3. Взаимодействие генов.

1. Общие понятия.

Было установлено, что на один признак могут влиять многие гены и, наоборот, один ген часто влияет на многие признаки. Кроме того, действие гена может быть изменено соседством других генов или условиями внешней среды.

Когда один ген оказывает влияние на развитие разных признаков, то это явление называют плейотропным или множественным действием гена. Таким образом, плейотропия – это способность гена воздействовать на несколько признаков одновременно. Это явление обусловлено тем, что обмен веществ представляет собой сложные, часто разветвленные метаболические цепи реакций синтеза, превращения или распада. Каждое звено этой цепи контролируется отдельным геном. Учитывая разветвленность цепей, мутации многих генов могут затрагивать не один какой – то признак, а несколько, и тем самым могут влиять на жизнеспособность мутантов.

Причиной плейотропии может быть также и нарушение синтеза всего лишь единичного фермента, но участвующего во многих биохимических реакциях. Нельзя смешивать явления плейотропии со взаимодействием генов.

Явление, когда за один признак отвечает несколько генов (аллелей), называют взаимодействием генов. Причём, если речь идёт об аллелях разных генов, то такие взаимодействия называют неаллельными.

Выделяют следующие типы неаллельных взаимодействий:

• кооперация или новообразование;

• комплементарность;

• эпистаз;

• криптомерия;

• полимерия.

3.2. Кооперация (новообразование).

3.2.1.Методические указания.

Явление кооперации обычно рассматривают на примере наследования формы гребня у кур (см. ниже), где имеется 2 дискретных гена, контролирующих 2 различных признака. При совместном действии доминантных аллелей этих генов происходит их кооперирование и появляется новый третий признак (новообразование).

Следует обратить внимание на принципиальное сходство кооперации и кодоминантности. Различие между ними состоит только в том, что при кооперации взаимодействуют аллели разных генов, а при кодоминантности – аллели одного и того же гена.

Таким образом, кооперация или новообразование – это такой тип взаимодействия двух или нескольких генов, при котором их доминантные аллели, имеющие собственное фенотипическое проявление, при совместном действии обусловливают появление нового третьего признака.

Расщепление во втором поколении – 9:3:3:1.

Обозначения: у кур за форму гребня отвечает два гена: R – розовидная форма; Р – гороховидная форма; rrрр – простая листовидная форма гребня, а при наличии обеих доминантных аллелей – форма гребня ореховидная.

3.2.2. Задачи 1 типа.

Задача № 26. Какие потомки появятся в результате следующих скрещиваний:

1) Rr Рр Х rr Рр; 2) Rr РР Х Rr рр

Решение задачи: для решения обеих задач лучше всего использовать математический метод.

1) По 1 гену мы имеем анализирующее скрещивание (Ш“буква генетического алфавита”). Следовательно в потомстве получится ½ гетерозигот и ½ рецессивных гомозигот.

По П гену мы имеем скрещивание двух гетерозигот (П “буква генетического алфавита”), что даст в потомстве ¾ потомков доминантного фенотипа (включающих по генотипу ¼ доминантных гомозигот и 2/4 гетерозигот) и ¼ потомков – рецессивных гомозигот.

Запись скрещивания: Р: Rr Рр Х rr Рр

По 1 гену по П гену

(½ Rr + ½ rr) (3/4 Р- + ¼ рр) =

= 3/8 Rr Р- + 3/8 Rr рр + 1/8 rr Р- + 1/8 rr рр.

Ответ: в результате первого скрещивания получится 3/8 потомков с ореховидным гребнем, 3/8 с ореховидным, 1/8 с гороховидным и 1/8 с простым листовидным гребнем.

2. По 1 гену наблюдается скрещивание двух гетерозигот (см. выше), а по П гену – скрещивание двух различных гомозигот (1 “буква генетического алфавита”), которое дает только гетерозигот.

Запись скрещивания: Р: Rr РР Х Rr рр

По 1 гену: по П гену:

(¾ R- + ¼ rr ) ( Рр ) =

= ¾ R- Рр + ¼ rr Рр

Ответ: в результате второго скрещивания получится ¾ потомков с ореховидным и ¼ - с гороховидным гребнем .

3. Задачи П типа.

Задача № 27. При скрещивании кур с гороховидным гребнем и петухов с ореховидным гребнем в потомстве получилось 3/8 с ореховидными, 3/8 с гороховидными, 1/8 с розовидными и 1/8 с простыми листовидными гребнями. Определите генотипы родителей и потомков.

Решение задачи: Данная задача может быть решена абсолютно аналогично задаче № 24, т.е. как обычная задача на дигибридное скрещивание. По 1 гену получим расщепление 1:1 (анализирующее скрещивание), а по второму – 3:1 (скрещивание двух гетерозигот).

Ответ: Р: rr Рр Х Rr Рр  F₁: 3/8 Rr Р- + 3/8 rr Р- + 1/8 Rr рр + + 1/8 rr рр.