Взаимодействие неаллельных генов
1. Комплементарное взаимодействие — два доминантных неаллельных гена, находясь в генотипе, определяют появление нового варианта признака. В виде схемы это можно выразить так:
Ген 1 -* фермент 1 —> признак 1 —
признак 3
Ген 2 — фермент 2 — признак 2
Пример. У человека нормальный слух обусловлен двумя доминантными неаллельными генами D и Е. Ген D определяет развитие улитки, ген Е - слухового нерва. Рецессивные гены d и е в гомозиготном состоянии приводят соответственно к недоразвитию улитки и слухового нерва. Люди, у которых есть два доминантных гена (D-E-), будут иметь нормальный слух, а при генотипах D-ee, ddE-, ddee - будут глухими. При таком комплементарном взаимодействии генов у глухих родителей с разными формами глухоты могут рождаться дети с нормальным слухом.
Р: DDee х ddEE
G: De; dE
F1 DdEe
2. Эпистаз - ген из одной аллельной пары подавляет действие гена
из другой аллельной пары. Подавляющий ген (супрессор) может быть как
доминантным, так и рецессивным.
У человека описан «бомбейский феномен» в наследовании групп крови по системе ABO. Женщина получила от матери ген 1в, а фенотипически у нее проявилась I (0) группа крови. Установили, что действие гена 1в было подавлено рецессивным эпистатическим геном X (хи) в гомозиготном состоянии. Далее было установлено, что Ia также может подавляться аллелем X и у человека проявляется I (0) группа крови.
3. Полимерия - различные доминантные неаллельные гены усиливают проявление одного и того же признака. Такие гены называются полимерными. Полимерные гены обозначают одной буквой латинского алфавита с цифровыми индексами, например, А|А,А2А2азаз и т.д. Признаки, которые определяются полимерными генами, называются полигенными. У человека многие количественные и некоторые качественные признаки
контролируются полимерными генами. Это рост, масса тела, величина артериального давления, цвет кожи и др.
Важная особенность полимерии - суммирование действия неаллельных генов в развитии признака. Чем больше доминантных генов в генотипе, тем сильнее выражен признак. Схематически полимерное взаимодействие генов можно выразить так:
Ген1 Ген2 ГенЗ
признак 1 + признак 1 + признак 1 =£признаков1
Необходимо также учитывать, что развитие полигенных признаков существенно зависит от влияния условий среды.
Плейотропия - один ген определяет развитие нескольких признаков.
Например, у человека известно наследственное заболевание - синдром Марфана (арахнодактилия). Заболевание проявляется сочетанием нескольких аномальных признаков: разрастание соединительной ткани, очень длинные и тонкие пальцы ног и рук («паучьи пальцы» - арахнодактилия), дефект хрусталика, пороки сердечно-сосудистой системы. Тип наследования -аутосомно-доминантный.
Плейотропное действие гена может быть первичным и вторичным. При первичной плейотропии ген одновременно проявляет свое множественное действие (например, синдром Марфана). При вторичной плейотропии имеется первичное фенотипическое проявление гена, а за ним последовательно развиваются другие признаки. Например, ген серповидно-клеточной анемии —► аномальный гемоглобин —►эритроциты серповидной формы —► слипание и разрушение эритроцитов —► анемия —► увеличение селезенки —► нарушение функции почек, сердца, мозга.
Многие гены, кроме своего основного действия, вследствие плейотропии, оказывают влияние на формирование других признаков, то есть модифицируют их. Это модифицирующее действие генов -взаимодействие неаллельных генов через первичные и вторичные продукты их активности.
Взаимодействие аллельных генов
1. Полное доминирование. Один ген полностью подавляет проявление другого аллельного гена. Наследование признаков подчиняется законам Менделя.
2. Неполное доминирование (промежуточное наследование). Доминантный ген не полностью подавляет проявление действия рецессивного аллельного гена. У гибридов первого поколения (F1) наблюдается промежуточное наследование. Во втором поколении (F2) происходит расщепление по фенотипу и генотипу одинаково 1:2:1.
Генетическая запись:
| гены | признак |
| А | курчавые волосы |
| а | прямые волосы |
| Аа | волнистые волосы |
В таких случаях при записи у гетерозигот над доминантным геном можно ставить черточку (Аа).
Р: Аа х Аа
G: А, а; А, а
F - АА, Аа, Аа, аа - 1:2:1 по фенотипу и генотипу
3. Сверхдоминирование. Доминантный ген в гетерозиготном состоянии проявляет себя сильнее, чем в гомозиготном (Аа>АА). Сверхдоминирование лежит в основе гетерозиса - явления, когда гибрид обладает улучшенными свойствами по сравнению с родительскими генотипами.
4. Кодоминирование. Это такое взаимодействие, при котором аллельные гены не подавляют друг друга и оба проявляются в фенотипе за счет образования соответствующих белков. Например, четвертая группа крови (IV, АВ) системы ABO. У людей группы крови ABO определяются тремя аллельными генами: i - рецессивный, IA - доминантный, 1B -доминантный.
Эти гены в различных комбинациях по два есть у каждого человека в девятой паре хромосом, и их наличие определяет группу крови человека по системе ABO. Ген i - контролирует первую (0), ген Ia - вторую (А), ген IB третью группу (В) крови. Сочетание в генотипе двух доминантных аллельных генов Ia и 1в определяет новый вариант признака - четвертую группу крови (АВ), так как эти гены равноценны, кодоминантны.
Кодоминирование характерно и при наследовании групп крови по системе MN. Эта система контролируется двумя аллелями: JM и JN. Оба аллеля кодоминантные. Люди с генотипом JMJN имеют в фенотипе оба фактора М и N.
-