Interaksjon av ikke-alleliske gener: typer og former

Overføring av egenskaper fra generasjon til generasjon skyldes samspillet mellom forskjellige gener. Hva er et gen, og hva er interaksjonene mellom dem?

Hva er et gen?

Under genet i dag, menerenhet for overføring av arvelig informasjon. Gener er funnet i DNA og danner dens strukturelle regioner. Hvert gen er ansvarlig for syntesen av et bestemt proteinmolekyl, som bestemmer manifestasjonen av et bestemt trekk hos mennesker.

Hvert gen har flere underarter eller alleler,som forårsaker en rekke symptomer (for eksempel er brune øyenfarge forårsaket av den dominerende allelen til genet, mens blå farge er et recessivt tegn). Alleler er plassert i samme områder av homologe kromosomer, og overføringen av et bestemt kromosom forårsaker manifestasjonen av et bestemt trekk.

Alle gener påvirker hverandre. Det er flere typer interaksjon - allelisk og ikke-allelisk. Følgelig er samspillet mellom alleliske og ikke-alleliske gener utpekt. Hva er de forskjellige fra hverandre og hvordan manifesterer de dem?

Oppdagelseshistorie

Før typer av interaksjon ble oppdagetikke-alleliske gener, ble det ansett at bare fullstendig dominans er mulig (hvis det er et dominerende gen, så vil symptomet manifestere seg, men hvis det ikke, så vil det ikke være tegn). Overordnet av doktrinen om allelisk interaksjon, som i lang tid var den viktigste dogmen av genetikk. Dominasjonen ble grundig undersøkt, og dens typer ble oppdaget, for eksempel fullstendig og ufullstendig dominans, kodifisering og overdominans.

Alle disse prinsippene var underlagt den første Mendelske loven, som refererte til homogenitet av hybrider av første generasjon.

Med videre observasjon og etterforskning,Det legges merke til at ikke alle tegnene ble justert til teorien om dominans. Med en dypere studie ble det bevist at ikke bare de samme gener påvirker manifestasjonen av egenskapen eller gruppen av egenskaper. Dermed ble former for vekselvirkning av ikke-alleliske gener oppdaget.

Reaksjoner mellom gener

Som det ble sagt, hadde læren seg i lang tidom dominerende arv. I dette tilfellet var det en allelisk interaksjon, der symptomet bare var manifestert i heterozygot tilstand. Etter at forskjellige former for interaksjon av ikke-allelske gener ble oppdaget, kunne forskere forklare tidligere uforklarlige arvtyper og få svar på mange spørsmål.

Det ble funnet at genregulering direkteavhengige av enzymer. Disse enzymene tillot generene å reagere annerledes. Samspillet mellom alleliske og ikke-alleliske gener fortsatte i henhold til de samme prinsipper og ordninger. Dette førte til den konklusjon at arv ikke er avhengig av forholdene der generene samhandler, og årsaken til atypisk overføring av egenskaper ligger i generene selv.

Ikke-allelisk interaksjon er unik, noe som gjør at vi kan få nye kombinasjoner av egenskaper som forårsaker en ny grad av overlevelse og utvikling av organismer.

Ikke-alleliske gener

Ikke-allelisk er de genene som er lokalisert iforskjellige områder av ikke-homologe kromosomer. Syntesefunksjonen de har en, men de koden dannelsen av forskjellige proteiner som forårsaker forskjellige tegn. Slike gener som reagerer med hverandre kan forårsake utvikling av symptomer i flere kombinasjoner:

• Et tegn vil skyldes samspillet mellom flere, helt forskjellige i struktur av gener.
• Noen få symptomer vil avhenge av ett gen.

Reaksjonene mellom disse genene går noe mer komplisert enn i tilfelle allelisk interaksjon. Imidlertid har hver av disse typer reaksjoner sine egne egenskaper og særegenheter.

Hva er type interaksjon av ikke-alleliske gener?

• Epistasis.
• Polymerer.
• Komplementaritet.
• Virkningen av å endre gener.
• Pleiotropisk interaksjon.

Hver av disse samspillet har sine egne unike egenskaper og manifesterer seg på sin egen måte.

Det er nødvendig å bo mer detaljert på hver av dem.

epistasis

Denne interaksjonen av ikke-alleliske gener er en epistase- observeres i tilfellet når et gen undertrykker den annenes aktivitet (det undertrykkende gen kalles epistatisk, og det undertrykte genet kalles det hypostatiske genet).

Reaksjonen mellom disse genene kan væredominerende og recessiv. Dominant epistasis observeres når epistatisk gen (vanligvis merket med bokstaven I, hvis ikke ytre fenotypisk ekspresjon) undertrykker hypostatic gen (det er vanligvis betegnes V eller b). Recessiv epistasis oppstår når et recessivt allel er epistatisk gen inhiberer ekspresjon av hvilket som helst gen alleler gipostaticheskogot.

Splitting av fenotypisk egenskap, medHver av disse interaksjonene er også forskjellig. Med dominant epistase observeres følgende mønster oftere: I andre generasjon vil fenotypene bli delt inn i følgende: 13: 3, 7: 6: 3 eller 12: 3: 1. Alt avhenger av hvilke gener som samler seg.

