Komplementaritet er samspill mellom gener. Interaksjon mellom ikke-allelle gener: komplementær handling, epistase. III. lekser

Overføring av karakterer fra generasjon til generasjon skyldes samspillet mellom forskjellige gener. Hva er et gen, og hva er interaksjonene mellom dem?

Hva er et gen?

Under genet på nåværende tidspunkt, betyr enheten for overføring av arvelig informasjon. Gener er i DNA og danner dens strukturelle steder. Hvert gen er ansvarlig for syntesen av et bestemt proteinmolekyl, som bestemmer manifestasjonen av en bestemt egenskap hos mennesker.

Hvert gen har flere underarter eller alleler, som bestemmer en rekke tegn (for eksempel skyldes brun øyenfarge den dominerende genallelen, mens blå er en recessiv egenskap). Alleler er lokalisert i identiske seksjoner, og overføringen av et kromosom forårsaker manifestasjonen av en spesiell egenskap.

Alle gener samhandler med hverandre. Det er flere typer interaksjon - allelisk og ikke-allelisk. Følgelig er interaksjonen mellom alleliske og ikke-allelle gener isolert. Hvordan skiller de seg fra hverandre, og hvordan manifesteres de?

Oppdagelseshistorie

Før typene av interaksjon av ikke-allelle gener ble oppdaget, ble det antatt at det bare var mulig (hvis det er et dominerende gen, vil tegnet vises; hvis det ikke er det, vil det ikke være noe tegn). Læren om allelisk interaksjon seiret, som i lang tid var genetikkens viktigste grunnsetning. Domineringen ble grundig undersøkt, og dens typer ble oppdaget, for eksempel fullstendig og ufullstendig dominans, koding og overdominasjon.

Alle disse prinsippene var underordnet den første, som sa om ensartetheten av hybrider i den første generasjonen.

Ved videre observasjon og forskning ble det lagt merke til at ikke alle attributter var innstilt på dominansteorien. En dypere studie viste at ikke bare de samme genene påvirker manifestasjonen av en egenskap eller en gruppe egenskaper. Dermed ble former for interaksjon mellom ikke-allelle gener oppdaget.

Genetiske reaksjoner

Som det ble sagt, rådet doktrinen om dominerende arv i lang tid. I dette tilfellet var det en allelisk interaksjon der egenskapen bare dukket opp i den heterozygote tilstand. Etter at forskjellige former for interaksjon mellom ikke-allelle gener ble oppdaget, fikk forskere muligheten til å forklare hittil uforklarlige typer arv og få svar på mange spørsmål.

Det ble funnet at genregulering var direkte avhengig av enzymer. Disse enzymene tillot gener å komme inn i reaksjoner på forskjellige måter. I dette tilfellet foregikk samspillet mellom alleliske og ikke-allelle gener i samsvar med de samme prinsippene og ordningene. Dette førte til konklusjonen at arv ikke er avhengig av forholdene under hvilke gener interagerer, og årsaken til atypisk overføring av egenskaper ligger i selve genene.

Ikke-allelisk interaksjon er unik, noe som gjør at man kan få nye kombinasjoner av egenskaper som bestemmer en ny grad av overlevelse og utvikling av organismer.

Ikke-allelle gener

Ikke-alleliske er gener som er lokalisert i forskjellige deler av ikke-homologe kromosomer. De har en syntesefunksjon, men de koder for dannelsen av forskjellige proteiner som forårsaker forskjellige karakterer. Slike gener, som reagerer med hverandre, kan bestemme utviklingen av egenskaper i flere kombinasjoner:

• Ett tegn vil være på grunn av samspillet mellom flere gener som er helt forskjellige i struktur.
• Flere egenskaper vil være avhengig av ett gen.

Reaksjonene mellom disse genene er noe mer kompliserte enn med allelisk interaksjon. Imidlertid har hver av disse typer reaksjoner sine egne trekk og egenskaper.

Hvilke typer interaksjon er ikke-allelle gener?

• Epistasis.
• Polymerer.
• Komplementaritet.
• Handlingen til modifiserende gener.
• Pleiotropisk interaksjon.

Hver av disse typene samhandling har sine egne unike egenskaper og manifesterer seg på sin egen måte.

