A transmissão de características de geração a geração se deve à interação de vários genes entre si. O que é um gene e quais são os tipos de interação entre eles?
O que é um gene?
Genoma atualmente significaunidade de transmissão de informações hereditárias. Os genes são encontrados no DNA e formam suas regiões estruturais. Cada gene é responsável pela síntese de uma determinada molécula de proteína, que determina a manifestação de uma determinada característica em humanos.
Cada gene tem várias subespécies ou alelos,que determinam uma variedade de características (por exemplo, a cor dos olhos castanhos é devido ao alelo dominante do gene, enquanto o azul é uma característica recessiva). Os alelos estão localizados nas mesmas regiões dos cromossomos homólogos, e a transferência de um ou outro cromossomo determina a manifestação de uma ou outra característica.
Todos os genes interagem entre si.Existem vários tipos de interação - alélica e não alélica. Conseqüentemente, a interação de genes alélicos e não alélicos é distinta. Como eles diferem uns dos outros e como se manifestam?
História de descoberta
Antes que os tipos de interação fossem descobertosde genes não alélicos, acreditava-se que apenas a dominância completa é possível (se houver um gene dominante, o traço aparecerá; se não estiver lá, o traço não estará presente). Prevaleceu a doutrina da interação alélica, que por muito tempo foi o principal dogma da genética. Dominação foi exaustivamente pesquisada, e seus tipos como dominância completa e incompleta, codominância e sobredominância foram descobertos.
Todos esses princípios obedeciam à primeira lei de Mendel, que estabelecia a uniformidade dos híbridos de primeira geração.
Com mais observação e pesquisa, foipercebeu-se que nem todos os recursos foram ajustados à teoria de dominância. Com um estudo mais aprofundado, comprovou-se que não apenas os mesmos genes afetam a manifestação de uma característica ou grupo de propriedades. Assim, foram descobertas as formas de interação de genes não alélicos.
Reações entre genes
Como foi dito, por muito tempo, a doutrina prevaleceu.sobre herança dominante. Nesse caso, ocorreu uma interação alélica, na qual o traço se manifestou apenas em um estado heterozigoto. Depois que as várias formas de interação de genes não alélicos foram descobertas, os cientistas foram capazes de explicar os tipos de herança até então inexplicados e obter respostas para muitas perguntas.
Verificou-se que a regulação gênica diretamentedependia de enzimas. Essas enzimas permitiram que os genes reagissem de maneiras diferentes. Nesse caso, a interação de genes alélicos e não alélicos ocorreu de acordo com os mesmos princípios e esquemas. Isso possibilitou concluir que a herança não depende das condições em que os genes interagem, e a razão da transmissão atípica das características está nos próprios genes.
A interação não alélica é única, o que permite obter novas combinações de características que determinam um novo grau de sobrevivência e desenvolvimento dos organismos.
Genes não alélicos
Genes não alélicos são aqueles localizados emdiferentes partes de cromossomos não homólogos. Eles têm a mesma função de síntese, mas codificam a formação de várias proteínas que determinam características diferentes. Esses genes, reagindo uns com os outros, podem causar o desenvolvimento de características em várias combinações:
- Uma característica será devido à interação de vários genes que são completamente diferentes em estruturas.
- Várias características dependerão de um único gene.
As reações entre esses genes são um pouco mais complicadas do que com as interações alélicas. No entanto, cada um desses tipos de reações tem seus próprios recursos e características.
Quais são os tipos de interação de genes não alélicos?
- Epistasia.
- Polimerismo.
- Complementaridade.
- Ação de genes modificadores.
- Interação pleiotrópica.
Cada um desses tipos de interação tem suas próprias propriedades exclusivas e se manifesta de sua própria maneira.
É necessário nos determos mais em cada um deles.
Epistasia
Esta interação de genes não alélicos - epistasia- observada no caso em que um gene suprime a atividade de outro (o gene supressor é denominado gene epistático e o gene suprimido é denominado gene hipostático).
A reação entre esses genes pode serdominante e recessivo. A epistasia dominante ocorre quando um gene epistático (geralmente denotado pela letra I, se não tiver uma manifestação fenotípica externa) suprime um gene hipostático (geralmente denotado como B ou b). A epistasia recessiva ocorre quando o alelo recessivo do gene epistático inibe a expressão de qualquer um dos alelos do gene hipostático.
Clivagem fenotípica, comcada um desses tipos de interação também é diferente. Com a epistasia dominante, observa-se com mais frequência o seguinte quadro: na segunda geração por fenótipos, a divisão será a seguinte - 13: 3, 7: 6: 3 ou 12: 3: 1. Tudo depende de quais genes convergem.
Com epistasia recorrente, a divisão é a seguinte: 9: 3: 4, 9: 7, 13: 3.
Complementaridade
A interação de genes não alélicos, na qual, quando os alelos dominantes de várias características são combinados, um novo fenótipo, até então não atendido, é formado e é chamado de complementaridade.
Por exemplo, esse tipo de reação entre genes é mais comum em plantas (especialmente em abóboras).
Se o genótipo da planta tem um alelo dominante A ou B, então o vegetal adquire uma forma esférica. Se o genótipo for recorrente, a forma do feto geralmente é alongada.
Na presença no genótipo ao mesmo tempo de doisalelos dominantes (A e B), a abóbora torna-se em forma de disco. Se continuarmos a cruzar (ou seja, continuar esta interação de genes não alélicos com abóboras de linha pura), então na segunda geração é possível obter 9 indivíduos com forma de disco, 6 com forma esférica e uma abóbora com uma forma alongada.
Esse cruzamento permite obter novas formas híbridas de plantas com propriedades únicas.
Em humanos, esse tipo de interação determina o desenvolvimento normal da audição (um gene - o desenvolvimento da cóclea, o outro - o nervo auditivo) e, na presença de apenas uma característica dominante, surge a surdez.
Polimerismo
Freqüentemente, a manifestação de um traço é baseada não na presença de um alelo dominante ou recessivo de um gene, mas em seu número. A interação de genes não alélicos - polimerização - é um exemplo de tal manifestação.
A ação polimérica dos genes pode ocorrer comefeito cumulativo ou sem ele. Com a acumulação, o grau de manifestação de uma característica depende da interação geral do gene (quanto mais genes, mais pronunciada é a característica). A prole com efeito semelhante é dividida da seguinte forma - 1: 4: 6: 4: 1 (o grau de expressão do traço diminui, ou seja, em um indivíduo o traço é mais pronunciado, em outros, sua extinção é observada até ele desaparece completamente).
Se nenhuma ação cumulativa for observada, entãoa manifestação de um traço depende dos alelos dominantes. Se houver pelo menos um desses alelos, o traço ocorrerá. Com este efeito, a divisão na prole ocorre na proporção de 15: 1.
Ação de genes modificadores
A interação de genes não alélicos, controlada pela ação de modificadores, é observada relativamente raramente. Um exemplo dessa interação é o seguinte:
- Por exemplo, existe um gene D, que é responsável porintensidade da cor. No estado dominante, esse gene regula o surgimento da cor, enquanto quando um genótipo recessivo para esse gene é formado, mesmo que existam outros genes que controlam diretamente a cor, aparecerá o “efeito de diluição da cor”, que muitas vezes é observado no leitoso -rato Branco.
- Outro exemplo de reação semelhante éo aparecimento de manchas no corpo dos animais. Por exemplo, existe um gene F, cuja principal função é a uniformidade do tingimento da pelagem. Com a formação de um genótipo recessivo, a pelagem terá coloração irregular, com surgimento, por exemplo, de manchas brancas em determinada área do corpo.
Essa interação de genes não alélicos em humanos é bastante rara.
Pleiotropia
Nesse tipo de interação, um gene regula a expressão ou afeta a gravidade de outro gene.
Em animais, a pleiotropia se manifestou da seguinte forma:
- Em camundongos, um exemplo de pleiotropia énanismo. Foi notado que ao cruzar camundongos fenotipicamente normais na primeira geração, todos os camundongos eram anões. Concluiu-se que o nanismo é causado por um gene recessivo. Os homozigotos recessivos pararam de crescer e seus órgãos internos e glândulas estavam subdesenvolvidos. Esse gene do nanismo influenciou o desenvolvimento da glândula pituitária em camundongos, o que levou a uma diminuição na síntese de hormônios e causou todas as consequências.
- Coloração de platina em raposas. A pleiotropia, neste caso, foi manifestada por um gene letal, que, quando um homozigoto dominante foi formado, causou a morte de embriões.
- Em humanos, as interações pleiotrópicas foram demonstradas usando a fenilcetonúria como exemplo, bem como a síndrome de Marfan.
O papel das interações não alélicas
Em termos evolutivos, todas as espécies acimaas interações de genes não alélicos desempenham um papel importante. Novas combinações de genes dão origem a novos traços e propriedades dos organismos vivos. Em alguns casos, esses sinais contribuem para a sobrevivência do organismo, em outros, ao contrário, causam a morte daqueles indivíduos que se destacarão significativamente de sua espécie.
As interações de genes não alélicos são generalizadasusado na genética de melhoramento. Algumas espécies de organismos vivos são preservadas por meio dessa recombinação de genes. Outras espécies adquirem propriedades que são altamente valorizadas no mundo moderno (por exemplo, o desenvolvimento de uma nova raça de animais com maior resistência e força física do que seus pais).
O trabalho está em andamento sobre o uso desses tipos de herança em humanos, a fim de excluir características negativas do genoma humano e criar um novo genótipo sem defeitos.
