Аллельные гены

Свойства аллельных генов

Генотип любого живого существа включает в себя большое количество разнообразных генов, которые образуют органическую совокупность и реализуют общие функции, действуя как единое целое. Основатель генетики Г. Мендель описал всего одну возможность взаимодействия аллельных генов, а именно при абсолютном доминировании одной аллели над другой. При этом подавляемая аллель называется рецессивной.

Все закономерности наследования признаков были сформулированы Менделем, поэтому именно его считают отцом генетической науки. В своей работе ученый использовал перспективный и ныне генетический метод. Он заключается в скрещивании организмов, имеющих определенные признаки и анализе их проявления у потомства.

Следует отметить тот факт, что гены не всегда проявляются как признаки, и организмы могут иметь один генотип, но при этом обладать фенотипическими различиями, так как на фенотип существенно влияет взаимодействие генотипа и окружающей среды.

Следует отметить тот факт, что фенотипическое проявление генов не зависит только от одной пары генов, поскольку является следствием взаимодействия цельной генотипической системы. В реальности под аллельным генотипическим взаимодействием подразумевают контакты белков, ферментов, но не генов. Понимание этого принципа дает возможность не допускать ошибок при проведении генетических исследований взаимодействия аллельных генов.

К преимуществам методов Г. Менделя относят: точный количественный учет проявления признаков. Ученый приводил в доказательство своих слов точные математические расчеты. Такую работу называли первым синтезом математики и биологии. Первый закон Менделя именуется правилом единообразия, второй закон говорит о расщеплении признаков, а третий закон называется «законом о независимом наследовании признаков».

Мендель обращал внимание на каждый признак в отдельности. Этот принцип и сегодня имеет большое значение при исследовании аллельных генов. Ранее исследователи пытались учесть все признаки фенотипа, что не являлось возможным.

Наконец, Мендель использовал не случайные растения, а исключительно чистые линии.

Мендель сформулировал три закона наследственности, на основе которых в последствии были описаны многие закономерности наследственности и изменчивости. Принципы этих законов используются в биологии и в настоящее время.

Механизмы взаимодействия аллельных генов

Основы генетики включают в себя два типа генотипического взаимодействия:

• первый заключается во взаимодействии аллельных генов;
• неаллельное взаимодействие.

Таким образом, каждый живой организм имеет парные аллельные гены. Взаимодействие генов внутри организмов, если оно аллельное, может иметь несколько форм:

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

Аллельные гены взаимодействуют между собой по принципу полного доминирования, если доминантный ген полностью перекрывает рецессивный.

Неполное доминирование – это тип взаимодействия, при котором рецессивный ген подавляется не полностью и хотя бы в минимальном значении влияет на фенотипическое проявление признака. При этом фенотипическое проявление признака носит промежуточный характер между родительскими формами. Примером неполного доминирования признают наследование окраски венчика цветка ночной красавицы. Промежуточным признаком является розовая окраска (родительские формы имели белый и красный цвет).

Кодоминирование, в свою очередь, происходит в случае, если аллельные гены проявляют собственное действие независимо друг от друга. Обычно показательным примером считают систему групп крови ABO. При ней независимо функционируют гены A и B. Ситуация сверхдоминирования представляет собой увеличение качества фенотипических проявлений доминантного гена в том случае, если он находится «в связке» с рецессивным. При этом если в одной аллели лежит два доминантных гена, то они проявляются и действуют гораздо хуже, чем пара «доминантный - рецессивный ген».

В генетической науке выделяется такое явление, как множественный аллелизм. Как и отмечалось ранее, для каждого организма характерно по 2 аллельных гена, но аллелей при этом может быть гораздо больше двух. При этом фенотипические признаки проявляет только одна пара аллелей. Пока они выполняют свою работу, другие гены «отдыхают». Гомологичные (одинаковые) аллели отвечают за развитие одного и того же признака. Качество проявления данного признака значительно отличается. Также множественному аллелизму присущи различные формы взаимодействия генов. То есть хоть они и отвечают за один и тот же признак, но, во-первых, проявляют его по-разному, а во-вторых, с помощью различных методов (полное, неполное доминирование и так далее).

Например, окраска шерсти у кроликов может быть белой, гималайской или горностаевой (белое тело, темные уши, хвост, концы лап и морды), шиншилловой (серебристой), коричневой и черной. При этом существует целая серия разных аллелей генов, отвечающих за окраску. Подобных примеров в актуальной биологической науке существует достаточно много, что только подтверждает вышеописанные сведения.

Может показаться, что такой тип взаимодействия является парадоксальным. Но при этом в половую клетку живого существа всегда попадает только одна пара гомологичных аллелей. Какая именно пара попадет в клетку, по сути, является делом случая. Благодаря такой системе становится возможной видовая изменчивость. Она играет основную роль в эволюции живых существ.

Таким образом, изучение аллельных генов дает возможность детально разобраться в закономерностях наследования любых признаков и предотвратить негативные последствия изменения наследственного набора любого организма.