Генотип – это не простая сумма генов, а сложная система взаимодействующих между собой дискретных единиц наследственной информации. Так, у крупного рогатого скота признак окраски шерсти контролируется 12 парами генов, у мухи дрозофилы признак окраски глаз – 20 парами генов. Даже в самом простом варианте в определении признака участвуют как минимум два гена.

Наряду с функциональной классификацией генов они подразделяются еще на аллельные и неаллельные.

Аллельными называются гены, которые определяют контрастирующие (альтернативные) свойства одного признака и расположены в гомологичных хромосомах в одном и том же локусе.

Примеры контрастирующих свойств некоторых признаков человека.

—————————————————————————————————

Признак Контрастирующие свойства

—————————————————————————————————

Цвет глаз карие, голубые

Разрез глаз прямой, косой

Размеры глаз большие, маленькие

Строение кисти пятипалость, шестипалость

Цвет кожи смуглый, белый

Преобладающая рука правая, левая

—————————————————————————————————

Аллельные гены принято обозначать одной буквой латинского алфавита: А, а.

Неаллельные гены определяют разные признаки, расположены в разных (негомологичных) хромосомах или в разных локусах одной хромосомы. Они обозначаются разными буквами латинского алфавита: А, В, С или а, b, c.

Взаимодействовать между собой могут как аллельные, так и неаллельные гены.

Взаимодействие аллельных генов

Различают следующие виды взаимодействия аллельных генов:

• полное доминирование,

• неполное доминирование,

• сверхдоминирование,

• кодоминирование,

• межаллельная комплементация,

• аллельное исключение.

Полное доминирование

При полном доминировании действие одного гена (одного аллеля) из аллельной пары полностью скрывает присутствие в генотипе другого гена (аллеля). Фенотипически проявляемый ген называется доминантным и обозначается – А; подавляемый ген называется рецессивным и обозначается – а.

Впервые это явление открыто Г. Менделем в опытах на горохе. Признаки, подчиняющиеся законам Менделя, называются менделирующими.

Г. Мендель сформулировал три закона:

I – закон единообразия;

II – закон расщепления;

III – закон независимого наследования (расщепления).

Два первых закона относятся к моногибридному скрещиванию, третий — к ди- и полигибридному скрещиванию.

Неполное доминирование

Неполное доминирование имеет место в том случае, когда доминантный ген (аллель) не полностью скрывает присутствие в генотипе рецессивного гена (аллеля), и у гетерозигот наблюдается промежуточный характер наследования признака.

Пример: окраска цветков у ночной красавицы. Доминантные гомозиготные растения (АА) имеют красные цветки, рецессивные гомозиготные (аа) – белые, а гетерозиготные (Аа) – розовые.

Пример у человека – серповидноклеточная анемия, в основе которой лежит мутация гена, приводящая к замене в белке гемоглобина одной из 287

аминокислот – валина – на глутаминовую кислоту. В результате меняется строение гемоглобина и эритроциты приобретают форму серпа, что ведет к кислородной недостаточности. Гомозиготные организмы погибают в раннем возрасте, а гетерозиготы жизнеспособны, но страдают одышкой при физической нагрузке.

Источник: StudFiles.net

Взаимодействие аллельных генов

Различают три типа взаимодействия аллельных генов: полное доминирование, неполное доминирование, кодоминирование.

1. Полное доминирование — явление, когда доминантный ген полностью подавляет работу рецессивного гена, в результате чего развивается доминантный признак.


2. Неполное доминирование — явление, когда доминантный ген не полностью подавляет работу рецессивного гена, в результате чего развивается промежуточный признак.
3. Кодоминирование (независимое проявление) — явление, когда в формировании признака у гетерозиготного организма участвуют оба аллеля. У человека с серией множественных аллелей представлен ген, определяющий группу крови. При этом гены, обусловливающие группы крови A и B, являются кодоминантными по отношению друг к другу и оба доминантны по отношению к гену, определяющему группу крови 0.