Med en gjentakende epistase er divisjonen 9: 3: 4, 9: 7, 13: 3.

komplementaritet

Samspillet mellom ikke-alleliske gener, der en ny fenotype, som ikke er blitt møtt før, dannes når en kombinasjon av dominerende alleler av flere karakterer dannes, og kalles komplementaritet.

For eksempel forekommer denne typen reaksjon mellom gener ofte i planter (spesielt i gresskar).

Hvis genotypen til en plante har en dominant allel A eller B, blir det vegetabilske en sfærisk form. Hvis genotype retsissivny, er fosterets skjemaet vanligvis forlenget.

Hvis det er todominerende alleler (A og B) får gresskaret en disklignende form. Dersom videre oppførsel hybridisering (dvs. å fortsette denne interaksjonen ikke-alleliske gener gresskar net linjer), kan den andre generasjon oppnås fra 9 dyr discoid form 6 - sfæriske og en gresskar langstrakt form.

Slik kryssing gjør det mulig å skaffe nye hybridformer av planter med unike egenskaper.

Hos mennesker forårsaker denne typen interaksjon den normale utviklingen av hørsel (ett gen er utviklingen av cochlea, den andre er auditivnerven), og i nærvær av bare ett dominerende trekk manifesteres døvhet.

polymerism

Ofte er grunnlaget for manifestasjon av et tegn ikke nærværet av en dominerende eller recessiv allel av genet, men deres nummer. Samspillet mellom ikke-alleliske gener - polymeren - er et eksempel på en slik manifestasjon.

Den polymere virkningen av gener kan fortsette fraakkumulativ (kumulativ) effekt eller uten den. Med kumulasjon avhenger graden av manifestasjon av et tegn på den generelle geninteraksjonen (jo flere gener, desto sterkere blir tegnet uttrykt). Avkomene med denne effekten er delt på følgende måte: 1: 4: 6: 4: 1 (graden av tegnet er redusert, dvs. i ett eksemplar er tegnet maksimalt uttrykt, i andre observeres dets utryddelse til fullstendig forsvunnelse).

Hvis ingen kumulativ effekt blir observert, daTegnets manifestasjon avhenger av de dominerende alleler. Hvis det er minst en slik allel, vil symptomet finne sted. Med denne effekten fortsetter spalting i avkommet i et forhold på 15: 1.

Tiltak av modifikasjonsgener

Samspillet mellom ikke-alleliske gener, kontrollert av virkemåten av modifikatorer, er relativt sjelden. Et eksempel på en slik interaksjon er som følger:

• For eksempel er det et gen D ansvarlig forfargeintensitet. Den dominerende tilstand, regulerer genet utseendet av farge, mens i dannelsen av retsissivnogo genotype av dette genet, selv om det finnes andre gener som kontrollerer direkte til fargen vil virke "fortynningseffekten av farge" som ofte observeres i mus den melkehvit farge.
• Et annet eksempel på en slik reaksjon erutseende av flekker på dyrenes kropp. For eksempel er det et gen F, hvis hovedfunksjon er ensartet farging av ull. Når en recessiv genotype dannes, vil ullen bli farget ujevnt, med utseendet, for eksempel av hvite flekker i ett eller annet område av kroppen.

Slike interaksjoner av ikke-alleliske gener hos mennesker er ganske sjeldne.

pleiotropi

Med denne typen interaksjon regulerer et gen manifestasjonen eller påvirker graden av uttrykk for et annet gen.

I dyr ble pleiotropi manifestert som følger:

• I mus er eksemplet på pleiotropidverger. Det ble bemerket at når mating fenotypisk normale mus i første generasjon, viste alle mus seg å være dwarfish. Det ble konkludert med at dvergisme skyldes et resessivt gen. Resessive homozygoter slutte å vokse, og deres indre organer og kjertler var underutviklet. Dette dværggenet påvirket utviklingen av hypofysen i mus, noe som førte til en reduksjon i syntese av hormoner og forårsaket alle konsekvensene.
• Platina farge i rever. Pleiotropi i dette tilfelle ble dødelig genet vist at dannelsen av dominerende homozygot indusert død av embryoer.
• Hos mennesker er pleiotropisk interaksjon vist på eksemplet av fenylketonuri, samt Marfan syndrom.

Rollen av ikke-allelisk interaksjon

I den evolusjonære planen, alle de ovennevnte artenevekselvirkninger av ikke-alleliske gener spiller en viktig rolle. Nye genkombinasjoner forårsaker utseende av nye tegn og egenskaper hos levende organismer. I noen tilfeller bidrar disse tegnene til organismenes overlevelse, i andre - tværtimot, forårsaker døden til de individer som vil bli betydelig skilt fra deres art.

Ikke-allelisk vekselvirkning av gener genereltbrukt i avl genetikk. Noen arter av levende organismer overlever på grunn av en lignende genrekombinasjon. Andre arter oppnår egenskaper som er høyt verdsatt i den moderne verden (for eksempel avl av en ny dyreart med større utholdenhet og fysisk styrke enn foreldre).

Arbeid pågår for å bruke disse typer arv hos mennesker for å eliminere negative tegn fra det menneskelige genom og skape en ny, defektfri genotype.