Συμπληρωματική δράση γονιδίων. Αλληλεπίδραση μη αλληλόμορφων γονιδίων: συμπληρωματικότητα, επίσταση, πολυμερία, πλειοτροπία Συμπληρωματικότητα γονιδιακή αλληλεπίδραση

Αλληλεπίδραση αλληλόμορφων γονιδίων και των τύπων τους

Μελετώντας τους νόμους του G. Mendel, έχουμε ήδη εξοικειωθεί με τους κύριους τύπους αλληλεπίδρασης των αλληλόμορφων γονιδίων. Με βάση το υλικό που έχετε μελετήσει προηγουμένως, συμπληρώστε τον πίνακα.

Τραπέζι. Τύποι αλληλεπίδρασης μεταξύ γονιδίων ενός ζεύγους αλληλόμορφων

Αλληλεπίδραση μη αλληλόμορφων γονιδίων

Με βάση τους νόμους του G. Mendel, μπορούμε να καταλήξουμε στο συμπέρασμα ότι υπάρχει μια αρκετά ισχυρή σύνδεση μεταξύ ενός γονιδίου και ενός χαρακτηριστικού, ότι ο γονότυπος αποτελείται από το άθροισμα γονιδίων που δρουν ανεξάρτητα και ο φαινότυπος είναι ένας μηχανικός συνδυασμός των ατομικών χαρακτηριστικών. Ωστόσο, οι άμεσες και σαφείς συνδέσεις μεταξύ ενός γονιδίου και ενός χαρακτηριστικού είναι η εξαίρεση και όχι ο κανόνας. Η ανάπτυξη ενός χαρακτηριστικού σε έναν οργανισμό είναι συνήθως υπό τον έλεγχο πολλών γονιδίων και το χαρακτηριστικό είναι το αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης μη αλληλόμορφων γονιδίων.

Η απλούστερη περίπτωση αλληλεπίδρασης μη αλληλικών γονιδίων είναι όταν ένα χαρακτηριστικό ελέγχεται από δύο ζεύγη αλληλόμορφων. Ας δούμε μερικά παραδείγματα τέτοιας αλληλεπίδρασης.

Συμπληρωματική γονιδιακή αλληλεπίδραση

Το φαινόμενο της γονιδιακής αλληλεπίδρασης, στο οποίο η παρουσία δύο μη αλληλόμορφων γονιδίων είναι απαραίτητη για την εκδήλωση ενός χαρακτηριστικού, ονομάζεται συμπληρωματικότητα(από λατ. συμπληρωματικό- προσθήκη), και τα γονίδια που είναι απαραίτητα για την εκδήλωση του χαρακτηριστικού είναι συμπληρωματικός, ή επιπλέον.

Ας εξετάσουμε διάφορες επιλογές για αλληλεπίδραση συμπληρωματικών γονιδίων.

Τα αλληλόμορφα του δεύτερου γονιδίου εμφανίζονται μόνο με την παρουσία ενός κυρίαρχου αλληλόμορφου του γονιδίουΕΝΑ. Ο χρωματισμός των ποντικών εξαρτάται, στην απλούστερη περίπτωση, από δύο γονίδια. Ποντίκια με γονότυπο αχστερούνται χρωστικής και έχουν λευκό χρώμα. Με την παρουσία ενός κυρίαρχου αλληλόμορφου ΕΝΑπαράγεται η χρωστική ουσία και το ποντίκι είναι κάπως χρωματισμένο. Το συγκεκριμένο χρώμα καθορίζεται από το δεύτερο γονίδιο. Το κυρίαρχο αλληλόμορφό του ΜΕπροκαλεί το γκρι χρώμα του ποντικιού και το υπολειπόμενο αλληλόμορφο Με- μαύρο χρώμα. Έτσι, αν λάβουμε υπόψη ομόζυγες παραλλαγές, ο γονότυπος των γκρίζων ποντικών είναι AASS, μαύρο – AAAss, άσπρο - aaSSή μαλάκα. Όταν σταυρώνετε ένα γκρίζο ποντίκι AASSμε λευκό μαλάκαστην πρώτη γενιά όλα αποδεικνύονται σύμφωνα με τον Mendel: όλα τα υβρίδια έχουν γκρι χρώμα (αυτά είναι ετεροζυγώτες με τον γονότυπο AaSs). Στο F2, όπως είναι εύκολο να ελεγχθεί, έχουμε 9/16 γκρι ποντίκια, 3/16 μαύρα και 4/16 λευκά.

