВ)

Взаимодействовать могут и неаллельные гены:

1. Комплементарность. Этот вид взаимодействия генов заключается в том, что при наличии двух доминантных аллелей разных генов появляется новый признак, то есть для появления нового признака у организма должен быть генотип АВ.

Пример 1. Классическим примером является наследование окраски цветков у душистого горошка. 

Если одна пара генов, определяющих окраску, будет рецессивной гомозиготой, т.е. не будет синтезироваться нужный белок, то даже если вторая пара генов будет нести доминантный аллель, цветки окрашены не будут.

Соответственно, окрашенными могут быть цветки с генотипом ААВВ, АаВВ, ААВв или АаВв, а неокрашенными - с генотипами ААвв, Аавв, ааВВ, ааВв и аавв.

Пример 2. Наследования нормального слуха у человека, который наследуется тоже по принципу комплиментарности.

Так, у людей, у которых глухота определяется рецессивными гомозиготами по разным генам, будут нормально слышащие дети, которые будут гетерозиготны по обоим генам, следовательно, риск иметь глухих детей у них возрастает.

Пример 3. Наследования формы гребя у кур. 

Форма гребня определяется двумя парами генов. А - розововидный гребень, а - отсутствие розововидного гребня, В - гороховидный гребень, в - отсутствие гороховидного гребня. Если в обеих парах генов присутствуют доминантные аллели А-В-, то возникает новая форма гребня - орехововидный гребень, при генотипе аавв у кур развивается так называемый обыкновенный или листовидный гребень.

Пример 4. Наследование окраски тела у мышей

Окраска мышей зависит в простейшем случае от двух генов. Мыши с генотипом аа лишены пигмента и имеют белый цвет. При наличии доминантного аллеля A пигмент вырабатывается и мышь как-то окрашена. Конкретный цвет определяется вторым геном. Его доминантный аллель С обуславливает серый цвет мыши, а рецессивный с - черный цвет. Таким образом, если рассматривать гомозиготные варианты, генотип серых мышей - AAСС, черных - AAсс, белых - ааСС или аасс. При скрещивании серой мыши AAСС с белой аасс в первом поколении все получается по Менделю: все гибриды имеют серый цвет (это гетерозиготы с генотипом АаСс). В F2, как легко проверить, получим 9/16 серых мышей, 3/16 черных и 4/16 белых

Пример комплементарного взаимодействия генов, определяющих окраску мышей (А), и решетка Пеннета, поясняющая результаты скрещивания (Б).

2. Эпистаз. При эпистатическом взаимодействии одна пара генов может подавлять действие другой пары генов. Например, у лошадей масть определяется двумя парами генов. В одной паре генов доминантный аллель А определяет серую окраску (раннее поседение). Этот доминантный ген подавляет действие не только аллельного ему рецессивного гена а, но и подавляет проявление другой пары генов, определяющих масть (вороную, рыжую, гнедую), вне зависимости от того, является эта пара рецессивной или доминантной гомозиготой или гетерозиготой - окраска лошади будет только серой (лошади с генотипами ААвв, Аавв, ААВВ, АаВВ или АаВв). Масть лошади может проявится только в том случае, если первая пара генов перейдет в рецессивное состояние (вороные лошади должны иметь генотип ааВв или ааВВ, а рыжие - аавв). Ген, подавляющий действие неаллельного ему гену, называется эпистатическим или геном-супрессором, а подавляемый - гипостатическим.

Выше был рассмотрен пример, где ген-супрессор был доминантным, но бывают случаи, когда подавляющее действие ген может проявлять только в рецессивном состоянии. Можно привести редкий пример эпистаза в случае наследования группы крови у человека. Несколько раз были зарегистрированы случаи, когда люди, имеющие генотипы второй или третьей групп крови, имели первую группу крови. Оказалось, что в их генотипе присутствовал ген х, находящийся в гомозиготном рецессивном состоянии хх, поэтому подавлял синтез агглютинина. Итак, человек, имеющий генотип IBI0хх, должен иметь в теории третью группу крови, обладает первой группой крови, для которой характерно отсутствие агглютинина.

