Часто признаки в организмах могут быть выражены слабее или сильнее – например вес, удойность, плодовитость.
Эти признаки определяются несколькими генами, действие которых суммируется.
Полимер и я ─ это вид взаимодействия двух и более пар неаллельных генов, доминантные аллели которых однозначно влияют на развитие одного и того же признака.
Полимерные гены обозначаются одной буквой, аллели одного локуса имеют одинаковый цифровой индекс.
Полимерное действие генов может быть кумулятивным и некумулятивным.
При кумулятивной полимерии интенсивность значения признака зависит от суммирующего действия генов: чем больше доминантных аллелей, тем больше степень выраженности признака.
При некумулятивной полимерии количество доминантных аллелей на степень выраженности признака не влияет, и признак проявляется при наличии хотя бы одного из доминантных аллелей.
Приведём пример кумулятивной полимерии.
Бурый цвет зерна пшеницы обусловлен доминантными генами из двух пар аллелей – А1 и А2.
Поэтому самые яркие семена имеют растения, у которых четыре доминантных гена А1 А1 А2 А2. У растений с генотипом А1 а1 а2 а 2 или а 1 а 1А 2 а2 – зерно окрашено слабо. У растений с генотипом а 1 а 1 а 2 а 2 − зерно не окрашено.
Например, при скрещивании растений с ярко бурыми семенами и растения с неокрашенными семенами в первом поколении все организмы получаются со слабо окрашенными семенами, так как им досталась половина доминантных генов от первого родителя.
При скрещивании гетерозиготных растений из первого поколения происходит вот такое расщепление.
Помимо двух групп взаимодействия генов: между аллельными генами и между неаллельными генами. Существует множественное действие одного гена − плейотропность.
Плейотропия — это множественное действие генов. То есть когда 1 ген влияет на несколько признаков.
Например, у дрозоф и лы ген белого цвета глаз одновременно влияет на цвет тела, длины крыльев и снижение плодовитости.
Плейотропное действие генов впервые было обнаружено Грегором Менделем, который установил, что у растений с пурпурными цветками всегда имелись красные пятна в пазухах листьев, а семенная кожура была серого цвета. То есть развитие этих признаков определяется действием одного наследственного фактора (гена).
У человека встречается рецессивная наследственная болезнь — серповидно-клеточная анемия. Первичным дефектом этой болезни является замена одной из аминокислот в молекуле гемоглобина, что приводит к изменению формы эритроцитов.
Одновременно с этим возникают нарушения в сердечно-сосудистой, нервной, пищеварительной и выделительной системах. Это приводит к тому, что гомозиготный по этому заболеванию ребёнок погибает в детстве.
Плейотропия широко распространена. Изучение действия генов показало, что плейотропным эффектом, очевидно, обладают многие, если не все, гены.
Таким образом, выражение «ген определяет развитие признака» в значительной степени условно, так как действие гена зависит от других генов — от генотипической среды.
На проявление действия генов влияют и условия окружающей внешней среды. Следовательно, генотип является системой взаимодействующих генов.