Особенности аллельных и неаллельных генов и их взаимодействий

Особенности аллельных и неаллельных генов

Взаимодействия генов

Что такое ген?

Взаимодействия генов — основа наследования разнообразных признаков человека. Наилучший вариант разобраться во взаимодействии генов — комплексный подход, при котором учитываются различные методы биологической науки.

Взаимодействие генов бывает:

1. Аллельным, при котором происходит взаимодействие аллелей одного и того же гена.
2. Неаллельным, когда в наличии имеются только аллели разных генов.

Особенности аллельных взаимодействий генов

Какие гены называются аллельными?

Аллельное взаимодействие генов представлено следующими вариантами:

• доминирование и неполное доминирование;
• сверхдоминирование и кодоминирование;
• плейотропия.

Доминирование представляет собой такой тип контакта двух аллелей гена, в ходе которого один из них полностью исключает фенотипическое проявление действия другого гена. Чтобы такое взаимодействие произошло, нужны определенные факторы. В гетерозиготном состоянии доминантный аллель отвечает за синтез продуктов, которые нужны для того, чтобы проявился аналогичный гомозиготному родителю признак. А еще важна полная неактивность рецессивного аллеля, а также взаимодействие продуктов его жизнедеятельности с доминантными аллелями.

Неполное доминирование — это отражение промежуточного характера наследования признаков. В этом случае фенотип гибрида будет иметь отличия от фенотипа родителей. Для него будет свойственен промежуточный характер. В основе механизма этого явления — потеря собственной активности рецессивным аллелем. В такое случае, активность доминантного аллеля не позволит проявиться доминирующему признаку.

Пример неполного доминирования — наследование курчавости волос у человека, различной масти крупного рогатого скота, окраски куриного оперения, разнообразные физиологические признаки у растений и животных.

Под сверхдоминированием понимают самое сильное проявление признака у гетерозигот в сравнении с любой гомозиготой — рецессивной или доминантной. Именно на этом явлении строится гетерозис.

В основе плейотропии — множественное действие одного гена на несколько признаков. Распространенный пример — наследование синдрома Марфана. Его детерминирует доминантный ген, который обеспечивает развитие патологических признаков.

Взаимодействие неаллельных генов

Довольно условный характер носит взаимодействие между неаллельными генами. Это объясняется тем, что взаимодействие происходит не между генами, а между контролируемыми ими продуктами. Стоит отметить, что закономерность наследования признаков может характеризоваться заметными отклонениями от законов Менделя, признанными фундаментальными.

К взаимодействиям неаллельных генов относят:

• комплементарность;
• эпистаз;
• полимерию.

Комплементарность — такой способ взаимодействия неаллельных генов, при котором появляются новые признаки (у родителей их не было).

Рождение ребенка с нормальным слухом у неслышащих родителей — пример такого взаимодействия генов. Это, в том числе, позволяет сомневаться в безоговорочности системы наследования генов.

Под эпистазом имеют в виду взаимодействие неаллельных генов, которое приводит к проявлению одного гена под действием другого, неаллельного первому, гена.

Подавляющий ген в этом случае стали называть геном-супрессором, а подавляемый — гипостатическим. При таком варианте существенным различием будет то, что оба гена — неаллельные. Они находятся в негомологичных хромосомах или под действием неаллельного гена занимают противоположные локусы в гомологичных хромосомах.

Выделяют доминантный и рецессиный эпистаз. В первом случае доминантный аллель гена-супрессора будет подавлять проявление доминантной аллели гипостатического гена. Рецессивный эпистаз, который также называют криптометрией, подразумевает отсутствие проявления доминантных и рецессивных аллелей другого гена в результате влияния рецессивной аллели гена-супрессора в гомозиготном состоянии.

В качестве примера можно привести формирование бомбейского фенотипа: человек с 3-й или 4-й группой крови при помощи реакции агглютинации идентифицируется как человек с 1-й группой (в рамках системы AB0).

Полимерия — вариант взаимодействия генов, при котором эффекты нескольких неаллельных генов, отвечающих за один признак, одинаковые. Такие признаки стали называть количественными полимерными признаками. Количество доминантных генов определяет степень проявления этих признаков.

Пример полимерного наследования — наследование окраски покровов кожи. Представители негроидной и европеоидной расс, вступивших в брак, будут иметь потомство с промежуточными цветами кожи или мулатов. Вступившие в брак мулаты могут производить на свет потомство с разным цветом кожи. Так происходит, потому что несколько неаллельных генов (3-4) определяют наследование окраски кожи.

Полимерия наблюдается и в отношении различных количественных признаков: роста, веса, скорости протекания биохимических процессов, уровня интеллекта, артериального давления. В конкретные фенотипические классы эти признаки распределить нельзя. Большее число аллельных генов, контролирующих развитие количественного признака, обуславливает менее внешне заметные переходы между различными фенотипическими классами.