Типи взаємодії генів

Типи взаємодії генів

Класифікація типів взаємодії неалельних генів: комплементарність, епістаз і поліметрії. Дослідження прояви альбінізму у негрів. Вивчення формування кольору очей і груп крові у людей. Аналіз дігібрідного схрещування при неповному домінуванні.

Відіслати свою хорошу роботу в базу знань просто. Використовуйте форму, розташовану нижче.

Подібні роботи

Форми взаємодії алельних генів: повне і неповне домінування; кодоминирование. Основні типи взаємодії неалельних генів: комплементарність; епістаз; полімерія; гени-модифікатори. Особливості впливу факторів зовнішнього середовища на дію генів.

Типи взаємодії неалельних генів. Теорія Ф. Жакоба і Ж. Моно про регуляції синтезу і-РНК і білків. Дигибридное схрещування при неповному домінуванні. Неалельні взаємодії генів. Механізм регуляції генетичного коду, механізм індукції-репресії.

Опис комплементарної взаємодії генів. Розгляд характерних особливостей модифікаційної та спадкової (комбинативной, мутаційної) закономірностей мінливості організму. Завдання і методи селекції рослин, тварин і мікроорганізмів.

Особливості транскрипції генів оперонов на прикладі пластому ячменю. Структурно-термодинамічні дослідження генів. Пошук, картування елементів геномних послідовностей. Аналіз гена рослинних ізопероксідаз. Характеристика модифікованих генів.

Поняття і загальний опис механізму рекомбінації генів, класифікація і типи форм його реалізації: загальної і сайт-специфічною. Особливості взаємодій, обумовлених спарюванням підстав між комплементарними ланцюгами гомологічних спіралей ДНК.

Різноманітність генів, що регулюють процес цвітіння рослин. Схематичне зображення генеративного пагона арабидопсиса. Молекулярна характеристика генів, контролюючих ідентичність квіткової меристеми. Експресія генів ідентичності квіткових меристем.

Розгляд різних спадкових форм мухи дрозофіли. Виведення Морганом закону про зчепленому спадкуванні генів, що знаходяться в одній хромосомі. Хромосомна теорія спадковості. Вивчення випадків порушення зчеплення генів у процесі кросинговеру.

Основні положення та етапи процесу експресії генів. Перенесення інформації про нуклеотидної послідовності ДНК на рівень РНК. Процесинг РНК у прокаріот. Генетичний код, його призначення та порядок формування. Загальні особливості процесу трансляції.

Менделевская генетика. Гибридологический метод. Моногібрідное і полі-схрещіваніе. Типи межаллельних взаємодій. Спадкування груп крові. Взаємодія генів. Неменделевская генетика. Хромосомні аберації. Спадкування зчеплене з підлогою.

Основні закономірності успадкування генів, що відповідають за колір очей мух. Доказ домінантності гена, що визначає забарвлення очей у дикої лінії мух з Х-хромосомою. Характеристика про особливості розведення мухи дрозофіли (Drosophila melanogaster).

