Какво е генно взаимодействие? Видове генно взаимодействие. Взаимодействие на неалелни гени

Съставът на човешкия генотип включва огромен брой гени, които носят информация за свойствата и качествата на нашето тяло. Въпреки толкова голям брой, те взаимодействат като една цялостна система.

От училищния курс по биология познаваме законите на Мендел, който изучава моделите на наследяване на героите. В хода на изследването си ученът открива доминантни и рецесивни гени. Някои са в състояние да потиснат проявлението на другите.

Всъщност взаимодействието на гените далеч надхвърля менделските закони, въпреки че се спазват всички правила за наследяване. Можете да видите разликата в естеството на разделянето на фенотипа, защото видът на взаимодействие може да се различава.

Генни характеристики

Генът е единица наследственост, той има определени характеристики:

1. Генът е дискретен. Той определя степента на развитие на дадена особеност, включително характеристиките на биохимичните реакции.
2. Той има постепенен ефект. Натрупване в клетките на тялото, може да доведе до засилване или отслабване на проявата на чертата.
3. Всички гени са строго специфични, т.е. те са отговорни за синтеза на специфичен протеин.
4. Един ген може да има множество ефекти, засягащи развитието на няколко признака наведнъж.
5. Различни гени могат да участват в образуването на единична черта.
6. Всички гени могат да си взаимодействат.
7. Появата на гена се влияе от външната среда.

Гените могат да действат на две различни нива. Първият е самата генетична система, в която се определя състоянието на гените и тяхната работа, стабилност и вариабилност. Второто ниво може да се разглежда още при работа в клетките на тялото.

Видове взаимодействие на алелни гени

Всички клетки на нашето тяло имат диплоиден набор от хромозоми (нарича се още двойно). 23 хромозоми на яйцеклетката се сливат със същия брой хромозоми на сперматозоидите. Това означава, че всяка черта е представена от два алела и те се наричат ​​алелни гени.

Такива алелни двойки се образуват по време на оплождането. Те могат да бъдат едновременно хомозиготни, т.е. състоящи се от идентични алели и хетерозиготни, ако са включени различни алели.

Формите на взаимодействие на алелните гени са ясно представени в таблицата.

Пълно и непълно господство

Можем да говорим за пълно господство в случая, когато един от гените може да осигури проявата на черта, а вторият не е в състояние да го направи. Силният ген получава името на господстващия, а противникът му - рецесивният.

Наследството в този случай се случва изцяло според законите на Мендел. Например, цветът на граховите зърна: в първото поколение виждаме целия зелен грах, т.е. този цвят е доминиращата черта.

Ако по време на оплождането генът на кафявите очи и сините очи се съберат заедно, то очите на детето ще бъдат кафяви, защото този алел напълно потиска гена, който е отговорен за сини очи.

При непълно господство в хетерозиготите може да се наблюдава проява на междинен признак. Например, при пресичане на нощна красота, хомозиготна за доминираща черта с червени цветя със същото лице, само с бяла венче, може да се видят розови хибриди в първото поколение. Доминиращият червен знак не потиска напълно проявлението на рецесивен бял, така че в крайна сметка нещо се оказва средно.

Съвместна доминантност и наддоминантност

Това взаимодействие на гените, в които всеки осигурява своя собствена черта, се нарича codominance. Всички гени в една алелна двойка са абсолютно еквивалентни. Нито едното не може да потисне действието на другия. Именно това взаимодействие на гените наблюдаваме при наследяването на кръвни групи при хората.

Генът О осигурява проявата на 1-ва кръвна група, ген А - вторият, ген В - трети, и ако гените А и В се съберат, тогава никой не може да потисне проявата на другия, така че се формира нова кръвна група 4.

Предоминиране е друг пример за взаимодействие на алелни гени. В този случай хетерозиготни индивиди за тази черта имат по-ярка проява, отколкото хомозиготна. Това генно взаимодействие е в основата на феномена хетерозис (феноменът на хибридната сила).

При пресичането на два вида домати, например, се получава хибрид, който наследява чертите на двата оригинални организма, тъй като признаците стават хетерозиготни. В следващото поколение вече ще има разделяне на знаци, така че едно и също потомство не може да бъде получено.

В животинския свят е възможно да се наблюдава стерилността на такива хибридни форми. Такива примери за генно взаимодействие могат да бъдат намерени често. Например, при пресичането на магаре и кобила се ражда муле. Той е наследил всички най-добри качества на родителите си, но самият той не може да има потомство.

При хората, сърповидно-клетъчната анемия се наследява от този тип.

Неалелни гени и тяхното взаимодействие

Гените, които се намират в различни двойки хромозоми, се наричат ​​неалелни. Ако са заедно, те могат да влияят взаимно.

Взаимодействието на неалелни гени може да се осъществи по различни начини:

1. Допълване.
2. Epistasis.
3. Полимерно действие.
4. Плейотропичните.