Взаимодействие неаллельных генов

Различают четыре типа взаимодействия неалльлельных генов: кооперацию, комплементарность, эпистаз и полимерию.

Кооперация — явление, когда при взаимном действии двух доминантных неаллельных генов, каждый из которых имеет свое собственное фенотипическое проявление, происходит формирование нового признака.

Комплементарность — явление, когда признак развивается только при взаимном действии двух доминантных неаллельных генов, каждый из которых в отдельности не вызывает развитие признака.

Эпистаз — явление, когда один ген (как доминантный, так и рецессивный) подавляет действие другого (неаллельного) гена (как доминантного, так и рецессивного). Ген-подавитель (супрессор) может быть доминантным (доминантный эпистаз) или рецессивным (рецессивный эпистаз).

Полимерия — явление, когда несколько неаллельных доминантных генов отвечают за сходное воздействие на развитие одного и того же признака. Чем больше таких генов присутствуют в генотипе, тем ярче проявляется признак. Явление полимерии наблюдается при наследовании количественных признаков (цвет кожи, масса тела, удой коров).

В противоположность полимерии наблюдается такое явление, как плейотропия — множественное действие гена, когда один ген отвечает за развитие нескольких признаков.

Источник: jbio.ru

Многие из нас слышали о доминантных и рецессивных генах – неких скрытых в нашем геноме цепочках нуклеотидов, которые отвечают за наследственные признаки. Как они взаимодействуют между собой? Что такое доминирование и каким оно бывает? Почему рецессивные аллели не всегда подавляются доминантными? Эти вопросы занимают ученых со времен открытия генов.

История исследования

Взаимодействие аллелей всегда представляло большой интерес для генетиков. В ходе исследований было установлено, что существуют различные типы взаимодействия генов – полное доминирование, сверхдоминирование, множественный аллелизм, неполное доминирование и кодоминирование.

По праву прозванный отцом современной генетики, Грегор Мендель первым заинтересовался законами передачи наследственных признаков. В ходе своих знаменитых экспериментов по гибридизации растений гороха, Мендель заметил, что скрещивание желтых и зеленых горошин не дает в результате промежуточного признака. В первом поколении все горошины были желтыми. Сам Мендель тогда не мог пояснить результаты своего блестящего эксперимента. Теоретическое основание появилось гораздо позже, после возрождения интереса к генетике и открытия элементарной единицы наследственности – гена. Именно от него зависит цвет горошины, форма носа, цвет глаз, рост, наличие наследственных заболеваний у человека.

Вернемся к эксперименту Менделя. За желтую окраску горошин отвечает ген А, за зеленую – а. При скрещивании двух разных чистых линий расщепление будет следующим:

Р: АА х аа

F1: Аа Аа Аа Аа

Несмотря на то, что в генотипе всех получившихся в результате скрещивания растений был ген и желтой, и зеленой окраски, в итоге проявилась только желтая. Иначе говоря, доминантный признак полностью заглушил рецессивный. Точно так же наследовалась и форма горошин – гладкая преобладала над морщинистой. Именно этот пример и отображает полное доминирование генов – подавление доминантным признаком рецессивного при наличии в генотипе обоих из них.

Примеры полного доминирования

Скрещивание различных по окраске растений – не единственная область, где проявляется полное доминирование. Примеры этого типа взаимодействия можно привести и из области генетики человека: если у одного из родителей карие глаза, у второго – голубые, и оба гомозиготны по этим признакам, то у всех детей будут карие глаза.

Аналогичным образом наследуется наличие резус-фактора, полидактилия, веснушки, темный цвет волос. Все эти признаки доминантны и не дадут проявиться в фенотипе рецессиву.

Полное доминирование имеет большое значение в наследовании генетических заболеваний. Большинство из них (болезнь Тея-Сакса, болезнь Урбаха-Вите, болезнь Гюнтера), наследуются по аутосомно-рецессивному типу, то есть при наличии в генотипе нормального гена (доминантного) мутантная аллель себя не проявит.

