Взаимодействие аллельных и неаллельных генов

Основы генетики. 1 гр, 1курс, ЗАО, сурдо, Волкова А.

Задание 1.

Грегор Иоганн Мендель – основоположни­к учения о наследственности, создатель новой науки – генетики. Работы Менделя были опубликованы при жизни, но не были оценены по достоинству: деятели науки того времени не поняли важности и значения открытий биолога. Переосмысление работ Менделя пришло только через 16 лет после его смерти.

Все выявленные закономерности были установлены Менделем опытным путём. Восемь лет Мендель изучал, как наследуются из поколения в поко­ление различные признаки. Свои опыты учёный проводил на горохе с 1854 по 1862 годы. У растения были выделены семь чётких признаков: глад­кие или морщинистые семена, красная или белая окраска цветка, зелёный или жёлтый цвет семян и бобов, высокое или низкое растение и т. д.

За восемь лет наблюдения за цветением и плодоношением гороха Мендель заполнил около 10 000 карточек, где подробно охарактеризовал растения. Первые два года биолог проверял чистоту линий гороха (растения постоянно должны были приносить потомство с одинаковыми признаками). Далее Мендель стал получать гибриды путём скрещивания растений с разными признаками.

Мендель заметил, что всё потомство первого поколения наследует только один признак от одного из растений-родителей (пара растений с высоким стеблем и низким стеблем даёт потомство первого поколения толь­ко с высоким стеблем и т.д.). Признаки наследовались или от «отца», или от «матери»: в разных случаях по-разному. Учёный убедился в том, что призна­ки «родителей» не смешиваются воедино (крас­ные и белые цветки не превращаются у потомков этих растений в розовые). А также определил, что у потомства (у «внуков»), могут проявиться рецессивные приз­наки их «бабушек» и «дедушек».

Менделем было доказано, что признаки наследуются независимо друг от друга (красная или белая окраска цветков никак не влияет на жёлтый или зелё­ный цвет горошин). Учёный рассматривал каждый признак отдельно. После подсчёта цветков разного цвета Мендель установил числовое соотношение проявления признаков у потомства: три к одному.

Биолог не просто описал свои опыты, но и сделал определённые выводы:

От каждого из родителей зародышевая клетка наследует по од­ному «наследственному задатку» (позднее их назовут генами).

Каждый из задатков (генов) определя­ет какой-то признак – например, белую окра­ску цветков. Если в клетку попадают одновре­менно задатки, определяющие красную и белую окраску, то проявляется только один из них. Второй же остаётся скрытым. Чтобы вновь про­явился красный цвет, необходима «встреча» двух задатков красной окраски. Согласно теории вероят­ности, в следующем поколении это произойдёт один раз на каждые четыре сочетания. Отсюда и соотношение «3 к 1».

В итоге Мендель был уверен, что выявленные им закономерности распространяются на всё живое.
Законы Менделя широко используются в современной генетике.

Взаимодействие аллельных и неаллельных генов.

Аллельные гены – гены, определяющие развитие одного и того же признака и расположенные в идентичных участках гомологичных хромосом.

 

При полном доминировании доминантный ген полностью подавляет проявление рецессивного гена.

 

Неполное доминирование носит промежуточный характер. При этой форме взаимодействия генов все гомозиготы и гетерозиготы сильно отличаются друг от друга по фенотипу.

 

Кодоминирование – явление, при котором у гетерозигот проявляются оба родительских признака, то есть доминантный ген в полной мере не подавляет действие рецессивного признака. Примером может служить окрас шерсти коров шортгорнской породы, доминантная окраска – красная, рецессивная – белая, а гетерозигот имеет чалую окраску – часть волосков красного и часть волосков белого цветов.

Это пример взаимодействия двух генов.

Известны и другие формы взаимодействия, когда вступают во взаимодействие три и более гена – такой тип взаимодействия носит название множественный аллелизм. За проявление таких признаков отвечают несколько генов, два из которых могут находиться в соответствующих локусах хромосом. Наследование групп крови у человека – пример множественного аллелизма. Группа крови у человека контролируется аутосомным геном, его локус обозначается I, три его аллели обозначаются А, В, 0. А и В – кодоминантны, О – рецессивен по отношению к обоим.

 

Неаллельные гены – это гены, расположенные в различных участках хромосом и кодирующие неодинаковые белки. Неаллельные гены могут взаимодействовать между собой. Во всех случаях взаимодействия генов менделевские закономерности строго соблюдаются, при этом либо один ген обуславливает развитие нескольких признаков, либо, наоборот, один признак проявляется под действием совокупности нескольких генов. Взаимодействие неаллельных генов проявляется в четырех основных формах: эпистаз, комплементарность, полимерия и плейотропия.

Комплементарность – тип взаимодействия генов, при котором признак может проявляться в случае нахождения двух или более генов в генотипе. Так, в образовании хлорофилла у ячменя принимают участие два фермента, если они находятся в генотипе вместе – развивается зеленая окраска хлорофилл, если находится только один ген – растение будет иметь желтую окраску. В случае отсутствия обоих генов растение будет иметь белый окрас и будет нежизнеспособно.

 

Эпистаз – взаимодействие генов, при котором один неаллельный ген подавляет проявления другого неаллельного гена. Примером служит окраска оперения у кур белых леггорнов, которая контролируется двумя группами ген:

доминантный ген – А, отвечает за белый окрас;

рецессивный ген – а, за цветную окраску;

доминантный ген – В, отвечает за черный окрас;

рецессивный ген – в, за коричневый окрас.

При этом белая окраска подавляет проявление черной

При скрещивании дух гетерозигот, белой курицы и белого петуха, мы видим в решетке Пеннета результаты скрещивания: расщепление по фенотипу в соотношении

12 белых цыплят: 3 черных цыпленка: 1 коричневый цыпленок.

 

Полимерия – явление, при котором развитие признаков контролируется несколькими неаллельными генами, располагающимися в разных хромосомах.

Чем больше доминантных аллелей данного гена, тем больше выраженность данного признака. Примером полимерии является наследование цвета кожи у человека. За окраску цвета кожи у человека отвечает две пары генов:

если все четыре аллели этих генов будут доминантны, то проявится негроидный тип окраски кожи;

если один их генов будет рецессивный – окраска кожи будет темного мулата;

если две аллели будут рецессивными – окраска будет соответствовать среднему мулату; если будет оставаться только одна доминантная аллель – окраска будет светлого мулата; если рецессивны все четыре аллели – окраска будет соответствовать европеоидному типу кожи

 

Задание 2.