Student al anului 3 din grupul 3b
INTERACȚIUNEA GENELOR
Teoria care tratează genotipul ca sistem integral se bazează pe două postulate:
1. O gena afectează formarea mai multor simptome.
2. Fiecare semn al corpului se dezvoltă ca urmare a interacțiunii multor gene.
Influența unei gene asupra dezvoltării a două sau mai multe trăsături se numește acțiune plurală sau pleiotropică, iar fenomenul însuși se numește pleiotropie (din pleistul grecesc - pluralul, cel mai mare). Natura biochimică a acțiunii pleiotropice a genei a fost elucidată destul de bine. O proteină-enzimă, formată sub controlul unei gene, determină dezvoltarea nu numai a acestui semn, dar afectează, de asemenea, reacțiile secundare ale biosintezei diferitelor caracteristici și proprietăți, provocând schimbările lor.
Pleiotropia este larg răspândită: majoritatea genelor din toate organismele au efecte multiple. Acest fenomen a fost descoperit pentru prima oară de G. Mendel. El a descoperit că planta cu albăstrea avea mereu pete roșii în axilii frunzelor, iar coaja de semințe era gri sau maro. Aceste trei caracteristici au fost determinate de acțiunea unei gene. Recent, sa constatat că multe mutații induse de mazăre sunt caracterizate printr-un grad ridicat de pleiotropie, manifestat printr-o schimbare de până la zece sau mai multe semne. NI Vavilov și OV V. Yakushkina, studiind moștenirea unor trăsături în grâul persan, au constatat că gena dominantă a colorării negre a vârfului provoacă simultan ejecția balanțelor spikelet.
În genotipul uman, sunt cunoscute genele care au acțiune pleiotropică. De exemplu, este cunoscută o genă care produce o imagine caracteristică a sindromului Marfan. Astfel de oameni se caracterizează prin creșterea lungă a membrelor, în special a picioarelor și a degetelor (degetele păianjenilor). În plus, această genă cauzează o defecțiune a cristalinului.
Un alt exemplu de natură pleiotrofică a unei gene la om poate fi o mutație a celulei cu secera celulară. În acest caz, mutația alelei normale conduce la o modificare a structurii moleculare a proteinei hemoglobinei. Ca urmare, eritrocitele cu mutație își pierd capacitatea de a transporta oxigenul și în loc de a fi normale, rotunde, dobândesc o formă de semilună. Persoanele homozigote pentru acest semn dezvoltă anemie acută, de regulă, oamenii mor la naștere. Oamenii heterozigoși pentru această alelă prezintă deseori calitatea celulă-seceră fără a perturba transportul de oxigen și, în același timp, au crescut rezistența la țânțarii malariali. Ca rezultat, se dezvoltă o situație paradoxală, în care gena zboară la om într-o stare homozigotă, totuși ea se răspândește pe scară largă. Motivul este că persoanele heterozigote sunt mai puțin susceptibile de a dezvolta malarie tropicală. În acest caz, creșterea se face la heterozygote, numărul cărora în populații este mai mare decât persoanele homozigote pentru această mutație. Acest fenomen a fost descoperit în Marea Mediterană și în alte zone.
Sub interacțiunea genelor nu se înțelege impactul direct al unei gene asupra altuia (o secțiune a moleculei ADN pe un alt sit). De fapt, interacțiunea genelor este de natură biochimică. Se bazează pe interacțiunea produselor genetice sintetizate sub controlul genelor (ARN, apoi proteine). Proteinele pot interacționa unele cu altele în diferite reacții: unele proteine suprimă acțiunea altor proteine sau, dimpotrivă, își completează acțiunea celuilalt, pot provoca mutații genetice diferite, ca urmare a faptului că gena codifică proteina într-o formă modificată. Toate aceste interacțiuni între proteinele sintetizate sub controlul genelor conduc la formarea de organisme care posedă un anumit set de caractere.
Sunt cunoscute două tipuri de interacțiuni genetice: alelice și non-alelice.
Alilic se referă la interacțiunea dintre genele alelice, non-alelică - între non-alelică, adică între genele localizate în alele diferite.
TOATE INTERACȚIUNILE
Există trei tipuri de interacțiune non-alelică: dominația, dominanța incompletă și codominația.
1.1. Dominația - cea mai simplă formă de interacțiune - a fost descoperită de Mendel. Când este dominantă, gena dominantă inhibă complet manifestarea genei recesive. De exemplu, atunci când se traversează plante de mazăre cu roșu AA și aa încrețit, se formează numai semințele rotunde din prima generație, în al doilea există o despicare într-un raport de 3 rotunde la 1 încrețit.
Se ridică întrebarea - de ce este o genă dominantă, iar cealaltă este recesivă? Alela recesivă a genei se poate manifesta ca rezultat al unei mutații. Gena modificată nu codifică proteina sau codifică o proteină cu activitate mai mică. În acest exemplu, genotipul recesiv nu afectează viabilitatea, dar dacă proteina este necesară pentru viața organismului, atunci gena mutantă este letală.
Alelele letale dominante există în grupa genetică a populațiilor multor specii. Genele letale gene recesive nu apar în organismul heterozygos. Se estimează că o persoană este heterozygos pentru 30 de gene letale recesive. Aceasta explică de ce descendenții căsătoriilor dintre rudele apropiate observă o incidență ridicată a deceselor.
1.2. DOMINARE INCOMPLETĂ
În acest tip de interacțiune a genei, dominanța este intermediară. De exemplu, atunci când traversează plantele cu flori roșii: O faringeță cu flori albe și un farion de leu în prima generație de hibrizi Aa de culoare roz. În al doilea, are loc despicarea; 1 floare rosie cu 2 flori roz si 1 floare alba.
