Interacțiunea genelor. Interacțiunea genelor non-alelice: tipuri și forme Interacțiunea complementară a genelor
La traversarea lucernă, care are flori roșii, cu lucerna cu flori galbene, Fx Toate plantele au flori verzi. ÎN F2 rezultă: 9/16 cu flori verzi, 3/16 cu flori roșii, 3/16 cu flori galbene, 1/16 cu flori albe.
În această traversare, a fost dezvăluit un model clar de divizare dihibridă. Rezultă că divizarea are loc în două perechi de gene. Dar, în acest caz, genele dominante LA(roșu) și ȘI(culoare galbenă), acționând împreună (LA + ȘI), cauzează culoarea verde a florilor, adică culoarea verde este obținută ca urmare a acțiunii complementare (complementare) a genelor K și J. Cu o singură genă dominantă LA se obțin flori roșii, o genă ȘI - numai gene recesive, galbene ( kkzhzh) - alb.
Acțiunea complementară, complementară a genelor se găsește și la animale. Deci, atunci când încrucișați o rasă de găini cu un pieptene în formă de roz, cu o rasă de găini cu un pieptene în formă de mazăre, toți puii în F are un pieptene de nuc. ÎN F2 rezultă 9/16 pui cu formă de nucă, 3/16 cu formă de trandafir, 3/16 cu formă de mazăre și 1/16 cu un pieptene simplu în formă de frunză. În acest caz, genele dominante R- roz, G - pieptene în formă de mazăre, acționând împreună, dau un nou semn - un pieptene în formă de nucă. O genă R provoacă rozacee și o genă G - pieptene de mazăre. Cu doar gene recesive (rrgg) se formează o creastă în formă de frunză.
Un exemplu viu al acțiunii complementare a genelor este încrucișarea soiurilor de mazăre dulce, fiecare având flori albe. Hibrizii lor F] au flori roșii viu colorate. ÎN F2 rezultă 9/16 plante cu roșu și 7/16 - cu flori albe.
În acest exemplu, un soi de mazăre cu flori albe are o genă dominantă A, un alt soi de mazăre cu flori albe are gena ÎN. Nici o genă A, nicio genă ÎN individual nu provoacă colorarea florilor. Când aceste gene acţionează împreună (A + ÎN) la hibrizi, florile sunt viu colorate în roșu.
ÎN F2 la plantele cu ambele gene (A + B), florile sunt roșii. Există 9/16 astfel de plante. În plantele care au doar una dintre aceste gene (sau A, sau ÎN)și să nu le aibă deloc ( ab), florile rămân albe; sunt 7/16 astfel de plante.
Aceleași manifestări ale acțiunii complementare a genelor se întâlnesc la animale. Sunt cunoscute rase albe de pui, care, atunci când sunt încrucișate, dau descendenți viu colorați. ÎN F2 rezultă 9/16 găini pictate și 7/16 albe. Evident, în acest caz există și două gene. Niciuna dintre ele nu provoacă individual colorarea penajului. Numai cu acțiunea lor comună are loc colorarea.
O formă interesantă de acțiune complementară a genelor se găsește în dovleac. La încrucișarea a două soiuri de dovleci care au formă de fruct sferică se obțin hibrizi cu fructe în formă de disc. Când acești hibrizi sunt crescuți în generația următoare, apar 9/16 plante cu fructe în formă de disc, 6/16 cu fructe sferice și 1/16 cu fructe alungite (Fig. 2.1).
Orez. 2.1.
Rezultatele încrucișării a două soiuri de dovleci (Fig. 2.1) sunt explicate după cum urmează. Un soi cu fructe sferice are gena A, un alt soi cu fructe sferice - gena ÎN. Când sunt încrucișați, hibridul produce gene AȘi ÎN si se obtin plante cu fructe in forma de disc. Când se reproduc în F2 se dovedește că 9/16 plante care au gene AB(cu fructe disc), 3/16 au gena L, dar nu au gena ÎN(cu fructe sferice), 3/16 au gena ÎN dar le lipsește gena A(de asemenea fructe sferice), 1/16 poartă gene aabb(fructe de formă alungită).
Moștenirea culorii blanii la încrucișarea șoarecilor negri și maro poate fi studiată în cursul lucrărilor următoare.
La șoareci, culoarea blanii este determinată de multe gene care interacționează. Agouti (tip sălbatic) se caracterizează printr-un inel de pigment galben pe fiecare păr negru. Formarea sa se datorează genei Și la care se referă la o serie de alele multiple. alela A determină absența inelelor galbene pe firele de păr. Șoareci cu genotip aa au blana neagra. Gene A este dominantă în raport cu alela A, prin urmare, la animalele cu genotipul Ah culoarea hainei de tip sălbatic. Peste alele AȘi A gena dominantă din aceeași serie A y, care în starea heterozigotă determină culoarea galbenă, iar în starea homozigotă - letalitatea embrionilor.
