Interacțiunea genelor non-alelice: tipuri și forme

Transmiterea caracteristicilor de la o generație la alta se datorează interacțiunii dintre diferitele gene. Ce este o genă și care sunt tipurile de interacțiune dintre ele?

Ce este o genă?

Sub genom, în prezent, înțelegem unitatea de transmitere a informațiilor ereditare. Genele se găsesc în ADN și formează regiunile sale structurale. Fiecare genă este responsabilă pentru sinteza unei anumite molecule de proteine, care determină manifestarea unei trăsături particulare la om.

Fiecare gena are mai multe subspecii sau alele care determină o varietate de simptome (de exemplu, culoarea ochiului brun este cauzată de alela dominantă a genei, în timp ce culoarea albastră este un semn recesiv). Elele sunt situate în aceleași zone cromozomi omologi, iar transmiterea unui anumit cromozom determină manifestarea unei trăsături particulare.

Toate genele interacționează între ele. Există mai multe tipuri de interacțiune - alelice și non-alelice. În consecință, interacțiunea dintre genele alelice și cele non-alelice este evidențiată. Care sunt diferențele dintre ele și cum se manifestă acestea?

Istoria descoperirii

Înainte ca tipurile de interacțiune a genelor non-alelice să fi fost descoperite, a fost considerată doar aceasta dominația completă (dacă există o genă dominantă, atunci semnul va apărea, dacă nu, atunci nu va exista nici o indicație). Predominanța doctrinei interacțiunii alelice, care de multă vreme a fost principala dogmă a geneticii. Dominația a fost examinată și tipurile acesteia au fost descoperite, atât complete, cât și incomplete dominație, codificare și overdominance.

Toate aceste principii sunt supuse primei Legea lui Mendel, care sa referit la uniformitatea hibrizilor din prima generație.

Cu alte observații și cercetări, sa observat că nu toate semnele au fost adaptate teoriei dominanței. Cu un studiu mai aprofundat, sa demonstrat că nu numai aceleași gene afectează manifestarea trăsăturii sau grupului de proprietăți. Astfel, au fost descoperite formele de interacțiune a genelor non-alelice.

Reacțiile între gene

Așa cum sa spus, doctrina dominantă de moștenire a predominat de mult timp. În acest caz, a existat o interacțiune alelică, în care simptomul sa manifestat numai în starea heterozigotă. După ce s-au descoperit diferite forme de interacțiune a genelor non-alelice, oamenii de știință au putut explica tipurile de moștenire inexplicabile anterior și pentru a obține răspunsuri la multe întrebări.

Sa constatat că reglarea genei depinde direct de enzime. Aceste enzime au permis genelor să reacționeze diferit. Interacțiunea dintre genele alelice și cele non-alelice a continuat conform acelorași principii și scheme. Acest lucru a condus la concluzia că moștenirea nu depinde de condițiile în care genele interacționează, iar motivul transmiterii atipice a trasaturilor stă în genele în sine.

Interacțiunea non-alelică este unică, ceea ce ne permite să obținem noi combinații de caracteristici care determină un nou grad de supraviețuire și dezvoltare a organismelor.

Genele non-alelice

Non-alelic sunt acele gene care sunt localizate în diferite zone ale cromozomilor non-omologi. Funcția de sinteză au una, dar codifică formarea de diferite proteine, provocând semne diferite. Astfel de gene, care reacționează unul cu celălalt, pot provoca dezvoltarea simptomelor în mai multe combinații:

• Un semn se va datora interacțiunii mai multor, complet diferite în structura genelor.
• Câteva simptome vor depinde de o genă.

Reacțiile dintre aceste gene se desfășoară oarecum mai complicat decât în ​​cazul interacțiunii alelice. Cu toate acestea, fiecare dintre aceste tipuri de reacții are propriile trăsături și particularități.

Care sunt tipurile de interacțiune a genelor non-alelice?

• Epistasis.
• Polimeri.
• Complementaritatea.
• Acțiunea modificării genelor.
• Interacțiunea pleiotropică.

Fiecare dintre aceste tipuri de interacțiuni are propriile proprietăți unice și se manifestă în felul său.

Este necesar să trăim mai detaliat pe fiecare dintre ele.

epistasis

Această interacțiune a genelor non-alelice - epistasis - se observă atunci când o genă suprimă activitatea alteia (gena suprimantă se numește epistatică, iar gena suprimată se numește gena ipostatică).

Reacția dintre aceste gene poate fi dominantă și recesivă. Epistazia dominantă se observă atunci când gena epistatică (de obicei este desemnată prin litera I, dacă nu are o manifestare fenotipică externă) suprimă gena hipostatică (de obicei este desemnată ca B sau b). Epistazia epigastrică este observată atunci când alela recesivă a genei epistatice inhibă manifestarea oricăror alele ale ipostaticelor genei.

Separarea în funcție de trăsăturile fenotipice, cu fiecare dintre aceste tipuri de interacțiuni, este, de asemenea, diferită. În cazul epistazei dominante, se observă mai des următorul model: în a doua generație, fenotipurile vor fi împărțite în următoarele: 13: 3, 7: 6: 3 sau 12: 3: 1. Totul depinde de genele care converg.

