Što je interakcija gena? Vrste interakcija gena. Interakcija nealelnih gena

Sastav ljudskog genotipa uključuje veliki broj gena koji nose informacije o svojstvima i osobinama našeg tijela. Unatoč tako velikom broju, oni međusobno djeluju kao jedinstveni cijeli sustav.

Iz školskog tečaja biologije poznajemo Mendelove zakone koji su proučavali obrasce nasljeđivanja likova. Tijekom istraživanja, znanstvenik je otkrio dominantne i recesivne gene. Neki su u stanju potisnuti manifestaciju drugih.

Zapravo, interakcija gena daleko nadilazi mendelske zakone, iako se poštuju sva pravila nasljeđivanja. Možete vidjeti razliku u prirodi razdvajanja fenotipa, jer se tip interakcije može razlikovati.

Karakteristike gena

Gen je jedinica nasljednosti, ima određene karakteristike:

1. Gen je diskretan. Određuje stupanj razvoja pojedinog svojstva, uključujući karakteristike biokemijskih reakcija.
2. Ima postupan učinak. Akumuliranje u stanicama tijela može dovesti do jačanja ili slabljenja manifestacije osobine.
3. Svi geni su strogo specifični, odnosno odgovorni su za sintezu određenog proteina.
4. Jedan gen može imati višestruke učinke, što utječe na razvoj nekoliko znakova odjednom.
5. Različiti geni mogu sudjelovati u formiranju jedne osobine.
6. Svi geni mogu međusobno djelovati.
7. Na pojavu gena utječe vanjsko okruženje.

Geni mogu djelovati na dvije različite razine. Prvi je sam genetski sustav u kojem se određuje stanje gena i njihov rad, stabilnost i varijabilnost. Druga razina može se uzeti u obzir već pri radu u stanicama tijela.

Vrste interakcija alelnih gena

Sve stanice našeg tijela imaju skup diploidnih kromosoma (naziva se i dvostruko). 23 kromosoma jajne stanice spajaju se s istim brojem kromosoma sperme. To jest, svaka osobina je predstavljena s dva alela, a zovu se alelni geni.

Takvi parovi alela nastaju tijekom oplodnje. One mogu biti homozigotne, tj. Sastoje se od identičnih alela i heterozigotnih, ako su uključeni različiti aleli.

Oblici interakcija alelnih gena jasno su prikazani u tablici.

Potpuna i nepotpuna dominacija

Možemo govoriti o potpunoj dominaciji u slučaju kada jedan od gena može pružiti manifestaciju neke osobine, dok drugi ne može to učiniti. Snažni gen dobiva ime dominantnog, a njegov protivnik - recesivan.

Nasljeđivanje se u ovom slučaju događa u potpunosti prema Mendelovim zakonima. Na primjer, boja sjemena graška: u prvoj generaciji vidimo sve grašak zeleni, to jest, ova boja je dominantna značajka.

Ako se tijekom oplodnje gen smeđih očiju i plavih očiju spoji, tada će oči djeteta biti smeđe, jer taj alel potpuno potiskuje gen odgovoran za plave oči.

Kod nepotpune dominacije, u heterozigotima se može vidjeti manifestacija intermedijarne osobine. Primjerice, kada prelaze noćnu ljepotu homozigotnu za dominantnu osobinu s crvenim cvjetovima s istom osobom, samo s bijelom vijencem, u prvoj generaciji mogu se vidjeti ružičasti hibridi. Dominantna crvena oznaka ne potiskuje u potpunosti manifestaciju recesivnog bijelog, pa se na kraju ispostavi da je nešto prosječno.

Co-dominance i overdominance

Ta interakcija gena, u kojoj svaki osigurava vlastitu osobinu, naziva se ko-dominacija. Svi geni u jednom alelnom paru su apsolutno ekvivalentni. Ni jedno ni drugo ne može potisnuti djelovanje drugoga. Upravo ta interakcija gena koju promatramo u nasljeđivanju krvnih grupa kod ljudi.

Gen O osigurava manifestaciju 1. krvne grupe, gen A - drugi, gen B - treći, a ako se geni A i B spoje, tada nitko ne može potisnuti manifestaciju druge, tako da se formira nova krvna grupa 4.

Overdominacija je još jedan primjer interakcije alelnih gena. U ovom slučaju, heterozigotni pojedinci za ovu osobinu imaju svjetliju manifestaciju od homozigotne. Ova interakcija gena je temelj fenomena heterozisa (fenomena hibridne snage).

Primjerice, kada se prelaze dvije vrste rajčica, dobiva se hibrid koji nasljeđuje osobine oba izvorna organizma, jer znakovi postaju heterozigotni. U sljedećoj generaciji već će se podijeliti u znakove, tako da se isto potomstvo ne može dobiti.

U životinjskom svijetu moguće je promatrati sterilnost takvih hibridnih oblika. Takvi primjeri interakcije gena često se mogu naći. Na primjer, kada prelaze magarca i kobilu, rodi se mazga. Naslijedio je sve najbolje kvalitete svojih roditelja, ali on sam ne može imati potomstvo.

Kod ljudi je anemija srpastih stanica naslijeđena u ovom tipu.

Nealelni geni i njihova interakcija

Geni koji se nalaze u različitim parovima kromosoma nazivaju se nealelni. Ako su zajedno, mogu dobro utjecati jedni na druge.