Culoarea hainei este determinată și de o altă genă nelegată - 6, care la homozigot provoacă formarea unui pigment maro. Interacționează cu genele A-a Dacă genotipul are gena b(în homozigot) și genă A, apoi se formează inele galbene pe firele de păr negre și blana capătă o culoare maro pestriță.
gene recesive AȘi bîn stare homozigotă (a abb) provoca un nou semn - culoarea stratului de culoare ciocolată. Prin urmare, fiecare fenotip se datorează genotipurilor corespunzătoare: agouti - A_B_., negru - aaB_, maro - Un bb, "ciocolata" - aabb.
La încrucișarea șoarecilor negri și maro, schema de încrucișare este:
În prima generație fi toți șoarecii sunt gri. Când încrucișăm șoareci din prima generație unul cu altul, obținem:
AABB |
AAB |
AaBB |
AaB |
||
AAB |
AAL |
AaB |
|||
Maro |
Maro |
||||
AaBB |
AaB |
aaBB |
aab |
||
AaB |
aab |
||||
Maro |
Ciocolată |
În / * 2 se formează patru clase fenotipice (agouti, maro, negru, „ciocolată”.) Ca rezultat al interacțiunii complementare a genelor AȘi b apare o nouă caracteristică - colorarea ciocolatei.
Teoretic, raportul numeric dintre clase este 9 A_B_ : 3Un bb : yaaB_ : 1 aabb.
Genele care modifică acțiunea altor gene de bază fără a determina ele însele dezvoltarea trăsăturilor se numesc gene modificatoare.
Moștenirea culorii blanii în trihibrid trecere soareci albi si colorati poate fi studiat în lucrarea următoare.
Culoarea blanii la șoareci este determinată de multe gene. Din lucrările anterioare, interacțiunea genelor este cunoscută A-a, B-b. Gena c provoacă albinism la șoareci. Omozigotul pentru această genă (cc) este lipsit de orice culoare, indiferent de prezența genelor colorante. Prin urmare, genotipurile albinos au gene de culoare diferită a blănii. A treia pereche de gene - Os - nu este legată de primele, prin urmare se împarte independent de ele.
Când încrucișăm șoareci gri, obținem:
AABBSS |
AAVVS |
AaBBSS |
AABCC |
AABC-uri |
AaVVS-uri |
Aabcc |
Aabcc |
|
AAVVS |
AABBss |
AaVVS-uri |
AABCC |
AABSS |
AaBBSS |
Aabcc |
Aabcc |
|
AaBBSS |
AaVVS-uri |
aaBBSS |
Aabcc |
Aabcc |
aaVVS |
aabcc |
aabcc |
|
AABCC |
AABC-uri |
Aabcc |
Aabcc Maro |
AABC-uri Maro |
Aabcc |
Aabcc Maro |
Aabcc Maro |
|
AABC-uri |
AABSS |
Aabcc |
Aabcc Maro |
AABCC |
Aabcc |
Aabcc Maro |
||
AaVVS-uri |
AaBBSS |
aaVVS |
Aabcc |
Aabcc |
aaBBSS |
aabcc |
aabcc |
|
Aabcc |
Aabcc |
aabcc |
Aabcc Maro |
Aabcc Maro |
aabcc |
aabcc Ciocolată |
aabcc Ciocolată |
|
Aabcc |
Aabcc |
aabcc |
Aabcc Maro |
aabcc |
aabcc Ciocolată |
Ca urmare a încrucișării șoarecilor gri triheterozigoți au primit: 27 AB_C_ - gri;
- 9 A_bc_- maro;
- 9 aaB_C_ - negru;
- 3 aabc_- ciocolata;
- 16 A_B_ss; aaB ss; AJbbcc; aabbcc- albii.
Sarcina 1, Mazarea dulce are gene C? cauzează separat culoarea albă a florilor, în timp ce culoarea violet se obține numai dacă ambii acești factori sunt prezenți în genotip. Plante cu genotip ssrr au flori albe. Care va fi culoarea florilor la urmașii de la încrucișare ssrr x ssrr?
În această problemă, moștenirea colorației se datorează interacțiunii complementare a două gene.
Scriem pe scurt starea problemei:
Pentru a determina fenotipurile descendenților, notăm mai întâi gameții părinților. O plantă mamă heterozigotă produce 4 tipuri de gameți: CP, mier, cp, mier, și planta paternă homozigotă - gameți de același tip - cf. Când gameții feminini fuzionează cu gameții masculini, se formează patru tipuri de genotipuri:
Din diagramă se poate observa că genotipurile URSSȘi ssrr conțin genele dominante C și P, care determină culoarea violetă a florilor. Celelalte două genotipuri nu au o genă C dominantă, așa că florile sunt albe.
Deci, scindarea după fenotip a avut loc la jumătate” 50 % descendenți cu flori violete, 50% - cu alb.
Problema 2. O plantă cu flori albe, încrucișată cu aceleași, dă 3/4 descendenți cu flori albe și 1/4 cu flori violete. Care sunt genotipurile părinților? (Denotațiile genelor și trăsăturilor sunt aceleași ca în problema anterioară.)