Det er nødvendig å dvele mer detaljert om hver av dem.

epistasis

Denne interaksjonen mellom ikke-allelgener - epistase - blir observert når ett gen hemmer aktiviteten til et annet (det undertrykkende genet kalles det epistatiske, og det undertrykte er det hypostatiske genet).

Reaksjonen mellom disse genene kan være dominerende og recessiv. Dominant epistase blir observert når det epistatiske genet (vanligvis indikert med bokstaven I, hvis det ikke har en ytre fenotypisk manifestasjon) undertrykker det hypostatiske genet (det er vanligvis betegnet B eller b). Resessiv epistase oppstår når den resessive allelen til det epistatiske genet hemmer manifestasjonen av noen av allelene til det hypostatiske genet.

Fenotypisk splitting, for hver av typene av disse interaksjonene, er også forskjellig. Med dominerende epistase blir følgende bilde oftere observert: i andre generasjon i henhold til fenotyper vil inndelingen være som følger - 13: 3, 7: 6: 3 eller 12: 3: 1. Det kommer an på hvilke gener som konvergerer.

Med tilbakevendende epistase er divisjonen: 9: 3: 4, 9: 7, 13: 3.

komplementaritet

Samspillet mellom ikke-allelgener, der, når de dominerende allelene til flere karakterer kombineres, dannes en ny fenotype som ennå ikke er oppfylt og kalles komplementaritet.

For eksempel forekommer ofte denne typen reaksjoner mellom gener i planter (spesielt gresskar).

Hvis genotypen til en plante har en dominerende allel A eller B, får grønnsaken en sfærisk form. Hvis genotypen er recessiv, er fosterets form vanligvis langstrakt.

I nærvær av to dominerende alleler (A og B) i genotypen samtidig, får gresskaret en discoidform. Hvis vi fortsetter å krysse (dvs. fortsette denne vekselvirkningen av ikke-allelgener med gresskar med ren linje), kan du i andre generasjon få 9 individer med en skiveformet form, 6 - med et sfærisk og ett langstrakt gresskar.

Slik kryssing gjør det mulig å få nye, hybridformer av planter med unike egenskaper.

Hos mennesker forårsaker denne typen interaksjoner normal utvikling av hørsel (det ene genet er utviklingen av kuklea, det andre er hørselsnerven), og hvis det bare er et dominerende tegn, blir døvhet manifestert.

polymerism

Ofte er grunnlaget for manifestasjonen av egenskapen ikke tilstedeværelsen av en dominerende eller recessiv allel av genet, men antallet. Samspillet mellom ikke-allelle gener - polymerisme - er et eksempel på en slik manifestasjon.

Polymervirkningen av gener kan skje med eller uten kumulativ. Under kumulering avhenger manifestasjonsgraden av en egenskap av den generelle geninteraksjonen (jo flere gener, jo mer uttalt er egenskapen). Avkom med lignende effekt er delt som følger - 1: 4: 6: 4: 1 (egenskapens alvorlighetsgrad avtar, dvs. i ett eksemplet er egenskapen mest uttalt, i andre blir dens utryddelse observert til den forsvinner helt).

Hvis ingen kumulativ effekt observeres, avhenger manifestasjonen av tegnet av de dominerende alleler. Hvis det er minst en slik allel, vil skiltet finne sted. Med en lignende effekt fortsetter splitting i avkommet i et forhold på 15: 1.

Handlingen til modifiserende gener

Samspillet mellom ikke-allelgener, kontrollert av virkningen av modifikatorer, observeres relativt sjelden. Et eksempel på et slikt samspill er som følger:

Dette samspillet mellom ikke-allelle gener hos mennesker er ganske sjelden.

pleiotropi

I denne typen interaksjoner regulerer ett gen manifestasjonen eller påvirker alvorlighetsgraden av et annet gen.

