Interakce neallických genů: typy a formy

Přenos vlastností z generace na generaci je způsoben interakcí mezi různými geny. Co je gen, a jaké jsou vzájemné interakce?

Co je gen?

Pod genomem v současné době míníme jednotku přenosu dědičných informací. Geny se nacházejí v DNA a tvoří její strukturní oblasti. Každý gen je zodpovědný za syntézu určité proteinové molekuly, která určuje projev zvláštního znaku u lidí.

Každý gen má několik poddruhů nebo alel, které způsobují řadu příznaků (například hnědá barva očí je způsobena dominantní alelou genu, zatímco modrou barvou je recesivní značka). Alele jsou umístěny ve stejných oblastech homologní chromozomy, a přenos určitého chromozomu způsobuje projev zvláštního znaku.

Všechny geny interagují navzájem. Existuje několik typů jejich interakce - alelické a neallické. Proto je vyloučena interakce alelických a nealelických genů. Co se liší od sebe a jak se projevují?

Historie objevu

Než byly objeveny typy interakce neallických genů, bylo to považováno za jediné úplné dominantní postavení (pokud existuje dominantní gen, pak se znak objeví, pokud se tak nestane, nebude tam žádná indikace). Převaha doktríny alelické interakce, která byla po dlouhou dobu hlavním dogmatem genetiky. Nadvláda byla zkoumána a její druhy byly objeveny, plné i neúplné domination, codomination a naddominost.

Všechny tyto zásady podléhají prvnímu Mendelův zákon, který se týkal jednotnosti hybridů první generace.

Při dalším pozorování a výzkumu bylo poznamenáno, že ne všechny znaky byly přizpůsobeny teorii dominance. Při hlubším studiu bylo prokázáno, že nejenže stejné geny ovlivňují projev vlastností nebo skupiny vlastností. Byly tedy objeveny formy interakce nealelických genů.

Reakce mezi geny

Jak bylo řečeno, dominantní doktrína dědictví převládala po dlouhou dobu. V tomto případě došlo k alelické interakci, při níž se symptom projevoval pouze v heterozygotním stavu. Po zjištění různých forem vzájemného působení neallických genů byli vědci schopni vysvětlit dříve nevysvětlené typy dědičnosti a získat odpovědi na mnoho otázek.

Bylo zjištěno, že regulace genu přímo závisí na enzymech. Tyto enzymy umožňovaly genům reagovat různě. Interakce alelických a nelelických genů probíhala podle stejných principů a schémat. To vedlo k závěru, že dědičnost není závislá na podmínkách, ve kterých geny spolupracují a příčina přenosových atypických prvků, spočívá v samotných genech.

Nealaletická interakce je jedinečná, což nám umožňuje získat nové kombinace vlastností, které způsobují nový stupeň přežití a vývoj organismů.

Nealalické geny

Non-alelické jsou ty geny lokalizované v různých oblastech nehomologických chromozomů. Syntetická funkce mají jednu, ale kódují tvorbu různých proteinů, což způsobuje různé znaky. Tyto geny, které reagují navzájem, mohou způsobit vznik příznaků v několika kombinacích:

• Jedno znamení bude způsobeno interakcí několika, zcela odlišných struktur genů.
• Několik příznaků bude záviset na jednom genu.

Reakce mezi těmito geny probíhá poněkud komplikovanější než v případě alelické interakce. Avšak každý z těchto typů reakcí má své vlastní rysy a zvláštnosti.

Jaké jsou interakce nelelických genů?

• Epistáza.
• Polymeria.
• Komplementarita.
• Účinek modifikace genů.
• Pleiotropní interakce.

Každý z těchto typů interakcí má své vlastní jedinečné vlastnosti a projevuje se svým vlastním způsobem.

Je nutné podrobněji se zabývat každým z nich.

Epistáza

Tato reakce nealelická geny - epistáze - pozorováno v případě, kdy jeden gen potlačuje aktivitu druhého (supresorový gen se nazývá epistatický a kalitelný - gipostatichnogo gen).

Reakce mezi těmito geny může být dominantní a recesivní. Dominantní epistáze pozorovány při epistatický genu (obvykle označován písmenem I, není-li externí exprese fenotypu) potlačuje hypostatická gen (to je obvykle označován V nebo b). Recesivní epistasum je pozorována, když recesivní alela epistatického genu inhibuje projev kterékoliv z alel hypostaktik genu.

Štěpení podle fenotypového znaku, s každým typem těchto interakcí, je také odlišné. Když dominantní epistáze často pozorována po vzoru: druhá generace separačních fenotypů je následující - 13: 3, 7: 6: 3 nebo 12: 3: 1. Vše závisí na tom, které geny konvergují.

S opakovanou epistázou je rozdělení 9: 3: 4, 9: 7, 13: 3.