Nu sunt cunoscute toate genele genotipurilor parentale din această sarcină, deoarece culoarea albă a florilor se datorează genelor C, P și homozigotului lor recesiv - ssrr. Problema poate fi rezolvată pe baza analizei plantelor violete la urmași.
În funcție de starea problemei, culoarea violetă a florilor se datorează prezenței în genotip a două gene dominante - C și P. La urmași există plante cu flori violet, care au primit gena C de la mamă, gena P de la tată. Ambele gene nu pot fi în genotipul unui părinte, deoarece florile lor sunt albe. Conform genelor stabilite, genotipurile părinților pot fi scrise după cum urmează: C_rrȘi URSS _.
Acum ar trebui să aflați în ce stare se află genele dominante: în homo- sau heterozigot. Pentru a face acest lucru, analizăm natura despărțirii la descendenți. Trăsătura de culoare a florii s-a împărțit într-un raport de 3: 1 - patru genotipuri au fost formate din patru fuziuni. Prin urmare, părinții sunt heterozigoți pentru genele C și P - ssrrȘi urssr.
Ca urmare a încrucișării plantelor cu flori albe, s-au obținut 50% plante cu flori violet și 50% cu flori albe.
Complementar este tipul de interacțiune a genelor non-alelice, în care acțiunea unei gene dintr-o pereche alelică este completată de acțiunea unei gene dintr-o altă pereche alelică, în urma căreia se formează o nouă trăsătură calitativ.
Un exemplu clasic al acestei interacțiuni este moștenirea formei pieptenelor la pui. Se întâlnesc următoarele forme de pieptene: în formă de frunză - rezultatul interacțiunii a două gene recesive non-alelice aabb; nuc - rezultatul interacțiunii a două gene dominante non-alelice A-B-;în formă de trandafir și în formă de mazăre – cu genotipuri A-bbȘi aaB-, respectiv.
Un alt exemplu este moștenirea culorii blanii la șoareci. Colorarea este gri, alb și negru și există un singur pigment - negru. Formarea unei anumite culori a stratului se bazează pe interacțiunea a două perechi de gene non-alelice:
A- o genă care determină sinteza pigmentului;
A - o genă care nu determină sinteza pigmentului;
B- o genă care determină distribuția neuniformă a pigmentului;
b- o genă care determină distribuția uniformă a pigmentului.
Exemple de interacțiuni complementare la om: retinoblastomul și nefroblastomul sunt codificați de două perechi de gene non-alelice.
Opțiuni posibile de împărțire în F 2 cu interacțiune complementară: 9:3:4; 9:3:3:1; 9:7.
epistaza
Epistaza este un tip de interacțiune a genelor non-alelice în care acțiunea unei gene dintr-o pereche alelică este suprimată de acțiunea unei gene dintr-o altă pereche alelică.
Există două forme de epistază - dominante şi recesive.În epistaza dominantă, gena dominantă acționează ca o genă supresoare (supresoare), în timp ce în epistaza recesivă, gena recesivă acționează.
Un exemplu de epistasis dominantă este moștenirea culorii penajului la pui. Două perechi de gene non-alelice interacționează:
CU- o genă care determină culoarea penajului (de obicei pestriță),
Cu- o genă care nu determină culoarea penajului,
eu- gena de suprimare a culorii
i O genă care nu suprimă colorarea.
Opțiuni de împărțire în F 2: 12:3:1, 13:3.
La oameni, un exemplu de epistasism dominant este fermentopatie (enzimopatii) - boli, care se bazează pe producția insuficientă a uneia sau alteia enzime.
Un exemplu de epistasis recesiv este așa-numitul „fenomen Bombay”: într-o familie de părinți în care mama avea grupa sanguină O și tatăl grupa sanguină A, s-au născut două fiice, dintre care una avea grupa sanguină AB. . Oamenii de știință au sugerat că mama avea gena IB în genotip, dar efectul acesteia a fost suprimat de două gene dd epistatice recesive.
Polimerismul
Polimeria este un tip de interacțiune a genelor non-alelice, în care mai multe gene non-alelice determină aceeași trăsătură, sporind manifestarea acesteia. Acest fenomen este opusul pleiotropiei. În funcție de tipul de polimer, trăsăturile cantitative sunt de obicei moștenite, ceea ce este motivul pentru marea varietate a manifestării lor în natură.
De exemplu, culoarea boabelor din grâu este determinată de două perechi de gene non-alelice:
A 1
a 1- o gena care nu determina culoarea rosie;
A2- gena care determina culoarea rosie;
a 2- o genă care nu determină culoarea roșie.
A 1 A 1 A 2 A 2 – genotipul plantelor cu boabe roșii;
a 1 a 1 a 2 a 2 - genotipul plantei cu boabe albe.
Împărțirea în F 2: 15:1 sau 1:4:6:4:1.