3. Полимерия. Многие признаки определяются несколькими парами генов. Это характерно, в основном, для количественных признаков, таких как яйценоскость у кур, жирность молока у коров. Впервые это явление было впервые установлено Г. Нильсоном-Эле, который изучал наследования окраски семян овса. В результате многократных скрещиваний он получил семена, чей цвет варьировался от желтого до черного через промежуточные оттенки серого разной интенсивности. Цвет семян определялся двумя парами генов. Доминантные гомозиготы по обеим парам имели черную окраску, а рецессивные гомозиготы - желтую. Промежуточные формы имели серую окраску, причем было установлена прямая зависимость интенсивности окраски от числа доминантных аллелей; так организмы с генотипом АаВв были темнее, чем с генотипом Аавв, но светлее, чем с генотипом ААВв.

Признак может определятся и более, чем двумя генами. Например, у человека интенсивность окраски кожи определяется несколькими парами генов. Было выдвинута теория, что цвет кожи зависит от пяти пар генов. Самая темная кожа (у негроидной расы) будет определятся генотипом ААВВССDDЕЕ, тогда как у мулата будут присутствовать рецессивные аллели, а у европеоидной расы генотип будет ааввссddее. Принцип полимерного наследования можно записать в виде неравенства:

ААВВСС<…<АаВвСс<…<ааввсс

4. Плейотропное действие гена. 

При плейотропном действии гена один ген определяет развитие или влияет на проявление нескольких признаков. Это свойство генов было хорошо исследовано на мышах. Из схемы, видно, что ген определяет несколько признаков и признак определяется несколькими генами, поэтому можно сделать вывод, что плейотропное действие гена неразрывно связано с полимерным взаимодействием генов.

Поподробнее можно рассмотреть действие одного гена на ряд признаков на примере карликовости у мышей. Карликовые мыши получились в результате мутации и их изучение началось в Гарвардском университете в 1929 году. При скрещивании фенотипически нормальных мышей ? были карликовыми, из чего был сделан вывод, что карликовось обусловлена рецессивным геном. Рецессивные гомозиготы прекращали расти на второй неделе, были неспособны к размножению, внутренние органы, особенно железы внутренней секреции, имели измененную форму, мыши были менее подвижны и плохо переносили перепады температур.

Ген карликовости определял ненормальное развитие гипофиза, который, в свою очередь, определял раннюю остановку роста (изменение пропорций тела), ненормальное развитие половых желез (следовательно, стерильность), ненормальное развитие щитовидной железы, которое определяло пониженный обмен веществ, поэтому карликовые мыши были чувствительны к холоду, но более стойкие к голоду. Это цепочка последовательного изменения признаков при дефекте только одного гена. Пример плейотропного действия гена у человека - наследование дефекта ногтей и дефекта коленной чашечки, за которое отвечает один ген.

5. Летальные гены. Летальность генов - одна из разновидностей плейотропного действия гена. Так один ген, определяющий какой-либо признак, влияет так же на жизнеспособность в целом.

Ярким примером летальности гена служит ген платиновости у лисиц. До 30-х годов ХХ века не было платиновых лисиц, а были только серебристые. Этот ген появился тогда в результате мутации. Платиновый мех вошел в моду и стал очень дорогим, поэтому перед селекционерами встала задача вывести породу платиновых лисиц, то есть вывести чистую линию платиновых лисиц. Было установлено, что ген платиновости - доминантный. Для получения чистой линии скрещивали платиновых лисиц, из которых, по закону Менделя, одна четверть должна быть гомозиготной по доминантному гену. Но при дальнейшем скрещивании потомков у них все равно встречались серебристые щенки, что свидетельствовало об их гетерозиготности. Усомниться в правильности второго закона Менделя было невозможно, поэтому стали искать другие причины. Оказалось, что соотношение платиновых щенков к серебристым было 2 к1, что тоже противоречило закону Менделя, но был установлен другой факт - у платиновых лисиц в помете было 3-4 лисят, тогда как норма - 4-5 лисят. Из этого было установлено, что доминантные гомозиготы погибают в период эмбрионального развития, поэтому выведение чистой линии оказалось невозможным. Ген, определяющий смертельное нарушение развития в эмбриональный период, называется летальным. Интересно заметить, что в гетерозиготном состоянии мутантный ген не приводил к летальным последствиям, тогда как проявлялся в гомозиготном, поэтому можно сделать вывод, что летальный ген рецессивный. Значит, плейотропный ген может быть одновременно и доминантным, и рецессивным по разным своим проявлениям (в данном случае рассматриваемый ген доминантный для окраски, но рецессивный для летальности. Летальность может также определятся доминантным геном, но в этом случае потомок погибает до рождения или в раннем детстве, поэтому не может иметь потомства и передать этот ген по наследству.