Всички тези типове генно взаимодействие имат свои отличителни черти.

допълване

В това взаимодействие един господстващ ген допълва другия, който също е доминиращ, но не е алелен. Обединявайки се, те допринасят за проявлението на напълно нов знак.

Може да се даде пример за оцветяване на цветя. сладък грах. Наличието на пигмент, което означава, че цветът на цветето се осигурява от комбинация от два гена - А и Б. Ако поне една от тях липсва, ръбът ще бъде бял.

При хората това взаимодействие на неалелни гени се наблюдава по време на образуването на органа на слуха. Нормалното изслушване може да бъде само ако двата гена присъстват - D и E - в доминиращо състояние. Само с една доминираща или и двете в рецесивно състояние няма изслушване.

epistasis

Такова взаимодействие на неалелни гени е напълно противоположно на предишното взаимодействие. В този случай, един неалелен ген е в състояние да потисне проявлението на друг.

Формите на генното взаимодействие в този вариант могат да бъдат различни:

• Доминантна епистаза.
• Рецесивен.

При първия тип взаимодействие един господстващ ген потиска проявата на друга доминанта. Рецесивните гени участват в рецесивна епистаза.

Според този вид взаимодействие се получава наследяване на цвета на плода в тиква, оцветяване на вълна при коне.

Полимерен ефект на гените

Това явление може да се наблюдава, когато няколко доминантни гена са отговорни за проявлението на една и съща черта. Ако има поне един доминиращ алел, тогава знакът непременно ще се появи.

Видовете генно взаимодействие в този случай могат да бъдат различни. Един от тях е кумулативен полимер, когато степента на проявление на черта зависи от броя на доминиращите алели. Това е наследяването на цвета на зърната на пшеницата или цвета на кожата при хората.

Всеки знае, че всички хора имат различен цвят на кожата. В някои е напълно светло, някои имат тъмна кожа и представители Негроидна раса - и напълно черно. Учените са на мнение, че цветът на кожата се определя от наличието на три различни гена. Например, ако генотипът съдържа и трите в доминиращото състояние, тогава кожата е най-тъмната, като в негъра.

Съдейки по цвета на кожата ни, в расите на евреите не се доминират алели.

Отдавна е установено, че взаимодействието на неалелни гени по вид полимер засяга повечето от количествените характеристики при хората. Те включват: височина, телесно тегло, интелектуални способности, устойчивост на организма към инфекциозни заболявания и някои други.

Може да се отбележи само, че разработването на такива знаци зависи от условията на околната среда. Човек може да има предразположеност към наднормено тегло, но ако следвате диетата, можете да избегнете този проблем.

Плеотропно действие на гените

Учените отдавна са убедени, че видовете генно взаимодействие са доста двусмислени и много гъвкави. Понякога е невъзможно да се предскаже проявлението на определени фенотипни черти, тъй като не е известно как гените взаимодействат помежду си.

Това твърдение се подчертава само от факта, че един ген може да повлияе на образуването на няколко символа, т.е.

Той отдавна е отбелязано, че наличието на червен пигмент в цвекло плодове е непременно придружени от наличието на същите, но само в листата.

При хората заболяването е известно като Синдром на Марфан. Той е свързан с дефект в гена, който е отговорен за развитието на съединителна тъкан. Резултатът е, че където има тази тъкан в тялото, могат да се наблюдават проблеми.

Такива пациенти имат дълги "паяци" пръсти, разместване на лещата на окото, диагностицирана е болест на сърцето.

Влиянието на факторите на околната среда върху действието на гените

Не може да се отрече влиянието на външните фактори на околната среда върху развитието на организмите. Те включват:

• Ел.
• Температура.
• Light.
• Химическият състав на почвата.
• Влажност и др.

Екологичните фактори са фундаментални в процесите на селекция, наследственост и променливост.

Когато разгледаме формите на взаимодействие на алелни гени или неалелни, винаги трябва да вземем предвид влиянието на околната среда. Можете да дадете един пример: ако растенията примурка преминават при температура от 15-20 градуса, тогава всички хибриди от първото поколение ще имат розов цвят. При температура от 35 градуса всички растения са бели. Тук имате влиянието на екологичния фактор върху проявлението на знаците, тук няма значение кой ген е доминиращ. Оказва се, че при зайци цветът на козината зависи и от температурния фактор.

Учените отдавна работят по въпроса как да контролират проявите на знаци, упражнявайки различни външни влияния. Това може да даде възможност да се контролира развитието на вродени признаци, което е особено важно за хората. Защо не използвате знанията си, за да предотвратите проявата на някои наследствени болести?

Всички видове взаимодействия на алелни гени, а не само тях, могат да бъдат толкова разнообразни и многостранни, че е невъзможно да се приписват на някакъв конкретен тип. Може да се каже, че всички тези взаимодействия са еднакво сложни, както при хората, така и при представителите на всички растителни и животински видове.