La oameni, în funcție de tipul de polimer, sunt moștenite trăsături precum înălțimea, culoarea părului, culoarea pielii, tensiunea arterială și abilitățile mentale.
efect de poziție
Efectul de poziție este un tip de interacțiune a genelor non-alelice, datorită poziției genei în genotip.
Exemplu - moștenirea proteică Rh- factor (factor Rh). 85% dintre europeni au factorul Rh ( Rh+), 15% nu o au ( Rh-). Factorul Rh este determinat de trei gene dominante (C, D, E) situate una lângă alta pe cromozom.
Două persoane cu același genotip CcDDEe vor avea fenotipuri diferite în funcție de aranjarea genelor alelice într-o pereche de cromozomi omologi: în varianta A, există mult antigen E, dar puțin antigen C; în varianta B, există puțin antigen E, dar mult antigen C.
Opțiunea A Opțiunea B
Transmiterea trăsăturilor din generație în generație se datorează interacțiunii dintre diferite gene. Ce este o genă și care sunt tipurile de interacțiune între ele?
Ce este o genă?
Sub genomul în prezent, ele înseamnă unitatea de transmitere a informațiilor ereditare. Genele sunt localizate în ADN și formează secțiunile sale structurale. Fiecare genă este responsabilă de sinteza unei anumite molecule de proteine, care determină manifestarea unei anumite trăsături la om.
Fiecare genă are mai multe subspecii sau alele, care provoacă o varietate de trăsături (de exemplu, ochii căprui se datorează alelei dominante a genei, în timp ce albastrul este o trăsătură recesivă). Alelele sunt localizate în aceleași zone și transmiterea unuia sau altuia de cromozomi determină manifestarea uneia sau alteia trăsături.
Toate genele interacționează între ele. Există mai multe tipuri de interacțiuni ale acestora - alele și non-alelice. În consecință, se distinge interacțiunea genelor alelice și non-alelice. Cum se deosebesc unul de celălalt și cum se manifestă?
Istoria descoperirilor
Înainte de a fi descoperite tipurile de interacțiune ale genelor non-alelice, s-a acceptat în general că este posibil doar (dacă există o genă dominantă, atunci trăsătura va apărea; dacă nu există, atunci nu va exista nicio trăsătură). Doctrina interacțiunii alelice, care pentru o lungă perioadă de timp a fost principiul principal al geneticii, a prevalat. Dominanța a fost studiată cu atenție și au fost descoperite tipuri de dominanță precum dominanța completă și incompletă, co-dominanța și supradominanța.
Toate aceste principii s-au supus primului, care a afirmat uniformitatea hibrizilor din prima generație.
După observații și studii ulterioare, s-a observat că nu toate semnele au fost ajustate la teoria dominanței. Cu un studiu mai profund, s-a dovedit că nu numai aceleași gene afectează manifestarea unei trăsături sau a unui grup de proprietăți. Astfel, au fost descoperite forme de interacțiune ale genelor non-alelice.
Reacții între gene
După cum s-a spus, multă vreme a predominat doctrina moștenirii dominante. În acest caz, a avut loc o interacțiune alelică, în care trăsătura s-a manifestat doar în starea heterozigotă. După ce au fost descoperite diferite forme de interacțiune a genelor non-alelice, oamenii de știință au putut explica tipuri de moștenire neexplicate până acum și să obțină răspunsuri la multe întrebări.
S-a descoperit că reglarea genelor depindea direct de enzime. Aceste enzime au permis genelor să reacționeze diferit. În același timp, interacțiunea genelor alelice și non-alelice a decurs conform acelorași principii și modele. Acest lucru a condus la concluzia că moștenirea nu depinde de condițiile în care genele interacționează, iar motivul transmiterii atipice a trăsăturilor se află în genele înseși.
Interacțiunea non-alelice este unică, ceea ce face posibilă obținerea de noi combinații de trăsături care determină un nou grad de supraviețuire și dezvoltare a organismelor.
Gene non-alelice
Genele non-alelice sunt acele gene care sunt localizate în diferite părți ale cromozomilor neomologi. Au o singură funcție de sinteză, dar codifică formarea diferitelor proteine care provoacă semne diferite. Astfel de gene, reacționând între ele, pot provoca dezvoltarea trăsăturilor în mai multe combinații:
- O trăsătură se va datora interacțiunii mai multor gene care sunt complet diferite ca structură.
- Mai multe trăsături vor depinde de o genă.
Reacțiile dintre aceste gene sunt oarecum mai complicate decât în cazul interacțiunii alelice. Cu toate acestea, fiecare dintre aceste tipuri de reacții are propriile caracteristici și caracteristici.
Care sunt tipurile de interacțiune ale genelor non-alelice?
- Epistazis.
- Polimerismul.
- Complementaritatea.
- Acțiunea genelor modificatoare.
- Interacțiunea pleiotropă.
Fiecare dintre aceste tipuri de interacțiune are propriile sale proprietăți unice și se manifestă în felul său.