Помимо летальных генов существуют сублетальные гены, которые вызывают врожденные заболевания, ведущие к смерти в детстве до наступления половозрелости, хотя есть и исключения. Примером доминантного сублетального гена является ген, определяющий заболевание ретинобластомой, при котором в раннем детстве развивается раковая опухоль в глазу. Раньше это заболевание всегда приводило к смерти, а сейчас проводят операции, спасающие от смерти, но приводящие к слепоте на один или на оба глаза.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

82926. Технологическое проектирование ГАТП на 130 автомобилей ЗИЛ-130 с агрегатным участком 75.66 KB
  В связи с этим современный специалист занимающийся эксплуатацией ремонтом экономикой и организацией автомобильного транспорта должен знать основы технологического проектирования и планировочных решений автотранспортных предприятий уметь грамотно решать различные вопросы...
82927. Постройка магазина «Спектр» по индивидуальному проекту за 5 месяцев, не превышая затрат $180 000 10.89 MB
  Стоит отметить также, что человек на протяжении своей истории практически непрерывно создает что - либо. Но результаты всегда разные, а именно по тому - можно сказать, что универсальному признаку, который позволяет выделить среди них более или менее повседневные и уникальные плоды человеческой деятельности.
82928. Реагування на НС та ліквідація її наслідків - вибух на складі боєприпасів навчального центру «Оршанець» Державної прикордонної служби, розташованому біля с. Геронимівка 133.74 KB
  Надзвичайний стан ‒ це особливий правовий режим, який може тимчасово вводитися в Україні чи в окремих її місцевостях при виникненні надзвичайних ситуацій техногенного або природного характеру не нижче загальнодержавного рівня, що призвели чи можуть призвести до людських і матеріальних втрат...
82929. Проектирование системы вентиляции в общественном здании магазина «Универсам» торговой площадью 650 метров квадратных 859.5 KB
  Вентиляцией называется совокупность мероприятий и устройств, используемых при организации воздухообмена для обеспечения заданного состояния воздушной среды в помещении и на рабочих местах в соответствии со строительными нормами. Речь идет о свежем воздухе, который должен поступать в помещение.
82930. Корегування пасажиропотоків з урахуванням пропусконої здатності ділянок вулично-дорожної мережі 993.5 KB
  Модель мережі будується у вигляді плоского графа. Для створення топологічної схеми територія міста розділяється на окремі транспортні райони. Умовні центри транспортних районів показані як вершини графа, ділянки вулично-дорожньої мережі, на яких можна організувати рух маршрутного транспорту, показані як дуги цього граф
82933. Организация работ по возведению земляной плотины в составе Ильинского гидроузла на реке Сереж 67.02 KB
  В районе водохранилища имеются водозаборные сооружения, что позволяет осуществлять водоснабжение близ лежащих населенных пунктов. Также строительство гидроузла оказало существенное влияние на социальную сферу.
82934. ГАЛЬШАНСКІ ЗАМАК - 2014 78.48 KB
  Абагульненне вопыту арганізацыі і правядзенне сучаснага старажытнага фестывалю дазволіць знайсці новыя арыгінальныя метады і прыёмы, элементы новых канцэпцый правядзення фестываляў і асобных яго мерапрыемстваў. Такім чынам, вывучэнне гісторыі, разпрацоўка рэжысёрскага праэкта і правядзенне фестывалю...