Co je to genová interakce? Typy interakcí genů. Interakce nealkoholových genů

Složení lidského genotypu zahrnuje obrovské množství genů, které obsahují informace o vlastnostech a kvalitách našeho těla. Navzdory tak velkému počtu spolupracují jako jediný celý systém.

Ze školy biologického studia známe zákony Mendela, který studoval vzory dědičnosti postav. V průběhu svého výzkumu objevil vědec dominantní a recesivní geny. Někteří jsou schopni potlačit projev ostatních.

Ve skutečnosti interakce genů jde daleko za hranice mendelských zákonů, i když jsou respektována všechna pravidla dědictví. Vidíte rozdíl v povaze dělení fenotypu, protože typ interakce se může lišit.

Genetické charakteristiky

Gen je jednotka dědičnosti, má určité vlastnosti:

1. Gén je diskrétní. Určuje stupeň vývoje určitého znaku, včetně charakteristik biochemických reakcí.
2. Má postupný účinek. Akumulování v buňkách těla může vést ke zesílení nebo oslabení projevu tohoto rysu.
3. Všechny geny jsou přísně specifické, to znamená, že jsou odpovědné za syntézu specifického proteinu.
4. Jeden gen může mít více účinků, což ovlivňuje vývoj několika příznaků najednou.
5. Různé geny se mohou podílet na tvorbě jediného znaku.
6. Všechny geny mohou vzájemně spolupracovat.
7. Vzhled genu je ovlivněn vnějším prostředím.

Geny jsou schopné jednat na dvou různých úrovních. Prvním je samotný genetický systém, ve kterém je určen stav genů a jejich práce, stabilita a variabilita. Druhou úroveň lze považovat již při práci v buňkách těla.

Druhy interakce alelických genů

Všechny buňky našeho těla mají diploidní chromozomální sada (nazývá se také dvojité). 23 chromozómů vajíčka je spojeno se stejným počtem chromozomů spermií. To znamená, že každá vlastnost je reprezentována dvěma alelami a nazývá se jim alely.

Takové alelické dvojice se tvoří během oplodnění. Mohou být homozygotní, tj. Sestávají z identických alel a heterozygotních, pokud jsou zahrnuty různé alely.

Formy interakce alelických genů jsou jasně uvedeny v tabulce.

Kompletní a neúplné dominantní postavení

Můžeme mluvit o úplné nadvládě v případě, kdy jeden z genů může poskytnout projev vlastností, zatímco druhý není schopen tak učinit. Silný gen získává jméno dominantního a jeho oponenta - recesivní.

Dědictví v tomto případě probíhá zcela podle zákonů Mendela. Například barva semena hrachu: v první generaci vidíme všechny hrách zelené, to znamená, že tato barva je dominantní vlastností.

Pokud se během hnojení objeví geny hnědých očí a modré oči, pak oči dítěte budou hnědé, protože tato alela zcela potlačuje gen, který je zodpovědný za modré oči.

Při neúplné dominanci může být v heterozygotech vidět projev mezitímnosti. Například při překonávání noční krásy homozygotní pro dominantní rysy s červenými květy se stejným jedincem, pouze s bílou korolou, vidíme růžové hybridy v první generaci. Dominantní červené znaménko úplně nepotlačuje projev recesivní bílé, takže se nakonec něco ukázalo být průměrným.

Spolupráce a naddominost

Tato interakce genů, v nichž každá poskytuje svůj vlastní rys, se nazývá kodominance. Všechny geny v jednom alelickém páru jsou naprosto stejné. Ani nemohou potlačit činnost druhého. To je tato interakce genů, kterou pozorujeme v dědičnosti krevních skupin u lidí.

Gén O poskytuje manifestaci 1. krevní skupiny, genu A - druhého, genu B - třetího, a pokud se geny A a B shromáždí, pak nikdo nemůže potlačit projev druhého, takže se vytvoří nový typ 4 krve.

Overdominace je dalším příkladem interakce alelických genů. V tomto případě heterozygotní jedinci pro tento rys mají jasnější projev než homozygotní. Tato genová interakce je základem fenoménu heterosy (fenomén hybridní síly).

Při překročení dvou odrůd rajčat je například získán hybrid, který zdědí rysy obou původních organismů, protože se znaky stanou heterozygotními. V příští generaci se již rozdělí na znaky, takže nelze získat stejné potomstvo.

Ve zvířecím světě je možné pozorovat sterilitu těchto hybridních forem. Takové příklady interakcí genů se často vyskytují. Například při překročení osla a kobyla se rodí medvěd. On zdědil všechny nejlepší vlastnosti svých rodičů, ale on sám nemůže mít potomky.

U lidí je v tomto typu dědičná srpkovitá anémie.

Nealukční geny a jejich interakce

Geny, které se nacházejí v různých dvojicích chromozomů, se nazývají nealkoholické. Pokud jsou spolu, mohou se navzájem ovlivňovat.

Interakce nealkoholových genů se může provádět různými způsoby:

1. Komplementarita.
2. Epistáza.
3. Aktivní polymer.
4. Pleiotropní.

Všechny tyto typy interakcí genů mají své vlastní charakteristické rysy.