Hos dyr ble pleiotropi manifestert som følger:

• Hos mus er dvergisme et eksempel på pleiotropi. Det ble bemerket at når krysset fenotypisk normale mus i den første generasjonen, var alle musene dverg. Det ble konkludert med at dvergisme skyldes det resessive genet. Resessive homozygoter sluttet å vokse, og underutvikling av deres indre organer og kjertler ble observert. Dette dvergismegenet påvirket utviklingen av hypofysen hos mus, noe som førte til en reduksjon i syntesen av hormoner og forårsaket alle konsekvensene.
• Platinfarge i rever. I dette tilfellet ble pleiotropi manifestert av et dødelig gen, som, når en dominerende homozygote ble dannet, forårsaket embryoenes død.
• Hos mennesker vises pleiotropisk interaksjon ved eksempel på fenylketonuri

Rollen som ikke-allell interaksjon

I evolusjonære termer spiller alle de ovennevnte typene interaksjon mellom ikke-allelle gener en viktig rolle. Nye genkombinasjoner bestemmer utseendet til nye egenskaper og egenskaper til levende organismer. I noen tilfeller bidrar disse tegnene til overlevelse av kroppen, i andre - tvert imot, forårsaker døden til de individer som betydelig vil skille seg ut fra deres art.

Ikke-allelgeninteraksjon er mye brukt i avlsgenetikk. Noen arter av levende organismer er bevart på grunn av lignende genrekombinasjon. Andre arter skaffer seg egenskaper som er høyt verdsatt i den moderne verden (for eksempel å avle en ny rase av dyr som har større utholdenhet og fysisk styrke enn foreldrenes individer).

Det pågår arbeid med bruk av denne arvstypen hos mennesker for å utelukke negative trekk fra og skape en ny, mangelfull genotype.

På en gang begynte forskjellige studenter å motta oppgaver innen genetikk om arv av pelsfarge i ilder. Det er tydelig at ilder (som minker, kaniner, rever) bare er en modell for å fikse temaet for interaksjonen mellom ikke-allelgener.

Denne artikkelen gir bare betingelsene for fem slike oppgaver om ilder. Disse oppgavene må tas på en omfattende måte.

1. Fra korset av en svart ilder med en lysebrun i den første generasjonen, var alle valpene svarte. Når man krysser ilder fra den første generasjonen seg imellom, ble splitting observert i henhold til fenotyper: svart, grå, brun og lysebrun. Delingen var nær henholdsvis 9: 3: 3: 1. Skriv alle genotyper (foreldre og avkom).

2. Ved kryssing av svarte og brune ilder ble 10 valper oppnådd, hvorav 6 var brune og 4 svarte. Identifiser genotypene til foreldre og avkom. Hva slags fenotypisk og genotypisk splitting bør forventes når parring av svarte og brune ilder fra den første generasjonen?

3. Når to svarte ilder ble krysset i avkommet, fikk man svarte og grå ilder. Se for deg hvordan disse skiltene ble fordelt på 12 valper. Hvilke avkom bør forventes når de krysser svarte og grå ilder fra den første generasjonen seg imellom?

4. Med hvilken sannsynlighet kan en lysebrun valp dukke opp hos svarte foreldre? Bekreft svaret med genotypene til foreldrene og det påståtte avkommet.

5. Da den brune ilderen ble krysset med svart i den første generasjonen, ble 7 sorte og 2 grå valper oppnådd. Identifiser genotypene til foreldrene til avkommet. Hva slags fenotypisk og genotypisk splitting bør forventes når paring av grå ilder fra den første generasjonen til hverandre?

Fra forholdene til den første oppgaven ser vi at den totale fargen på ilderhår fra samspillet mellom gener B og D er observert 4. De fleste ildene ble dannet med svart pels 9, likt med grått og brunt, 3 og mindre enn 1 lysebrunt.

Men vi vet at det klassiske forholdet 9: 3: 3: 1 stemmer for dihybridkryss (og bare i følge Mendel), når arven etter to annerledes   tegn som nødvendigvis er i to forskjellige par homologe kromosomer. Når får vi dette fenotypeforholdet? Bare i andre generasjon fra krysset av digeterozygoter med hverandre, når hver kryssede individ produserer fire "varianter" av gameter.