ТИПИ ВЗАЄМОДІЇ ГЕНІВ

Існує два типи взаємодії генів – алельними і неалельні. Ознака, обумовлений взаємодією однієї алельних пари, називають простим, а форму взаємодії – алельному. Постійно виникають зміни призводять до появи множинного алелізму – присутності в генофонді виду одночасно різних алелів. Прикладом може служити різноманітність забарвлення очей людини, різноманітність груп крові. Останнє явище обумовлено наявністю трьох алелів – А, В, 0 одного гена I, варіанти яких утворюють чотири групи крові-JА, JВ, J0. Два алелі має ген, що обумовлює резус-належність. При заплідненні гамети часто несуть різні алелі одного і того ж гена. Тому організм, що формується гетерозиготен за багатьма ознаками – Аа, Вв, Сс і т. д. Якщо гени одного алелі однакові, то організм буде гомозиготним за цією ознакою – АА, ВВ (домінантна гомозигота), аа, ст (рецесивна гомозигота). Домінантною називається аллель, прояв якого в якості ознаки не залежить від прояву іншого алеля в генотипі. Що не проявляється фенотипічно ознака називається рецесивним. Прикладом домінування одного з алелів може служити визначення групової приналежності крові. Генотипи, що містять аллель JА або в гомозиготному стані, або у поєднанні з аллелем J0 (JАJА або JАJ0), визначають розвиток другої групи крові. Та ж ситуація спостерігається у ставленні гена JВ (JВJВ, JВJ0 обумовлюють розвиток третьої групи крові). Отже, аллели JА і JВ виступають як домінантні по відношенню до аллелю J0 – рецесивним. У гомозиготномустані останній формує першу, або 0-групу (J0J0). Неповне домінування алельних генів спостерігається тоді, коли поєднання домінантного і рецесивного алелів призводить до формування ознаки, кілька відрізняється від гомозиготи. Це обумовлюється тим, що в гомозиготу концентрація домінантного алеля вище, ніж у гетерозиготі. Дане явище відрізняється експресивністю, тобто ступенем вираженості ознаки. Прикладом можуть служити численні спадкові захворювання людини, що клінічно проявляються у гетерозигот по мутантним аллелям і призводять до летального результату у гомозигот. Іноді гетерозиготи мають майже нормальний фенотип, а гомозиготи характеризуються зниженою життєздатністю. Так, при серповидно-клітинної анемії носії гомозиготних алелів зазвичай не переживають дитячий вік. Гетерозиготи – як правило, нормальні люди, клінічні ознаки захворювання яких не носять вираженого характеру і нагадують симптоми людини, яка вперше потрапила в гори. Таким чином, неповне домінування характеризується ступенем вираженості однієї ознаки. Кодомінування – такий тип поєднання алельних генів, прояв якого різко відрізняється від гомо-і гетерозиготи одного з цих алелей. Приклад – поєднання домінантних алелів А і В при визначенні груп крові. Ген поєднання JА і JВ клінічно проявляється як перша група крові, в той час як гомозиготи або гетерозиготи аллели окремо – як друга і третя. Неалельні взаємодія – результат дії не однієї, а різних алельних пар. Формується ознака називається складним. Це явище іншого порядку. Складним ознакою може бути четвертичная структура білка, утворена різними ланцюгами, детермінованими неалельних генами. Наприклад, гени, які контролюють синтез двох різних ланцюгів гемоглобіну, розташовані в 11-й і 16-й парах хромосом. Ще більш складний тип взаємодії неалельних генів призводить до прояву полімерного ознаки. Так, забарвлення покривів тіла людини визначається кількістю меланіну (фарбувального пігменту шкіри), а синтез останнього детермінований роботою чотирьох неалельних пар алельних генів – Р1Р2Р3Р4. У генотипі вони представлені в подвійній дозі. Якщо кожна аллель представлена ??домінантним геном (Р1 р1р2 Р2Р3 Р3 Р4Р4), то виробляється максимальна кількість меланіну. Інтенсивність забарвлення знижується в міру збільшення концентрації рецесивних генів, при максимальному їх кількості пігментація або відсутній (альбінізм), або проявляється дуже слабо. Як приклад взаємодії неалельних генів є формування статевої приналежності людини. У формуванні фенотипу провідну роль відіграють статеві, або гетерохромосоми, – X і Y. Гомозигота XX обумовлює розвиток жіночої особини, гетерозигота XY – чоловічий (нагадаємо, що каріотипу YY не існує). Проте встановлено, що для розвитку чоловічого організму недостатньо присутності Y-хромосоми, який відповідає за вироблення тестостерону. Для цього необхідний інший компонент – білок-рецептор, що забезпечує проникнення гормону в клітину-мішень. За синтез цього білка відповідає ген, локалізований в X-хромосомі. При його мутації формується аномальний білок, який робить неможливим проникнення тестостерону в клітини, в результаті чого організм при чоловічому каріотипі розвивається зовні схожим на жіночу особину. Однак така «жінка» не спроможна мати потомство, оскільки «її» насінники і первинні «жіночі» статеві ознаки (матка) недорозвинені. Ймовірно, з цих же позицій можна розглядати появу альбінізму у африканських негрів, коли навіть при максимальній концентрації домінантних генів у нащадків шкіра позбавлена ??пігменту, тобто утворюється білок, що перешкоджає проникненню в клітину-мішень меланоцітостімулірующего гормону, а отже, забороняє синтез меланіну. На тій же основі – взаємодії неалельних генів – формується таке явище, як «бомбейський феномен». Він проявляється як народження дитини з IV групою крові від матері з I групою. Відповідає за формування ознаки групи крові ген I забезпечує синтез антигенів А і В, агрегує на поверхні еритроцита. Однак для синтезу антигенів А і В необхідно освіта неспецифічного речовини-попередника, яке детерміновано геном Н, що знаходяться в домінантному стані. У гомозигот за рецесивним аллели hh навіть за наявності в генотипі домінантних алелів генів JА JВ антигени А і В не утворюються, і фенотипічно ці люди мають першу групу крові, хоча їх генотип відповідає другій, третій або четвертій. У деяких випадках при взаємодії неалельних генів необхідно, щоб для прояву гена В ген А знаходився в рецесивним стані (аа). Якщо ген А, перебуваючи в домінантному стані, перешкоджає прояву неалельні гена В (в), подібна взаємодія називають Епістатичний.