Dominanța incompletă se explică prin faptul că o genă dintr-o pereche de alelici nu oferă un produs proteic suficient pentru manifestarea sa normală. Cu această formă de interacțiune a genei, toți homozigoții și heterozygotele diferă puternic în fenotip.
1.3. KODOMINIROVANIE
Co-dominarea se referă la manifestarea în starea heterozigotă a simptomelor datorate acțiunii ambelor alele, adică fiecare dintre genele alelice codifică o anumită proteină, iar în starea heterozygoasă apar ambele.
În funcție de tipul de codominare, grupurile de sânge uman sunt moștenite. Deci, alelele Ia și Ib sunt codominanți. În heterozigot Ia Ib, ambele produse genetice sunt prezente. Alelele Ia Ib domină recesivă alela I. Prin urmare, sistemul ABO uman definește patru grupe sanguine: A- Ia Ib sau IaI0, B-IbIb sau IbI0, AB- Ia grupa Ib dar 0 - i0i0.
2. INTERACȚIUNI NONLINEARE
Interacțiunea dintre genele non-alelice se manifestă în patru forme principale: complementaritatea, epistazia, polimorfismul și modificarea acțiunii genei.
2.1. ACȚIUNEA COMPLEMENTARĂ A GENELOR
Acțiunea complementară (suplimentară) este observată în cazul în care genele non-alelice nu își manifestă separat acțiunea, dar cu prezența simultană în genotip determină dezvoltarea unei noi trăsături fenotipice.
În unele cazuri, atunci când se conectează alte gene în genotip, există semne caracteristice formelor sălbatice.
Acțiunea complementară se manifestă cel mai clar atunci când două forme albe ale unor animale (pui de găină) sau plante (mazare dulce, trifoi alb) sunt traversate, iar în descendenți apar forme colorate.
Să analizăm efectul complementar al genelor asupra exemplului de mazare dulce. Într-unul dintre experimentele lui B. Batson, când trec două forme de mazare dulce, care avea flori albe în prima generație a F1, toate plantele hibride s-au dovedit a fi cu flori roșii. Atunci când aceste plante sunt auto-polenizate sau încrucișate în F2, se obține despicarea în proporție de 9 flori roșii la 7 plante cu flori albe.
2.2. INTERACȚIUNEA EPISTASTICĂ
Epistasis este supresia (inhibarea) acțiunii unei perechi de gene ale alelicilor de către genomul unei alte perechi non-alelici. Geno-supresoare acționează asupra genei suprimate printr-un principiu apropiat de dominanță, recesiune. Diferența este că aceste gene nu sunt alelice, adică ocupă diferite loci în cromozomi omologi sau neomologi. Distingeți între o epistasie dominantă și o recesiune. Dacă dominanța alelică normală poate fi reprezentată prin formula A „un fenomen epistasis exprimat prin formula A„(a epistasis dominant) sau“B (epistasis recesiv), atunci când o genă dominantă sau recesivă nu permite existența unei alte perechi alele. Genele care suprimă acțiunea altor gene non-alelice sunt numite epistace și suprimate - ipostatice. Interacțiunea epistatică a genelor are un caracter opus față de interacțiunea complementară. În epistasis, o enzimă formată sub controlul unei gene suprimă sau neutralizează complet acțiunea unei enzime controlate de o altă genă.
Luați în considerare interacțiunea epistatică a genelor prin exemplul moștenirii culorii cerealelor în ovăz. Această cultură are gene care determină culoarea neagră și gri. Ambele gene sunt dominante: gena A definește culoarea neagră, gena B - gri.
În prima generație, în genotipul de plante contin gene ca dominanta negru de culoare A, iar culoarea B. gri Deoarece O genă epistatichen în legătură cu gena B, aceasta nu permite ca el să apară, astfel încât toți hibrizii F1 vor chernosemennymi. În F2, împărțirea are loc în raportul de 12 negru. 3 gri. 1 alb:
9 (A-B). 3 (A-cc). 3 (a-BB). 1 (aa cc)
În cele nouă tipuri de zigote, ambele gene dominante A și B sunt prezente, dar culoarea neagră o genă suprimă gena B-gri, astfel că semințele au o culoare neagră. În trei combinații (AA cc, Aa cb, Aa cc), este prezentă numai o genă A dominantă, care determină, de asemenea, dezvoltarea plantelor de semințe. Acest grup de fenotip este destul de similar cu primul, astfel încât 12 plante din 16 vor avea semințe negre. În trei combinații (aa BB, aa BB, aa BB), este prezentă numai gena dominantă B, prin urmare toate plantele cu astfel de genotipuri vor fi gri. Un genotip (aa cc) este o combinație nouă în care apare culoarea albă a boabelor, deoarece ambele gene dominante sunt absente. Acest tip de interacțiune a genelor non-alelice se numește epistază dominantă. Spre deosebire de aceasta, cu epistasis recesiv, alela recesivă a unei gene, fiind în stare homozigotă, suprimă manifestarea unei alele dominante sau recesive a unei alte gene. În acest caz, în loc de divizare a clivajului așteptată (conform lui Mendel) în cazul unei hibridizări, 9. 3. 3. 1, se obține o relație.
Cand epistaza, interactiunea genelor este semnificativ diferita de ceea ce observam in fenomenul de complementaritate. În primul caz, exprimarea unei gene care afectează dezvoltarea unui anumit organ, inhibă expresia unei alte gene, care rezultă în descendență prezintă semne caracteristice ale formelor parentale. Cu complementaritate, dimpotrivă, semnele apar ca urmare a interacțiunii a două perechi de gene nonaleic.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: