Přenos znaků z generace na generaci v důsledku interakce mezi různými geny. Co je to gen a jaký druh interakce mezi nimi existuje?
Co je to gen?
Pod tímto genem teďjednotky předávání dědičných informací. Geny se nacházejí v DNA a tvoří její strukturní oblasti. Každý gen je zodpovědný za syntézu specifické proteinové molekuly, která způsobuje projev zvláštního rysu u lidí.
Každý gen má několik poddruhů nebo alel,které způsobují různé znaky (například hnědá barva očí je způsobena dominantní alelou genu, zatímco modrá je recesivní znak). Alely jsou umístěny ve stejných oblastech homologních chromozomů a přenos určitého chromozomu způsobuje projev určitého znaku.
Všechny geny se vzájemně ovlivňují.Existuje několik typů jejich interakce - alelické a nonalentické. V souladu s tím se rozlišuje interakce alelických a neelatických genů. Jaký je rozdíl mezi nimi a jak se objevují?
Historie objevu
Před objevením interakčních typůnonallelic geny, to bylo předpokládal, že jediná úplná nadvláda je možná (jestliže tam je dominantní gen, pak znamení se projeví; jestliže to není, pak tam bude žádné znamení). Převažovala teorie alelické interakce, která byla po dlouhou dobu hlavním dogmatem genetiky. Dominance byla pečlivě zkoumána a byly objeveny její typy, jako je úplná a neúplná dominance, kodominance a nadměrnost.
Všechny tyto zásady se řídily prvním zákonem Mendela, který hovořil o jednotnosti hybridů první generace.
Další pozorování a výzkum bylTo je si všiml, že ne všechna znamení byla přizpůsobena teorii nadvlády. S hlubším studiem bylo prokázáno, že nejen stejné geny ovlivňují projev vlastnosti nebo skupiny vlastností. Byly tedy objeveny formy interakce nesouměrných genů.
Reakce mezi geny
Jak již bylo řečeno, výuka na dlouhou dobuo dominantním dědictví. V tomto případě existovala alelická interakce, ve které se znak projevil pouze v heterozygotním stavu. Po objevení různých forem interakce nesouvislých genů byli vědci schopni vysvětlit dříve nevysvětlené typy dědictví a získat odpovědi na mnoho otázek.
Bylo zjištěno, že genová regulace je přímozávisel na enzymech. Tyto enzymy umožnily genům reagovat různými způsoby. Současně probíhala interakce alelických a nealergických genů podle stejných principů a schémat. To vedlo k závěru, že dědičnost nezávisí na podmínkách, ve kterých geny interagují, a příčina atypického přenosu znaků spočívá v samotných genech.
Nelineární interakce je jedinečná, což umožňuje získat nové kombinace příznaků, které způsobují nový stupeň přežití a vývoje organismů.
Nelineární geny
Неаллельными называют те гены, что локализуются в různé části nehomologních chromozomů. Mají jednu funkci syntézy, avšak kódují tvorbu různých proteinů, které způsobují různé znaky. Takové geny, které spolu reagují, mohou určit vývoj zvláštností v několika kombinacích:
- Jedno znamení bude způsobeno interakcí několika genů, které mají zcela odlišnou strukturu.
- Několik znaků bude záviset na jednom genu.
Reakce mezi těmito geny jsou poněkud komplikovanější než s alelickou interakcí. Každý z těchto typů reakcí má však své vlastní rysy a vlastnosti.
Jaké jsou typy interakce nealelických genů?
- Epistáza
- Polymerismus.
- Doplňkovost.
- Účinek modifikátorových genů.
- Pleiotropní interakce.
Každý z těchto typů interakce má své vlastní jedinečné vlastnosti a projevuje se svým vlastním způsobem.
Je třeba se podrobněji zabývat každou z nich.
Epistáza
Tato interakce nealelických genů - epistáza- pozorováno, když jeden gen potlačuje aktivitu jiného (potlačující gen se nazývá epistatický a potlačený gen se nazývá hypostatický gen).
Reakce mezi těmito geny může býtdominantní a recesivní. Dominantní epistáza je pozorována, když epistatický gen (obvykle označený písmenem I, pokud nemá vnější fenotypový projev) potlačuje hypostatický gen (obvykle se označuje jako B nebo b). Recesivní epistáza nastává, když recesivní alela epistatického genu inhibuje projevy kterékoli z alel hypostatického genu.
Fenotypické rozdělení, skaždý typ těchto interakcí je také odlišný. Při dominantní epistáze je častěji pozorován následující obrázek: ve druhé generaci podle fenotypů bude separace následující: 13: 3, 7: 6: 3 nebo 12: 3: 1. Vše záleží na tom, které geny konvergují.
Při opakující se epistáze je separace: 9: 3: 4, 9: 7, 13: 3.