Για να εκδηλωθεί ένα χαρακτηριστικό, πρέπει να υπάρχουν στον γονότυπο κυρίαρχα αλληλόμορφα δύο διαφορετικών γονιδίων.Ένα παράδειγμα τέτοιας συμπληρωματικής γονιδιακής αλληλεπίδρασης είναι η κληρονομικότητα του σχήματος των φρούτων στις κολοκύθες. Παρουσία και των δύο κυρίαρχων αλληλόμορφων, οι καρποί έχουν σχήμα δίσκου, παρουσία ενός (οποιουδήποτε!) κυρίαρχου αλληλόμορφου - σφαιρικού και ελλείψει κυρίαρχων αλληλόμορφων - επιμήκεις.

Για να εκδηλωθεί ένα χαρακτηριστικό, πρέπει να υπάρχουν στον γονότυπο κυρίαρχα αλληλόμορφα δύο διαφορετικών γονιδίων, αλλά κάθε κυρίαρχο αλληλόμορφο, σε συνδυασμό με υπολειπόμενα αλληλόμορφα του άλλου ζεύγους, έχει μια ανεξάρτητη φαινοτυπική εκδήλωση.Για παράδειγμα, στα κοτόπουλα, η ακρολοφία σε σχήμα μπιζελιού καθορίζεται από ένα κυρίαρχο γονίδιο, ενώ η κορυφογραμμή σε σχήμα τριανταφυλλιού από ένα άλλο μη αλληλόμορφο, αλλά και κυρίαρχο γονίδιο. Όταν αυτά τα γονίδια βρίσκονται στον ίδιο γονότυπο, αναπτύσσεται μια ακρολοφία σε σχήμα καρυδιού. Εάν ο οργανισμός είναι ομόζυγος και για τα δύο υπολειπόμενα γονίδια, αναπτύσσεται μια απλή χτένα σε σχήμα φύλλου. Κατά τη διασταύρωση διυβριδίων (όλα με χτένα σε σχήμα παξιμαδιού), στη δεύτερη γενιά εμφανίζεται ένα σχίσιμο σε αναλογία 9: 3: 3: 1. Αλλά εδώ είναι αδύνατο να βρεθεί ανεξάρτητος διαχωρισμός κάθε αλληλόμορφου σε αναλογία 3:1, αφού σε όλες τις περιπτώσεις σύμπτωσης στον γονότυπο και των δύο κυρίαρχων γονιδίων, η άμεση επίδρασή τους δεν ανιχνεύεται.

Έτσι, μιλάμε για συμπληρωματική αλληλεπίδραση μη αλληλόμορφων γονιδίων στην περίπτωση που δύο μη αλληλικά γονίδια δίνουν ένα νέο χαρακτηριστικό, δηλαδή συμβαίνει ένας νέος σχηματισμός.

Επιστατική γονιδιακή αλληλεπίδραση

Η αλληλεπίδραση γονιδίων, στην οποία ένα γονίδιο καταστέλλει τη δράση ενός άλλου, μη αλληλόμορφου με το πρώτο, ονομάζεται επίσταση(από τα ελληνικά επι– πάνω και στάση- stand) και ονομάζονται τα γονίδια που καταστέλλουν τη δράση άλλων γονιδίων κατασταλτικά γονίδια, ή ανασταλτικά γονίδια(από λατ. αναστέλλω– κρατήστε) ή επιστατικά γονίδια. Το γονίδιο που καταστέλλεται ονομάζεται υποστατικός.

Υπάρχουν κυρίαρχες και υπολειπόμενες επίσταση.

Κυρίαρχη επίστασησχετίζεται με ένα κυρίαρχο γονίδιο αναστολέα. Για παράδειγμα, γονίδιο Εγώκαθορίζει το λευκό χρώμα των καρπών κολοκύθας· εάν υπάρχει, την επίδραση του γονιδίου ΣΕδεν εμφανίζεται. Με γονότυπο iiBBή iiВbΤα φρούτα της κολοκύθας είναι κίτρινα. Τέλος, εάν και τα δύο γονίδια αντιπροσωπεύονται από υπολειπόμενα αλληλόμορφα, ο καρπός της κολοκύθας είναι πράσινος. Ο ίδιος τύπος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να κληρονομήσει το χρώμα του τριχώματος των σκύλων, των προβάτων και άλλων ζώων.

Υπολειπόμενη επίστασηανιχνεύεται όταν η έκφραση ενός γονιδίου καταστέλλεται από υπολειπόμενα αλληλόμορφα ενός άλλου γονιδίου. Αυτός ο τύπος επίστασης απεικονίζεται από την κληρονομικότητα του χρώματος του τριχώματος σε οικιακά ποντίκια. Το χρώμα Agouti (κοκκινωπό-γκρι) καθορίζεται από το κυρίαρχο γονίδιο ΕΝΑ, το υπολειπόμενο αλληλόμορφό του ΕΝΑδίνει μαύρο χρώμα. Γονίδιο από μη αλληλικό ζεύγος ΣΕπροάγει την εκδήλωση του χρώματος, και του γονιδίου σιείναι κατασταλτικό και καταστέλλει την επίδραση του κυρίαρχου αλληλόμορφου ΕΝΑκαι υπολειπόμενο ΕΝΑ. Ποντίκια με γονότυπο Аbbδεν διακρίνεται σε φαινότυπο από άτομα με τον γονότυπο aabb- Ολα ασπρα.

