Типы взаимодействия неаллельных генов: классификация и характеристика

Классификация взаимодействия генов

Многочисленные генетические исследования подтверждают факт взаимодействия генов у живых организмов. Гены оказывают влияние на то, каким образом будут проявляться признаки, кодируемые другими генами (эти признаки могут накладываться один на другой).

Взаимодействие аллельных генов включает явления доминирования, неполного доминирования, кодоминирования, сверхдоминирования и наличия летальных генов. Это основные формы взаимодействия аллельных генов.

Неаллельное взаимодействие генов — это комплементарность, полимерия, эпистаз, а также множественное действие генов.

Типы взаимодействия аллельных генов мы рассмотрим позже. Здесь нас интересуют виды взаимодействия неаллельных генов.

Основные типы взаимодействия неаллельных генов

Эпистаз

В переводе слово эпистаз обозначает «угнетение», «остановку», «препятствие». Этот тип взаимодействия генов был обозначен таким словом неспроста. Он подразумевает, что аллель одного гена подавляет проявления аллели другого гена.

Эпистаз удобнее всего рассматривать на примере мухи дрозофилы. У этого насекомого пурпурный цвет глаз является результатом действия рецессивной аллели. Передается такой признак только тем особям, которые являются по нему гомозиготными.

Есть вариант, при котором возможно, что признак не проявится. Это происходит, если другой неаллельный ген, который подавляет действие первого, будет находиться в рецессивном гомозиготном состоянии.

Комплементарность

Комплементарность генов — еще один вид взаимодействия неаллельных генов. Под ним понимают «дополнение». Вообще, это явление связано с необходимостью наличия двух и более неаллельных генов, чтобы отдельные признаки нормально развивались и проявлялись.

Однако если хотя бы один из этих генов находится в гомозиготном рецессивном состоянии, синтез пигмента антоциана не происходит. Поэтому у растения происходит формирование бесцветных плодов.

Еще один пример — формирование темного окраса шерсти животных. Для этого в некоторых случаях нужно наличие двух доминантных неаллельных генов. Один из таких генов отвечает за наличие пигмента, а второй — за распределение этого пигментам по всей длине волоска. Если первый ген находится в гомозиготном рецессивном состоянии, образование темного пигмента не происходит. Поэтому потомство будут составлять белые особи — альбиносы.

О комплементарности генов можно говорить и в отношении человека. К примеру, нормальный слух у людей зависит от взаимодействия двух доминантных неаллельных генов — Б и Е. Один из этих генов отвечает за нормальное развитие улитки внутреннего уха, а второй — за закладку нормального слухового нерва. Гомозиготность по рецессивной аллели любого из генов проявляется рождение глухого ребенка.

Полимерия

Благодаря этому признаку обеспечивается изменчивость живых организмов. Полимерия важна с точки зрения биологии еще и потому, что признаки, определяющиеся при взаимодействии неаллельных доминантных генов, более устойчивы в сравнении с признаками, обусловленными взаимодействием различных аллелей одного гена. Проявления мутаций и рекомбинаций отдельных генов в этом случае сглаживаются.

Если взять фигурную тыкву, то для нее характерно наличие двух неаллельных доминантных генов, формирующих форму и обуславливающих размеры плодов. В случае содержания в генотипе доминантных аллелей обоих генов, плоды получат дисковидную форму. Если в генотипе будет представлен только один ген, то форма будет шаровидной. Еще интереснее, если оба гена характеризуются гомозиготным рецессивным состоянием: в таком случае форма будет удлиненной.

У животных тоже очень много состояний признаков определяются полимерным взаимодействием неаллельных генов. Среди таких признаков — жирность молока, интенсивность роста, плодовитость и другие. Если речь идет о людях, то это масса тела, рост, уровень артериального давления и прочие.

Множественное действие генов

Влияние взаимодействия нескольких генов на формирование определенных состояний признаков уже рассматривалось. Сейчас ученые открыли явление, свойственное для многих генов. Суть его в том, что состояния различных признаков генов проявляются под влиянием только одной аллели.

Возьмем горох посевной. У него есть аллель, определяющая бурый цвет кожуры семян, а также фиалковую окраску венчика.

У картофеля такая доминантная аллель определяет розовую окраску клубней и красно-фиалковую окраску венчика. У гомозиготных по рецессивной аллели растений клубни и венчики получат синеватую или белую окраску.

К примеру, у дрозофилы белые глаза (в глазах отсутствует красный пигмент) формируются в результате влияния рецессивной аллели. Она обеспечивает светлую окраску тела, а также негативно сказывается на плодовитости, снижая ее. Также она может стать причиной изменения половых органов и сокращения продолжительности жизни.

Что касается человека, то у него в этом случае может развиться галактоземия. Это заболевание связано с рецессивной мутацией гена, кодирующего образование фермента, играющего важную роль в усвоении клетками молочного сахара или галактозы. Эта же мутация является причиной скудоумия, слепоты, цирроза печени.

Еще одно заболевание — арахнодактилия. Оно является следствием мутации доминантной аллели. У человека оно проявляется удлинением пальцев конечностей (паучьи пальцы), неправильным расположением хрусталика глаза, врожденными пороками сердца.