О неполном доминировании

Неполное доминирование – один из видов взаимодействия генов, часто встречающийся в природе. При нём рецессивная аллель подавляется доминантной не полностью, и в фенотипе проявляется новый, промежуточный признак.
кий пример неполного доминирования – окраска цветов космеи. Если скрестить красное растение с белым, то в первом поколении расщепление по фенотипу будет следующим: 1(АА):2(Аа):1(аа). То есть один цветок будет красным, один белым, и два розовыми. Последние представляют собой пример неполного доминирования, так как доминантный признак, красный цвет, подавил рецессивный не полностью. В результате в организме проявляется влияние обоих генов.

Неполное доминирование характерно не только для космеи, но и для многих других цветов: львиного зева, тюльпанов, гвоздик.

Сверхдоминирование

Сверхдоминирование – интересный и в чем-то парадоксальный тип взаимодействия генов, при котором в фенотипе гетерозиготного организма (Вв) доминантный ген проявляет себя интенсивнее, чем в фенотипе гомозиготы (ВВ). Сверхдоминирование встречается в природе не так часто, как полное доминирование. Примером может служить мутация гена НВВ, благодаря которой снижается риск заболеть малярией.

Кодоминирование

Существует еще несколько интересных типов взаимодействия генов, и один из них – кодоминирование. В этом случае доминантная аллель не маскирует и не подавляет рецессивную, и в фенотипе оба признака в определенной степени проявляют себя.

Проще всего понять явление кодоминирования на примере красно-белых цветков рододендрона, или ночной красавицы. Такая окраска получается при скрещивании красного и белого цветков, и хотя красный пигмент является доминантным, он не заглушает аллель, отвечающую за белую окраску. Так и получаются необычные двухцветные цветы с генотипом Аа.

В качестве примера кодоминирования служит механизм наследования групп крови. Пусть у одного из родителей вторая группа крови (IAIA), а у второго третья (IВIВ), тогда у ребенка будет четвертая группа, которая не является промежуточной между второй и третьей, с генотипом IAIВ.

Источник: 2qm.ru

Взаимодействие аллелей

В биологии различают четыре взаимодействия аллельных генов:

• полное доминирование;
• неполное доминирование;
• кодоминирование;
• аллельное исключение.

Особенности каждого вида описаны в таблице.

Рис. 1. Кодоминирование.

Неполное доминирование

Мендель при скрещивании гороха заметил, что в некоторых случаях растения с длинными и короткими листьями дают потомство со средними листьями. Такой промежуточный характер наследования Мендель объяснить не смог.

В дальнейшем выяснилось, что доминантные гены могут подавлять действие рецессивных генов, не перекрывая их полностью. Например, доминантные аллели кодируют пигментный белок, отвечающий за красную окраску, а рецессивные – не кодируют, и окраска остаётся бесцветной – белой. У растений с промежуточным признаком (Аа) один аллель кодирует фермент, а второй – нет. Соответственно красного фермента выделяется в два раза меньше, и цветы приобретают розовую, «разбавленную» окраску.

Закон неполного доминирования не противоречит первому закону Менделя, а лишь слегка видоизменяет его. Закон гласит, что всё первое поколение (F1) будет единообразным и нести признак одного из родителей. В случае с неполным доминированием все особи проявляют смешанный или промежуточный признак обоих родителей.

Рис. 2. Неполное доминирование.

Анализирующее скрещивание

Скрещивание с получением доминантного признака не даёт представления о генотипе поколений. Полученные особи могут нести как гомозиготные, так и гетерозиготные аллели. Для выявления генотипа используется метод анализирующего неполного доминирования.

Гибридную особь (F1) скрещивают с особью, несущей гомозиготный рецессивный аллельный ген. Такая особь является анализатором.
Скрещивание может дать один из результатов (F2):

• все особи с доминантным признаком, значит, гибридная особь – гомозиготная (АА);
• соотношение особей с доминантным и рецессивным признаками 1:1, значит, гибридная особь – гетерозиготная (Аа).

Рис. 3. Анализирующее скрещивание.

Источник: obrazovaka.ru