Interactie van niet-allele genen: soorten en vormen

Overdracht van kenmerken van generatie op generatie is te wijten aan de interactie tussen verschillende genen. Wat is een gen en wat zijn de soorten interactie tussen hen?

Wat is een gen?

Onder het gen op dit moment, gemeeneenheid van overdracht van erfelijke informatie. Genen worden gevonden in het DNA en vormen de structurele regio's. Elk gen is verantwoordelijk voor de synthese van een bepaald eiwitmolecuul, dat de manifestatie van een bepaald kenmerk bij mensen bepaalt.

Elk gen heeft verschillende ondersoorten of allelen,die ervoor zorgen dat een verscheidenheid aan symptomen (bv, is bruine kleur van je ogen veroorzaakt door een dominant allel, terwijl de blauwe kleur is een recessieve eigenschap). Allelen worden in dezelfde plaatsen van homologe chromosomen, en de overdracht van een bepaald chromosoom veroorzaakt expressie van een kenmerk.

Alle genen interageren met elkaar. Er zijn verschillende soorten van hun interactie - allelisch en niet-allelisch. Dienovereenkomstig wordt de interactie van allele en niet-allele genen uitgekozen. Wat zijn ze verschillend van elkaar en hoe worden ze gemanifesteerd?

Geschiedenis van ontdekking

Voordat de soorten interactie werden ontdektniet-allele genen, er werd aangenomen dat alleen volledige dominantie mogelijk is (als er een dominant gen is, zal het symptoom zich manifesteren, maar als dat niet het geval is, zal er geen teken zijn). Het overwicht van de doctrine van allelische interactie, die lange tijd het belangrijkste dogma van de genetica was. Overheersing werd grondig onderzocht en de typen werden ontdekt, zoals volledige en onvolledige overheersing, codominatie en overdominantie.

Al deze principes waren onderworpen aan de eerste Mendeliaanse wet, die verwees naar de uniformiteit van hybriden van de eerste generatie.

Met verdere observatie en onderzoek,Het valt op dat niet alle tekens zijn aangepast aan de theorie van overheersing. Met een diepere studie werd bewezen dat niet alleen dezelfde genen de manifestatie van het kenmerk of een groep eigenschappen beïnvloeden. Aldus werden de vormen van interactie van niet-allele genen ontdekt.

Reacties tussen genen

Zoals gezegd, de doctrine heeft lang de overhand gehadover dominante overerving. In dit geval was er een allele interactie, waarbij het symptoom zich alleen in de heterozygote toestand manifesteerde. Nadat verschillende vormen van interactie van niet-allele genen waren ontdekt, konden wetenschappers eerder onverklaarde soorten overerving verklaren en antwoorden krijgen op veel vragen.

Er werd direct gevonden dat genregulatieafhankelijk van enzymen. Deze enzymen lieten de genen anders reageren. De interactie van allele en niet-allele genen verliep volgens dezelfde principes en schema's. Dit leidde tot de conclusie dat overerving niet afhankelijk is van de omstandigheden waarin de genen interageren, en de reden voor de atypische overdracht van eigenschappen ligt in de genen zelf.

Niet-allele interactie is uniek, waardoor we nieuwe combinaties van kenmerken kunnen verkrijgen die een nieuwe graad van overleving en ontwikkeling van organismen veroorzaken.

Niet-allele genen

Non-allelische genen zijn die zijn gevestigd in deverschillende gebieden van niet-homologe chromosomen. Synthesefunctie ze hebben er een, maar ze coderen de vorming van verschillende eiwitten, waardoor ze verschillende tekenen veroorzaken. Dergelijke genen, die met elkaar reageren, kunnen de ontwikkeling van symptomen in verschillende combinaties veroorzaken:

• Eén signaal zal te wijten zijn aan de interactie van verschillende, compleet verschillende genenstructuren.
• Een paar symptomen zullen afhangen van één gen.

De reacties tussen deze genen verlopen iets ingewikkelder dan in het geval van allele interactie. Elk van deze soorten reacties heeft echter zijn eigen kenmerken en eigenaardigheden.

Wat zijn de soorten interactie van niet-allele genen?

• Epistase.
• Polymeren.
• Complementariteit.
• De actie van het modificeren van genen.
• Pleiotropische interactie.

Elk van deze soorten interactie heeft zijn eigen unieke eigenschappen en manifesteert zich op zijn eigen manier.

Het is noodzakelijk om meer in detail stil te staan ​​bij elk van hen.

epistatie

Deze interactie van niet-allele genen is een epistasie- er is een geval waarbij één gen onderdrukt andere activiteit (onderdrukkende gen is epistatische genoemd en onderdrukt - gipostatichnogo gen).

De reactie tussen deze genen kan zijndominant en recessief. Dominante epistasie wordt waargenomen wanneer het epistatische gen (meestal wordt het aangeduid door de letter I, als het geen externe, fenotypische manifestatie heeft) het hypostatische gen onderdrukt (het wordt gewoonlijk aangeduid als B of b). Recessieve epistasie wordt waargenomen wanneer het recessieve allel van het epistatische gen de manifestatie remt van een van de allelen van de hypostatica van het gen.

Splitsen door fenotypische eigenschap, metelk van de soorten van deze interacties is ook anders. Met dominante epistasie wordt het volgende patroon vaker waargenomen: in de tweede generatie worden de fenotypes verdeeld in de volgende: 13: 3, 7: 6: 3 of 12: 3: 1. Het hangt allemaal af van welke genen samenkomen.

