11. Взаимодействие неаллельных генов

Введение

При изучении правил наследования на примере гороха кажется, что каждый ген действует самостоятельно, независимо от присутствия других неаллельных ему генов. Но это не так.

Организм это система и процессы в нем взаимосвязаны. Эта связь обусловлена взаимодействием генов между собой.

Комплементарное взаимодействие

Неаллельные гены – гены, располагающиеся в разных участках хромосом и кодирующие неодинаковые белки.

Комплементарность – некоторые признаки в организме развиваются только при дополнительном, или комплементарном, взаимодействии нескольких неаллельных генов.

Например, при скрещивании двух линий душистого горошка с белыми цветками у гибридов первого поколения цветы пурпурные. Потому что доминантные гены А и В по отдельности не могут обеспечить синтез антоцианов, которые обеспечивают пурпурную окраску цветков, но при скрещивании происходит синтез антоцианов отвечающих за пурпурный цвет (рис. 1).

Существует несколько механизмов объяснения комплементарного взаимодействия.

У человека комплементарным типом взаимодействия является синтез защитного белка интерферона за счет взаимодействия неаллельных генов, которые находятся на разных хромосомах.

Эпистаз

Эпистаз – тип неаллельного взаимодействия, при котором один ген подавляет проявление другого гена, неаллельного ему.

Ген-ингибитор – ген, подавляющий проявление других неаллельных генов. Гены-ингибиторы могут быть доминантными или рецессивными.

Например, доминантный ген W определяет белую окраску тыквы, рецессивный ген w определяет окрашенные плоды, доминантный ген Y определяет желтую окраску тыквы, рецессивный ген y определяет зеленую окраску тыквы. При скрещивании белой и зеленой тыкв все гибриды первого поколения будут иметь белую окраску (рис. 2). Ген W подавляет ген Y.

У человека бывают генетические заболевания, которые происходят из-за отсутствия какого-либо фермента. Иногда это связано с эпистазом, когда ген-ингибитор подавляет неаллейный ему ген. Из-за этого фермент не вырабатывается, и человек страдает от данного заболевания.

Полимерия

Такие признаки, как рост, вес, плодовитость и т. д., определяются несколькими генами, действие которых суммируется. Чем больше в генотипе доминантных пар, которые влияют на определенный признак, тем он сильнее выражен.

Например, красный цвет зерна пшеницы обусловлен доминантными генами из двух пар аллелей А1 и А2. У растения с генотипом а1а1а2а2 зерно не окрашено. Слабо окрашены зерна растений с одним доминантным геном А1а1а2а2 или а1а1А2а2. Самый яркий цвет характерен для зерен с четырьмя доминантными генами А1А1А2А2 (рис. 3).

Такое явление называется полимерией, ее биологическое значение в том, что признаки, скопированные несколькими генами, стабильнее, чем те, которые копируются одним геном. Без полимерии были бы неустойчивы мутации, рекомбинации, что приводило бы к повышению изменчивости, а это в большинстве случаев носит неблагоприятный характер.

Морфологические, физиологические и патологические особенности человека имеют полигенную природу. Поэтому, меняя условия среды, проводят профилактику полигенных заболеваний.

Плейотропность

Плейотропность – зависимость нескольких признаков от одного гена.

Г. Мендель обратил внимание, что растения гороха с красными цветками имеют темнее окрашенный стебель, чем стебель гороха с белыми цветками.

Список литературы

1. Теремов А. В., Петросова Р. А. Биология. Биологические системы и процессы. 10 класс. – М.: 2011. – 223 с.

2. Сивоглазов В. И. и др. Биология. Общая биология. 10-11 класс. Базовый уровень. – 6-е изд., доп. – М.: Дрофа, 2010. – 384 с.

3. Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Биология. Общая биология. 10-11 класс. – М.: Дрофа, 2005. – 367 с.

4. Пономарева И. Н. и др. Биология. 10 класс. Базовый уровень. – 2-е изд., перераб. - М.: 2010. – 224 с.

5. Захаров В. Б. и др. Биология. Общая биология. Профильный уровень. 10 класс. – М.: 2010. – 352 с.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Интернет-портал «genetics.prep74.ru» (Источник)

2. Интернет-портал «licey.net» (Источник)

3. Интернет-портал «jbio.ru» (Источник)

Домашнее задание

1. Назовите типы взаимодействия неаллельных генов.

2. Объясните механизм комплементарного взаимодействия.

3. Как называется ген, подавляющий проявление других неаллельных генов?