Este necesar să ne oprim mai în detaliu asupra fiecăruia dintre ele.
epistaza
Această interacțiune a genelor non-alelice - epistasis - se observă atunci când o genă suprimă activitatea alteia (gena supresoare se numește epistatică, iar gena suprimată se numește genă ipostatică).
Reacția dintre aceste gene poate fi dominantă sau recesivă. Epistaza dominantă se observă atunci când gena epistatică (notată de obicei cu litera I, dacă nu are o manifestare externă, fenotipică) suprimă gena ipostatică (se notează de obicei B sau b). Epistaza recesivă apare atunci când alela recesivă a genei epistatice inhibă expresia oricăreia dintre alelele genei ipostatice.
Împărțirea în funcție de trăsătura fenotipică, cu fiecare dintre aceste tipuri de interacțiuni, este, de asemenea, diferită. Cu epistasis dominant, se observă mai des următoarea imagine: în a doua generație, în funcție de fenotipuri, diviziunea va fi după cum urmează - 13:3, 7:6:3 sau 12:3:1. Totul depinde de genele care converg.
Cu epistasis recesiv, diviziunea este: 9:3:4, 9:7, 13:3.
complementaritatea
Interacțiunea genelor non-alelice, în care, atunci când alelele dominante ale mai multor trăsături sunt combinate, se formează un fenotip nou, nevăzut până acum, și se numește complementaritate.
De exemplu, acest tip de reacție între gene este cel mai frecvent la plante (în special dovleci).
Dacă genotipul plantei are o alele dominante A sau B, atunci legumele capătă o formă sferică. Dacă genotipul este recesiv, atunci forma fătului este de obicei alungită.
Dacă există două alele dominante (A și B) în genotip în același timp, dovleacul devine în formă de disc. Dacă, totuși, se efectuează încrucișări suplimentare (adică această interacțiune a genelor non-alelice cu dovlecii de linie pură este continuată), atunci în a doua generație, 9 indivizi cu formă de disc, 6 cu formă sferică și se poate obține un dovleac alungit.
O astfel de încrucișare face posibilă obținerea de noi forme hibride de plante cu proprietăți unice.
La om, acest tip de interacțiune determină dezvoltarea normală a auzului (o genă - dezvoltarea cohleei, cealaltă - nervul auditiv), iar în prezența unei singure trăsături dominante apare surditatea.
Polimerismul
Adesea, manifestarea unei trăsături se bazează nu pe prezența unei alele dominante sau recesive a unei gene, ci pe numărul acestora. Interacțiunea genelor non-alelice - polimerismul - este un exemplu de astfel de manifestare.
Acțiunea polimerică a genelor poate avea loc cu sau fără acțiune cumulativă. În timpul cumulării, gradul de manifestare a unei trăsături depinde de interacțiunea generală a genelor (cu cât mai multe gene, cu atât trăsătura este mai pronunțată). Progenitul cu efect similar este împărțit astfel - 1: 4: 6: 4: 1 (gradul de exprimare al trăsăturii scade, adică la un individ trăsătura este pronunțată maxim, la alții dispariția ei se observă până la dispariția completă).
Dacă nu se observă o acțiune cumulativă, atunci manifestarea trăsăturii depinde de alelele dominante. Dacă există cel puțin o astfel de alele, trăsătura va avea loc. Cu un efect similar, împărțirea descendenților are loc într-un raport de 15:1.
Acțiunea genelor modificatoare
Interacțiunea genelor non-alelice, controlată de acțiunea modificatorilor, este relativ rară. Un exemplu de astfel de interacțiune este următorul:
O astfel de interacțiune a genelor non-alelice la oameni este destul de rară.
Pleiotropia
Cu acest tip de interacțiune, o genă reglează expresia sau afectează gradul de exprimare al altei gene.
La animale, pleiotropia s-a manifestat după cum urmează:
- La șoareci, nanismul este un exemplu de pleiotropie. S-a observat că la încrucișarea cu șoareci fenotipic normali în prima generație, toți șoarecii au fost pitici. S-a ajuns la concluzia că nanismul este cauzat de o genă recesivă. Homozigoții recesivi au încetat să crească, organele și glandele lor interne au fost subdezvoltate. Această genă a nanismului a influențat dezvoltarea glandei pituitare la șoareci, ceea ce a dus la o scădere a sintezei hormonale și a cauzat toate consecințele.
- Colorație platină la vulpi. Pleiotropia în acest caz s-a manifestat printr-o genă letală, care, atunci când s-a format un homozigot dominant, a provocat moartea embrionilor.
- La om, interacțiunea pleiotropă este ilustrată prin exemplul fenilcetonuriei, precum și prin
Rolul interacțiunii non-alelice
În termeni evolutivi, toate tipurile de interacțiune de mai sus ale genelor non-alelice joacă un rol important. Noile combinații de gene provoacă apariția de noi caracteristici și proprietăți ale organismelor vii. În unele cazuri, aceste semne contribuie la supraviețuirea organismului, în altele, dimpotrivă, provoacă moartea acelor indivizi care se vor remarca semnificativ printre speciile lor.
