Interazione di geni non allelici: tipi e forme

La trasmissione di caratteristiche di generazione in generazione è dovuta all'interazione tra diversi geni. Cos'è un gene e quali sono i tipi di interazione tra loro?

Cos'è un gene?

Sotto il gene al momento, mediaunità di trasferimento di informazioni ereditarie. I geni si trovano nel DNA e formano le sue regioni strutturali. Ogni gene è responsabile della sintesi di una determinata molecola proteica, che determina la manifestazione di un particolare tratto nell'uomo.

Ogni gene ha diverse sottospecie o alleli,che causano una varietà di sintomi (ad esempio, il colore degli occhi marroni è causato dall'allele dominante del gene, mentre il colore blu è un segno recessivo). Gli alleli si trovano nelle stesse aree dei cromosomi omologhi e la trasmissione di un particolare cromosoma causa la manifestazione di un particolare tratto.

Tutti i geni interagiscono tra loro. Esistono diversi tipi di interazione: allelica e non allelica. Di conseguenza, l'interazione di geni allelici e non-allelici viene individuata. Cosa sono diversi gli uni dagli altri e come si manifestano?

Storia della scoperta

Prima che i tipi di interazione fossero scopertigeni non allelici, è stato considerato che solo il dominio completo è possibile (se c'è un gene dominante, allora il sintomo si manifesterà, ma se non lo fa, allora non ci sarà alcun segno). La predominanza della dottrina dell'interazione allelica, che per lungo tempo è stato il principale dogma della genetica. La dominazione fu investigata a fondo e furono scoperti i suoi tipi, come dominazione completa e incompleta, codominazione e sovradominanza.

Tutti questi principi erano soggetti alla prima legge mendeliana, che si riferiva all'uniformità degli ibridi della prima generazione.

Con ulteriori osservazioni e indagini,Si noti che non tutti i segni sono stati adattati alla teoria del dominio. Con uno studio più approfondito, è stato dimostrato che non solo gli stessi geni influenzano la manifestazione del tratto o gruppo di proprietà. Quindi, sono state scoperte le forme di interazione dei geni non-allelici.

Reazioni tra geni

Come è stato detto, la dottrina ha prevalso per lungo temposull'eredità dominante. In questo caso, c'era un'interazione allelica, in cui il sintomo si manifestava solo nello stato eterozigote. Dopo aver scoperto diverse forme di interazione di geni non allelici, gli scienziati sono stati in grado di spiegare tipi di eredità precedentemente inspiegabili e di ottenere risposte a molte domande.

È stato trovato che la regolazione genica direttamentedipendeva dagli enzimi. Questi enzimi hanno permesso ai geni di reagire in modo diverso. L'interazione di geni allelici e non allelici procedeva secondo gli stessi principi e schemi. Ciò ha portato alla conclusione che l'ereditarietà non dipende dalle condizioni in cui i geni interagiscono, e la ragione della trasmissione atipica dei tratti sta nei geni stessi.

L'interazione non-allelica è unica, il che ci consente di ottenere nuove combinazioni di caratteristiche che causano un nuovo grado di sopravvivenza e sviluppo di organismi.

Geni non allelici

Non-allelico sono quei geni che sono localizzati indiverse aree di cromosomi non omologhi. Hanno funzione di sintesi, ma codificano la formazione di varie proteine, causando segni diversi. Tali geni, reagendo l'uno con l'altro, possono causare lo sviluppo dei sintomi in diverse combinazioni:

• Un segno sarà dovuto all'interazione di molti, completamente diversi nella struttura dei geni.
• Alcuni sintomi dipenderanno da un gene.

Le reazioni tra questi geni procedono in modo un po 'più complicato rispetto al caso dell'interazione allelica. Tuttavia, ciascuno di questi tipi di reazioni ha le sue caratteristiche e peculiarità.

Quali sono i tipi di interazione dei geni non-allelici?

• Epistasi.
• Polimeri.
• Complementarità.
• L'azione di modificare i geni.
• Interazione pleiotropica

Ognuno di questi tipi di interazione ha le sue proprietà uniche e si manifesta a suo modo.

È necessario soffermarsi più in dettaglio su ciascuno di essi.

epistasi

Questa interazione di geni non allelici è un'epistasi- si osserva nel caso in cui un gene sopprime l'attività dell'altro (il gene soppressivo è chiamato epistatico e il gene soppresso è chiamato gene ipostatico).

La reazione tra questi geni può esseredominante e recessiva. L'epistasi dominante si osserva quando il gene epistatico (solitamente indicato dalla lettera I, se non ha una manifestazione esterna, fenotipica) sopprime il gene ipostatico (di solito è indicato con B o b). L'epistasi recessiva si osserva quando l'allele recessivo del gene epistatico inibisce la manifestazione di uno qualsiasi degli alleli dell'ipostatismo del gene.

Scissione per tratto fenotipico, conognuno dei tipi di queste interazioni è anche diverso. Con l'epistasi dominante, il seguente schema è più spesso osservato: nella seconda generazione i fenotipi saranno suddivisi in: 13: 3, 7: 6: 3 o 12: 3: 1. Tutto dipende da quali geni convergono.