I de samme oppgavene snakker vi om å studere arven etter bare en egenskap, men kontrollert av to forskjellige gener B og D (naturlig nok er de ikke lenger alleliske, men Mendels regel om hybrid hybridisering kan ikke brukes på dem for uavhengige gener av par), siden B og D på en eller annen måte samhandle med hverandre. at forholdet 9: 3: 3: 1 også er sant for en av formene for komplementær interaksjon av ikke-allelle gener.

Nemlig for problem 1 ser vi at fargen på håret på ildene “splittes” i fire former i forholdet 9: 3: 3: 1, og dette er mulig hvis B dominerende er ansvarlig for en farge, D dominerende for en annen det er en farge, og hvis B- og D-allelene begge er dominerende kombinert i en organisme (komplementær interaksjon), vil de forårsake dannelsen av en tredje farge. Hvis det ikke er en eneste dominerende allel og genotypen til et individ, vdd, vil den fjerde fargen vises.

1. Skjema for samhandling mellom gener

2. Typer dominans

3. Komplementære gener

4. Genotyper av mus, fenotypisk manifestasjon av resultatet av kryssing

1. Utviklingen av eventuelle egenskaper hos organismer er en konsekvens komplekse interaksjoner mellom gener, mer presist, mellom produktene fra deres aktivitet - enzymproteiner. Disse interaksjonene kan representeres. i form av følgende ordningen:

samspillet gener av ett allelisk par:

Ufullstendig dominans;

dominans;

superdominance;

Kodominirovanie;

interaksjon gener fra forskjellige alleliske par:

Kompletterende tiltak;

epistasis;

Polymerer.

Dominans oppstår når ett allel av et gen skjuler nærværet av et annet allel. Imidlertid påvirker tilsynelatende oftest tilstedeværelsen av en recessiv allel på en eller annen måte, og vanligvis må man møte med ulik grad av ufullstendig dominans. Naturligvis forklares zuo av det faktum at den dominerende allelen er ansvarlig for den aktive formen av enzymproteinet, og recessive alleler bestemmer ofte de samme enzymproteinene, men med redusert enzymatisk aktivitet. Dette fenomenet realiseres i heterozygote former i form av ufullstendig dominans.

superdominanceligger i det faktum at den dominerende allelen i den heterozygote tilstand noen ganger viser en sterkere manifestasjon enn i den homozygote tilstanden.

Kodominirovanie- manifestasjon i en heterozygot tilstand av tegn bestemt av begge alleler. For eksempel koder hvert av de alleliske gener for et spesifikt protein, og begge blir syntetisert i en heterozygot organisme. I slike tilfeller kan biokjemiske studier etablere heterozygositet uten å analysere kryss.

Denne metoden har funnet distribusjon i genetisk rådgivningå identifisere heterozygote bærere av gener som forårsaker metabolske sykdommer. Etter kodingstype arves blodgrupper hos mennesker.

3. Komplekse forhold oppstår mellom ikke-alleliske genpar(komplementær handling, epistase, polymerer, etc.).

utfyllendekalles komplementære gener.Eksemplet deres er kryss av to raser med søte erter som har en hvit nyanse:

Første generasjons hybrider var ikke hvite, men rødfiolette;

I andre generasjon ble det oppdaget et uventet splittforhold på 9: 7.

Genetisk analyse viste at fargen på søte erblomster avhenger av to komplementære gener. Hver av dem er dominerende, men i mangel av et annet gen viser ikke dets virkning. Genotypen til den ene rasen med erter med hvite blomster var Aabb, den andre aaBB. Når de krysset hadde hybridene deres AaBb-genotypen, og da dukket fargen opp.

I andre generasjon, alle plantermed de dominerende allelene i begge gener viser seg å være farget, men planter som bare har den dominerende allelen til et av genene, som de som bare har recessive alleler av disse genene, er av samme type, fargeløse.

4. Et særegent resultat ble funnet da krysser svart-hvite mus. Alle individer av den første generasjonen var grå. Og i andre generasjon skjedde splitting i forholdet 9: 3: 4. Det viste seg at fargen på pelsen hos mus også er kontrollert av to komplementære gener. Men i motsetning til det forrige eksemplet, har et av genene (A) sitt eget fenotypiske utseende, mens det andre (B) realiseres fenotypisk bare i nærvær av det første.