Interacțiunea non-alelica a genelor este utilizată pe scară largă în genetica reproducerii. Unele specii de organisme vii sunt conservate datorită unei astfel de recombinări genice. Alte specii dobândesc proprietăți care sunt foarte apreciate în lumea modernă (de exemplu, creșterea unei rase noi de animale cu rezistență și forță fizică mai mare decât indivizii săi părinți).
Se lucrează la utilizarea acestor tipuri de moștenire la oameni pentru a exclude trăsăturile negative și a crea un nou genotip fără defecte.
Complementaritatea este un tip de interacțiune între două gene non-alelice dominante, în care una dintre ele completează acțiunea celeilalte, iar împreună determină o nouă trăsătură care a fost absentă la indivizii parentali, iar această trăsătură se dezvoltă numai în prezența ambelor. genele. Un exemplu este culoarea blanii cenușii la șoareci, care este controlată de două gene (A și B), dintre care prima determină sinteza pigmentului (indivizii cu genotipurile AA și Aa sunt albinoși), iar a doua determină acumularea acestuia. la baza si la varfurile parului. Când încrucișăm diheterozigoți, obținem hibrizi în raport 9:3:4 (gri:negru:alb), adică indivizii cu o combinație de alele AB în genotip vor fi gri, indivizii cu o combinație de alele aa vor fi negri, și alb - bb. La om, conform acestui principiu, are loc sinteza proteinei interferonului.
Epistaza este interacțiunea genelor non-alelice, în care acțiunea uneia dintre ele inhibă acțiunea alteia. În funcție de care dintre gene provoacă opresiune, se disting epistasis dominant și recesiv. Gena inhibitoare este numită gena inhibitoare, supresoare sau epistatică, în timp ce gena oprită este numită genă ipostatică. Genele inhibitoare inhibă în principal o altă genă fără a determina dezvoltarea unei anumite trăsături. Împărțirea după fenotip este 13:3, 12:3:1, 9:3:4 etc. Dacă gena supresoare este recesivă, atunci se poate observa criptomeria - dependența unei trăsături de mai multe gene care acționează simultan, fiecare dintre acestea neavând o manifestare fenotipică vizibilă.
Moștenirea polimerică a trăsăturilor la om. Pleiotropia.
Se numește efectul identic al a două sau mai multor gene non-alelice asupra dezvoltării aceleiași trăsături în organism interacțiunea polimerică a genelor. Interacțiunea polimerilor se manifestă prin semne cantitative: înălțimea, greutatea, culoarea pielii, rata reacțiilor biochimice, tensiunea arterială, zahărul din sânge, caracteristicile sistemului nervos, nivelul de inteligență. Gradul de dezvoltare a trăsăturilor cantitative depinde de numărul de gene polimerice care acționează.
Polimeria a fost obținută inițial prin încrucișarea soiurilor de grâu cu boabe roșii (A1A1A2A2) și albe (a1a1a2a2). S-au obținut plante F1 ale căror boabe erau roz. Încrucișând hibrizii F1, a obținut plante F2, care pot fi împărțite în cinci grupe în funcție de culoarea boabelor lor. Raportul lor cantitativ a fost următorul: plante cu bob roșu - 1, cu bob roșu pal - 4, cu bob roz - 6, cu bob roz pal - 4, cu bob alb - 1.
Un exemplu de moștenire polimerică la om este moștenirea culorii pielii. În căsătoria unui individ dintr-o rasă neagră cu culoarea pielii neagră și un reprezentant al unei rase caucaziene cu piele albă, copiii se nasc cu o culoare intermediară a pielii (mulații). În căsătoria a doi mulatri, descendenții pot avea orice culoare a pielii: de la negru la alb, deoarece pigmentarea pielii se datorează acțiunii a trei sau patru gene non-alelice. Efectul fiecăreia dintre aceste gene asupra culorii pielii este aproximativ același.
Pleiotropia- fenomenul de acţiune a genelor multiple. Se exprimă în capacitatea unei gene de a influența mai multe trăsături fenotipice. Astfel, o nouă mutație într-o genă poate afecta unele sau toate trăsăturile asociate cu acea genă. Acest efect poate cauza probleme în selecția selectivă, atunci când una dintre alelele genei este în fruntea selecției pentru una dintre trăsături, iar o altă alelă a aceleiași gene este în fruntea selecției pentru alte trăsături.
