Interacțiuni gena
interacțiuni gena
Teoria care considera genotipul ca un întreg sistem, bazat pe doi piloni:
1. O gena afecteaza formarea mai multor caracteristici.
2. Fiecare organism caracteristică se dezvoltă ca rezultat al interacțiunii multor gene.
Efectul unei singure gene pe dezvoltarea a două sau mai multe caracteristici numite multiple sau pleiotrope, efect, iar fenomenul a fost numit pleiotropy (din Pleistos greacă - la plural, cea mai mare). Caracterul biochimic al efectului pleiotropice al genei elucidate destul de bine. O proteină enzimă produsă sub controlul unei singure gene, nu numai că determină dezvoltarea acestei caracteristici, dar, de asemenea, afectează reacțiile secundare ale biosintezei diferitelor caracteristici și proprietăți, făcându-le să se schimbe.
Pleiotropy comun: majoritatea genelor în toate organismele au un efect multiplu. Acest fenomen a fost observat pentru prima dată de Mendel. El a descoperit că plantele cu flori de porumb în același timp, a avut întotdeauna pete roșii în axils de blana frunze și semințe era gri sau maro. Aceste trei caracteristici au fost determinate acțiunea unei singure gene. Recent, sa constatat că multe mutații induse de mazăre caracterizate printr-un grad ridicat de pleiotropy, care se manifestă în schimbarea până la zece sau mai multe semne. N. I. Vavilov și OV Yakushkina studiind moștenirea unor trăsături de grâu persană, a constatat că gena dominantă a culorii negre a urechii, în același timp, determină omiterea glumes.
Genotipul cunoscute genele umane au efecte pleiotropice. De exemplu, o genă cunoscută, care provoacă un model caracteristic al sindromului Marfan. Acești oameni au o creștere lungă a extremităților, în special picioarele și degetele (degete) păianjen. Mai mult decât atât, această genă cauzează un defect în lentila ochiului.
Un alt exemplu al unei gene pleiotrope la om poate servi ca mutatie de celule secera. In acest caz, mutația normală alela conduce la o schimbare în structura moleculară a proteinei hemoglobinei. Ca rezultat, eritrocitele mutante își pierd capacitatea de a transporta oxigen și, în loc normal, circular, devin formă de semilună. Oamenii care sunt homozigoți pentru această trăsătură se dezvoltă anemie severă, de regulă, oamenii sunt uciși la naștere. Oamenii care sunt heterozigoți pentru această alele, prezintă adesea celule secera fără a perturba transportul de oxigen și, astfel, au o rezistență crescută împotriva țânțarilor malarie. Ca urmare, o situație paradoxală în care gena este letală la om în stare homozigotă, totuși el a devenit larg răspândită. Motivul este că oamenii sunt mai puțin bolnavi de malarie tropicale heterozigot. În acest caz, creșterea este în heterozigoții, al căror număr în populație mai mare decât persoanele care sunt homozigote pentru această mutație. Acest fenomen a fost descoperit în Marea Mediterană și în alte domenii.
Prin interacțiune se înțelege gene nu direct efect al unei gene la alta (o porțiune a moleculei de ADN la o altă porțiune). De fapt, interactiunea dintre gene are caracter biochimic. Ea se bazează pe interacțiunea sintetizată sub controlul produselor genetice ale genelor (ARN, apoi proteine). Proteinele pot angaja unul cu celălalt în reacții diferite: unele proteine inhiba acțiunea altor proteine, sau, dimpotrivă, completează acțiunea reciproc poate provoca diferite mutații ale genei, în care gena codifică o proteină într-o formă modificată. Toate aceste interacțiuni dintre proteinele sintetizate de gene sub control, duce la formarea unor organisme care au un anumit set de caracteristici.
Există două tipuri de interacțiune a genei: alelice și non-alelice.
Chemat interacțiunea alelică dintre genele alelice nonallelic - între nonallelic, adică între genele sunt localizate în alele diferite ...
Interacțiuni allelice
Există trei tipuri de interacțiune nonallelic: dominanță, dominanță incompletă și kodominirovanie.
1.1. Predominanta - cea mai simplă formă de interacțiune - a fost deschis de către Mendel. Cand dominanță gena dominanta suprimă exprimarea genei recesive. De exemplu, numai în jurul prima sămânță generație produsă în cruci cu mazăre rotundă și aa AA încrețită, al doilea clivaj are loc într-un raport de 3 la 1 rotund încrețită.
Se pune întrebarea - de ce o gena este dominant, iar celălalt recesive? O alelă recesivă poate să apară ca rezultat al mutației. Sau gena alterată nu codifică o proteină, sau codifică o proteină mai puțin activă. În acest exemplu, genotipul recesiv nu afectează viabilitatea, dar dacă este necesar, a proteinei pentru viața organismului, gena mutantă este letală.
alele dominante letale există în fondul genetic al populațiilor multor specii. gene letale recesive nu apar în organism heterozigot. Se estimează că oamenii sunt heterozigote pentru cele 30 de gene recesive letale. Acest lucru explică de ce printre descendenții căsătoriilor între rude apropiate observat o frecvență mai mare a deceselor.