Komplementarita

V této interakci doplňuje jeden dominantní gen druhý, který je také dominantní, ale není alelický. Společně přispívají k projevu zcela nového znamení.

Můžeme uvést příklad projevu barvy v květinách sladký hrášek. Přítomnost pigmentu, což znamená, že barva květů je poskytována kombinací dvou genů - A a B. Pokud alespoň jeden z nich chybí, okraj bude bílý.

U lidí je tato interakce nealkoholových genů pozorována během formování orgánu sluchu. Normální sluch může být jen tehdy, pokud jsou přítomny oba geny - D a E - v dominantním stavu. Pokud je pouze jeden dominantní nebo oba v recesivním stavu, není sluch.

Epistáza

Taková interakce nealkoholových genů je zcela opačná než předchozí interakce. V tomto případě je jeden nealetický gen schopen potlačit projev jiného.

Formy genové interakce v této variantě mohou být různé:

• Dominantní epistáza.
• Recesivní.

V prvním typu interakce jeden dominantní gen potlačuje projev další dominantní. Recesivní geny se účastní recesivní epistázy.

Podle tohoto druhu interakce, dědictví barvy ovoce v dýně, barvení vlny u koní dochází.

Polymerní účinek genů

Tento jev může být pozorován, když několik dominantních genů je zodpovědných za projev stejného rysu. Pokud existuje alespoň jedna dominantní alela, bude se znamení nutně objevit.

Typy interakce genu v tomto případě mohou být různé. Jedním z nich je kumulativní polymer, kdy stupeň manifestace rysu závisí na počtu dominantních alel. Toto je dědičnost barvy zrna pšenice nebo barvy kůže u lidí.

Každý ví, že všichni lidé mají jinou barvu pleti. V některých je to zcela světlé, některé mají tmavou kůži a zástupce Negroidní závod - a zcela černá. Vědci zastávají názor, že barva pleti je určena přítomností tří různých genů. Například jestliže genotyp obsahuje všechny tři v dominantním stavu, pak je kůže nejtemnější, jako u černochů.

Soudě podle barvy naší kůže, v kavkazské rase neexistují dominantní alely.

Dlouho bylo zjištěno, že interakce nealkoholových genů podle typu polymeru ovlivňuje většinu kvantitativních znaků u lidí. Mezi ně patří: výška, tělesná hmotnost, intelektuální schopnosti, tělesná odolnost vůči infekčním chorobám a některé další.

Lze konstatovat pouze to, že vývoj takových značek závisí na podmínkách prostředí. Osoba může mít předispozici na nadváhu, ale pokud se budete řídit dietou, můžete se tomuto problému vyhnout.

Pleiotropní účinek genů

Vědci jsou již dlouho přesvědčeni, že typy genových interakcí jsou poměrně nejednoznačné a velmi všestranné. Někdy není možné předpovědět projev některých fenotypových vlastností, protože není známo, jak se tyto geny vzájemně ovlivňují.

Toto tvrzení je zdůrazněno pouze skutečností, že jeden gen může ovlivnit tvorbu několika znaků, tj. Má pleiotropní efekt.

Dlouho bylo poznamenáno, že přítomnost červeného pigmentu v plodech je nutně doprovázena přítomností stejného, ​​ale pouze v listí.

U lidí je známa nemoc Marfanův syndrom. To je spojeno s vadou v genu, který je zodpovědný za vývoj pojivové tkáně. Výsledkem je, že tam, kde je tato tkáň v těle, mohou být pozorovány problémy.

Tito pacienti mají dlouhé "pavoukové" prsty, dislokaci oční čočky, diagnostikují srdeční onemocnění.

Vliv environmentálních faktorů na působení genů

Vliv vnějších faktorů prostředí na vývoj organismů nelze popřít. Patří sem:

• Napájení.
• Teplota
• Světlo
• Chemické složení půdy.
• Vlhkost atd.

Faktory prostředí jsou zásadní v procesech výběru, dědičnosti a variability.

Když vezmeme v úvahu formy interakce alelických genů nebo nealkohol, musíme vždy vzít v úvahu dopad životního prostředí. Můžete uvést příklad: jestliže rostliny jarní prkna při teplotě 15-20 stupňů, pak všechny hybridy první generace budou mít růžovou barvu. Při teplotě 35 stupňů jsou všechny rostliny bílé. Zde máte vliv environmentálního faktoru na projev znamení, nezáleží na tom, který gen je dominantní. U králíků se ukazuje, že barva srsti závisí také na teplotním faktoru.

Vědci již dávno pracují na tom, jak ovládat projevy znaků, působit různé vnější vlivy. To může poskytnout příležitost ke kontrole vývoje vrozených příznaků, které jsou obzvláště důležité pro lidi. Proč nepoužívat své znalosti k prevenci projevování některých dědičných onemocnění?

Všechny typy interakcí alelických genů, a nejen jejich, mohou být tak rozmanité a mnohostranné, že je nemožné je přiřadit určitému typu. Lze říci, že všechny tyto interakce jsou stejně komplexní jak u lidí, tak u zástupců všech rostlinných a živočišných druhů.