алельних гени

Алельні гени – гени, що визначають альтернативне розвиток одного і того ж ознаки і розташовані в ідентичних ділянках гомологічних хромосом. Отже, гетерозиготні особини мають в кожній клітині два гени – А і а, що відповідають за розвиток одного і того ж ознаки. Такі парні гени називають алельними генами або алелями . Будь диплоїдний організм, будь то рослина, тварина або людина, містить в кожній клітині два алелі будь-якого гена. Виняток становлять статеві клітини – гамети . У результаті мейозу в кожній гамете залишається один комплект гомологічних хромосом, тому будь-яка гамета має лише по одному аллельному гену. Аллели одного гена розташовуються в одному і тому ж місці гомологічних хромосом. Схематично гетерозиготна особина позначається так: А / а. Гомозиготні особини при подібному позначенні виглядають так: А / А чи а / а, але їх можна записати і як АА і аа. Таким чином, кожен диплоїдний організм може мати не більше двох алелей одного гена, однак у межах виду число алелей може бути і значно більше. У таких випадках говорять про серії множинних алелей.

Аналізуюче схрещування.

За фенотипом особини далеко не завжди можна визначити її генотип. У самозапилюються рослин генотип можна визначити в наступному поколінні. Для видів, що використовують інші системи статевого розмноження, застосовують так зване аналізує схрещування. Схрещування гібридної особини з особиною, гомозиготною по рецесивним аллелям, називається анализирующим. При анализирующем схрещуванні особина, генотип якої слід визначити, схрещують з особинами, гомозиготними за рецесивним гену, тобто мають генотип аа. Аналізує схрещування – один з основних методів, що дозволяють встановити генотип особини, з цієї причини воно широко використовується у генетиці і селекції.

Неповне домінування.

Далеко не завжди гетерозиготні організми по фенотипу точно відповідають батькові чи, гомозиготному за домінантним геном. Випадки, коли гетерозиготні нащадки мають проміжний фенотип, називають неповним домінуванням. Неповне домінування жодною мірою не скасовує закон розщеплення, але при неповному домінуванні в потомстві гібрида (F2) розщеплення за фенотипом і генотипом збігається, оскільки гетерозиготні особини (Аа) відрізняються за зовнішнім виглядом від гомозигот (АА). Неповне домінування або, як ще кажуть, проміжне прояв ознаки широко поширене в природі. Причини, що призводять до домінування одного алелі над іншим, до цих пір ще не ясні. Однак ясно, що це не тільки наслідок властивостей гена, але і результат дії зовнішніх умов, які можуть вплинути на ступінь домінування.

Дигибридное схрещування при неповному домінуванні.

За аналогією з моногібрідним схрещуванням ясно, що неповне домінування по одній або двом парам алелів може змінити класичне розщеплення за фенотипом у f2 – 9:3:3:1 таким чином, що кожному генотипу буде відповідати певний фенотип. За решітці Пеннета можна підрахувати, що при дигибридном схрещуванні виникає 9 різних генотипів в наступних числових відносинах. Отже, при неповному домінуванні по двох парах генів, які беруть участь у дигибридном схрещуванні, слід чекати 9 фенотипічних класів. Саме таке розщеплення спостерігається, наприклад, при дигибридном схрещуванні у курей, гетерозиготних по гену кучерявості оперення і гену, формує розбризкавши забарвлення оперення – чорні пір’їнки на білому тлі.