Met een terugkerende epistasie is de verdeling 9: 3: 4, 9: 7, 13: 3.

complementariteit

De interactie van niet-allele genen, waarbij een nieuw fenotype, dat niet eerder is waargenomen, wordt gevormd wanneer een combinatie van dominante allelen van verschillende karakters wordt gevormd, en wordt complementariteit genoemd.

Meestal komt dit type reactie tussen genen bijvoorbeeld vaak voor in planten (vooral in pompoenen).

Als er een dominant allel A of B in het plantengenotype is, krijgt de groente een bolvorm. Als het genotype wederkerig is, is de vorm van de foetus meestal langwerpig.

Als er twee zijndominante allelen (A en B) krijgt de pompoen een schijfachtige vorm. Als we blijven kruisen (dwz doorgaan met deze interactie van niet-allelische genen met pompoenen van een zuivere lijn), dan is het in de tweede generatie mogelijk om 9 individuen te krijgen met een schijfachtige vorm, 6 - met een bolvormige en een pompoen met een langwerpige vorm.

Een dergelijke kruising maakt het mogelijk om nieuwe, hybride vormen van planten met unieke eigenschappen te verkrijgen.

Bij mensen veroorzaakt dit type interactie de normale ontwikkeling van het gehoor (één gen is de ontwikkeling van het slakkenhuis, de andere is de gehoorzenuw), en in aanwezigheid van slechts één dominante eigenschap manifesteert zich doofheid.

polymerism

Vaak is de basis voor de manifestatie van een teken niet de aanwezigheid van een dominant of recessief allel van het gen, maar hun aantal. De interactie van niet-allelische genen - het polymeer - is een voorbeeld van een dergelijke manifestatie.

De polymere actie van genen kan voortkomencumulatief (additieve) werking of zonder. Wanneer de mate van accumulatie van symptomen kenmerkend afhankelijk van de totale interactie van het gen (meer genen, hoe meer uitgesproken indicatie). Nakomelingen met dergelijke werking is als volgt verdeeld: - 1: 4: 6: 4: 1 (graad van karakteristieke afneemt, dat wil zeggen op een individuele functie maximaal uitgedrukt, in andere gevallen wordt waargenomen uitsterven tot volledige verdwijning).

Als er geen cumulatief effect wordt waargenomen, danDe manifestatie van het teken hangt af van de dominante allelen. Als er ten minste één dergelijk allel is, vindt het symptoom plaats. Met dit effect verloopt de splitsing in het nageslacht in een verhouding van 15: 1.

Actie van modificerende genen

De interactie van niet-allele genen, gecontroleerd door de werking van modificatoren, is relatief zeldzaam. Een voorbeeld van een dergelijke interactie is als volgt:

• Er is bijvoorbeeld een gen D verantwoordelijk voorkleurintensiteit. De dominante staat, het gen reguleert de verschijning van kleur, terwijl bij de vorming van retsissivnogo genotype van dit gen, ook al zijn er andere genen die direct van invloed zijn op de kleur zal verschijnen "verwateringseffect van kleur", die vaak wordt waargenomen bij muizen de melkwitte kleur.
• Een ander voorbeeld van een dergelijke reactie isuiterlijk van spotten op het lichaam van dieren. Er is bijvoorbeeld een gen F, waarvan de belangrijkste functie is uniformiteit van het verven van wol. Wanneer een recessief genotype wordt gevormd, zal de wol ongelijk worden gekleurd, met het uiterlijk van bijvoorbeeld witte vlekken in het ene of een ander deel van het lichaam.

Een dergelijke interactie van niet-allele genen bij de mens is vrij zeldzaam.

pleiotropie

Met dit type interactie reguleert een gen de manifestatie of beïnvloedt het de mate van expressie van een ander gen.

Bij dieren manifesteerde pleiotropie zich als volgt:

• Bij muizen is het voorbeeld van pleiotropiedwerggroei. Er werd opgemerkt dat bij het paren van fenotypisch normale muizen in de eerste generatie, alle muizen dwergachtig bleken te zijn. Er werd geconcludeerd dat dwerggroei wordt veroorzaakt door een recessief gen. Recessieve homozygoten stopten met groeien en hun interne organen en klieren waren onderontwikkeld. Dit dwerggroei-gen beïnvloedde de ontwikkeling van de hypofyse bij muizen, wat leidde tot een afname van de synthese van hormonen en alle gevolgen veroorzaakte.
• Platinakleur in vossen. Pleiotropia manifesteerde zich in dit geval door een dodelijk gen, dat tijdens de vorming van een dominante homozygote de dood van embryo's veroorzaakte.
• In de mens wordt pleiotropische interactie getoond op het voorbeeld van fenylketonurie, evenals het Marfan-syndroom.

De rol van niet-allele interactie

In het evolutionaire plan, alle bovengenoemde soorteninteracties van niet-allele genen spelen een belangrijke rol. Nieuwe gencombinaties veroorzaken het verschijnen van nieuwe tekens en eigenschappen van levende organismen. In sommige gevallen dragen deze symptomen bij aan het voortbestaan ​​van het organisme, in andere gevallen - in tegendeel, veroorzaken de dood van die individuen die significant van hun soort zullen worden onderscheiden.

Niet-allelische interactie van genen op grote schaalHet gebruikt in de fokkerij genetica. Sommige soorten van levende organismen worden onderhouden door een soortgelijk gen recombinatie. Andere soorten verwerven eigenschappen die zeer worden gewaardeerd in de moderne wereld (bijvoorbeeld verwijdering van een nieuw ras van dieren die een grotere uithoudingsvermogen en fysieke kracht dan de moedermaatschappij individuen).

Er wordt gewerkt aan het gebruik van dit soort overerving bij mensen om negatieve signalen uit het menselijk genoom te verwijderen en een nieuw, defectvrij genotype te creëren.