Dominant Allele Anødvendig for syntese av pigment, i mangel av det (aa), utvikler pigmentet ikke, og dyrene viser seg å være albinoer. Dominant Allele Bgir avsetning av pigment i håret i form av svarte ringer, som et resultat av at håret blir grått. Hvis den dominerende B-allelen er fraværende i zygoten, dvs. dyret har gen-typen bb for dette genet, så i nærvær av den dominerende A-allelen, blir pigmentet i håret jevnt avsatt og de får en svart farge.

Albinoene som ble tatt i eksperimentet var homozygoter for det resessive fargenet og for det dominerende genet i den zonale fordelingen av pigmenter (aaBB). Svarte mus var homozygote for det dominerende fargenet og det resessive genet for den zonale fordelingen av pigmenter (Aabb). Musene i F1 hadde den genetiske AABB-konstitusjonen og fikk en grå farge.

For å tydeliggjøre den bemerkede regelmessigheten, anbefales det at genotypene til mus fra F2 skrives på gitteret og sørge for at for individer med to dominerende gener (AABB) er hyppigheten av forekomst 9/16 (de har alle en grå farge), for individer med en dominerende allel av det første genet og recessive sekund (Aabb) - 3/16 (svart). Til slutt vil forholdet mellom avkom som bare mottok recessive alleler av det første genet og dominerende av det andre (aaBB), så vel som individer som hadde recessive alleler av begge gener (aabb), være 3/16 + 1/16, dvs. 4/16 (hvit) . Lignende tilfeller av arv finnes i mange arter av dyr og planter.

Allelgeninteraksjon og dens typer

Ved å studere lovene til G. Mendel, ble vi allerede kjent med hovedtyper av interaksjon mellom allelgener. Fyll ut tabellen basert på tidligere studert materiale.

Tabell. Typer av geninteraksjon av ett allelisk par

Ikke-allelgeninteraksjon

Basert på lovene til G. Mendel, kan vi konkludere med at det er et ganske sterkt forhold mellom genet og egenskapen, at genotypen er sammensatt av summen av uavhengig virkende gener, og fenotypen er en mekanisk kombinasjon av individuelle karakterer. Direkte og entydige forbindelser av et gen med et tegn er imidlertid et unntak snarere enn en regel. Utviklingen av en organisme-egenskap er vanligvis kontrollert av mange gener, og egenskapen er et resultat av samspillet mellom ikke-allelle gener.

Det enkleste tilfellet av ikke-allelgeninteraksjon er når en egenskap er kontrollert av to par alleler. Tenk på noen eksempler på et slikt samspill.

Komplementær geninteraksjon

Fenomenet geninteraksjon, der tilstedeværelsen av to ikke-allelle gener er nødvendig for manifestasjonen av en egenskap, kalles komplementaritet   (fra lat. complementum   - tillegg) og genene som er nødvendige for manifestasjonen av egenskapen, utfyllende, eller tillegg.

Vurder de forskjellige alternativene for komplementær geninteraksjon.

Alleler av det andre genet vises bare i nærvær av en dominerende allel av genetEn. Fargen på mus i enkleste tilfelle avhenger av to gener. Genotypemus aa   blottet for pigment og hvitt. I nærvær av en dominerende allel En   pigment produseres, og musen er på en eller annen måte farget. Den spesifikke fargen bestemmes av det andre genet. Hans dominerende allel C   bestemmer gråfargen på musen og den recessive allelen med   - svart farge. Så hvis vi vurderer homozygote varianter, er genotypen til grå mus - AACCsvart - AACChvit - aACC   eller aACC. Når du krysser en grå mus AACC   med hvitt aACC   i den første generasjonen viser alt seg ifølge Mendel: alle hybrider er grå (dette er heterozygoter med en genotype AACC). Som du enkelt kan verifisere i F2, får vi 9/16 grå mus, 3/16 svarte og 4/16 hvite.

For manifestasjonen av egenskapen, må de dominerende allelene til to forskjellige gener være til stede i genotypen.Et eksempel på en slik komplementær geninteraksjon er arv av fosterets form i et gresskar. I nærvær av begge dominerende alleler er fruktene skiveformet, i nærvær av en (hvilken som helst!) Dominerende allel, de er sfæriske, og i mangel av dominerende alleler er de langstrakte.

For manifestasjon av en egenskap, må de dominerende allelene til to forskjellige gener være til stede i genotypen, men hver dominerende allel i kombinasjon med de recessive allelene til det andre paret har en uavhengig fenotypisk manifestasjon. For eksempel, hos kyllinger, bestemmes den ertformede formen av kammen av ett dominerende gen, rosa-lignende - av et annet ikke-allelt til det, men også dominerende gen. Når disse genene er i samme genotype, utvikler det seg en nøtteaktig åsform. Hvis kroppen er homozygot for begge recessive gener, utvikler en enkel bladformet ås. Når du krysser hybridene (alle med en mutterlignende kam) i andre generasjon, skjer splitting i forholdet 9: 3: 3: 1. Men her er det umulig å finne en uavhengig spaltning av hvert allel i et forhold på 3: 1, siden det i alle tilfeller ikke er noen direkte effekt på tilfeldigheten i genotypen til begge dominerende gener.

Dermed indikeres den komplementære interaksjonen mellom ikke-allelgener når to ikke-allelgener gir en ny egenskap, dvs. en neoplasma finner sted.

Epistatisk geninteraksjon

Samspillet mellom gener, der ett gen hemmer virkningen av et annet, ikke-allelt til det første, kalles epistasis   (fra gresk epi   - over og stasis   - stå), og gener som undertrykker virkningen av andre gener kalles undertrykkende gener, eller hemmergener   (fra lat. inhiber   - hold), eller epistatiske gener. Undertrykt gen kalles hypostatic.

Skille mellom dominerende og recessiv epistase.

Dominant epistase   knyttet til et dominerende hemmergen. For eksempel et gen jeg   bestemmer den hvite fargen på gresskarens frukt, hvis det er en genhandling den   ikke dukker opp. Med genotype iiVVeller iIBB   fruktene av gresskaret er gule. Til slutt, hvis begge gener er representert med recessive alleler, er fruktene til gresskaret grønne. Av samme type kan fargen på pelsen til hunder, sauer og andre dyr arves.

Resessiv epistaseoppdages når manifestasjonen av et gen undertrykkes av de recessive allelene til et annet gen. Denne typen epistase illustreres av arven fra pelsfarge hos husmus. Fargen på agouti (rødgrå) bestemmes av det dominerende genet Endens recessive allel og   gir en svart fargelegging. Gen fra ikke -allelt par den   fremmer manifestasjonen av farge og genet b   er en undertrykkende og undertrykker virkningen av den dominerende allelen En   og recessive og. Genotypemus ABB   Kan ikke skilles fra fenotype fra individer med genotype aabb   - helt hvitt.

Interaksjon av polymergen

polymerism   - en type interaksjon mellom ikke-allelle gener der flere par ikke-allelle gener virker på utviklingen av ett trekk. Disse genene kalles polymeren   (fra gresk politikk   - mye og meros - del). De er betegnet med en enkelt bokstav, men med forskjellige indekser som indikerer antall alleliske par i genotypen som bestemmer utviklingen av en bestemt egenskap ( A 1 A 1 A 2 A 2).

To polymervarianter skilles ut: med en summerende effekt av gener og uten amplifisering av gener av hverandre.

Sammendragseffekten av polymergener.   I dette tilfellet avhenger graden av manifestasjon av egenskapen av antall dominerende alleler i individets genotype. Så, den røde fargen på hvetekorn bestemmes av to eller flere par par. Hvert av de dominerende genene til disse allelene bestemmer den røde fargen, recessive gener bestemmer den hvite fargen på kornene. Én dominerende allel gir ikke veldig fargede korn. Hvis to dominerende alleler er til stede i genotypen, øker fargeintensiteten. Først når kroppen er homozygot for alle par av recessive gener, er kornene ikke flekker. Når du krysser digibridene, oppstår spalting i forholdet 15 farget til en hvit. Men av de 15 fargede vil en ha en intens rødfarge, fordi inneholder fire dominerende alleler, vil fire være farget litt lysere, fordi inneholder tre dominerende alleler og en recessiv allel i genotypene, seks er enda lysere med to dominerende og to recessive alleler i genotypene, fire er enda lysere, fordi har bare en dominerende og tre recessive gener, det vil si at ekte splitting vil være 1: 4: 6: 4: 1.