Tipuri de pleiotropie
1) Primar: gena prezintă mai multe acțiuni în același timp. De exemplu, sindromul Marfan este cauzat de acțiunea unei singure gene. Acest sindrom se manifesta prin urmatoarele caracteristici: crestere mare datorita membrelor lungi, degete subtiri, boli de inima, niveluri ridicate de catecolamine in sange. Un alt exemplu la om este anemia cu celule falciforme. Mutația alelei normale duce la o modificare a structurii moleculare a proteinei hemoglobinei, în timp ce eritrocitele își pierd capacitatea de a transporta oxigen și devin în formă de seceră în loc de rotunde. Omozigoții pentru gena celulelor falciforme mor la naștere, heterozigoții trăiesc și sunt rezistenți la plasmodiul malaric. O mutație dominantă care provoacă o scurtare a degetelor (brahidactilie) la o persoană, în stare homozigotă, duce la moartea embrionului în stadiile incipiente de dezvoltare.
2) Secundar: există o manifestare fenotipică primară a genei, care determină manifestarea trăsăturilor secundare. De exemplu, hemoglobina S anormală în starea homozigotă se manifestă fenotipic inițial ca anemie falciforme, care duce la manifestări fenotipice secundare sub formă de imunitate la malarie, anemie, leziuni ale inimii și creierului. .
Exemple:
● Gena părului roșu provoacă o culoare mai deschisă a pielii și pistrui.
● Fenilcetonuria (PKU), o boală care provoacă întârziere mentală, căderea părului și pigmentarea pielii, poate fi cauzată de o mutație a genei care codifică enzima fenilalanin-4-hidroxilază, care catalizează în mod normal conversia aminoacidului fenilalanină în tirozină. .
● Mutație recesivă a genei care codifică sinteza părții globinei din hemoglobină (înlocuirea unui aminoacid), provocând eritrocite în formă de seceră, modificări ale sistemului cardiovascular, nervos, digestiv și excretor.
● Arahnodactilia, cauzată de o mutație dominantă, se manifestă simultan prin modificări ale degetelor de la mâini și de la picioare, luxații ale cristalinului ochiului și malformații cardiace congenitale.
● Galactozemia, cauzată de o mutație recesivă a genei care codifică enzima galactoză-1-fosfat uridiltransferaza, duce la demență, ciroză hepatică și orbire.
43. Moștenirea legată a genelor (legea lui T. Morgan). Trecere peste. Hărți genetice și citologice ale cromozomilor.
Moștenirea legată a genelor (Legea lui T. Morgan): genele situate pe același cromozom sunt moștenite împreună - legate, adică sunt moștenite în principal împreună. Prindere totală- un fel de moștenire legată, în care genele trăsăturilor analizate sunt situate atât de aproape unele de altele încât trecerea între ele devine imposibilă. Ambreiaj incomplet- un tip de moștenire legată, în care genele trăsăturilor analizate sunt situate la o anumită distanță unele de altele, ceea ce face posibilă încrucișarea între ele.
Trecere peste(din engleză. Crossing-over - cross-cross) - schimbul de secțiuni de cromozomi omologi în procesul de diviziune celulară, în principal în profaza primei diviziuni meiotice, uneori în mitoză.
Gameți neîncrucișați- gameți, în timpul formării cărora nu a avut loc încrucișarea.
Nerecombinante- indivizi hibrizi care au aceeași combinație de trăsături ca și părinții.
recombinante- indivizi hibrizi având o combinație diferită de trăsături față de părinții lor.
Distanța dintre gene este măsurată în morganides- unități arbitrare corespunzătoare procentului de gameți încrucișați sau procentului de recombinanți. De exemplu, distanța dintre genele pentru culoarea corpului gri și aripile lungi (de asemenea, culoarea corpului neagră și aripile rudimentare) la Drosophila este de 17%, sau 17 morganide.
Harta genetica - acesta este un segment de linie dreaptă pe care este indicată ordinea genelor și distanța dintre ele este indicată în procente de încrucișare. Se bazează pe rezultatele analizei încrucișărilor. Cartografierea este efectuată pentru a afla în ce pereche de cromozomi și la ce distanță genetică (coeficient de recombinare) sau în ce parte a cromozomului se află genele.
Hărți citologice ale cromozomilor- o reprezentare schematică a cromozomilor care indică locația reală a genelor individuale, obținută prin metode citologice. Hărțile citologice ale cromozomilor sunt compilate pentru organismele pentru care hărți genetice ale cromozomilor sunt deja disponibile de obicei. Fiecare locație a unei gene (locus) pe harta genetică a organismului, stabilită pe baza frecvenței de încrucișare a secțiunilor de cromozomi (crossing over), pe hărțile citologice ale cromozomilor este legată de o secțiune specifică, efectiv existentă a cromozomilor. cromozom, care servește drept una dintre principalele dovezi ale teoriei cromozomiale a eredității.
1. Schema de interacțiune între gene
2. Tipuri de dominanță
3. Gene complementare
4. Genotipuri de șoareci, manifestare fenotipică a rezultatului încrucișării
1. Dezvoltarea oricăror trăsături în organisme este o consecință interacțiuni complexe între gene mai precis, între produsele activității lor – proteine enzimatice. Aceste interacțiuni pot fi reprezentate sub forma urmatoarelor sistem:
interacţiune genele unei perechi alelice:
dominanță incompletă;
dominație;
supradominare;
Codominanța;
Interacţiune gene ale diferitelor perechi alelice:
Acțiune complementară;
epistaza;
Polimerismul.
