Kaj je interakcija genov? Vrste interakcij genov. Interakcija nealelnih genov

Sestava človeškega genotipa vključuje veliko število genov, ki nosijo informacije o lastnostih in lastnostih našega telesa. Kljub tako velikemu številu sodelujejo kot en sam sistem.

Iz šolskega tečaja biologije poznamo Mendlove zakone, ki so preučevali vzorce dedovanja likov. Med raziskavo je znanstvenik odkril dominantne in recesivne gene. Nekateri so sposobni zatreti manifestacijo drugih.

Dejstvo je, da interakcija genov presega Mendelove zakone, čeprav se spoštujejo vsa pravila dedovanja. Vidite lahko razliko v naravi delitve fenotipa, ker se lahko vrsta interakcije razlikuje.

Značilnosti gena

Gen je enota dednosti, ima določene značilnosti:

1. Gen je diskreten. Določa stopnjo razvoja posamezne lastnosti, vključno z značilnostmi biokemičnih reakcij.
2. Ima postopen učinek. Kopičenje v celicah telesa lahko vodi do okrepitve ali oslabitve manifestacije lastnosti.
3. Vsi geni so strogo specifični, kar pomeni, da so odgovorni za sintezo specifičnega proteina.
4. En gen ima lahko več učinkov, ki vplivajo na razvoj več znakov hkrati.
5. Pri oblikovanju posamezne lastnosti lahko sodelujejo različni geni.
6. Vsi geni lahko medsebojno vplivajo.
7. Na videz gena vpliva zunanje okolje.

Geni lahko delujejo na dveh različnih ravneh. Prvi je genetski sistem, v katerem se ugotavlja stanje genov in njihovo delo, stabilnost in variabilnost. Druga raven se lahko upošteva že pri delu v celicah telesa.

Vrste interakcij med alelnimi geni

Vse celice našega telesa imajo diploidni kromosomski sklop (imenuje se tudi dvojno). 23 kromosomov jajčeca se stapljajo z enakim številom kromosomov semenčic. To pomeni, da je vsaka značilnost predstavljena z dvema aleloma in se imenujejo alelni geni.

Takšni alelni pari nastajajo med oploditvijo. Lahko so homozigotne, tj. Sestavljene iz enakih alelov in heterozigotne, če so vključeni različni aleli.

V tabeli so jasno predstavljene oblike interakcij med aleli.

Popolna in nepopolna prevlada

Lahko govorimo o popolni prevladi v primeru, ko lahko eden od genov zagotovi manifestacijo lastnosti, drugi pa tega ne more storiti. Močan gen dobi ime prevladujočega, njegov nasprotnik pa recesiven.

Dedovanje se v tem primeru zgodi v celoti v skladu z zakoni Mendela. Na primer, barva semena graha: v prvi generaciji vidimo vse zeleno grah, to je ta barva je prevladujoča značilnost.

Če se med oploditvijo zbere gen rjavih oči in modrih oči, bodo otrokove oči rjave, ker ta alel popolnoma zavira gen, ki je odgovoren za modre oči.

Pri nepopolni prevladi je pri heterozigotih vidna manifestacija vmesne lastnosti. Na primer, pri prehodu nočne lepote homozigotne za dominantno značilnost z rdečimi cvetovi z isto osebo, samo z belo cvetico, se v prvi generaciji vidijo rožnati hibridi. Prevladujoči rdeči znak ne potisne povsem manifestacije recesivne bele barve, zato se na koncu nekaj izkaže za povprečje.

Sočasno prevlada in naddominacija

Ta interakcija genov, v kateri vsaka zagotavlja svojo lastno lastnost, se imenuje kodominacija. Vsi geni v enem alelnem paru so popolnoma enakovredni. Niti ne more zatreti delovanja drugega. Prav ta interakcija genov opazujemo pri dedovanju krvnih skupin pri ljudeh.

Gen O zagotavlja manifestacijo 1. krvne skupine, gen A - drugi, gen B - tretji, in če se geni A in B zberejo, potem nihče ne more zatreti manifestacije druge, tako da nastane nova krvna skupina 4.

Overdominacija je še en primer interakcije alelnih genov. V tem primeru imajo heterozigotni posamezniki za to lastnost svetlejšo manifestacijo kot homozigotni. Ta genska interakcija je osnova za pojav heterozisa (pojav hibridne moči).

Pri prečkanju dveh sort paradižnika se na primer pridobi hibrid, ki podeduje lastnosti obeh izvornih organizmov, saj postanejo znaki heterozigotni. V naslednji generaciji se bo že razdelilo na znake, tako da istega potomstva ni mogoče dobiti.

V živalskem svetu je mogoče opazovati sterilnost takšnih hibridnih oblik. Takšne primere interakcije genov lahko najdemo pogosto. Na primer, ko prečkate osla in kobilo, se rodi mula. Podedoval je vse najboljše lastnosti svojih staršev, sam pa ne more imeti potomcev.

Pri ljudeh je anemija srpastih celic pri tej vrsti dedovanja.

Nealelni geni in njihova interakcija

Geni, ki se nahajajo v različnih parih kromosomov, se imenujejo nalealični. Če so skupaj, lahko vplivajo drug na drugega.

Interakcijo nealelnih genov lahko izvajamo na različne načine:

1. Dopolnjevanje.
2. Epistaza.
3. Polimerno delovanje.
4. Pleiotropic.

Vse te vrste interakcij genov imajo svoje posebnosti.

