11.1. Факторы, влияющие на экспрессию генов

Все гены, которыми обладает данный организм, определяют только его генетический потенциал. Зародышевое развитие зависит от взаимодействия всех генов во время их экспрессии, иными словами в то время, когда они обеспечивают - или не обеспечивают - образование тех или иных полипептидов и белков.

Полигенное наследование. Гены, каждый из которых вносит небольшой вклад в изменчивость какого-либо количественного признака, принято называть множественными факторами, или полигенами. Иногда такие гены вносят равный вклад в проявление признака, как говорят действуют аддитивно. Чаще же вклад аллелей не одинаков: из-за доминирования или взаимодействия между локусами. Основной особенностью полигенного наследования является зависимость непрерывности от числа локусов - чем больше локусов, оказывающих совместное влияние на формирование данного признака, тем более непрерывной будет изменчивость по данному признаку (рис. 10.5). Так цвет кожи у человека, по-видимому, определяется тремя или четырьмя генами. Дети от брака между белыми и неграми (мулаты) имеют промежуточный цвет кожи. Дети от браков между мулатами обнаруживают сильную изменчивость в степени пигментации. Характер распределения цвета кожи у потомков приблизительно соответствует ожидаемому распределению при предположении, что цвет кожи у человека контролируется 3-4 генами с одинаковым действием (рис. 10.6).

Роль половых гормонов заключается главным образом в воздействии на репродуктивную систему и связанные с ней органы, однако эти гормоны могут также влиять на ряд других признаков организма. Гены степень экспресии которых определяется уровнем половых гормонов, называются генами зависимыми от пола. Бык может, например, нести гены, определяющие высокую молочность, но молока он давать не будет так как у него очень низок уровень женских гормонов. Точно также и самцы и самки обладают генетическим потенциалом, необходимым для образования органов, свойственных противоположному полу, но у них в процессе развития под влиянием более высокого содержания гормонов именно данного типа формируются органы, характерные для их пола.

Примером может служить ген, определяющий облысение типичное для мужчин. Он локализован в аутосоме (то есть в неполовой хромосоме), но его экспрессия зависит от мужских половых гормонов. У мужчин в присутствии мужских половых гормонов он ведет себя как доминантный ген, а у женщин он проявляется только в гомозиготном состоянии, то есть ведет себя как рецессивный ген.

Половые гормоны далеко не единственный фактор, влияющий на фенотипическую экспрессию генов. Многие признаки, контролируются в целом одним геном, но его проявление зависит от влияния генов-модификаторов. Например, долгое время считалось, что цвет глаз у человека определяется одной парой генов, причем карий цвет доминирует над голубым. Теперь мы знаем, что в определении цвета глаз участвуют по меньшей мере также и две пары генов-модификаторов. Поэтому у голубоглазых родителей хотя и крайне редко но может родиться кареглазый ребенок.

В разном возрасте организм вырабатывает разные гормоны, так что и возраст опосредованно сказывается на экспрессии генов. Достаточно вспомнить многие изменения, сопровождающие половое созревание.

На экспрессию генов влияют также факторы внешней среды, а именно пища, свет и температура. Так, плохо питающиеся люди бывают обычно ниже ростом, чем допускают их гены. Влияние света наиболее заметно в случае фототрофных организмов. Хорошо также известно влияние охлаждения на окраску шкурки у сиамских кошек.