Interakcija nealelnih gena može se provesti na različite načine:

1. Komplementarnost.
2. Epistaza.
3. Djelovanje polimera.
4. Plejotropnim.

Sve ove vrste interakcija gena imaju svoje osobine.

komplementarnost

U toj interakciji jedan dominantni gen nadopunjuje drugi, koji je također dominantan, ali nije alel. Zajedno, oni pridonose manifestaciji potpuno novog znaka.

Može se dati primjer bojenja cvijeća. slatki grašak. Prisutnost pigmenta, što znači da je boja cvijeta osigurana kombinacijom dvaju gena - A i B. Ako barem jedan od njih nije prisutan, rub će biti bijeli.

Kod ljudi se ta interakcija nealelnih gena promatra tijekom formiranja organa sluha. Normalni sluh može biti samo ako su oba gena prisutna - D i E - u dominantnom stanju. Sa samo jednom dominantnom ili oboje u recesivnom stanju, nema sluha.

Epistaza

Takva interakcija nealelnih gena potpuno je suprotna prethodnoj interakciji. U ovom slučaju, jedan nelealelni gen može potisnuti manifestaciju drugog.

Oblici interakcije gena u ovoj varijanti mogu biti različiti:

• Dominantna epistaza.
• Recesivno.

U prvom tipu interakcije jedan dominantni gen potiskuje manifestaciju druge dominantne. Recesivni geni su uključeni u recesivnu epistazu.

Prema ovoj vrsti interakcije dolazi do nasljeđivanja boje ploda u bundeve, bojenja vune u konja.

Polimerni učinak gena

Ovaj fenomen može se promatrati kada je nekoliko dominantnih gena odgovorno za manifestaciju iste osobine. Ako postoji barem jedan dominantni alel, tada će se znak nužno pojaviti.

Vrste interakcija gena u ovom slučaju mogu biti različite. Jedan od njih je kumulativni polimer, kada stupanj manifestacije osobine ovisi o broju dominantnih alela. To je nasljeđivanje boje zrna pšenice ili boje kože kod ljudi.

Svi znaju da svi ljudi imaju različitu boju kože. U nekima je potpuno svjetlo, neki imaju tamnu kožu i predstavnike Negroidna utrka - i potpuno crna. Znanstvenici smatraju da je boja kože određena prisustvom tri različita gena. Na primjer, ako genotip sadrži sve tri u dominantnom stanju, onda je koža najtamnija, kao u crncu.

Sudeći po boji naše kože, u rasi bijelaca nema dominantnih alela.

Dugo je otkriveno da interakcija nealelnih gena prema tipu polimera utječe na većinu kvantitativnih osobina kod ljudi. To su: visina, tjelesna težina, intelektualne sposobnosti, otpornost tijela na zarazne bolesti, i neke druge.

Može se samo primijetiti da razvoj takvih znakova ovisi o uvjetima okoline. Osoba može imati predispoziciju za prekomjernu težinu, ali ako slijedite prehranu, možete izbjeći taj problem.

Pleiotropski učinak gena

Znanstvenici su odavno uvjereni da su vrste interakcija gena prilično dvosmislene i vrlo svestrane. Ponekad je nemoguće predvidjeti pojavu određenih fenotipskih osobina, jer nije poznato kako geni međusobno djeluju.

Ovu tvrdnju samo naglašava činjenica da jedan gen može utjecati na formiranje nekoliko znakova, tj. Imati pleiotropni učinak.

Odavno je primijećeno da je prisutnost crvenog pigmenta u plodovima repe nužno popraćena prisutnošću istog, ali samo u lišću.

Kod ljudi je poznata bolest Marfanov sindrom. Povezan je s defektom gena koji je odgovoran za razvoj vezivnog tkiva. Rezultat je da gdje god je to tkivo u tijelu, mogu se uočiti problemi.

Takvi pacijenti imaju duge "paukove" prste, dislokaciju oka oka, dijagnosticira se bolest srca.

Utjecaj čimbenika okoliša na djelovanje gena

Ne može se poreći utjecaj vanjskih čimbenika okoliša na razvoj organizama. To uključuje:

• Snaga.
• Temperatura.
• Svjetlo.
• Kemijski sastav tla.
• Vlažnost itd.

Faktori okoliša su temeljni u procesima selekcije, nasljednosti i varijabilnosti.

Kada uzmemo u obzir oblike interakcija alelnih gena ili nealelne, uvijek moramo uzeti u obzir utjecaj okoline. Možete navesti primjer: ako se biljke jaglaca križaju na temperaturi od 15-20 stupnjeva, tada će svi hibridi prve generacije imati ružičastu boju. Na temperaturi od 35 stupnjeva sve biljke postaju bijele. Ovdje imate utjecaj faktora okoliša na manifestaciju znakova, ovdje nije bitno koji je gen dominantan. Kod kunića, ispada, boja dlake također ovisi o faktoru temperature.

Znanstvenici već dugo rade na pitanju kako kontrolirati manifestacije znakova, izvršavajući različite vanjske utjecaje. To može pružiti priliku za kontrolu razvoja prirođenih znakova, što je posebno važno za ljude. Zašto ne upotrijebiti svoje znanje da spriječi manifestiranje nekih nasljednih bolesti?

Sve vrste interakcija alelnih gena, a ne samo njih, mogu biti tako raznolike i višestruke, da ih je nemoguće pripisati bilo kojem određenom tipu. Može se samo reći da su sve ove interakcije jednako složene, i kod ljudi i kod predstavnika svih biljnih i životinjskih vrsta.