Взаимодействие генов
- 9-11-2021, 22:03
- 381
9 Клас , Биология 9 класс Соболь (новая программа)
§ 36. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГЕНОВ
Основные понятия и ключевые термины: ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГЕНОВ. Взаимодействие аллельных генов. Взаимодействие неаллельных генов.
Вспомните! Что такое гены?
Подумайте!
В Психологической энциклопедии взаимодействие определяется как прямое или опосредствованное влияние субъектов друг на друга, характеризующееся возникновением связей и их взаимообусловленностью. Исследованиями установлено существование таких видов взаимодействия, как содружество, конкуренция и конфликт. А каковы особенности взаимодействия генов в генотипе?
СОДЕРЖАНИЕ
Каковы особенности взаимодействия генов?
Наследование признаков не всегда является простым и понятным, как это объясняют закономерности Менделя. Вспомним, что основным постулатом менделевских скрещиваний является то, что каждый признак определяется своим геном. В действительности всё гораздо сложнее. Например, современные исследования учёных указывают на то, что в наследовании цвета глаз у человека участвуют минимум шесть генов. Их взаимодействие обусловлено наличием, количества и плотности распределения форм меланина в клетках радужной оболочки, что и определяет коричневый, зелёный и голубой - основные цвета и их оттенки.
Под взаимодействием генов понимают не взаимовлияния генов на активность друг друга (эту функцию осуществляют регуляторные гены), а их совместное участие в формировании признака. Молекулярные механизмы взаимодействия генов заключаются в том, что развитие каких-либо признаков у организмов является следствием сложного взаимодействия между функциональными продуктами деятельности генов - белками и РНК. Эти соединения участвуют в одних и тех же клеточных биохимических процессах, влияющих на формирование признака. Таким образом, взаимодействие генов - это взаимодействие их продуктов деятельности в цитоплазме клеток.
Генотип особей является целостной системой, хотя и состоит из отдельных генов. В этой исторически сложившейся системе выделяют два основных типа взаимодействия генов: взаимодействие аллельных и взаимодействие неаллельных генов.
Итак, ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГЕНОВ - взаимное влияние аллельных генов с участием функциональных продуктов, особенности которых и определяют разные виды наследования признаков.
Как происходит взаимодействие аллельных генов?
Взаимодействие аллельных генов - это взаимное влияние генов, которые занимают подобные локусы в гомологичных хромосомах.
Ил. 93. Наследование окраски цветов гороха по типу полного доминирования
Ил. 94. Наследование окраски плодов земляники по типу неполного доминирования
Таблиця 9. ГЕНОТИПЫ ЧЕЛОВЕКА С РАЗНЫМИ ГРУППАМИ КРОВИ ПО СИСТЕМЕ АВ0
Основной формой взаимодействия аллельных генов является полное доминирование, которое впервые описано Г. Менделем.
Полное доминирование - это форма взаимодействия аллельных генов, при котором у гетерозиготного организма (Аа) доминантный аллель (А) полностью подавляет действие рецессивного (а). В результате такого воздействия у гетерозигот наблюдается доминантное проявление признака (ил. 93).
Примером этой формы взаимодействия является наследование окраски семян гороха, роста человека (низкий рост - доминантное проявление, высокий - рецессивное).
Неполное доминирование - это форма взаимодействия аллельных генов, при которой у гетерозиготного организма (Аа) доминантный аллель (А) полностью не подавляет рецессивный аллель (а), вследствие чего проявляется промежуточное состояние признака. При неполном доминировании расщепление по генотипу и фенотипу совпадает и составляет 1 : 2 : 1 (ил. 94). Примерами признаков, наследуемых по неполному доминированию, являются: форма человеческого волоса (вьющиеся, волнистые и прямые), окраска перьев кур (чёрная, пёстрая и белая), окраска плодов земляники (красная, розовая и белая) и др.
