4. Геномный уровень организации наследственного материала. Геном и кариотип как видовые характеристики.

Геномный.

Геном - вся совокупность наследственного материала, заключенная в гаплоидном наборе хромосом клеток данного вида организмов. При половом размножении в процессе оплодотворения объединяются геномы двух родительских половых клеток, образуя генотип нового организма. В генотипе содержится программа развития конкретной особи.

Кариотип – диплоидный набор хромосом, свойственный соматическим клеткам организмов данного вида.

Каждый вид хромосом в кариотипе, содержащий определенный комплекс генов, представлен двумя гомологами, унаследованными от родителей с их половыми клетками. Двойной набор генов, заключенный в кариотипе – генотип – это уникальное сочетание парных аллелей генома. В генотипе содержится программа развития конкретной особи.

5. Генотип – сбалансированная система взаимодействующих генов. Аллельные и неаллельные гены. Виды взаимодействия генов.

Сформировавшийся в процессе эволюции геном каждого отдельного вида представляет собой совокупность генетических единиц, представленных в нем в строго определенных дозах. В результате и генотипы особей и их клеток – сбалансированные по дозам генов системы.

Значение поддержания определенного дозового соотношения генов в генотипе для формирования видовых характеристик подтверждается возникшим в процессе эволюции механизмом инактивации одной из Х-хромосом у гомогаметного пола ХХ. Это приводит дозу активно функционирующих Х-генов у данного пола в соответствие с их дозой у гетерогаметного пола Х0 или XY.

Ввиду того, что гены, расположенные в инактивированной Х-хромосоме, не функционируют, в генотипе каждой клетки организма гомогаметного пола в диплоидном наборе остальных генов экспрессируется лишь одна доза Х-генов. Так как инактивация Х-хромосомы происходит, когда организм уже представляет собой многоклеточное образование и выключаться может любая из двух Х-хромосом, клетки такого организма образуют мозаику, в которой экспрессируются разные аллели X-генов.

Неблагоприятные последствия хромосомных и геномных мутаций обусловлены в первую очередь нарушением дозовой сбалансированности генов в генотипе.

Гены в генотипе объединены в систему благодаря сложным и разнообразным взаимодействиям между ними, которые играют немаловажную роль в реализации информации, заключенной в каждом отдельном гене.

Аллель – ген, определяющий возможность развития конкретного варианта данного признака.

Множественный аллелизм – присутствие в генофонде вида одновременно различных аллелей гена.

Аллельные гены могут находиться в гомозиготном (представлены одинаковыми аллелями) и гетерозиготном (разными) состоянии. В случае гетерозиготности развитие данного признака будет зависеть от взаимодействия аллельных генов.

Взаимодействие аллельных генов.

Аллельные гены – различные формы одного и того же гена, определяющие варианты развития одного и того же признака.

• Полное доминирование – взаимодействие аллельных генов, при котором фенотипическое проявление доминантного гена не зависит от другого аллельного гена. Аа и АА по этому аллелю не отличаются.

• Неполное доминирование – взаимодействие аллельных генов, при котором у гетерозигот признак проявляется в промежуточном значении.

• Кодоминирование – взаимодействие аллельных генов, при котором у гетерозигот каждый из них проявляет свое действие. В результате формируется некий промежуточный вариант признака, новый по сравнению с вариантами, определяемыми аллелем самостоятельно.

• Аллельное исключение – такой вид взаимодействия аллельных генов в генотипе организма, при котором происходит инактивация одного из аллелей в составе хромосомы.

• Межаллельная комплементация - гомозиготный по рецессивным, но различным между собой, аллелям генотип фенотипически проявляется как гетерозиготный, то есть происходит нормальное формирование признака даже при отсутствии доминантного аллеля. Причина в том, что продукты рецессивных генов, взаимодействуя, и дополняя друг друга, формируют признак идентичный деятельности доминантного аллеля.

Взаимодействие неаллельных генов.

Неаллельные гены — это гены, расположенные в различных участках хромосом и кодирующие неодинаковые белки.

• Комплементарность – взаимодействие генов, при котором признак проявляется только при наличии в генотипе двух доминантных генов из разных аллельных пар.

• Эпистаз – взаимодействие генов, при котором ген из одной аллельной пары подавляет фенотипическое проявление гена из другой аллельной пары. Такой ген называется агрессор.

• Полимерия – взаимодействие генов, при котором признак контролируется несколькими парами генов, и интенсивность признака зависит от количества доминантных генов.