I henhold til denne versjonen av polymeren arves hudfarge, høyde og vekt hos mennesker. En lignende arvsmekanisme er karakteristisk for mange kvantitative, inkludert økonomiske verdifulle egenskaper,: sukkerinnhold i rødrotvekster, vitamininnhold i frukt og grønnsaker, kornstanglengde, maiskolvlengde, dyreproduksjon, husdyrmelkproduksjon, kyllinglegging etc.

Polymergener forsterker ikke hverandre.   I dette tilfellet vil spaltningen i F 2 være 15: 1. Så fruktene av en hyrdesekk kan være trekantede (dominerende trekk) og ovale (recessive). Egenskapen styres av to par polymergener. Hvis det i plantegenototypen er minst en dominerende allel fra det første eller andre par polymergener, vil fosterets form være trekantet ( A 1 A 2; A 1 a 2; a 1 A 2 ). Bare de plantene som ikke har en eneste dominerende allel i genotypen, har fruktens ovale form - a 1 a 1 a 2 a 2.

Dermed kan akkumulering av visse alleler i genotypen føre til en endring i alvorlighetsgraden av karakterer.

Flere genhandlinger

Ofte påvirker ikke genet en, men en rekke tegn på kroppen. Fenomenet der ett gen kan påvirke dannelsen av flere tegn på kroppen kalles pleiotropi   (fra gresk pleon   - flere og tropos   - sving).

Eksistensen av dette fenomenet er ikke i strid med det klassiske begrepet "ett gen - ett protein - ett trekk." Forenklet kan effekten av ett gen på en gang på flere tegn være representert som følger. Som et resultat av å lese informasjon fra genet, dannes et visst protein, som deretter kan delta i forskjellige prosesser som forekommer i kroppen, og dermed utøve en multippel effekt. Erter har for eksempel en brun farge av frøskallet og utviklingen av pigment i andre deler av planten, blomsterens farge er avhengig av ett gen; i Drosophila påvirker genet som er ansvarlig for den hvite fargen på øynene lysingen av kroppens farge og endringen i noen indre organer; hos mennesker bestemmer genet som er ansvarlig for rød hårfarge samtidig lysere hudfarge og utseende av fregner. Marfans syndrom er forårsaket av et autosomalt dominerende pleiotropisk gen og manifesteres av høy vekst, forlengelse av knoklene i fingrene og tærne (edderkoppfingrene), hypermotobilitet i ledd, subluksasjon av øyelinsen, hjertesykdom.

Denne multiple handlingen er karakteristisk for de fleste gener. Man bør imidlertid ikke forestille seg at det pleiotropiske genet i like stor grad påvirker hvert av trekkene. De aller fleste gener med ulik grad av pleiotropi er preget av en sterkere effekt på den ene egenskapen og en betydelig svakere på den andre.

Genotype som et helhetlig system

Faktum med klyving i avkom til hybrider antyder at genotypen er sammensatt av enkeltelementer - gener som kan arves uavhengig ( genotype diskretitet). Samtidig kan ikke genotypen betraktes som en enkel mekanisk sum av individuelle gener. Genotype er et system med interagerende gener.   Mer presist er det ikke genene i seg selv (DNA-seksjoner) som samvirker, men genproduktene som dannes på deres basis (RNA, og deretter proteiner). Derfor, i noen tilfeller, er virkningen av forskjellige gener relativt uavhengig, men som regel er manifestasjonen av en egenskap et resultat av samspillet mellom produkter fra forskjellige gener.

Genotypen til enhver organisme er et komplekst integrert system for interagerende gener. Denne genotypes integritet har oppstått historisk under utviklingen av arten. Som et resultat av mutasjoner dukker det stadig opp nye gener, nye kromosomer og til og med nye genom dannes. Nyoppståtte gener kan øyeblikkelig samhandle med eksisterende gener eller endre arten av arbeidet til de sistnevnte, selv om de er recessive, det vil si uten å manifestere seg.