Doplňkovost
Interakce nealelických genů, ve kterých, když se spojí dominantní alely několika znaků, se vytvoří nový, dosud neprozkoumaný fenotyp, se nazývá komplementarita.
Například nejčastěji se tento typ reakce mezi geny vyskytuje v rostlinách (zejména dýně).
Pokud má genotyp rostliny dominantní alelu A nebo B, získá zelenina kulovitý tvar. Pokud je genotyp recesivní, pak je obvykle fetální tvar prodloužený.
Pokud jsou v genotypu dva současnědominantní alely (A a B), dýně získává tvar ve tvaru disku. Pokud budeme pokračovat v křížení (tj. Pokračovat v této interakci nealelických genů s čistými liniemi dýně), pak ve druhé generaci můžete získat 9 jedinců s tvarem disku, 6 - s kulovitou a jednou protáhlou dýní.
Takové křížení umožňuje získat nové hybridní formy rostlin s jedinečnými vlastnostmi.
U lidí způsobuje tento typ interakce normální vývoj sluchu (jeden gen je vývoj kochley, druhý je sluchový nerv), a pokud existuje pouze jedno dominantní znamení, projevuje se hluchota.
Polymerismus
Základem projevu znaku není často přítomnost dominantní nebo recesivní alely genu, ale jejich počet. Příkladem takového projevu je interakce nealelických genů - polymerismus.
Полимерное действие генов может протекать с kumulativní (kumulativní) účinek nebo bez něj. Během kumulace závisí stupeň projevu zvláštnosti na obecné genové interakci (čím více genů existuje, tím silnější je vlastnost projevena). Potomci s podobným účinkem se dělí takto - 1: 4: 6: 4: 1 (závažnost znaku klesá, tj. V jednom vzorku je znak nejvýraznější, v jiných je jeho zánik pozorován, dokud zcela nezmizí).
Pokud není pozorován žádný kumulativní účinek, pakprojev zvláštnosti závisí na dominantních alelách. Pokud existuje alespoň jedna taková alela, proběhne znamení. S podobným účinkem probíhá štěpení v potomstvu v poměru 15: 1.
Působení modifikátorových genů
Interakce nealelických genů, řízená působením modifikátorů, je pozorována relativně zřídka. Příklad takové interakce je následující:
- Например, имеется ген D, отвечающий за intenzita barev. V dominantním stavu tento gen reguluje vzhled barvy, zatímco tvorba recesivního genotypu pro tento gen, i když existují jiné geny, které barvu přímo kontrolují, ukáže „účinek ředění barvy“, který je často pozorován u myší s mléčně bílou barvou.
- Dalším příkladem podobné reakce jevýskyt špinění na těle zvířat. Například existuje gen F, jehož hlavní funkcí je uniformita zabarvení srsti. Při tvorbě recesivního genotypu bude srst zbarvena nerovnoměrně, například se objeví bílé skvrny v jedné nebo jiné oblasti těla.
Tato interakce nealelických genů u lidí je poměrně vzácná.
Pleiotropie
V tomto typu interakce jeden gen reguluje expresi nebo ovlivňuje závažnost jiného genu.
U zvířat se pleiotropie projevila následovně:
- U myší je příkladem pleiotropienanismus. Bylo zjištěno, že při křížení fenotypicky normálních myší v první generaci byly všechny myši trpasličí. Byl vyvozen závěr, že nanismus je způsoben recesivním genem. Recesivní homozygoti přestali růst a jejich vnitřní orgány a žlázy byly nedostatečně rozvinuté. Tento gen pro nanismus ovlivnil vývoj hypofýzy u myší, což vedlo ke snížení syntézy hormonů a způsobilo všechny důsledky.
- Platinové zbarvení lišek. V tomto případě se pleiotropie projevila letálním genem, který, když byl vytvořen dominantní homozygot, způsobil smrt embryí.
- U lidí byla pleiotropní interakce prokázána na příkladu fenylketonurie, stejně jako Marfanova syndromu.
Úloha neallelické interakce
Z evolučního hlediska všechny výše uvedené druhyinterakce n alelických genů hrají důležitou roli. Nové kombinace genů vyvolávají nové rysy a vlastnosti živých organismů. V některých případech tyto znaky přispívají k přežití organismu, v jiných naopak způsobují smrt těch jedinců, kteří mezi svými druhy výrazně vyniknou.
Neallelické genové interakce jsou velmi rozšířenépoužívá se při šlechtění genetiky. Některé druhy živých organismů jsou díky takové genové rekombinaci zachovány. Jiné druhy získávají vlastnosti, které jsou v moderním světě vysoce ceněny (například vývoj nového plemene zvířat s vyšší výdrží a fyzickou silou než jeho rodiče).
Probíhá práce na využití těchto typů dědičnosti u lidí, aby se vyloučily negativní rysy z lidského genomu a vytvořil nový genotyp bez vad.
