Лекция 4. Взаимодействие генов


Выделяют две крупные ситуации:

  1. взаимодействие аллельных генов. Аллельные гены физически могут взаимодействовать между собой во варианте внутреннего кроссинговера. Под взаимодействием аллельных генов понимают взаимодействие белковых продуктов генов, это взаимодействие возможно в следующих ситуациях:
  • полное доминирование
  • промежуточное наследование
  • кодоминирование

причем генотип однозначно определяет фенотип не во всех ситуациях, а только в ситуации промежуточного наследования и кодоминирования. Полное доминирование характерно для генов, которые контролируют структуру ферментов, например, ген IА полностью доменирует над геном I0. промежуточное наследование характерно для структурных белков, белков-рецепторов, белков-переносчиков, для ферментов со средней активностью, классическим примером является наследование структуры волоса. Кодоминирование является наиболее встечающимся вариантом наследования на биохимическом уровне. Классическим примером кодоминирования является проявление 4 группы крови в системе АВО.

  1. взаимодействие неаллельных генов. При формирование фенотипа на развитие одного признака, как правило, влияет несколько генов, это так называемый контроль развития признака или взаимодействие неаллельных генов. Физически взаимодействие неаллельных генов возможно только в группе сцепления, поэтому рассматривается взаимодействие на уровне белковых продуктов генов. Возможно два варианта этого взаимодействия:
  • последовательные реакции

 

  • группа реакций. Например, это синтез глазных пигментов у мухи дрозофилы.

 

Выделяют три варианта взаимодействия неаллельных генов:

  • комплиментарность
  • эпистаз
  • полимерия..

комплиментарность – это такой тип взаимодействия неаллельных генов, при котором наличие в генотипе доминантных аллелей всех взаимодействующих генов определяет развитие самостоятельного признака.

Классическим примером является синтез глазных пигментов у дрозофилы.

 

Р: ВВСС+ААdd aaDD

F: ВВСС+АаDd

F2: BBCC+

A-D- 9: красные A-dd 3: коричнив. aaD- 3: белые aadd белые

9:3:4

FA:АаDd aadd

Расщепление 1:2:1

Р: ААВВ+ССdd ccDD

F: ААВВ+СсDd

F2: ААВВ+

С-D- 9: красные C-dd 3: коричн ccD- 3: ярк. красн Ccdd белые

9:3:3:1

в анализирующем скрещивании расщепление 1:1:1:1

При наследовании окраски глаз у дрозофилы возможны варианты расщепления 9:7, в анализирующем скрещивании 3:1. существует еще один вариант расщепления при комплиментарности 9:6:1, доказывается при изучении наследования формы плода у тыквы.

Дано: А-В-дисковидные А-вв-сферическии Аа-В-сферическии аавв-бутылковидные Доказательство: Р:Аавв ааВВ F:АаВв
F2: А-В- 9: дисков А-вв 3: сф АаВ- 3: сф Аавв бутыл

Расщепление 9:6:1

В анализирующем скрещивании 1:2:1

По типу комплиментарности наследуется окраска волнистых попугайчиков. У них синтезируется желтый и голубой пигменты, при взаимодействии этих пигментов формируется зеленая окраска.

Эпистаз – это такой тип взаимодействия неаллельных генов, при котором действие аллелей одного гена подавляет действие аллелей другого гена, ген подавитель называется эпистатическим, геном ингибитором, геном супрессором. Ген, действие которого подавляется, называется гипостатическим. С точки зрения характера аллелей ингибиторов в эпистазе выделяют 2 ситуации:

    1. доминантный эпистаз
    2. рецессивный эпистаз

рассмотрим на примере окраски мышей.

Дано:

А-черные

аа-коричнивые

В-нет распред

вв-есть распред

Доказательство:В анализирующем 1:2:1

Дано: А- черный аа-коричн В-есть рапред пигм вв-нет распред Доказательство: Р: Аавв ааВВ F:АаВв
F2: А-В- 9: черн АаВ- 3: корич   А-вв 3: белые Аавв белый

9:3:4

 

Рецессивный эпистаз может трактоваться и как эпистаз и как комплиментарность.

Полимерия – это такой тип взаимодействия неаллельных генов, при котором действие доминантного аллеля одного гена полностью или частично дублирует действие доминантного аллеля другого гена), есть на проявление признака необходимы доминантные аллели одного из взаимодействующих генов). Существует два варианта полимерии:

      1. кумулятивная полимерия касается в основном количества признаков
      2. некумулятивная полимерия касается в основном качества признаков

классическим примером некумулятивной полимерии является наследование махноногости у лошадей (кур).

Дано: А-махноногии аа-норма В-махноногии вв-норма Доказательство: Р:Аавв ааВВ F:АаВв
F2: А-В- 9: махноног АаВ- 3: мах   А-вв 3: мах Аавв норма

9:3:3:1

15:1

 

Однако реально в данном случае расщепление 9:6:1.

Некумулятивную полимерию можно трактовать как комплиментарность. По данному типу взаимодействия неаллельных генов наследуется форма плодов пастушьей сумки. В анализирующем скрещивании расщепление 1:2:1.

Кумулятивная полимерия связана с неполным дублировании генов с неполным доминировании по каждому гену. Классическим примером является степень пигментации кожи. Реально степень пигментации зависит от 5 генов, однако для простоты будем считать, что она зависит только от 2 генов.

Дано: ААВВ-черн аавв-белые Доказательство: Р:ААВВ аавв F:АаВв мулаты

 

  АВ Ав аВ Ав
АВ ААВВ черн ААВв Тем. мул АаВВ Тем. мул АаВв Мулат
Ав ААВв Тем. мулат Аавв Мулат   АаВв Мулат Аавв Св. мулат
аВ АаВВ Тем. мулат АаВв Мулат   АаВВ     АаВв
ав АаВв Аавв ааВв Аавв

 

1: черные 4: светлые мул 6: мулат 4: светлые мул белые

В анализирующем скрещивании расщепление 1:2:1