Interaktion af ikke-alleliske gener: typer og former

Overførsel af egenskaber fra generation til generation skyldes samspillet mellem forskellige gener. Hvad er et gen, og hvad er former for interaktion mellem dem?

Hvad er et gen?

Under genet i øjeblikket betyderenhed for overførsel af arvelig information. Gen findes i DNA og danner dets strukturelle regioner. Hvert gen er ansvarlig for syntesen af ​​et bestemt proteinmolekyle, som bestemmer manifestationen af ​​et bestemt træk hos mennesker.

Hvert gen har flere underarter eller alleler,som forårsager en række forskellige symptomer (for eksempel er brunt øjenfarve forårsaget af genets dominerende allel, mens blå farve er et recessivt tegn). Alleller er placeret i de samme områder af homologe kromosomer, og overførslen af ​​et bestemt kromosom forårsager manifestationen af ​​et bestemt træk.

Alle gener interagerer med hinanden. Der er flere typer af deres interaktion - allelisk og ikke-allelisk. Følgelig er interaktionen af ​​alleliske og ikke-alleliske gener udpeget. Hvad er de forskellige fra hinanden, og hvordan er de manifesteret?

Historie om opdagelse

Før typerne af interaktion blev opdagetikke-alleliske gener blev det antaget, at kun fuldstændig dominans er mulig (hvis der er et dominerende gen, så vil symptomet manifestere sig, men hvis det ikke gør det, så vil der ikke være tegn). Overvejelsen af ​​doktrinen om allelisk interaktion, som i lang tid var den vigtigste dogma for genetik. Domineringen blev grundigt undersøgt, og dens typer blev opdaget, såsom fuldstændig og ufuldstændig dominans, kodifikation og overdominans.

Alle disse principper var underlagt den første Mendelske lov, der henviste til ensartetheden af ​​hybrider fra den første generation.

Med yderligere observation og undersøgelse,Det bemærkes, at ikke alle tegnene blev justeret til teorien om dominans. Med et dybere studie blev det bevist, at ikke kun de samme gener påvirker manifestationen af ​​et træk eller en gruppe af egenskaber. Således blev formerne for interaktion af ikke-alleliske gener opdaget.

Reaktioner mellem gener

Som det blev sagt, lykkedes læren i lang tidom dominerende arv. I dette tilfælde var der en allelisk interaktion, hvor symptomet kun var manifesteret i den heterozygote tilstand. Efter at forskellige former for interaktion af ikke-alleliske gener blev opdaget, kunne forskere forklare tidligere uforklarlige arvtyper og få svar på mange spørgsmål.

Det blev fundet, at genregulering direkteafhængig af enzymer. Disse enzymer tillod generne at reagere forskelligt. Samspillet mellem alleliske og ikke-alleliske gener foregik efter de samme principper og ordninger. Dette førte til den konklusion, at arv ikke afhænger af de betingelser, hvor generne interagerer, og årsagen til atypisk overførsel af træk ligger i generne selv.

Ikke-allelisk interaktion er unik, som giver os mulighed for at opnå nye kombinationer af egenskaber, der forårsager en ny grad af overlevelse og udvikling af organismer.

Ikke-alleliske gener

Ikke-allelisk er de gener, der er lokaliseret iforskellige områder af ikke-homologe kromosomer. Syntese funktion de har en, men de koder dannelsen af ​​forskellige proteiner, der forårsager forskellige tegn. Sådanne gener, der reagerer med hinanden, kan forårsage udvikling af symptomer i flere kombinationer:

• Et tegn vil skyldes samspillet mellem flere, helt forskellige i struktur af gener.
• Et par symptomer vil afhænge af et gen.

Reaktionerne mellem disse gener fortsætter noget mere kompliceret end i tilfælde af allelisk interaktion. Men hver af disse typer af reaktioner har sine egne træk og egenskaber.

Hvad er typerne af interaktion mellem ikke-alleliske gener?

• Epistasis.
• Polymerer.
• Komplementaritet.
• Virkningen af ​​at ændre gener.
• Pleiotropisk interaktion.

Hver af disse former for interaktion har sine egne unikke egenskaber og manifesterer sig på sin egen måde.

Det er nødvendigt at dvæle mere detaljeret om hver af dem.

epistasis

Denne interaktion af ikke-alleliske gener er en epistase- observeres i tilfælde, hvor et gen undertrykker den anden persons aktivitet (det undertrykkende gen hedder epistatisk, og det undertrykte gen kaldes det hypostatiske gen).

Reaktionen mellem disse gener kan væredominerende og recessiv. Dominerende epistasis observeret, når epistatisk gen (sædvanligvis betegnet med bogstavet I, hvis ingen ekstern fænotypisk ekspression) undertrykker hypostatiske gen (det normalt betegnes V eller b). Recessive epistasis opstår, når en recessiv allel er epistatisk gen inhiberer ekspression af eventuelle gen alleler gipostaticheskogot.

Splitting ved fænotypisk træk, medhver af disse typer af interaktioner er også anderledes. Med dominerende epistase observeres følgende mønster oftere: I anden generation vil fænotyperne opdeles i følgende: 13: 3, 7: 6: 3 eller 12: 3: 1. Det hele afhænger af hvilke gener der konvergerer.

