Що таке взаємодія генів? Типи взаємодії генів. Взаємодія неалельних генів

До складу генотипу людини входить величезна кількість генів, які несуть інформацію про властивості і якості нашого організму. Незважаючи на таку велику кількість, вони взаємодіють як єдина цілісна система.

Зі шкільного курсу біології нам відомі закони Менделя, який вивчав закономірності успадкування ознак. В ході своїх досліджень вчений виявив домінантні гени і рецесивні. Одні здатні пригнічувати прояв інших.

Насправді взаємодія генів далеко виходить за рамки менделевских законів, хоча всі правила успадкування дотримуються. Можна побачити різницю в характері розщеплення за фенотипом, бо може відрізнятися тип взаємодії.

Характеристики гена

Ген є одиницею спадковості, він має певні ознаки:

1. Ген дискретний. Він визначає ступінь розвитку тієї чи іншої ознаки, в тому числі і особливості біохімічних реакцій.
2. Надає градуально дію. Накопичуючись в клітинах тіла, може призводити до посилення або ослаблення прояву ознаки.
3. Всі гени строго специфічні, тобто відповідають за синтез певного білка.
4. Один ген може надавати множинне дію, впливаючи на розвиток відразу декількох ознак.
5. Різні гени можуть брати участь у формуванні однієї ознаки.
6. Всі гени між собою можуть взаємодіяти.
7. На прояв дії гена впливає зовнішнє середовище.

Гени здатні діяти на двох різних рівнях. Перший - це сама генетична система, в якій визначається стан генів і їх робота, стабільність і мінливість. Другий рівень можна розглядати вже при роботі в клітинах організму.

Види взаємодії алельних генів

Всі клітини нашого організму мають диплоїдний набір хромосом (його ще називають подвійним). 23 хромосоми яйцеклітини зливаються з такою ж кількістю хромосом сперматозоїда. Тобто кожна ознака представлений двома алелями, от їх і називають аллельними генами.

Формуються такі алельних пари при заплідненні. Вони можуть бути як гомозиготними, тобто складаються з однакових алелей, так і гетерозиготними, якщо входять різні аллели.

Форми взаємодії алельних генів наочно представлені в таблиці.

Повне і неповне домінування

Про повному домінуванні можна говорити в тому випадку, коли один з генів може забезпечити прояв ознаки, а другий не в змозі це зробити. Сильний ген отримує назву домінантного, а його опонент - рецесивного.

Спадкування в цьому випадку відбувається повністю за законами Менделя. Наприклад, забарвлення насіння гороху: ми в першому поколінні бачимо все горошини зеленого кольору, тобто ця забарвлення є домінантною ознакою.

Якщо при заплідненні разом потрапляють ген карих очей і блакитних, то у дитини очі будуть карими, тому що ця аллель повністю пригнічує ген, який відповідає за блакитні очі.

При неповному домінуванні можна бачити у гетерозигот прояв проміжного ознаки. Наприклад, при схрещуванні гомозиготной за домінантною ознакою нічної красуні з червоними квітами з такою ж особиною, тільки з білим віночком, можна в першому поколінні бачити гібриди рожевого кольору. Домінантний червоний ознака не повністю пригнічує прояв рецесивного білого, тому в підсумку і виходить щось середнє.

Кодомінування і наддомінування

Така взаємодія генів, при якому кожен забезпечує свою ознаку, називається Кодомінування. Всі гени в одній аллельной парі абсолютно рівнозначні. Жоден не може придушити дію іншого. Саме така взаємодія генів ми спостерігаємо при спадкуванні груп крові у людини.

Ген Про забезпечує прояв 1-ї групи крові, ген А - другий, ген В - третин, а якщо гени А і В потрапляють разом, то жоден не може придушити прояв іншого, тому формується новий ознака - 4 група крові.

Наддомінування - це ще один приклад взаємодії алельних генів. У цьому випадку гетерозиготні особини за цією ознакою мають більш яскраве його прояв у порівнянні з гомозиготними. Така взаємодія генів лежить в основі такого явища, як гетерозис (явище гібридної сили).

При схрещуванні двох сортів томатів, наприклад, виходить гібрид, який успадковує ознаки обох вихідних організмів, так як ознаки переходять в гетерозиготное стан. У наступному поколінні вже піде розщеплення за ознаками, тому таке ж потомство отримати не вдасться.

У тваринному світі можна і зовсім спостерігати безпліддя таких гібридних форм. Такі приклади взаємодії генів можна зустріти часто. Наприклад, при схрещуванні осла і кобили народжується мул. Він успадкував всі кращі якості своїх батьків, а от сам мати потомство не може.

У людини за цим типом успадковується серповидно-клітинна анемія.

Неалельні гени і їх взаємодія

Гени, які розташовані в різних парах хромосом, називаються неалельних. Якщо вони виявляються разом, то цілком можуть надавати один на одного вплив.

Взаємодія неалельних генів може здійснюватися по-різному:

1. Компліментарність.
2. Епістаз.
3. Полімерне дію.
4. Плейотропний.

Всі ці типи взаємодії генів мають свої відмітні особливості.

Компліментарність

При такій взаємодії один домінантний ген доповнює інший, який також домінантний, але не є алельним. Потрапляючи разом, вони сприяють прояву абсолютно нового ознаки.

