Overførslen af træk fra generation til generation skyldes interaktionen mellem forskellige gener med hinanden. Hvad er et gen, og hvad er typerne af interaktioner mellem dem?
Hvad er et gen?
På nuværende tidspunkt betyder genometenhed til transmission af arvelige oplysninger. Gener findes i DNA og danner dets strukturelle regioner. Hvert gen er ansvarlig for syntesen af et bestemt proteinmolekyle, der bestemmer manifestationen af et bestemt træk hos mennesker.
Hvert gen har flere underarter eller alleler,der bestemmer en række træk (for eksempel skyldes brun øjenfarve den dominerende allel i genet, mens blå er et recessivt træk). Alleler er placeret i de samme regioner af homologe kromosomer, og overførslen af et eller andet kromosom bestemmer manifestationen af et eller andet træk.
Alle gener interagerer med hinanden.Der er flere typer af deres interaktion - allel og ikke-allel. Følgelig skelnes interaktionen mellem alleliske og ikke-alleliske gener. Hvordan adskiller de sig fra hinanden, og hvordan manifesterer de sig?
Historie om opdagelse
Før interaktionstyper blev opdagetikke-allele gener, blev det antaget, at kun fuldstændig dominans er mulig (hvis der er et dominerende gen, så vises egenskaben; hvis den ikke er der, så vil egenskaben ikke være). Læren om allel interaktion var fremherskende, hvilket i lang tid var det vigtigste dogme inden for genetik. Dominans blev nøje undersøgt, og dens typer blev opdaget, såsom fuldstændig og ufuldstændig dominans, kodominans og overdominans.
Alle disse principper overholdt Mendels første lov, der angav ensartetheden af den første generation af hybrider.
Med yderligere observation og forskning var detdet blev bemærket, at ikke alle funktioner var tilpasset dominanssteorien. Med en dybere undersøgelse blev det bevist, at ikke kun de samme gener påvirker manifestationen af et træk eller en gruppe af egenskaber. Således blev formerne for interaktion mellem ikke-allele gener opdaget.
Reaktioner mellem gener
Som det blev sagt, lærte doktrinen i lang tid.om dominerende arv. I dette tilfælde fandt en allel interaktion sted, hvor egenskaben kun manifesterede sig i en heterozygot tilstand. Efter at de forskellige former for interaktion mellem ikke-allele gener blev opdaget, var forskere i stand til at forklare de hidtil uforklarlige arvetyper og få svar på mange spørgsmål.
Det blev fundet, at genregulering direktevar afhængig af enzymer. Disse enzymer tillod gener at reagere på forskellige måder. I dette tilfælde forløb interaktionen mellem alleliske og ikke-alleliske gener efter de samme principper og ordninger. Dette tillod os at konkludere, at arv ikke afhænger af de betingelser, hvor gener interagerer, og årsagen til den atypiske transmission af træk ligger i selve generne.
Ikke-allel interaktion er unik, hvilket giver en mulighed for at opnå nye kombinationer af træk, der bestemmer en ny grad af overlevelse og udvikling af organismer.
Ikke-allele gener
Ikke-allele gener er dem, der er lokaliseret iforskellige dele af ikke-homologe kromosomer. De har den samme syntesefunktion, men de koder for dannelsen af forskellige proteiner, der bestemmer forskellige egenskaber. Sådanne gener, der reagerer med hinanden, kan forårsage udvikling af træk i flere kombinationer:
- Et træk skyldes interaktionen mellem flere gener, der er helt forskellige i struktur.
- Flere træk vil afhænge af et enkelt gen.
Reaktionerne mellem disse gener er noget mere komplicerede end med allel-interaktioner. Imidlertid har hver af disse typer reaktioner sine egne egenskaber og egenskaber.
Hvad er typerne af interaktion mellem ikke-allele gener?
- Epistase.
- Polymerisme.
- Komplementaritet.
- Virkning af modificerende gener.
- Pleiotropisk interaktion.
Hver af disse typer interaktion har sine egne unikke egenskaber og manifesterer sig på sin egen måde.
Det er nødvendigt at dvæle mere detaljeret om hver af dem.
Epistase
Denne interaktion mellem ikke-allele gener - epistase- observeret i det tilfælde, hvor et gen undertrykker aktiviteten af et andet (det undertrykkende gen kaldes det epistatiske gen, og det undertrykkede gen kaldes det hypostatiske gen).
Reaktionen mellem disse gener kan væredominerende og recessiv. Dominant epistase opstår, når et epistatisk gen (normalt betegnet med bogstavet I, hvis det ikke har en ekstern, fænotypisk manifestation) undertrykker et hypostatisk gen (normalt betegnet som B eller b). Recessiv epistase opstår, når den recessive allel i det epistatiske gen hæmmer ekspressionen af en hvilken som helst af allelerne i det hypostatiske gen.
Fænotypisk spaltning medhver af disse typer interaktioner er også forskellige. Med dominerende epistase observeres det følgende billede oftere: i anden generation efter fænotyper vil divisionen være som følger - 13: 3, 7: 6: 3 eller 12: 3: 1. Det hele afhænger af, hvilke gener der konvergerer.