Komplementarita

Interakce nealelických genů, přičemž při kombinaci několik charakteristik dominantní alely vytvořené nové, doposud fenotyp nebyl došlo, se nazývá komplementarita.

Například nejčastěji se tento typ reakce mezi geny vyskytuje u rostlin (zejména v dýní).

Pokud je v genotypu rostliny dominantní alela A nebo B, zelenina získá sférický tvar. Pokud je genotyp reciproční, tvar plodu je obvykle prodloužený.

Pokud jsou v genotypu současně dvě dominantní alely (A a B), dýně se stává diskovitým tvarem. Pokud další průběh hybridizace (tj., Aby i nadále tato interakce nealelická geny dýně čisté linie), druhá generace mohou být získány z 9 zvířat diskoidní tvar 6 - sférické a jeden dýně prodloužený tvar.

Takové křížení umožňuje získat nové, hybridní formy rostlin s jedinečnými vlastnostmi.

U lidí, tento typ interakce způsobí, že normální vývoj sluchu (jednoho genu - vývoj šneka, ostatní - sluchového nervu), a pokud je tam jen jeden dominantní rys projevuje hluchota.

Polymeria

Často základem pro projev znamení není přítomnost dominantní nebo recesivní alely genu, ale jejich počet. Interakce nealelických genů - polymeru - je příkladem takového projevu.

Polymerní působení genů může nastat s kumulativním (kumulativním) účinkem nebo bez něj. Při kumulaci závisí stupeň projevu znamení na celkové interakci genu (čím více genů, tím silnější je znamení). Potomstvo s takovým účinkem je rozdělena takto: - 1: 4: 6: 4: 1 (stupeň charakteristických klesá, tedy v jednom jednotlivém znaku maximálně vyjádřeno, v jiných případech je pozorováno vyhynutí až do úplného vymizení).

Pokud není pozorován žádný kumulativní účinek, projev znaku závisí na dominantních alelách. Pokud existuje alespoň jedna taková alela, projeví se příznak. S tímto účinkem rozděluje potomstvo v poměru 15: 1.

Činnost modifikovaných genů

Interakce nealelických genů, řízených působením modifikátorů, je poměrně vzácná. Příklad takové interakce je následující:

• Existuje například gen D, který je odpovědný za intenzitu barvy. Dominantní stav, gen reguluje vzhled barvy, přičemž při tvorbě retsissivnogo genotypu tohoto genu, a to i v případě, že jsou další geny, které řídí přímo na barvu se objeví „ředící účinek barva“, který je často pozorován u myší na mléčně bílou barvu.
• Dalším příkladem takové reakce je vzhled skvrny na těle zvířat. Například existuje gen F, jehož hlavní funkcí je jednotnost barvení vlny. Při tvorbě recesivní genotypu vlny se barví nerovnoměrně, se vzhledem, například bílé skvrny v určité oblasti těla.

Taková interakce nealelických genů u lidí je poměrně vzácná.

Pleiotropie

Při tomto typu interakce reguluje jeden gen projev nebo ovlivňuje stupeň exprese jiného genu.

U zvířat se pleiotropie projevila následovně:

• U myší je příklad pleiotropie dwarfismus. Bylo poznamenáno, že při páření fenotypicky normálních myší v první generaci se všechny myši ukázaly být trpaslíky. Došlo k závěru, že zakrslování je způsobeno recesivním genem. Recesivní homozygoty přestaly růst a jejich vnitřní orgány a žlázy byly nedostatečně rozvinuté. Tento gen nekurice ovlivnil vývoj hypofýzy u myší, což vedlo ke snížení syntézy hormonů a způsobilo všechny následky.
• Platinová barva v liškách. Pleiotropie se v tomto případě projevuje smrtícím genem, který při vzniku dominantního homozygotu způsobil smrt embryí.
• U lidí je pleiotropní interakce ukázána příkladem fenylketonurie a také Marfanův syndrom.

Úloha neallické interakce

V evolučním plánu hrají důležitou roli všechny výše uvedené typy interakce nelelických genů. Nové kombinace genů způsobují vznik nových znaků a vlastností živých organismů. V některých případech tyto příznaky přispívají k přežití organismu, v jiných - naopak způsobují smrt těch jedinců, které se výrazně liší od jejich druhu.

Nealerická interakce genů je široce používána v genetice chovu. Některé druhy živých organismů přežívají kvůli podobné genové rekombinaci. Jiné druhy získají vlastnosti, které jsou v moderním světě velmi ceněny (například chov nového plemene zvířat s větší vytrvalostí a fyzickou silou než jeho rodič).

Práce probíhá na používání těchto typů dědičnosti u lidí, aby se eliminovaly negativní znaky lidského genomu a vytvoření nového, bezchybového genotypu.