Dopolnjevanje

V tej interakciji dopolnjuje drug dominantni gen, ki je tudi dominanten, vendar ni alelen. Skupaj prispevajo k manifestaciji popolnoma novega znaka.

Lahko navedemo primer manifestacije barve v cvetju sladki grah. Prisotnost pigmenta, kar pomeni, da je barva cvetja zagotovljena s kombinacijo dveh genov - A in B. Če je vsaj eden od njih odsoten, je rob bele barve.

Pri ljudeh se ta interakcija nealelnih genov opazi med nastajanjem organa sluha. Normalno zaslišanje je lahko le, če sta oba gena prisotna - D in E - v prevladujočem stanju. S samo enim prevladujočim ali obeh v recesivnem stanju ni zaslišanja.

Epistaza

Takšna interakcija nealelnih genov je popolnoma nasprotna prejšnji interakciji. V tem primeru lahko en nealelni gen zatre manifestacijo drugega.

Oblike interakcije genov v tej varianti so lahko različne: t

• Dominantna epistaza.
• Recesivno.

Pri prvi vrsti interakcije en dominantni gen potisne manifestacijo drugega dominantnega. Recesivni geni so vključeni v recesivno epistazo.

Glede na to vrsto interakcije se pojavlja dedovanje barve sadja v buči, barvanje volne pri konjih.

Polimerni učinek genov

Ta pojav lahko opazimo, ko je večina dominantnih genov odgovornih za manifestacijo iste lastnosti. Če obstaja vsaj en prevladujoč alel, se bo nujno pojavil znak.

Vrste interakcij genov v tem primeru so lahko drugačne. Eden od njih je kumulativni polimer, ko je stopnja manifestacije lastnosti odvisna od števila dominantnih alelov. To je dedovanje barve pšeničnih zrn ali barve kože pri ljudeh.

Vsi vedo, da imajo vsi ljudje različno barvo kože. V nekaterih je popolnoma lahka, nekateri so temne kože in predstavniki Negroidna tekma - in popolnoma črna. Znanstveniki menijo, da je barva kože odvisna od prisotnosti treh različnih genov. Na primer, če genotip vsebuje vse tri v prevladujočem stanju, potem je koža najtemnejša, kot v črncu.

Glede na barvo naše kože ni nobenih dominantnih alelov v rasi kavkaza.

Dolgo je bilo ugotovljeno, da interakcija nealelnih genov po tipu polimera vpliva na večino kvantitativnih lastnosti pri ljudeh. Ti vključujejo: višino, telesno težo, intelektualne sposobnosti, odpornost telesa na nalezljive bolezni in nekatere druge.

Ugotovimo lahko le, da je razvoj takih znakov odvisen od okoljskih razmer. Oseba ima lahko nagnjenost k prekomerni telesni teži, če pa se držite prehrane, se lahko temu izognete.

Pleiotropski učinek genov

Znanstveniki so že dolgo prepričani, da so vrste interakcij genov precej dvoumne in zelo vsestranske. Včasih je nemogoče napovedati manifestacijo določenih fenotipskih lastnosti, ker ni znano, kako geni medsebojno vplivajo.

To trditev poudarja le dejstvo, da lahko en gen vpliva na nastanek več znakov, torej ima pleiotropni učinek.

Že dolgo je bilo ugotovljeno, da prisotnost rdečega pigmenta v plodu sladkorne pese nujno spremlja prisotnost istega, vendar le v listih.

Pri ljudeh je bolezen znana kot Marfanov sindrom. Povezan je z okvaro gena, ki je odgovoren za razvoj vezivnega tkiva. Posledica tega je, da kjerkoli je to tkivo v telesu, lahko opazimo težave.

Takšni bolniki imajo dolge "pajkove" prste, dislokacijo očesne leče, diagnozo bolezni srca.

Vpliv okoljskih dejavnikov na delovanje genov

Vpliva zunanjih okoljskih dejavnikov na razvoj organizmov ni mogoče zanikati. Te vključujejo:

• Moč.
• Temperatura
• Svetloba
• Kemična sestava tal.
• Vlažnost itd.

Okoljski dejavniki so bistveni za procese selekcije, dednosti in variabilnosti.

Ko razmišljamo o oblikah interakcij med alelnimi geni ali nalealičnimi, moramo vedno upoštevati vpliv okolja. Lahko navedete primer: če rastline z jegličem prečkajo temperaturo 15-20 stopinj, bodo vsi hibridi prve generacije rožnate barve. Pri temperaturi 35 stopinj se vse rastline izkažejo za bele. Tukaj imate vpliv okoljskega dejavnika na manifestacijo znakov, ni pomembno, kateri gen je prevladujoč. Izkazalo se je, da je pri kuncih barva plašča odvisna tudi od temperaturnega faktorja.

Znanstveniki že dolgo delajo na vprašanju, kako nadzorovati manifestacije znakov, ki izvajajo različne zunanje vplive. To lahko omogoči nadzor nad razvojem prirojenih znakov, kar je še posebej pomembno za ljudi. Zakaj ne bi uporabili svojega znanja, da bi preprečili manifestacijo nekaterih dednih bolezni?

Vse vrste interakcij med alelnimi geni, in ne le njih, so lahko tako raznolike in večplastne, da jih ni mogoče pripisati nobeni posebni vrsti. Lahko rečemo, da so vse te interakcije enako kompleksne, tako pri ljudeh kot pri predstavnikih vseh rastlinskih in živalskih vrst.