Головна |
«« | ЗМІСТ | »» |
---|
Уявлення про загальні принципи генетичної організації еукаріотичних хромосом, що склалися ще в період розвитку класичної генетики, зберігають своє значення і в даний час. Як зазначалося вище, одиниця спадковості (ген) розглядається в якості елементарної структури, що кодує окремий ознака (фен) організму, а сукупність генів (генотип) індивідуума - як основа для прояву (експресії) всіх його ознак (фенотипу).
Відомі три основні форми взаємодії алельних генів: повне домінування, неповне (часткове) домінування і кодоминирование.
Розглянемо таблицю (табл. 5.9), в лівій частині якої представлені взаємини між геном і ознакою, а в правій - між генотипом і фенотипом.
Таблиця 5.9
Взаємовідносини в системі «ген-ознака, генотип-фенотип», використаної в дослідах Г. Менделя
ген |
ознака |
генотип |
фенотип |
Л |
Жовтий колір |
АЛ |
А (жовтий колір) |
Аа |
А (жовтий колір) |
||
а |
Зелений колір |
аа |
а (зелений колір) |
У разі неповного домінування кожен з двох алелей частково проявляє свою дію, що призводить до формування у гетерозигот ознаки, що є проміжним по відношенню до відповідних ознаками у гомозигот.
В іншому випадку при комплементарності в результаті спільної дії продуктів (ферментів), що кодуються двома домінантними неалельних генами, які у складі одного генотипу, виникає новий (більш складний) ознака, який не виявляється при самостійному (незалежному) фенотипичному прояві кожного з цих генів. Наприклад, червоне забарвлення квітів запашного горошку обумовлена комплементарних дією двох домінантних неаплельних генів, які можна умовно позначити символами А і В, тоді як кожен з них окремо забезпечує появу у цих рослин білих квітів (табл. 5.10).
Таблиця 5.10
Взаємини між генами і ознаками, генотипом і фенотипом при комплементарном дії генів у запашного горошку
гени |
ознаки |
генотип |
фенотип |
А |
білий колір |
AAbb, Aabb |
А (білий колір) |
В |
білий колір |
ааВВ, АаВЬ |
В (білий колір) |
А + В |
червоний колір |
ААВВ, АаВЬ, АаВЬ, аавв |
АВ (червоний колір) |
При Епістаз один неалельні ген (Епістатичний ген) пригнічує фенотипічніпрояв іншого неалельні гена. При цьому можливі домінантний епістаз (Епістатичний є домінантний ген алельних пари) і рецесивний епістаз (Епістатичний ген - рецесивний).
Домінантний епістаз проілюстрований інформацією про генетичному контролі забарвлення шерсті (масті) коней (табл. 5.11). Як видно з таблиці, ген сірого забарвлення (символ С) є Епістатичний по відношенню до гену чорної (вороною) забарвлення (символ?), Тоді як дігомозіготи по рецесивним аллелям (с, е) мають руде забарвлення шерсті (руду масть).
Таблиця 5.11
Взаємини між генами і ознаками, генотипом і фенотипом при домінантному епістаз у коней
гени |
ознаки |
генотип |
фенотип |
з |
сіра забарвлення |
ССЕЕ, ССЕЕ |
З (Сіра масть) |
Е |
Чорна забарвлення |
ССЕЕ, ССЕЕ |
З (сіра масть) |
З + Е |
сіра забарвлення |
ССЕЕ, ССЕЕ |
З (сіра масть) |
з + Е |
ворона забарвлення |
ССЕЕ, ССЕЕ -'- |
Е (Ворона масть) |
з + е |
руда забарвлення |
ССЕЕ |
се (Руда масть) |
Прикладом рецесивного епістазу у людини є взаємодія рецесивного гена, що позначається символом А, з домінантними генами / і f, кодують синтез антигенів А та В в системі АВО. Домінантний аллель Епістатичний гена (ген Н) детермінує фермент, що забезпечує формування білка Я, який є попередником антигенів А і В, т. е. цей білок служить субстратом для дії продукту гена f або Jв. У людей, які є гомозиготними по рецесивним аллели (генотип АЛ), не відбувається утворення білка Я, тому їх еритроцити не можуть мати антигенів А та В при наявності в їх генотипі генів /, f. Отже, в цьому випадку відбувається Епістатичний придушення рецесивним геном І експресії неалельні домінантного гена або Jв, а відповідний індивідуум при цьому буде мати групу крові В (0). Таке явище отримало назву бомбейського феномена, оскільки вперше виявлено в 1952 р серед людей, що живуть в околицях Бомбея (Індія).
Полімерія пов'язана з контролем однієї ознаки декількома неалельних генами (з полігенним контролем ознаки). Зазвичай це стосується різних кількісних ознак (ріст, маса тіла, інтенсивність фарбування та ін.). Полімерні гени прийнято позначати однією і тією ж буквою алфавіту з різними цифровими індексами. Так, наприклад, інтенсивність пігментації шкіри людини (максимально можливий зміст пігменту меланіну) визначається взаємодією чотирьох пар неалельних генів. У осіб негроїдної раси, що мають умовний генотип А ^ А ^ Ауа ^ А ^ А ^ вміст меланіну в шкірі є максимально можливим, тоді як у європеоїдів з білою шкірою і генотипом його кількість
мінімально. У разі мулатів і квартеронів, що мають проміжний колір шкіри в порівнянні з людьми з інтенсивно чорної і білої шкірою, можливі різні варіанти генотипів (наприклад, А1А1а2а2А} Ауа4А4 або а1а] А2А2а3Ауа4а4 та ін.).
Поряд з різними формами взаємодії алельних і неалельних генів може спостерігатися Плейотропна (множинне) дію одного гена (плейотропія). В цьому випадку ген впливає на експресію не одного, а декількох різних ознак. Так, у людей з синдромом Марфана, обумовленим появою мутантного аллеля аутосомного гена, виникають порушення в структурі волокон колагену (найважливішого компонента сполучної тканини), що призводить до ряд) 'змін в будові скелета, зв'язкового апарату, серцево-судинної системи та ін.
Відзначимо, що дія і взаємодія різних алельних і неалельних генів лежить в основі фенотипічного різноманіття еукаріотичних організмів. Разом з тим на експресію цих генів на всіх етапах реалізації міститься в них генетичної інформації ту чи іншу модифікуючий вплив можуть надавати також фактори середовища проживання організмів.