Cu o epistasie recurentă, diviziunea este 9: 3: 4, 9: 7, 13: 3.

complementaritatea

Interacțiunea dintre genele non-alelice, în care se formează un nou fenotip, care nu a fost observat înainte, când se formează o combinație de alele dominante ale mai multor personaje și se numește complementaritate.

De exemplu, cel mai adesea acest tip de reacție între gene apare în plante (în special în dovleci).

Dacă există o alelă dominantă A sau B în genotipul plantei, leguma are o formă sferică. Dacă genotipul este reciproc, forma fătului este de obicei alungită.

Dacă există simultan două alele dominante (A și B) în genotip, dovleacul devine în formă de disc. Dacă în continuare comportamentul de hibridizare (adică, pentru a continua această interacțiune gene nonallelic dovleci linie net), a doua generație poate fi obținut din 9 animale forma discoidală 6 - sferice și de formă alungită, un dovleac.

Această traversare permite obținerea de noi forme hibride de plante cu proprietăți unice.

La om, acest tip de interacțiune determină dezvoltarea normală a auzului (o genă este dezvoltarea cohleei, cealaltă este nervul auditiv), iar în prezența unei singure trăsături dominante, surzenia se manifestă.

polymerism

Adesea, baza pentru manifestarea unui semn nu este prezența unei alele dominante sau recesive a genei, ci numărul acestora. Interacțiunea dintre genele non-alelice - polimerul - este un exemplu al unei astfel de manifestări.

Acțiunea polimerică a genelor poate avea loc cu sau fără un efect cumulativ (cumulativ). Atunci când gradul de acumulare a simptomelor caracteristice depinde de interacțiunea totală a genei (mai multe gene, indicația mai pronunțată). Progenitura cu un astfel de efect este împărțit după cum urmează: - 1: 4: 6: 4: 1 (gradul de scăderi caracteristice, adică la o caracteristică individuală exprimată maximal, în altele se observă dispariție până la dispariția completă).

Dacă nu se observă nici un efect cumulativ, atunci manifestarea trăsăturii depinde de alelele dominante. Dacă există cel puțin o astfel de alelă, simptomul va avea loc. Cu acest efect, împărțirea în descendență se realizează într-un raport de 15: 1.

Acțiunea genelor modificatoare

Interacțiunea dintre genele non-alelice, controlată de acțiunea modificatorilor, este relativ rară. Un exemplu de astfel de interacțiune este după cum urmează:

• De exemplu, există o genă D responsabilă de intensitatea culorii. Statul dominant, gena reglează apariția culorii, în timp ce în formarea genotipului retsissivnogo a acestei gene, chiar dacă există alte gene care controleaza direct culoarea va apărea „efect de diluare a culorii“, care este adesea observată la șoarecii de culoare alb-lăptos.
• Un alt exemplu de astfel de reacție este apariția de pete pe corpul animalelor. De exemplu, există o genă F, a cărei funcție principală este uniformitatea vopsirii lânii. Atunci când se formează un genotip recesiv, lâna va fi colorată neuniform, cu aspectul, de exemplu, al unor pete albe în una sau alta zonă a corpului.

O astfel de interacțiune a genelor non-alelice la om este destul de rară.

pleiotropy

Cu acest tip de interacțiune, o genă reglează manifestarea sau afectează gradul de exprimare al altei gene.

La animale, pleiotropia a fost manifestată după cum urmează:

• La șoareci, un exemplu de pleiotropie este dwarfismul. Sa observat că atunci când se împerechează șoareci fenotipici normali din prima generație, toți șoarecii s-au dovedit a fi pitic. Sa ajuns la concluzia că narkismul este cauzat de o genă recesivă. Homozigoții recesivi au încetat să crească, iar organele interne și glandele lor au fost subdezvoltate. Această gena dwarfism a influențat dezvoltarea glandei pituitare la șoareci, ceea ce a condus la o scădere a sintezei hormonilor și a cauzat toate consecințele.
• Culoarea platinei în vulpi. Pleiotropia în acest caz sa manifestat printr-o gena letală, care în timpul formării unui homozigot dominant a provocat moartea embrionilor.
• La om, interacțiunea pleiotropică este demonstrată de exemplul fenilcetonuriei și de asemenea Sindromul Marfan.

Rolul interacțiunii non-alelică

În planul evolutiv, toate tipurile de interacțiuni ale genelor non-alelice joacă un rol important. Combinațiile noi de gene generează apariția de noi semne și proprietăți ale organismelor vii. În unele cazuri, aceste semne contribuie la supraviețuirea organismului, în altele - dimpotrivă, provoacă moartea acelor indivizi care vor fi distinși în mod semnificativ de specia lor.

Interacțiunea nonalelică a genelor este utilizată pe scară largă în genetica reproducerii. Unele specii de organisme vii supraviețuiesc datorită unei recombinări genetice similare. Alte specii dobândesc proprietăți care sunt foarte apreciate în lumea modernă (de exemplu, reproducerea unei noi rase de animale cu rezistență și forță fizică mai mare decât cea a părintelui).

Se lucrează la utilizarea acestor tipuri de moștenire la om pentru a elimina semnele negative genomul uman și crearea unui nou genotip lipsit de defecte.