Взаимодействие генов

Взаимодействие неаллельных генов или межаллельное взаимодействие генов.

В ряде случаев на один признак могут влиять две или более пары неаллельных генов. Это приводит к значительным численным отклонениям фенотипических классов (но не генотипических) от установленных Менделем при дигибридном скрещивании. Взаимодействие неаллельных генов подразделяют на:

- комплементарность;

- эпистаз;

- полимерию.

При комплементарном взаимодействии признак проявляется лишь в случае одновременного присутствия в генотипе двух доминантных неаллельных генов:

а) признак проявляется при нахождении в генотипе одновременно двух неаллельных генов, причём эти гены при нахождении их по одиночке в генотипе не имеют фенотипического проявления, примером является скрещивание двух сортов душистого горошка с белыми цветками:

Р:   ААвв     ×     ааВВ

   бел.                 бел.

G:     Ав                 аВ

F₁:          АаВв

            пурпурн.

В F₁ наблюдается появление другого признака пурпурной окраски у всех гибридов.

В F₂: 9(А-В-) : 7(А-вв, ааВ-, аавв), расщепление 9:7

        пурпурн.            бел.            

Такое расщепление можно объяснить тем, что доминантные аллели (гены) А и В, присутствуя по одному в генотипе не могут обусловить пурпурную окраску цветков, причём находясь одновременно в генотипе в доминантном состоянии аллели А и В обуславливают пурпурную окраску, однако каждый из этих генов контролирует какой-то один этап в развитии признака (например, ген А обуславливает синтез предшественника пурпурного пигмента, а ген В обуславливает синтез фермента, с помощью которого этот предшественник превращается в пигмент), поэтому душистый горошек с генотипами: ааВВ; ааВв; Аавв; аавв будет иметь белые цветки, растения со всеми другими генотипами – пурпурные цветки.

б) признак проявляется при нахождении в генотипе одновременно двух неаллельных генов, причём один из генов при нахождении в генотипе имеют фенотипическое проявление:

например, ген А обуславливает чёрную окраску у мышей:

Р:   ААвв     ×     ааВВ

     чёрн.                бел.

G:     Ав                 аВ

F₁:           АаВв

               агути

В F₁ наблюдается появление другого признака окраски агути у всех гибридов.

В F₂: 9(А-В-) : 3 (А-вв) : 4(ааВ-, аавв)

          агути             чёрн.            белые

В данном случае расщепление 9:3:4.

в) признак проявляется при нахождении в генотипе одновременно двух неаллельных генов, причём оба гена при нахождении в генотипе поодиночке имеют фенотипическое проявление, однако вместе дают новый признак:

например, ген А обуславливает розовидную форму гребня, ген В обуславливает гороховиднуюформу гребня, а при нахождении в генотипе одновременно эти гены обуславливают ореховидную форму гребня:

Р:   ААвв     ×     ааВВ

   розов.                 горох.

G:    Ав                 аВ

F₁:           АаВв

            ореховид.

В F₁ наблюдается появление другого признака ореховидной формы гребня у всех гибридов.

F₂:  9(А-В-) : 3 (А-вв) : 3(ааВ-) : 1(аавв)

   ореховид.     розов.       горох.       простой

В данном случае расщепление: 9:3:3:1.

(Во всех этих случаях в отличии от дигибридного скрещивания расщеплении происходит только по одному признаку, то наблюдаем наследование качественно нового признака.)

В случае эпистаза ген одной аллельной пары подавляет действия гена другой аллельной пары или проще наблюдается подавление одного гена другим.

Ген, который подавляет действие другого гена называют геном подавителем или ингибитором илисупрессором.

Доминантный эпистаз. Примером является наследование окраски оперения у кур. Ген С в доминантной форме определяет нормальную продукцию пигмента, но доминантный аллель другого гена Jявляется его подавителем, поэтому куры, в генотипе которых есть ген J в доминантном состоянии оказываются белыми:

Р: ССJJ     ×    ссjj

   бел.                 бел.

G:     СJ                 cj

F₁:           СсJj

               бел.

В F₁ все гибриды единообразны и имеют белую окраску.

F₂:   13 белых и 3 особи окрашенные (С-jj)

В данном случае расщепление: 13:3.

Все виды наследования, рассмотренные выше относятся к наследованию качественных признаков.

Наследование количественных признаков.

Полимерия – это такое взаимодействие генов, при котором несколько генов из разных аллельных пар отвечают за наследование одного и того же признака, то есть, это взаимодействие множественных генов или полигенов. Действие полигенов обычно чаще всего является суммирующим, то есть, степень проявления данного признака зависит от числа доминантных аллелей этих генов, например, признак будет выражен более интенсивно при генотипе А₁А₁А₂А₂, чем при А₁а₁А₂а₂.

Особенностью количественных признаков является то, что различия по ним между организмами очень небольшими и требуют точных измерений.

В качестве примера полимерного действия генов является наследование цвета кожи у человека, причём тёмный цвет кожи у человека зависит от двух пар доминантных генов, рецессивные аллели этих генов обуславливают светлый цвет кожи, значит, чем больше в генотипе, тем темнее кожа и наоборот. Дети от брака негра и белой женщины будут мулаты (А₁а₁А₂а₂).

Р:   А₁А₁А₂А₂     ×   а₁а₁а₂а₂

       негр                     бел.

G:   А₁А₂                   а₁а₂

F₁:     А₁а₁А₂а₂

           мулат

В F₂ вероятность рождения негра или белого ребёнка равна 1/16, остальные генотипы попадают в промежуточные фенотипические классы.

Полимерный характер наследования контролирует количественные признаки: рост, массу, яйценоскость, молочность, длину колоса у злаков, содержание сахара в корнеплодах.