Dominanța apare atunci când o alelă a unei gene ascunde complet prezența altei alele. Cu toate acestea, se pare că, de cele mai multe ori, prezența alelei recesive este cumva afectată și de obicei se întâlnește diferite grade de dominanță incompletă. În mod evident, zuo se explică prin faptul că alela dominantă este responsabilă pentru forma activă a proteinei enzimatice, iar alelele recesive determină adesea aceleași proteine enzimatice, dar cu activitate enzimatică redusă. Acest fenomen se realizează în forme heterozigote sub formă de dominanță incompletă.
supradominare este că alela dominantă în starea heterozigotă are uneori o manifestare mai puternică decât în starea homozigotă.
Codominanța- manifestare în starea heterozigotă a trăsăturilor determinate de ambele alele. De exemplu, fiecare dintre genele alelice codifică o anumită proteină și ambele sunt sintetizate într-un organism heterozigot. În astfel de cazuri, prin cercetare biochimică, heterozigozitatea poate fi stabilită fără a efectua o încrucișare de analiză.
Această metodă a devenit larg răspândită în consultaţiile medicale genetice pentru a identifica purtătorii heterozigoți ai genelor care provoacă boli metabolice. În funcție de tipul de codificare la om, grupele de sânge sunt moștenite.
3. Relații complexe apar între perechi de gene non-alelice(acțiune complementară, epistază, polimerie etc.).
Complementar numit gene complementare. Exemplul lor este încrucișarea a două rase de mazăre dulce având yvet alb:
Hibrizii din prima generație nu erau albi, ci roșu-violeți;
În a doua generație, a fost găsită o divizare neașteptată într-un raport de 9:7.
Analiza genetică a arătat că culoarea florilor de mazăre dulce depinde de două gene complementare. Fiecare dintre ele este dominantă, dar în absența unei alte gene nu își arată efectul. Genotipul unei rase de mazăre cu flori albe a fost Aabb, celălalt a fost aaBB. Când au fost încrucișați, hibrizii lor aveau genotipul Aabb și apoi a apărut culoarea.
În a doua generație, toate plantele cu alele dominante ale ambelor gene sunt colorate, dar plantele care au doar alela dominantă a uneia dintre gene, precum și cele care au doar alele recesive ale acestor gene, sunt de același tip, incolore.
4. Un rezultat ciudat a fost găsit când încrucișând șoareci alb-negru. Toți indivizii din prima generație erau gri. Și în a doua generație, divizarea a avut loc într-un raport de 9:3:4. S-a dovedit că culoarea blanii la șoareci este, de asemenea, controlată de două gene complementare. Dar spre deosebire de exemplul anterior, una dintre gene (A) are propriul aspect fenotipic, în timp ce a doua (B) se realizează fenotipic doar în prezența primei.
Alela dominantă A este necesar pentru sinteza pigmentului, în absența acestuia (aa) pigmentul nu se dezvoltă și animalele se dovedesc a fi albinos. Alela dominantă B asigură depunerea de pigment în păr sub formă de inele negre, în urma cărora părul capătă o culoare gri. Dacă alela dominantă B este absentă în zigot, adică, conform acestei gene, animalul are genotipul bb, atunci în prezența alelei dominante A, pigmentul din păr se depune uniform și devin negre la culoare.
Albinoii luați în experiment au fost homozigoți pentru gena recesivă pentru colorare și pentru gena dominantă pentru distribuția zonală a pigmenților (aaBB). Șoarecii negri au fost homozigoți pentru gena de culoare dominantă și gena zonală a pigmentului recesiv (Aabb). Șoarecii din F1 au avut o constituție genetică AaBb și au dobândit o colorare gri.
Pentru a clarifica modelul observat, se recomandă să scrieți genotipurile de șoareci din F2 pe o grilă și să vă asigurați că pentru indivizii cu două gene dominante (AABB), frecvența de apariție este 9/16 (toți au o culoare gri ), pentru indivizii cu o alela dominantă a primei gene și a doua recesivă (Aabb) - 3/16 (negru). În cele din urmă, raportul dintre descendenți care au primit numai alele recesive ale primei gene și dominante ale celei de-a doua (aaBB), precum și indivizii purtători de alele recesive ale ambelor gene (aabb), va fi 3/16 + 1/16, adică 4 /16 (alb) . Cazuri similare de moștenire se găsesc la multe specii de animale și plante.
- Creștem performanța jocului Descărcați programul pentru a reduce ping-ul în rezervoare
- Descărcați Wang mod 0.9 17.0 3. Descărcarea vederii Wang WoT. A folosi sau nu, aceasta este întrebarea
- Zone de penetrare pentru wot 0,9 18. Piele cu zone de penetrare pentru World of Tanks. De unde să descărcați zonele de penetrare World of Tanks
- Întâlnește luptă în lumea tancurilor