Derfor, i hver art av planter og dyr, manifesterer genotypen seg som et historisk utviklet helt system i dette øyeblikket.

II. Kunnskapskonsolidering

Generell samtale under studiet av nytt materiale.

III. lekser

For å studere et avsnitt i læreboka (forholdet mellom gener og karakterer, interaksjonstyper mellom allelle og ikke-allelle gener, pleiotropi, genotype som integrert system).

Løs problemer på slutten av et avsnitt i en lærebok

Manifestasjonen av kroppsattributter avhenger ikke bare av de arvelige gener, men også av hvordan genene samhandler med hverandre. Genotypen inneholder informasjon om visse egenskaper, men det kan hende at de ikke vises i fenotypen, så vel som de manifesterer seg på forskjellige måter, avhengig av hvordan genene samhandler.

Allelisk interaksjon

Hvert kromosom har et homologt kromosom oppnådd fra en annen forelder. Allelgener som definerer alternative karakterer er symmetrisk lokalisert på disse kromosomene.

Fig. 1. Homologe kromosomer.

Hvordan denne eller den arvede egenskapen vises i fenotypen, avhenger av typen geninteraksjon.

dominans

Domineringen er fullstendig og ufullstendig.

Ved fullstendig dominans manifesteres et trekk ved et allelgen som kalles dominant (A).

En alternativ egenskap kalles recessive (a) og vises bare i fravær av en dominerende.

  TOPP 3 artiklersom leste sammen med dette

Med ufullstendig dominans vises et nytt, mellomliggende attributt. For eksempel dominerer den røde fargen (A) på kronbladene i noen planter den hvite (a).

Hvis kronbladene med fullstendig dominans enten er røde (AA og Aa) eller hvite (aa), vil heterozygoten Aa ha rosa kronblad hvis den er ufullstendig.

Kodominirovanie

Når jeg arver 4 blodgrupper, fungerer kodingsprinsippet - når allelgenene Iᵇ og Iᵃ virker sammen og ingen er dominerende eller recessive.

superdominance

Hvis egenskapene i heterozygoter er mer uttalt enn i noen homozygot, kalles denne typen geninteraksjon overdominasjon.

AA ˂ Aa ˃ aa

For eksempel har Drosophila gener som bestemmer forventet levealder. Symptomet manifesteres på denne måten:

• aa- ikke-levedyktige individer;
• AA- individer med normal forventet levealder;
• Aa- økt forventet levealder.

Multippel allelisme

I noen populasjoner blir tegn ikke kodet av et par allelgener, men av flere alleler som er et resultat av mutasjoner. Det kan være flere dusin slike alleler.

I dette tilfellet er forskjellige typer geninteraksjon mulig. Gener kan være i et forhold mellom fullstendig og ufullstendig dominans.

S ˃ sᵃ ˃ sᵇ ˃ s

Gen C dominerer ethvert gen, gen cᵃ dominerer alle bortsett fra C, etc. Gen c manifesterer seg bare i homozygot tilstand (cc).

Fig. 2. Flere allelismer hos kaniner.

Ikke-allelisk interaksjon

Ikke-allelle gener påvirker også hverandre.

Eksempler på slike effekter er:

• pleiotropi;
• epistasis;
• -polymerer;
• komplementaritet.

Den pleiotropiske effekten består i påvirkning av ett gen på flere tegn. For eksempel har søte erter det samme et gen bestemmer:

• lilla farge på kronbladene;
• bestemmelse pigmentering;
• mørk farge av frukten.

Den pleiotropiske effekten er utbredt i naturen.

Epistatisk interaksjon er undertrykkelsen av genene til ett allelisk par av genene til et annet allelt par.
Det skjer:

• dominerende (A ˃ B);
• recessiv (aa ˃ B).

Når det gjelder arve av polymerer, kontrollerer flere ikke-allele gener en egenskap, og graden av alvorlighetsgrad kan avhenge av antall dominerende gener (kumulativ effekt), eller ikke.

Komplementær interaksjon kalles også komplementær, fordi når ikke-allelle gener sammen bestemmer egenskapen. Dette kan skje selv om en av dem eller begge hver for seg ikke koder for en slik funksjon.