1.2. dominanță incompletă
Cu acest tip de dominare interacțiune gena are caracter intermediar. De exemplu, când a traversat plantele krasnotsvetkovyh: A și belotsvetkovyh și snapdragons în prima hibrizi de generație culoare roz Aa. In al doilea sunt divizat; Krasnotsvetkovye 1 la 2 la 1 și belotsvetkovomu rozovotsvetkovym.
dominanță incompletă explică prin faptul că o alelă a perechii de gene nu este suficientă pentru a asigura o manifestare normală a caracteristicii sale produs proteic. În această formă de interacțiune gene toate homozigoții și heterozigoții sunt foarte diferite unul de altul în fenotip.
1.3. KODOMINIROVANIE
Kodominirovaniem numit manifestare simptome heterozigote cauzate de acțiunea ambelor alele, t. E. Fiecare genei alelice codifică o proteină specifică, iar în stare heterozigotă, ambele sunt afișate.
Prin tip kodominirovaniya o persoană moștenită grupa de sânge. Astfel, alelele Ia și Ibkodominanty. Heterozigotele Ia Ib conține atât a produsului genei. 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 nealelice
Interacțiunea genei non-alelice se manifestă în patru forme principale: complementaritate, epistasis, polimer și o acțiune de gene modificatoare.
2.1. acțiune complementară a genelor
Complementar efect (suplimentar) observate în cazurile în care genele non-alelice separat nu prezintă acțiunile lor, dar prezența simultană în genotipul sunt responsabile pentru dezvoltarea unei noi trăsături fenotipice.
În unele cazuri, conexiunea de gene suplimentare in genotipul avand caracteristica caracteristici ale formelor sălbatice.
acțiune complementară se manifestă cel mai clar atunci când a traversat două forme albe ale unor animale (pui) sau plante (mazăre dulce, trifoi alb), iar la puii apar forme colorate.
Să considerăm acțiunea complementară a genelor în exemplul de mazăre dulce. Într-unul dintre experimente V. Batson în traversarea celor două forme de mazăre dulce care au flori albe în prima generație de F1, toate plantele hibride erau flori roșii. Când auto polenizare a acestor plante sau traversarea lor reciproc în clivajul F2 obținut într-un raport de 9 la 7 plante krasnotsvetkovyh belotsvetkovym.
2.2. epistasis Interacțiunea
Epistasis numita suprimare (inhibiție) a acțiunii un cuplu de gene alelică gena alte, pereche nonallelic. gena supresor actioneaza asupra genei reprimate de un principiu care este aproape de poziția dominantă - recesiv. Diferența este că aceste gene nu sunt alelice, t. E. Ocupa loci diferiți în cromozomi omologi sau non-omoloage. Se face deosebirea între epistasis dominantă și recesivă. 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 inhiba actiunea altor gene, non-alelice ele sunt numite epistatică și reprimată - gipostatichnymi. interacțiunea epistatică genelor în natură interacțiune oppositely complementare. Când enzima epistasis produsă sub controlul unei singure gene, inhibă complet sau neutralizeaza acțiunea enzimei, o altă genă controlată.
Luați în considerare epistatică moștenire gene de interacțiune, de exemplu, colorarea ovăz boabe. În această cultură a stabilit gene care determina o culoare negru și gri. Ambele gene sunt dominante: O genă determină 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. F2 este împărțit într-un raport de 12 negru. 3 gri. 1 alb:
9 (A - B). 3 (A - cc). 3 (a - BB). 1 (cc aa)
Cele nouă tipuri de zigoți prezente doua gene dominante A și B, dar gena colorant negru O gena suprima sulf - V, în care semințele au o culoare neagră. În cele trei combinații (AA BB, AA BB, AA BB), există doar o singură genă dominantă A, care determină, de asemenea, plantele de dezvoltare chernosemennyh. Acest grup de fenotipic foarte asemănătoare cu prima, deci 12 din cele 16 de plante vor avea semințe negre. În cele trei combinații (AA BB, AA BB, AA BB) este prezent numai în gena dominantă, prin urmare, toate plantele cu aceste genotipuri sunt gri. Un genotip (AA BB) reprezintă o nouă combinație în care se manifestă boabe albe de colorare, t. K. No două gene dominante. Acest tip de gene nonallelic interacțiune numit epistasis dominante. Dimpotrivă, atunci când epistasis recesiv alela recesivă a genei fiind în stare homozigotă, inhibă expresia unei alele dominante sau recesive a unei alte gene. În acest caz, în loc de clivaj așteptat la cruce dihybrid (mendeliană) 9. 3. 3. 1 raportul numărului de spire.
Atunci când gena interacțiune epistasis este semnificativ diferit de ceea ce observăm în fenomenele 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. Când complementaritatea Invers, caracteristici rezultă din interacțiunea a două perechi de gene non-alelice.