4.3. Взаимодействие генов

В организме одновременно функционирует множество генов. В процессах реализации генетической информации в признак возможны многочисленные «пункты» взаимодействия разных генов на уровне биохимических реакций. Такие взаимодействия неизбежно отражаются на формировании фенотипа.

Аллельные гены определяют альтернативные признаки, так как лежат в гомологичных локусах гомологичных хромосом. Между аллелями гетерозиготы возможны определенные взаимодействия, лежащие в основе проявления признака в фенотипе. Известны три основные формы межаллельных взаимодействий.

Полное доминирование – в гетерозиготе один аллель (доминантный) подавляет проявление второго аллеля (рецессивного).

Неполное доминирование – в гетерозиготе наблюдается промежуточное проявление признаков аллелей.

Кодоминирование – независимое проявление аллелей в гетерозиготе.

В некоторых случаях механизм взаимодействия аллелей расшифрован. Лучше всего их взаимоотношения иллюстрируют белки-ферменты. Данные биохимической генетики показывают, что явление доминирования часто связано с активностью определенного фермента.

Менее понятно явление моногенного гетерозиса, когда в гетерозиготе признак проявляется сильнее, чем в гомозиготе по доминантному аллелю. Гетерозис – явление превосходства гибридов над обеими родительскими формами. Феномен гетерозиса интенсивно изучался в связи с его важной ролью для селекции. Это явление весьма сложное и неоднозначное. Неоднозначно понятие «превосходство», так как гетерозис проявляется на репродуктивном, соматическом и адаптивном уровнях. Проявления на разных уровнях могут быть противоположной направленности (например, «улучшение» соматических показателей может сопровождаться «ухудшением» адаптивных). Неоднозначны сами понятия «улучшение», «ухудшение», поскольку они не имеют четких критериев и их применение крайне субъективно. Существует несколько теорий, объясняющих природу гетерозиса.

Феномен моногенного гетерозиса, когда показана зависимость признака от одной аллельной пары, является только одним аспектом теории гетерозиса. По предложению Ф. Добжанского это явление получило название сверхдоминирования. Оно имеет большое значение для эволюционной теории, поскольку демонстрирует преимущество гетерозигот в популяциях. Однако это понятие скорее применимо к адаптивному уровню, поэтому до выяснения генетических механизмов сверхдоминирования рассматривать его как особый вид межаллельных взаимодействий преждевременно.

В живых организмах часто взаимодействуют не только аллели одного гена, но и аллели разных генов, давая самые различные варианты расщепления. Различают три основных типа взаимодействия неаллельных генов.

Комплементарность – взаимодействие разных доминантных аллелей обусловливает появление нового признака.

По типу комплементарности обычно взаимодействуют гены, контролирующие разные этапы одного и того же метаболического пути. Однако для некоторых морфологических признаков биохимический механизм реализации неизвестен.

Эпистаз – один ген подавляет проявление другого, неаллельного ему гена.

Гены, подавляющие действие других генов, называются эпистатическими (или генами-супрессорами). Возможны два варианта эпистаза: доминантный эпистаз – эпистатический ген является доминантным в своей аллельной паре и рецессивный эпистаз – эпистатический ген является рецессивным в своей аллельной паре.

Полимерия – однозначное действие неаллельных генов. Полимерия связана с контролем признака несколькими неаллельными генами. Полигенный контроль весьма широко распространен в генетике. Полимерные гены обычно обозначаются одинаковыми буквами с нижним индексом – А1, А2, А3 и т. д.

Полимерия также встречается в двух вариантах. При кумулятивной полимерии интенсивность признака пропорциональна числу доминантных аллелей среди полимерных генов, а при некумулятивной полимерии разные полимерные гены дублируют друг друга и для проявления признака достаточно наличия одного из доминантных аллелей.

Многочисленные случаи взаимодействия генов заполняют основной объем всех задачников по генетике. В типичном случае при скрещивании дигетерозигот при взаимодействии генов образуются самые различные отношения фенотипических классов в поколениях – 9: 3: 4; 9: 7; 13: 3; 12: 3: 1; 15: 1 и другие. Генетический анализ показывает, что все они являются видоизменением классической менделевской формулы дигибридного расщепления 9: 3: 3: 1. Решение большого количества задач по генетике является необходимым этапом в подготовке студентов, изучающих генетику.

Словосочетание «взаимодействие генов» несколько условно, так как обычно взаимодействуют не сами гены, а их продукты. Однако нельзя согласиться с термином «взаимодействие фенов», который неточно отражает смысл явления. На мой взгляд, в учебной литературе лучше оставить традиционный термин «взаимодействие генов» (аллельных и неаллельных).

Похожие книги из библиотеки

8 недель для победы над бессонницей. Как самостоятельно наладить сон

Кратковременные нарушения сна – такое же обычное явление в жизни человека, как простуда или насморк. Бессонница – одна из самых частых проблем, с которой пациенты обращаются к лечащим врачам. Множество проведенных исследований доказывает: в борьбе с нарушениями сна весьма эффективны навыки самопомощи. На основании выводов этих исследований, а также с учетом отзывов пациентов на предложенную авторами систему аутотренинга было подготовлено данное руководство. Авторы его – психотерапевты и сомнологи (специалисты в области сна), имеющие многолетний опыт в диагностике и лечении нарушений сна. В книге вы найдете описание простых правил и действий, выполняя которые сможете самостоятельно добиться такого же эффекта, как и с помощью снотворных препаратов.

Психологический тренинг для бегунов

Как мотивировать себя на занятия бегом, каждый час которого, согласно многим исследованиям, продлевает нашу жизнь на два часа? Как, начав тренировки, не утратить мотивации при столкновении с теми или иными проблемами? Как контролировать свое физическое и психическое состояние, получать максимальную пользу и удовольствие от физических упражнений и улучшить качество жизни в целом? Ответы на эти и многие другие вопросы вы найдете в книге Джеффа Гэллоуэя, инструктора по бегу и автора оригинальных тренировочных методик.

Большая книга упражнений для спины: комплекс «Умный позвоночник»

Эта книга – суперхит Игоря Анатольевича Борщенко, нейрохирурга, кандидата медицинских наук. Комплекс упражнений «Умный позвоночник» давно стал бестселлером № 1 по данной теме! Вы сможете узнать: – почему у вас болит спина; – как избавиться от поясничного прострела; – как восстановить нервные клетки; – правила движения позвоночника; – как грамотно составить фитнес-план. Уникальная позиционная гимнастика, опирающаяся на космические реабилитационные технологии, поможет, укрепить глубокие мышцы спины, формирующие внутренний корсет позвоночника, обрести идеальную осанку и навсегда забыть о хронических заболеваниях позвоночника и суставов!

Как учиться и не испортить зрение

Must-have для родителей, которые заботятся о зрении своих детей, особенно при большой нагрузке в школе, которая, как правило, заканчивается близорукостью. Автор этой книги офтальмолог Марина Ильинская знакомит читателей с уникальной методикой восстановления зрения у детей. Ребенку не понадобятся очки, если вы подберете ему щадящий режим зрительных нагрузок, обучите его специальным методам разгрузки глаз, освоите с ним уникальный тренировочный комплекс упражнений для глазных мышц. Эта методика поможет ребенку не только значительно улучшить остроту зрения, но и восприятие цвета.