Med tilbagevendende epistase er inddelingen som følger: 9: 3: 4, 9: 7, 13: 3.
Komplementaritet
Interaktionen mellem ikke-allele gener, hvor når de dominerende alleler af flere træk kombineres, dannes en ny, hidtil uopfyldt fænotype, og kaldes komplementaritet.
For eksempel er denne type reaktion mellem gener mest almindelig i planter (især græskar).
Hvis plantens genotype har en dominerende allel A eller B, får grøntsagen en sfærisk form. Hvis genotypen er tilbagevendende, er fostrets form normalt aflang.
I nærværelse af to samtidigt i genotypendominerende alleler (A og B), bliver græskar skiveformet. Hvis vi fortsætter med at krydse (dvs. fortsætte denne interaktion af ikke-alleliske gener med græskar af en ren linje), så i anden generation kan du få 9 individer med en skiveformet form, 6 med en sfærisk form og en langstrakt græskar.
Sådan krydsning muliggør opnåelse af nye, hybrid former for planter med unikke egenskaber.
Hos mennesker bestemmer denne type interaktion den normale udvikling af hørelsen (et gen - udviklingen af snegleorganet, det andet - hørselsnerven), og i nærværelse af kun et dominerende træk vises døvhed.
Polymerisme
Ofte er manifestationen af et træk ikke baseret på tilstedeværelsen af en dominerende eller recessiv allel af et gen, men på deres antal. Interaktionen mellem ikke-allele gener - polymerisering - er et eksempel på en sådan manifestation.
Den polymere virkning af gener kan forekomme medkumulativ effekt eller uden den. Med kumulation afhænger graden af manifestation af et træk af den generelle geninteraktion (jo flere gener, jo mere udtalt er træk). Afkommet med en lignende virkning er opdelt som følger - 1: 4: 6: 4: 1 (graden af udtryk for trækket falder, det vil sige i et individ trækket er mest udtalt, i andre observeres dets udryddelse indtil det forsvinder helt).
Hvis der ikke observeres nogen kumulativ handling, såmanifestationen af et træk afhænger af de dominerende alleler. Hvis der er mindst en sådan allel, finder egenskaben sted. Med denne effekt opstår opdeling i afkom i et forhold på 15: 1.
Virkning af modificerende gener
Interaktionen mellem ikke-alleliske gener, der kontrolleres ved hjælp af modifikatorer, observeres relativt sjældent. Et eksempel på sådan interaktion er som følger:
- For eksempel er der et gen D, som er ansvarligt forfarveintensitet. I den dominerende tilstand regulerer dette gen udseendet af farve, mens når der dannes en recessiv genotype for dette gen, selvom der er andre gener, der direkte styrer farve, vises "farvefortyndingseffekten", som ofte observeres i mælkeagtig -hvide mus.
- Et andet eksempel på en lignende reaktion erudseendet af pletter på dyrenes krop. For eksempel er der et gen F, hvis hovedfunktion er ensartetheden af farvning af pelsen. Med dannelsen af en recessiv genotype farves frakken ujævnt med for eksempel udseende af hvide pletter i et eller andet område af kroppen.
En sådan interaktion af ikke-allele gener hos mennesker er ret sjælden.
pleiotropi
I denne type interaktion regulerer et gen ekspressionen eller påvirker sværhedsgraden af et andet gen.
Hos dyr manifesterede pleiotropi sig som følger:
- Hos mus er et eksempel på pleiotropidværgisme. Det blev bemærket, at når mus krydsede fænotypisk normale mus i den første generation, viste alle mus sig at være dværge. Det blev konkluderet, at dværgisme er forårsaget af et recessivt gen. Recessive homozygoter stoppede med at vokse, og deres indre organer og kirtler var underudviklet. Dette gen for dværgvækst påvirkede udviklingen af hypofysen hos mus, hvilket førte til et fald i syntesen af hormoner og forårsagede alle konsekvenserne.
- Platinfarvning i ræve. I dette tilfælde manifesteredes pleiotropi af et dødeligt gen, der ved dannelsen af en dominerende homozygot forårsagede embryoner.
- Hos mennesker er pleiotropiske interaktioner blevet vist ved hjælp af phenylketonuri som et eksempel såvel som Marfans syndrom.
Rollen af ikke-allel interaktioner
Udviklingsmæssigt er alle ovennævnte arterinteraktioner af ikke-allele gener spiller en vigtig rolle. Nye genkombinationer giver nye træk og egenskaber hos levende organismer. I nogle tilfælde bidrager disse tegn til organismenes overlevelse, i andre tværtimod forårsager de døden for de personer, der markant skiller sig ud blandt deres arter.
Ikke-alleliske geninteraktioner er udbredtbrugt i avlsgenetik. Nogle typer levende organismer bevares gennem denne genrekombination. Andre arter erhverver egenskaber, der er højt værdsat i den moderne verden (for eksempel udvikling af en ny race af dyr med større udholdenhed og fysisk styrke end dets forældreindivider).
Der arbejdes med brugen af disse typer arv hos mennesker for at udelukke negative træk fra det menneskelige genom og skabe en ny, mangelfri genotype.