Med en tilbagevendende epistase er divisionen 9: 3: 4, 9: 7, 13: 3.

komplementaritet

Samspillet mellem ikke-alleliske gener, hvor en ny fænotype, som ikke er blevet opfyldt før, dannes, når en kombination af dominerende alleler med flere karakterer dannes, og kaldes komplementaritet.

For eksempel forekommer denne type reaktion mellem gener ofte i planter (især i græskar).

Hvis der er en dominerende allel A eller B i plantegenotypen, får grøntsagen en sfærisk form. Hvis genotypen er gensidig, er fostrets form sædvanligvis langstrakt.

Hvis der er todominerende alleler (A og B) får græskar en disklignende form. Hvis yderligere adfærd hybridisering (dvs. at fortsætte denne interaktion ikke-allele gener græskar netto line), kan der opnås den anden generation fra 9 dyr discoid shape 6 - sfæriske og en græskar aflang form.

En sådan krydsning tillader at opnå nye hybridformer af planter med unikke egenskaber.

Hos mennesker skaber denne form for interaktion den normale udvikling af hørelsen (et gen er udviklingen af ​​cochlea, den anden er den auditive nerve), og i nærværelse af kun ét dominerende træk manifesteres døvhed.

polymerism

Ofte er grundlaget for manifestationen af ​​et tegn ikke tilstedeværelsen af ​​et dominerende eller recessivt allel af genet, men deres antal. Samspillet mellem ikke-alleliske gener - polymeren - er et eksempel på en sådan manifestation.

Den polymere virkning af gener kan fortsætte fraakkumulativ (kumulativ) effekt eller uden den. Når graden af ​​akkumulation af symptomer karakteristiske afhænger af den totale vekselvirkning af genet (flere gener, desto mere udtalt indikation). Afkom med sådan virkning er fordelt som følger: - 1: 4: 6: 4: 1 (grad af karakteristiske aftager, dvs. ved en enkelt funktion maksimalt udtrykt, i andre observeres udslettelse indtil fuldstændig forsvinden).

Hvis der ikke observeres nogen kumulativ effekt, såTegnets manifestation afhænger af de dominerende alleler. Hvis der er mindst en sådan allel, vil symptomet finde sted. Med denne effekt fortsætter opdeling i afkom i et forhold på 15: 1.

Virkning af modifikationsgener

Samspillet mellem ikke-alleliske gener, der styres af virkningen af ​​modifikatorer, er relativt sjældent. Et eksempel på en sådan interaktion er som følger:

• For eksempel er der et gen D ansvarlig forfarveintensiteten. Den dominerende tilstand, genet regulerer forekomsten af ​​farve, mens i dannelsen af ​​retsissivnogo genotype af dette gen, selvom der er andre gener, der styrer direkte til farven vises "udvandingseffekten af ​​farve", der ofte observeret hos mus den mælkehvide farve.
• Et andet eksempel på en sådan reaktion erudseende af spotting på dyrenes krop. For eksempel er der et gen F, hvis vigtigste funktion er ensartethed af farvning af uld. Når en recessiv genotype dannes, vil ullen blive farvet ujævnt, med f.eks. Udseendet af hvide pletter i et eller andet område af kroppen.

En sådan interaktion af ikke-alleliske gener hos mennesker er ret sjælden.

pleiotropi

Med denne type interaktion regulerer et gen manifestationen eller påvirker ekspressionsgraden af ​​et andet gen.

Hos dyr blev pleiotropi manifesteret som følger:

• I mus er eksemplet med pleiotropidværgvækst. Det blev bemærket, at alle mus viste sig at være dwarfish, når de parrede fænotypisk normale mus i den første generation. Det blev konkluderet, at dværgisme skyldes et recessivt gen. Recessive homozygoter ophørte med at vokse, og deres indre organer og kirtler var underudviklede. Dette dværggen har påvirket udviklingen af ​​hypofysen hos mus, hvilket førte til et fald i syntese af hormoner og forårsagede alle konsekvenserne.
• Platin farve i ræve. Pleiotropi blev i dette tilfælde manifesteret af et dødbringende gen, som under dannelsen af ​​en dominerende homozygot forårsagede embryonernes død.
• Hos mennesker er pleiotropisk interaktion vist på eksemplet af phenylketonuria såvel som Marfan syndrom.

Rolle som ikke-allelisk interaktion

I den evolutionære plan er alle ovennævnte arterinteraktioner af ikke-alleliske gener spiller en vigtig rolle. Nye genkombinationer forårsager udseendet af nye tegn og egenskaber hos levende organismer. I nogle tilfælde bidrager disse tegn til organismens overlevelse, i andre - tværtimod forårsager de dødsfall for de personer, der vil blive signifikant skilt fra deres art.

Ikke-allelisk interaktion af gener bredtanvendes i avl genetik. Nogle arter af levende organismer overlever på grund af en lignende genrekombination. Andre arter erhverve ejendomme, som er højt værdsat i den moderne verden (fx eliminering af en ny race af dyr, der har større udholdenhed og fysisk styrke end sine forældre individer).

Der arbejdes på at bruge disse arvtyper hos mennesker for at eliminere negative tegn fra det menneskelige genom og skabe en ny, defektfri genotype.