Взаимодействие генов

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АЛЛЕЛЬНЫХ ГЕНОВ

Полное доминирование

Неполное доминирование

Кодоминирование и сверхдоминирование

Кодоминирование — это такое взаимодействие аллельных генов, при ко­тором в гетерозиготном состоянии оказываются и работают вместе два доминантных гена одновременно, то есть каждый аллель детерминирует . свой признак.

Кодоминирование

Типичный пример такого взаимодействия аллелей — наследование антигенных групп крови человека: А, В, АВ и О

Знание генетического контроля групп крови имеет большое практическое значение.

Наследование по типу кодоминирования тесно связано с проблемой множественного аллелизма. Фенотипическое проявле­ние каждого менделирующего признака основано на взаимодействии в гено­типе двух аллельных генов. Однако количество аллелей в человеческих популяциях далеко не всегда равно двум. Для групп крови системы MN их два, а для групп крови системы АВО существует не два, а три аллеля: А, В и О. По несколько аллелей известно для гемоглобина и для многих фермент­ных систем.

Сколько бы аллелей ни существовало в популяции, признак и конкретном организме определяется сочетанием только двух из них. В гено­типе они могут взаимодействовать между собой по типу полного доминирования; неполного доминирования или кодоминирования.

Явление множественного аллелизма определяет фенотипическую гетерогенность чело­веческих популяций, это одна из основ разнообразия генофонда человека.

В основе этой множественности лежат генные мутации, изменяющие после довательность азотистых ocнований молекулы ДНК в участке, соответствующем данному гену. Эти мутации могут быть нейтральными, полезными, или вредными. Последние являются причиной наследственных патологиий, связанных с множественным аллелизмом.

Явление сверхдоминирования связано с тем, что в ряде случаев доминантные гены в гетерозиготном состоянии проявляются сильнее, чем в гомозиготном. Это понятие коррелирует с эффектом гетерозиса и связано с такими сложными признаками, как жизнеспособность, общая продолжительность жизни и др.

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НЕАЛЛЕЛЬНЫХ ГЕНОВ

На фенотипическое проявление одного гена обычно влияют другие гены. Зачастую признаки формируются при участии нескольких генов, взаимодействие между которыми отражается в фенотипе.

В классической генетике наиболее изученными являются три типа взаимодействия неаллельных генов:

эпистаз,

комплементарность и

полимерия.

Они определяют многие наследуемые признаки человека.

Эпистаз — это такой тип взаимодей­ствия неаллельных генов, при котором одна пара аллельных генов подавляет действие другой пары. Различают эпистаз доминантный и рецессивный.

Доминантный эпистаз проявляется в том, что доминантный аллель в гомозиготном (АА) или гетерозиготном (Аа) со стоянии подавляет проявление другой пары аллелей.

При рецессивном эпистазе ингибирующий ген в рецессивном гомозиготном состоянии (аа) не дает возможность проявиться эписгатируемому гену.

Комплементарность — это такой тип взаимодействия, при котором за признак отвечают несколько неаллельных генов, причем разное сочетание доминантных и рецессивных аллелей и их парах изменяет фенотипическое проявление признака. Но во всех случаях, когда гены расположены в разных парах хромосом, в основе расщеплений лежат цифровые законы, yстановленные Менделем.

Так, чтобы чтобы человек имел нормальный слух, необходима согласованная деятельность нескольких пар генов, каждый из которых может быть представлен доминантными или ре-цессивными аллелями.

Предположим, что нормальный слух формирует пара генов. В этом случае людям с нормальным слухом присущи генотипы ААВВ, ААВЬ, АаВВ, АаВЬ.

Наследственная глухота определяется генотипами: aabb, Aabb, Aabb, ааВЬ, ааВВ. Используя законы Менделя для дигибридного скрещивания, легко рассчитать, что

глухие родители (ааВВ х AAbb) могут иметь детей с нормальным слухом (АаВЬ),

а нормально слышащие родители при соотвтствующем сочетании генотипов (АаВЬ х АаВЬ) с высокой долей вероятности (более 40%) — глухих детей.

Полимерия — обусловленность определенного признака несколькими парами неаллельных генов, обладающих одинаковым действием. Такие гены называются полимерными. Если число доминантных аллелей влияет на степень выраженности признака, полимерия именуется кумулятивной.

Чем больше доминантных аллелей, тем более интенсивно выражен признак. По типу кумулятивной полимерии обычно наследуются признаки, которые можно выразить количественно: цвет кожи, цвет волос, рост.

Если один ген ока­зывает влияние на работу других генов, то он может влиять на проявление не только одного, но и нескольких признаков. Такое множественное действие гена называют плейотропией. Наиболее ярким примером плеиотропного действия гена у человека является синдром Марфана, уже упоминавшаяся аутосомно-доминантная патология. Арахнодактилия ("паучьи" пальцы) — один из симптомов синдрома Марфана. Другими симптомами являются высокий рост из-за сильного удлинения конечностей, гиперподвижность суставов, ведущий к близорукости, подвывих хрусталика и аневризм аорты.

В ряде случаев признак может вообще не выражаться фенотипически, несмотря на генотипическую предопределенность. Частота фенотипического проявления данного гена среди его носителей называется пенетрантностью и выражается в процентах. Пенетрантность бывает полной, если признак проявляется у всех носителей данного гена (100%), и неполной, если признак проявляется