Con un'epistasi ricorrente, la divisione è 9: 3: 4, 9: 7, 13: 3.

complementarità

L'interazione di geni non allelici, in cui un nuovo fenotipo, che non è stato incontrato prima, si forma quando si forma una combinazione di alleli dominanti di più caratteri, ed è chiamata complementarità.

Ad esempio, molto spesso questo tipo di reazione tra i geni si verifica nelle piante (specialmente nelle zucche).

Se c'è un allele dominante A o B nel genotipo della pianta, la verdura assume una forma sferica. Se il genotipo è reciproco, la forma del feto è solitamente allungata.

Se ce ne sono duealleli dominanti (A e B) la zucca assume una forma simile a un disco. Se continuiamo ad attraversare (cioè continuare questa interazione di geni non allelici con zucche di una linea pulita), quindi nella seconda generazione è possibile ottenere 9 individui con una forma discoidale, 6 - con una sferica e una zucca di forma allungata.

Tale attraversamento consente di ottenere nuove forme ibride di piante con proprietà uniche.

Nell'uomo, questo tipo di interazione causa il normale sviluppo dell'udito (un gene è lo sviluppo della coclea, l'altro è il nervo uditivo), e in presenza di un solo tratto dominante, si manifesta la sordità.

polymerism

Spesso la base per la manifestazione di un segno non è la presenza di un allele dominante o recessivo del gene, ma il loro numero. L'interazione di geni non allelici - il polimero - è un esempio di tale manifestazione.

L'azione polimerica dei geni può procedere daeffetto cumulativo (cumulativo) o senza di esso. Quando il grado di accumulo dei sintomi caratteristici dipende dall'interazione totale del gene (più geni, l'indicazione più pronunciato). Progenie con tale effetto è così suddiviso: - 1: 4: 6: 4: 1 (grado di diminuzione caratteristici, cioè a una caratteristica individuale massimamente espresso, in altri si osserva estinzione fino a completa scomparsa).

Se non si osserva alcun effetto cumulativo, alloraLa manifestazione del segno dipende dagli alleli dominanti. Se esiste almeno un allele di questo tipo, si verificherà il sintomo. Con questo effetto, la divisione nella progenie procede in un rapporto di 15: 1.

Azione dei geni modificatori

L'interazione dei geni non allelici, controllata dall'azione dei modificatori, è relativamente rara. Un esempio di tale interazione è il seguente:

• Ad esempio, c'è un gene D responsabilel'intensità del colore. Lo stato dominante, il gene regola la comparsa del colore, mentre nella formazione del genotipo retsissivnogo di questo gene, anche se ci sono altri geni che controllano direttamente al colore apparirà "effetto diluizione del colore" che viene spesso osservata nei topi il colore bianco latte.
• Un altro esempio di una tale reazione ècomparsa di spotting sul corpo degli animali. Ad esempio, esiste un gene F, la cui funzione principale è l'uniformità della tintura della lana. Quando si forma un genotipo recessivo, la lana sarà colorata in modo non uniforme, con l'aspetto, per esempio, di macchie bianche in una o un'altra area del corpo.

Questa interazione di geni non allelici nell'uomo è piuttosto rara.

pleiotropia

In questo tipo di interazione, un gene regola la manifestazione o influenza il grado di espressione di un altro gene.

Negli animali, la pleiotropia si manifestava come segue:

• Nei topi, l'esempio della pleiotropia ènanismo. Si è notato che quando si accoppiavano topi fenotipicamente normali nella prima generazione, tutti i topi si rivelarono essere nani. Si è concluso che il nanismo è causato da un gene recessivo. Gli omozigoti recessivi cessarono di crescere e i loro organi interni e le loro ghiandole erano sottosviluppati. Questo gene nanismo ha influenzato lo sviluppo della ghiandola pituitaria nei topi, che ha portato ad una diminuzione della sintesi di ormoni e ha causato tutte le conseguenze.
• Colore platino in volpi. La pleiotropia in questo caso era manifestata da un gene letale, che durante la formazione di un omozigote dominante causava la morte di embrioni.
• Nell'uomo l'interazione pleiotropica è mostrata sull'esempio della fenilchetonuria e della sindrome di Marfan.

Il ruolo dell'interazione non-allelica

Nel piano evolutivo, tutte le specie di cui soprainterazioni di geni non allelici svolgono un ruolo importante. Nuove combinazioni genetiche causano la comparsa di nuovi segni e proprietà di organismi viventi. In alcuni casi, questi segni contribuiscono alla sopravvivenza dell'organismo, in altri - al contrario, causano la morte di quegli individui che saranno significativamente distinti dalla loro specie.

Interazione non lineare di geni ampiamenteutilizzato nella genetica riproduttiva. Alcune specie di organismi viventi sopravvivono a causa di una simile ricombinazione genetica. Altre specie acquistano proprietà che sono molto apprezzate nel mondo moderno (ad esempio, l'allevamento di una nuova razza di animali con maggiore resistenza e forza fisica rispetto ai suoi genitori).

È in corso il lavoro per utilizzare questi tipi di ereditarietà nell'uomo al fine di eliminare i segni negativi dal genoma umano e creare un nuovo genotipo privo di difetti.