Классификация типов взаимодействия генов
Как показывают результаты многочисленных генетических исследований, у живых организмов происходит взаимодействие генов. Гены влияют на проявление многих признаков, кодируемых другими генами или эти признаки «накладываются» друг на друга. Сегодня в науке различают взаимодействие аллельных и неаллельных генов.
К взаимодействию аллельных генов относят такие явления, как доминирование, неполное доминирование, кодоминирование, сверхдоминирование и наличие летальных генов.
Формы взаимодействия неаллельных генов получили название эпистаз, комплементарность, полимерия и множественное действие генов. Рассмотрению именно этих форм взаимодействия неаллельных генов и посвящена эта статья.
Эпистаз
«Эпистаз» переводится как «угнетение, остановка. препятствие». Этим термином обозначили такой тип взаимодействия неаллельных генов, который характеризуется подавлением аллелью одного гена проявления аллели другого.
Если рассмотреть это явление на примере дрозофилы, то у нее пурпурный цвет глаз вызван рецессивной аллелью. Этот признак может передаться лишь гомозиготным по нему особям. Но он, при этом, не проявится, если в рецессивном гомозиготном состоянии будет находиться другой неаллельный ген, подавляющий действие первого.
Комплементарность
Еще одним видом взаимодействия неаллельных генов является комплементарность. Этот термин означает «дополнение». Явление комплементарности связано с необходимостью присутствия двух и более доминантных неаллельных генов для развития и проявления некоторых признаков.
Например, фиалковые окраска плодов у баклажана проявляется при взаимодействия двух неаллельных доминантных генов. Взаимодействие этих генов способствует образованию антоциана - характерного пигмента . Но в случае, когда даже один из данных генов находится в гомозиготном рецессивном состоянии, пигмент антоциан не будет синтезироваться и у растения формируются бесцветные плоды.
У некоторых видов животных для формирования темного окраса шерсти необходимо наличие двух доминантных неаллельных генов. Один из таких генов определяет непосредственно наличие пигмента, а другой ген отвечает за его распределение по всему волоску. В случае же, когда первый ген находится в гомозиготном рецессивном состоянии, темный пигмент не будет образовываться, и потомство будет представлено белыми особями (альбиносами).
Комплементарность генов присутствует и в формировании признаков у человека. Например, нормальный слух человека обеспечивается благодаря взаимодействию двух доминантных неаллельных генов — Б и Е. Один такое ген определяет нормальное развитие улитки внутреннего уха, а второй отвечает за закладку нормального слухового нерва. Гомозиготность по рецессивной аллели любого из этих генов проявляется в рождении глухого человека.
Полимерия
Полимерия – это такой вид взаимодействия неаллельных генов, когда разные доминантные неаллельные гены имеют влияние на степень развития определенного состояния признака.
Это явление обеспечивает изменчивость живых организмов. Биологическое важное значение полимерии также состоит в более устойчивом состоянии признаков, которые определяются при взаимодействии неаллельных доминантных генов, чем те, которые обусловленные взаимодействием различных аллелей одного гена, проявления мутаций и рекомбинаций отдельных генов при этом сглаживаются.
Например, у фигурной тыквы выделяют два неаллельных доминантных гена, которые влияют на форму и обуславливают размеры плодов. Если генотип содержит доминантные аллели обоих генов, то плоды будут отличаться дисковидной формой, а если только одного из них - шаровидной. В случае, если оба гена характеризуются гомозиготным рецессивным состоянием, то форма плодов будет удлиненной.
Животные также имеют большое количество состояний признаков, которые определяется полимерным взаимодействием неаллельных генов. Это такие признаки, как интенсивность роста, жирность молока, плодовитость и прочие, у человека это: рост, масса тела, и даже уровень артериального давления и др.
Множественное действие генов
Ранее уже рассматривали, как влияет взаимодействие нескольких генов на формирование определенных состояний признаков . Однако ученые открыли и противоположное явление, которое характерно для большинства генов, в случаях, когда на проявление состояний различных признаков генов влияет одна аллель. Такое явление именуется множественным действием генов.
К примеру, горох посевной имеет аллель, которая определяет красивый бурый цвет кожуры семян, а также одновременно предопределяет и фиалковую окраску венчика. У картофеля такая доминантная аллель предопределяет розовую окраску клубней и красно-фиалковую — венчика, а у гомозиготных по рецессивной аллели растений будут клубни и венчики - синеватые или белые.
У дрозофилы «белоглазость» (нет красного пигмента в глазах) определяется благодаря влиянию рецессивной аллели, которая, не только обеспечивает светлую окраску тела, но и снижает плодовитость, может изменять строение половых органов, и даже уменьшает продолжительность жизни.
У человека может проявиться такое заболевание, как галактоземия. Оно связано напрямую с рецессивной мутацией гена, который кодирует образование фермента, важного для усвоения клетками молочного сахара (галактозы). В то же время эта мутация приводит к скудоумию, слепоте, распаду (циррозу) печени.
Другое заболевание - арахнодактилия, обусловлено мутацией доминантного аллеля, при этом у человека наблюдаются такие изменения, как удлиняются пальцы конечностей (в народе именуются «паучьи пальцы»), неправильно располагается хрусталик глаза и появляются врожденные пороки сердца.
