Ген – это небольшой участок ДНК, отвечающий за наследование определенного признака либо функции организма.
Взаимодействие генов
Взаимодействие генов лежит в основе наследования многочисленных признаков человека. В любом случае к анализу взаимодействия генов целесообразно подходить с комплексной точки зрения, используя различные методы биологической науки.
Взаимодействие генов может быть:
- аллельным (если взаимодействуют аллели одного и того же гена);
- неаллельным (в случае наличия аллелей разных генов).
Аллельные взаимодействия
Среди аллельных взаимодействий выделяют:
- доминирование и неполное доминирование;
- сверхдоминирование и кодоминирование;
- плейотропия.
Доминирование – это такой тип контакта двух аллелей гена, при котором один из них полностью исключает фенотипическое проявление действия другого гена. Для появления такого взаимодействия необходимо наличие нескольких факторов. Доминантный аллель в гетерозиготном состоянии обеспечивает синтез продуктов, достаточных для проявления признака аналогичного качества, как и у гомозиготного родителя. Также необходимо, чтобы рецессивный аллель был полностью неактивен, а продукты его жизнедеятельности взаимодействовали с доминантными аллелями.
Примером вышеописанного взаимодействия может служить доминирование пурпурной окраски цветов гороха над белой, гладкой формы семени над морщинистой и пр. Этот список не является исчерпывающим.
Неполное доминирование отражает промежуточный характер наследования признаков. При этом фенотип гибрида отличается от фенотипа родителей и имеет так называемый промежуточный характер. Механизм такого явления состоит в том, чтобы рецессивный аллель потерял собственную активность, а активность доминантного аллеля не может обеспечить должный уровень проявления доминирующего признака.
Считается, что в природе преобладает неполное доминирование. Оно наблюдается при наследовании курчавости волос у человека, различной масти крупного рогатого скота, окраски оперения кур, а также многочисленных физиологических признаков у животных, а также растений.
Также выделяют сверхдоминирование или самое сильное проявление признака у гетерозигот, чем у любой гомозиготы, как рецессивные, так и доминантные. Это явление лежит в основе гетерозиса.
Кодоминирование – это процесс участия обоех аллелей в определении признака гетерозисных особей.
Ярким примером кодоминирования служит наследование четвертой группы крови.
Плейотропия отражает множественное действие одного гена на несколько признаков. Примером плейотропии является наследование синдрома Марфана, который детерминируется доминантным геном, отвечающим за развитие патологических признаков.
Взаимодействие неаллельных генов
Между неаллельными генами происходит взаимодействие, которое также имеет несколько условный характер. Это происходит потому, что взаимодействуют даже не сами гены, а те продукты, которые ими контролируются. При этом закономерность наследования признаков может иметь значительные отклонения от законов Менделя, которые считаются фундаментальными.
Что касается взаимодействия неаллельных генов, то к ним относят:
- комплиментарность;
- эпистаз;
- полимерию.
Комплементарность представляет собой взаимодействие неаллельных генов, которые обуславливают появление новых признаков, отсутствующего у родителей. Примером такого взаимодействия генов может служить рождение ребенка с нормальным слухом у глухих родителей. Что вызывает некоторую степень сомнений в системе наследования генов.
Эпистаз – это взаимодействие неаллельных генов, в результате которого наблюдается проявление одного гена под действием другого гена, неаллельного первому.
В этом случае подавляющий ген называется геном – супрессором, а тот ген, который подавляется, имеет название гипостатического гена. Существенное различие в данном случае заключается в том, что данные гены не являются аллельными, и они расположены в негомологичных хромосомах или занимают противоположные локусы в гомологичных хромосомах под действие неаллельного гена.
Эпистаз может быть как доминантным, так и рецессивным. Доминантный эпистаз отличается тем, что доминантная аллель гена – супрессора подавляет проявление доминантной аллели гипостатического гена. Криптометрия или рецессивный эпистаз характеризуется тем, что рецессивная аллель гена – супрессора в гомозиготном состоянии не дает проявиться доминантным и рецессивным аллелям другого гена. Примером этого явления можно назвать формирование бомбейского фенотипа, когда человек с третьей или четвертой группой крови с помощью реакции агглютинации идентифицируется, как человек с первой группой, согласно системе АВ0.
Полимерия представляет собой такой вид взаимодействия, когда эффекты нескольких неаллельных генов, определяющих один признак, являются одинаковыми. Эти признаки получили название количественных полимерных признаков. Степень проявления этих признаков зависит от количества доминантных генов.
Примером полимерного наследования генов является наследование окраски кожных покровов. Если в брак вступают представители негроидной и европеоидной расы, то рождаются дети промежуточного цвета кожи или мулаты. Если в брак вступают мулаты, то от их брака могут родиться дети с различным цветом кожи. Это происходит потому, что наследование окраски кожи зависит от действия нескольких (трех и четырех) неаллельных генов. Причем влияние этих генов на цвет кожных покровов на самом деле примерно одинаково.
Полимерное наследование также характерно для различных количественных признаков: роста, веса, скорости протекания биохимических процессов, артериального давления, уровня интеллекта. Эти признаки нельзя классифицировать на четкие фенотипические классы. Чем больше число аллельных генов, которые контролируют развитие количественного признака, тем менее внешне заметными будут переходы между различными фенотипическими классами.
