Взаємодія неалельних генів - студопедія
Основні форми взаємодії неалельних генів - компліментарність, епістаз і полімерія. Вони переважно видозмінюють класичну формулу розщеплення за фенотипом, встановлену Г. Менделем для дигибридного схрещування (9: 3: 3: 1).
Комплементарність (лат. Complementum - доповнення). Комплементарними, або взаємодоповнюючими, називаються неалельні гени, які поодинці не виявляють своєї дії, але при одночасній наявності в генотипі зумовлюють розвиток нової ознаки. У запашного горошку забарвлення квіток обумовлена двома домінантними неалельних генами, з них один ген (А) забезпечує синтез безбарвного субстрату, інший (В) - синтез пігменту. Тому при схрещуванні рослин з білими квітками (ааbb х ааВВ) все рослини в першому поколінні F1 (АаВb) мають забарвлені квітки, а в другому поколінні F2 відбувається розщеплення за фенотипом у співвідношенні 9: 7, де 9/16 рослин мають забарвлені квітки і 7 / 16 - нефарбовані.
У людини нормальний слух обумовлений комплементарною взаємодією двох домінантних неалельних генів D і Е, з них один визначає розвиток завитка, інший - слухового нерва. Люди з генотипами D-Е- мають нормальний слух, з генотипами D-її і ddЕ- - глухі. У шлюбі, де батьки глухі (DDee 'ddEE), всі діти будуть мати нормальний слух (DdEe).
Епістаз - взаємодія неалельних генів, при якому один ген пригнічує дію іншого, неалельні, гена. Перший ген називається Епістатичний, або супрессором (інгібітором), інший, неалельні, ген - гіпостатична. Якщо Епістатичний ген - домінантний, епістаз називають домінантним (А> В). І, навпаки, якщо Епістатичний ген рецесивний, епістаз - рецесивний (аа> В або аа> ст). Взаємодія генів при Епістаз протилежно комплементарності.
Приклад домінантної епістазу. У курей домінантний аллель З одного гена обумовлює розвиток забарвлення пір'я, але домінантний аллель І іншого гена є його супрессором. Тому кури з генотипом І-С- - білі, а з генотипами ііСС і ііСс - пофарбовані. У схрещуванні білих курей (ІІСС х іісс) гібриди першого покоління F1 виявляться білими, але при схрещуванні F1 між собою в другому поколінні F2 відбудеться розщеплення за фенотипом у співвідношенні 13: 3. З 16 особин 3 будуть пофарбовані (ііСС і ііСс), так як в них відсутній домінантний ген-супресор і є домінантний ген забарвлення. Інші 13 особин будуть білими.
Прикладом рецесивного епістазу може бути бомбейський феномен - незвичайне успадкування груп крові системи АВО, вперше виявлене в одній індійській сім'ї. У родині, де батько мав групу крові І (О), а мати - ІІІ (В), народилася дівчинка з групою І (О), вона вступила в шлюб з чоловіком з групою крові ІІ (А) і у них народилося дві дівчинки: одна з групою крові ІV (АВ), інша - з І (О). Народження дівчинки з ІV (АВ) групою крові в родині, де батько мав ІІ (А), а мама - І (О) було незвичайним. Генетики пояснили цей феномен так: дівчинка з групою ІV (АВ) успадкувала аллель ІА від батька, а аллель ІВ - від матері, але у матері аллель ІВ фенотипически не проявляє, так як в її генотипі був присутній рідкісний рецесивний Епістатичний ген s в гомозиготному стані, який спровокував фенотипично прояв алелі ІВ.
Гіпостаз - взаємодія неалельних генів, при якому домінантний ген однієї алельних пари пригнічується Епістатичний геном з іншої алельних пари. Якщо ген А пригнічує ген В (А> В), то по відношенню до гену В взаємодія неалельних генів називається гіпостазов, а по відношенню до гену А - Епістаз.
Полімерія - взаємодія неалельних генів, при якому один і той самий ознака контролюють кілька домінантних неалельних генів, які діють на цю ознаку однозначно, в рівній мірі, посилюючи його прояв. Такі однозначні гени називають полімерними (множинними, полігенами) і їх позначають однією буквою латинського алфавіту, але з різними цифровими індексами. Наприклад, домінантні полімерні гени - А1, А2, А3 і т.д. рецесивні - а1, а2, а3 і т.д. Відповідно позначають генотипи - А1А1А2А2А3А3, а1а1а2а2а3а3. Ознаки, які контролюються полігенами, називають полігенними, а успадкування цих ознак - полігенним, на відміну від моногенного, де ознака контролюється одним геном. Явище полімерії вперше описав в 1908 р шведський генетик Г. Нільсон-Еле при вивченні успадкування кольору зерна пшениці.
Полімерія буває кумулятивною і некумулятивною. При кумулятивної полімерії кожен ген окремо має слабку дію (слабку дозу), але кількість доз всіх генів в кінцевому результаті підсумовується, так що ступінь вираження ознаки залежить від числа домінантних алелей. За типом полімерії у людини успадковуються ріст, маса тіла, колір шкіри, розумові здібності, величина артеріального тиску. Так, пігментація шкіри у людини визначається 4-6 парами полімерних генів. У генотипі корінних жителів Африки є переважно домінантні аллели (Р1Р1Р2Р2Р3Р3Р4Р4), у представників європеоїдної раси - рецесивні (p1p1p2p2p3p3p4p4). Від шлюбу темношкірого і білої жінки народжуються діти з проміжним кольором шкіри - мулати (Р1р1P2р2P3р3P4р4). Якщо подружжя - мулати, то можливе народження дітей з пігментацією шкіри від максимально світлої до максимально темної.
Полигенно в типових випадках успадковуються кількісні ознаки. Проте в природі існують приклади полигенного успадкування якісних ознак, коли кінцевий результат не залежить від числа домінантних алелей в генотипі - ознака або проявляється, або не проявляється (некумулятивною полімерія).
Плейотропія - здатність одного гена контролювати кілька ознак (множинна дія гена). Так, синдром Марфана в типових випадках характеризується тріадою ознак: підвивихи кришталика ока, вадами серця, подовженням кісток пальців рук і ніг (арахнодактилія - павукові пальці). Цей комплекс ознак контролюється одним аутосомно-домінантним геном, який викликає порушення розвитку сполучної тканини.