Взаимодействие аллельных и неаллельных генов

1.1. Значение темы. Данный раздел — это углубленное знание генетики, что необходимо для изучения закономерностей передачи наследственных признаков при взаимодействии аллельных и неаллельных генов. Следует обратить внимание на количественные отклонения от законов Менделя при наличии различных форм взаимодействия генов.

1.2. Цели занятия: Общая — изучить виды взаимодействия аллельных и неаллельных генов, рассматривать генотип как целостную систему.

1.3. Конкретные цели. Уметь:

1.3.1. Экстраполировать законы Менделя в случаях, когда имеют место различные формы взаимодействия генов.

1.3.2. Прогнозировать появление тех или иных признаков или заболеваний в потомстве.

Основные теоретические сведения

Генотип не может рассматриваться как простая механическая сумма отдельных генов. Генотип — целостная качественно новая система, возникающая в ходе эволюции. Отдельные гены этой системы могут существенно влиять друг на друга, усиливая или ослабляя общий фенотипический эффект. Результатом служат отклонения от первичных числовых расщеплений, вытекающих из закона Менделя.

Взаимодействия аллельных генов

а) Полное доминирование — взаимодействие аллельных генов, при котором доминантный ген полностью подавляет фенотипическое проявление рецессивного гена. Например, желтый цвет гороха полностью подавляет зеленый цвет.

б) Неполное доминирование — когда оба аллельных гена и доминантный и рецессивный проявляются фенотипически в результате чего гибридное потомство имеет промежуточный фенотип. Пример: растение с генотипом АА — имеет красные цветы, а растение с генотипом аа — белые цветы, у гетерозиготы Аа — цветы розового оттенка.

в) Кодоминантность — вид взаимодействия, когда оба гена проявляют каждый себя самостоятельно в равной степени. Это наблюдается при взаимодействии генов А и В в случае наследования IV группы крови,

г) Сверхдоминирование — заключается в том, что у доминантного аллеля в гетерозиготном состоянии иногда отмечается более сильное проявление, чем в гомозиготном состоянии.

Взаимодействие неаллельных генов

а) Комплементарное действие — когда для формирования признака необ­ходимо наличие двух или более неаллельных (обычно доминантных) генов. Например, у человека нормальный слух обусловлен двумя доминантными генами Д и Е, из которых один определяет развитие улитки, а другой — слухового нерва. Доминантные гомозиготы и гетерозиготы по обоим генам имеют нормальный слух, рецессивные гомозиготы по одному из этих генов — глухие.

б) Эпистаз — подавление неаллельным геном действия другого гена, названного гипостатическим. У человека известен ряд ферментопатий, связанных с эпистатическим взаимодействием генов.

в) Полимерия — заключается в том, что различные доминантные неал-лельные гены могут оказывать действие на один и тот же признак, усиливая его проявление. Такие гены получили название полимерных, а признаки, ими определяемые — полигенных. Так, цвет кожи у человека определяется пятью парами аллельных генов.

г) Плейотропия — зависимость нескольких признаков от одного гена, т.е. проявление множественных эффектов одного гена, явление обратное полимерии. Впервые плейотропия была обнаружена Менделем, а позднее Вавилов Н. И. более подробно описал такой вид взаимодействия генов. Так, например, у человека известно наследственное заболевание — болезнь Марфана, арахнодактилия («паучьи пальцы» — очень тонкие и длинные). Ген, определяющий это заболевание, вызывает нарушение развития соединительнеой ткани и оказывает влияние одновременно на развитие нескольких признаков: нарушение в строении хрусталика глаза, аномалии в сердечно-сосудистой системе. При плейотропии ген, влияя на какой-то один основной признак, может также изменять, модифицировать проявление других генов, в связи с чем введено понятие о генах-модификаторах. Последние усиливают или ослабляют развитие признаков, кодируемых «основным» геном.