Множественный аллелизм - это явление, при котором признак в популяции определяется не двумя, а несколькими аллелями. Множественные аллели возникают вследствие мутации одного гена у разных особей. Начальное нормальное состояние гена обозначается как «дикий тип». Так, у человека три аллельных гена (их обозначают і0, ІА, ІВ) в различных сочетаниях определяют 4 группы крови по системе АВ0 (табл. 9). Серии множественных аллелей определяют также окраску меха у лисиц, кроликов, гвинейских свинок, кошек, цвет глаз у дрозофилы и др.
Итак, основными формами взаимодействия аллельных генов является полное доминирование, неполное доминирование и множественный аллелизм.
Как происходит взаимодействие неаллельных генов?
Взаимодействие неаллельных генов - это взаимное влияние генов, расположенных в различных неидентичных участках гомологичных хромосом.
Ил. 95. Комплементарное взаимодействие генов у волнистых попугаев
Комплементарность — это форма взаимодействия нескольких доминантных неаллельных генов, которые вместе определяют развитие нового проявления признака. По этому виду взаимодействия признак будет развиваться вследствие взаимодействия белков, образовавшихся под контролем двух неаллельных генов. Так, у волнистых попугаев взаимодействие доминантных генов жёлтой (А) и синей (В) окраски определяет зелёную окраску (АВ) (ил. 95). По типу комплементарного взаимодействия наследуются цвет шерсти у кроликов, форма гребня у кур, синтез защитных белков-интерферонов и развитие нормального слуха (при наличии двух доминантных генов) у человека и др.
Ил. 96. Полимерное наследование цвета кожи у человека
Полимерия - это форма взаимодействия неаллельных генов, при которой несколько доминантных неаллельных генов влияют на степень развития признака. Неаллельные гены, одновременно действующие на формирование одного и того же признака, называют полимерными. Так, цвет кожи у человека определяется шестью полимерными генами.
У коренных жителей Африки преобладают доминантные аллели чёрного цвета, у представителей европеоидной расы - рецессивные аллели белого цвета (ил. 96). Полимерное взаимодействие генов определяет также урожайность пшеницы, сахаристость свёклы, яйценоскость кур, количество и жирность молока крупного рогатого скота, артериальное давление человека, содержание витаминов в плодах и др.
Ил. 97. Множественное действие гена у человека
Множественное действие генов (плейотропия) - это влияние одного гена на проявление различных признаков. Так, у человека один ген определяет рыжий цвет волос, светлый цвет кожи и наличие веснушек (ил. 97). Причиной плейотропии может быть также участие продукта одного гена в нескольких биохимических реакциях. Например: красные цветы сопровождаются у некоторых видов растений красноватым стеблем, у сортов с белыми цветами - стебли зелёные, у дрозофил отсутствие пигмента в глазах приводит к окраске органов, снижает плодовитость и продолжительность жизни и др.
Итак, основными формами взаимодействия неаллельных генов являются комплементарность, полимерия и множественное действие генов.
ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
Задание на применение знаний
Примените знания и определите характер наследования приведённых наследственных признаков человека.
Решение упражнений
Упражнение 1. Какими могут быть дети от брака мужчины и женщины с волнистыми волосами, если вьющиеся волосы - доминантное проявление признака, а прямые - рецессивное?
Упражнение 2. У матери I группа крови, а у отца - IV. Могут ли дети унаследовать группу крови одного из родителей?
ОТНОШЕНИЕ
Биология + Практика
Цвет глаз - очень интересная тема, которой занимались исследователи на протяжении веков. Практически всегда глаза новорождённых имеют именно голубой цвет, который впоследствии темнеет по мере воздействия на него солнечного света. Примерно к трём-четырём годам глаза ребенка обычно приобретают постоянный, остающийся на всю жизнь, цвет, будь он голубым, зелёным, коричневым, янтарным, серым, фиолетовым и даже красным. Примените статистический метод, проведите исследования и определите частоту встречаемости (в процентах) проявлений цвета глаз в разных классах вашей школы.
РЕЗУЛЬТАТ
Коментарі (0)