Можна навести приклад прояву забарвлення у квітів запашного горошку. Наявність пігменту, а значить, забарвлення у квітки забезпечується поєднанням двох генів - А і В. Якщо хоч один з них буде відсутній, то віночок буде білим.

У людей така взаємодія неалельних генів спостерігається при формуванні органу слуху. Нормальний слух може бути тільки, якщо присутні обидва гена - D і E - в домінантному стані. При наявності тільки одного домінантного або обох в рецесивним стані слух відсутній.

Епістаз

Така взаємодія неалельних генів повністю протилежне попередньому взаємодії. У цьому випадку один неалельні ген здатний пригнічувати прояв іншого.

Форми взаємодії генів в цьому варіанті можуть бути різні:

• Домінантний епістаз.
• Рецесивний.

При першому типі взаємодії один домінантний ген придушує прояв іншого домінантного. У рецессивном Епістаз беруть участь рецесивні гени.

За таким типом взаємодії відбувається успадкування забарвлення плодів у гарбуза, забарвлення шерсті у коней.

Полімерне дію генів

Таке явище можна спостерігати, коли кілька домінантних генів відповідають за прояв одного і того ж ознаки. Якщо присутній хоч одна домінантна аллель, то ознака обов'язково проявиться.

Види взаємодії генів в цьому випадку можуть бути різними. Одним з них є накопичувальна полімерія, коли ступінь прояву ознаки залежить від кількості домінантних алелів. Так відбувається успадкування забарвлення зерен пшениці або кольору шкірних покривів у людини.

Всім відомо, що всі люди мають різний колір шкіри. У одних вона абсолютно світла, деякі мають смагляву шкіру, а представники негроїдної раси - і зовсім чорну. Вчені дотримуються думки, що колір шкіри визначається наявністю трьох різних генів. Наприклад, якщо в генотипі присутні всі три в домінантному стані, то шкіра сама темна, як у негрів.

У європеоїдної раси, судячи за кольором нашої шкіри, домінантні аллели відсутні.

Вже давно з'ясували, що взаємодія неалельних генів за типом полімерії впливає на більшість кількісних ознак у людини. Сюди можна віднести: зростання, масу тіла, інтелектуальні здібності, стійкість організму до інфекційних захворювань і деякі інші.

Можна лише зазначити, що розвиток таких ознак залежить від умов середовища. У людини може бути схильність до зайвої ваги, але при дотриманні режиму харчування є можливість уникнути цієї проблеми.

Плейотропна дію генів

Вже давно вчені переконалися, що типи взаємодії генів досить неоднозначні і дуже різнобічні. Часом неможливо передбачити прояв тих чи інших фенотипічних ознак, тому що невідомо, як гени провзаимодействует між собою.

Це твердження тільки підкреслюється тим явищем, що один ген може впливати на формування кількох ознак, тобто мати Плейотропна дію.

Вже давно помічено, що наявність червоного пігменту в плодах буряка обов'язково супроводжується присутністю такого ж, але тільки в листі.

У людини відомо таке захворювання, як синдром Марфана. Воно пов'язане з дефектом гена, який відповідає за розвиток сполучної тканини. У підсумку виходить, що скрізь, де є в організмі ця тканина, можуть спостерігатися проблеми.

У таких хворих довгі «павукові» пальці, діагностується вивих кришталика ока, порок серця.

Вплив факторів середовища на дію генів

Вплив зовнішніх факторів середовища на розвиток організмів неможливо заперечувати. До них можна віднести:

• Харчування.
• Температуру.
• Світло.
• Хімічний склад грунту.
• Вологість і т. Д.

Фактори зовнішнього середовища є основоположними у процесах відбору, спадковості і мінливості.

Коли ми розглядаємо форми взаємодії алельних генів або неалельних, то завжди потрібно враховувати ще й вплив середовища. Можна навести такий приклад: якщо рослини примули схрещувати при температурі 15-20 градусів, то все гібриди першого покоління будуть мати рожеве забарвлення. При температурі 35 градусів всі рослини вийдуть білими. Ось вам і вплив фактора зовнішнього середовища на прояв ознак, тут уже не важливо, який ген є домінантним. У кроликів, виявляється, колір шерсті також залежить від температурного фактора.

Вчені давно працюють над питанням, як можна управляти проявами ознак, надаючи різне зовнішній вплив. Це може забезпечити можливість контролювати розвиток вроджених ознак, що особливо актуально для людини. Чому б не скористатися своїми знаннями, щоб не дати деяким спадковим недугам проявитися?

Всі види взаємодії алельних генів, та й не тільки їх, можуть бути настільки різними і багатогранними, що неможливо віднести їх до якогось конкретного типу. Можна стверджувати тільки одне, що всі ці взаємодії однаково складні як у людей, так і у представників всіх видів рослин і тварин.

Статті за темою "Що таке взаємодія генів? Типи взаємодії генів. Взаємодія неалельних генів"

Чим обумовлені генетичні захворювання, і які їхні основні прояви

Про що говорить хромосомна теорія спадковості?

Що таке гени і геном людини

Алельних гени. Визначення, види взаємодії і вплив на спадкові ознаки