полигибридном схрещування.

Зрозуміло, що кількість пар генів, за якими можуть бути гетерозиготності перехресні організми, часто виявляються більше двох. Таке схрещування називають полигибридном. Кількість генотипів і фенотипів, які в таких полигибридном схрещуваннях, різко зростає, хоча закономірності, яким воно підпорядковується, ті ж, що і в моно-і дигибридном схрещуваннях.

неалельні ВЗАЄМОДІЇ ГЕНІВ

Домінування і рецесивність – типові приклади взаємодії алельних генів. Проте в процесі індивідуального розвитку організму і неалельні гени вступають в складні взаємодії між собою. Організм – не мозаїка, що складається з дії окремих і незалежних генів, а складна система послідовних біохімічних і морфологічних процесів, визначених сукупністю генів – генотипом. Поняття спадкування ознаки вживають зазвичай як образне вираження. У дійсності, успадковуються не ознаки, а гени. Ознаки формуються в ході індивідуального розвитку організму, які обумовлюються генотипом і впливом зовнішнього середовища. Прийнято розрізняти такі основні типи взаємодії неалельних генів:

До комплементарним, мул і додатково чинним, генам відносяться такі неалельні гени, які при спільному прояві обумовлюють розвиток нової ознаки. На прикладі успадкування забарвлення квіток у запашного горошку можна зрозуміти сутність комплементарного дії генів. При схрещуванні двох рас цієї рослини з білими квітками у гібридів F1 квітки виявилися пурпуровими. При самозапиленні рослин з F1 в F2 спостерігалося розщеплення рослин за забарвленням квіток щодо близькому до 9:7. пурпурові квіти були виявлені у 9/16 рослин, білі у 7/16. Пояснення такого результату полягає в тому, що кожен з домінантних генів не може викликати появу забарвлення, яка визначається пігментом антоціаном. У запашного горошку є ген А, обумовлює синтез безбарвного попередника пігменту – пропігмента. Ген В визначає синтез ферменту, під дією якого з пропігмента утворюється пігмент. Квіти запашного горошку з генотипом ааВВ і ааbb мають білий колір: у першому випадку є фермент, але немає пропігмента, у другому-є пропігмент, але немає ферменту, який переводить пропігмент в пігмент. Проведемо схрещування двох рослин запашного горошку з білими квітками: У дігетерозіготним рослин є і пропігмент (А), і фермент (В), що у освіті пурпурного пігменту. Формування такого, здавалося б, елементарного ознаки, як забарвлення квіток, залежить від взаємодії принаймні двох неалельних генів, продукти яких взаємно доповнюють один одного. Така форма взаємодії генів різних алельних пар носить назву комплементарності – взаємодоповнення.

Епістатичний взаємодія неалельних генів в певному сенсі протилежно комплементарному дії генів. Сутність епістазу зводиться до придушення прояву генів однієї алельних пари генами іншого. Гени, що пригнічують дію інших неалельних генів, називаються супрессорами або Пригнічувач. Вони можуть бути як домінантними, так і рецесивними, наприклад А – В-або bbA -. Успадкування забарвлення у свиней демонструє домінантний Епістаз. При схрещуванні чорних і білих свиней з різних порід у F1 з’являються білі нащадки. Їх схрещування між собою призводить до появи білих (12/16), чорних (3/16) і червоних (1/16) поросят. Усі білі поросята мають мінімум один домінантний генподавітель I. Чорні поросята гомозиготні за рецесивним аллели i, не перешкоджає формуванню забарвлення, і несуть домінантний аллель Е, детерминирующий утворення чорного пігменту. Червоні поросята (eeii) позбавлені домінантного геноподавітеля I і домінантного гена, що визначає чорне забарвлення.

В некоторых случаях установлено, что проявление конкретного признака зависит от количества доминантных генов, вносящих вклад в его развитие. Например, при скрещивании краснозерных пшениц с белозерными было установлено, что растения с генотипом А1А1А2А2 имеют красные зерна, растения а1а1а2а2 – белые зерна, растения с тремя доминантными генами – красноватую окраску, а растения с двумя и одним геном – более бледную окраску. Таким образом, накопление определенных аллелей в генотипе может вести к изменению выраженности признаков.

Також:

• взаемодія генів
• типи взаємодії генів