Αλληλεπίδραση πολυμερών γονιδίων

Πολυμερισμός– ένας τύπος αλληλεπίδρασης μη αλληλικών γονιδίων κατά την οποία πολλά ζεύγη μη αλληλικών γονιδίων δρουν στην ανάπτυξη ενός χαρακτηριστικού. Τέτοια γονίδια ονομάζονται πολυμερές(από τα ελληνικά πολιτική– πολλά και μέρος- Μέρος). Συμβολίζονται με το ίδιο γράμμα, αλλά με διαφορετικούς δείκτες, οι οποίοι υποδεικνύουν τον αριθμό των αλληλικών ζευγών στον γονότυπο που καθορίζουν την ανάπτυξη ενός συγκεκριμένου χαρακτηριστικού ( Α 1 Α 1 Α 2 Α 2).

Υπάρχουν δύο παραλλαγές πολυμερισμού: με την αθροιστική επίδραση των γονιδίων και χωρίς ενίσχυση των γονιδίων μεταξύ τους.

Η αθροιστική επίδραση των πολυμερών γονιδίων.Σε αυτή την περίπτωση, ο βαθμός εκδήλωσης του χαρακτηριστικού εξαρτάται από τον αριθμό των κυρίαρχων αλληλόμορφων στον γονότυπο του ατόμου. Έτσι, το κόκκινο χρώμα των κόκκων σιταριού καθορίζεται από δύο ή περισσότερα ζεύγη γονιδίων. Κάθε ένα από τα κυρίαρχα γονίδια αυτών των αλληλόμορφων καθορίζει το κόκκινο χρώμα, ενώ τα υπολειπόμενα γονίδια καθορίζουν το λευκό χρώμα των κόκκων. Ένα κυρίαρχο αλληλόμορφο παράγει κόκκους που δεν είναι πολύ χρωματισμένοι. Εάν υπάρχουν δύο κυρίαρχα αλληλόμορφα στον γονότυπο, η ένταση του χρώματος αυξάνεται. Μόνο όταν ο οργανισμός είναι ομόζυγος για όλα τα ζεύγη υπολειπόμενων γονιδίων, οι κόκκοι δεν χρωματίζονται. Έτσι, κατά τη διασταύρωση διυβριδίων, εμφανίζεται μια διάσπαση στην αναλογία 15 χρωματιστά προς ένα λευκό. Όμως από τα 15 βαμμένα, το ένα θα έχει έντονο κόκκινο χρώμα, γιατί... περιέχει τέσσερα κυρίαρχα αλληλόμορφα, τέσσερα θα είναι ελαφρώς πιο ανοιχτόχρωμα, επειδή περιέχουν τρία κυρίαρχα αλληλόμορφα και ένα υπολειπόμενο αλληλόμορφο σε γονότυπους, έξι είναι ακόμη πιο ελαφριά με δύο κυρίαρχα και δύο υπολειπόμενα αλληλόμορφα στους γονότυπους, τέσσερα είναι ακόμη πιο ελαφριά, επειδή έχουν μόνο ένα κυρίαρχο και τρία υπολειπόμενα γονίδια, δηλαδή, η πραγματική διάσπαση θα είναι 1: 4: 6: 4: 1.

Σύμφωνα με αυτή την έκδοση του πολυμερούς, το χρώμα του δέρματος, το ύψος και το βάρος κληρονομούνται στον άνθρωπο. Ένας παρόμοιος μηχανισμός κληρονομικότητας είναι χαρακτηριστικός πολλών ποσοτικών, συμπεριλαμβανομένων οικονομικά πολύτιμων χαρακτηριστικών: περιεκτικότητα σε ζάχαρη στις ρίζες τεύτλων, περιεκτικότητα σε βιταμίνες σε φρούτα και λαχανικά, μήκος του στάχυ των δημητριακών, μήκος του στάχυ, γονιμότητα των ζώων, παραγωγή γάλακτος στα ζώα , αυγοπαραγωγή κοτόπουλων κ.λπ.

Τα πολυμερή γονίδια δεν αλληλοενισχύονται.Σε αυτήν την περίπτωση, η διάσπαση στο F 2 θα είναι 15:1. Έτσι, οι καρποί της τσάντας του βοσκού μπορεί να είναι τριγωνικοί (κυρίαρχοι) και ωοειδείς (υπολειπόμενοι). Το χαρακτηριστικό ελέγχεται από δύο ζεύγη πολυμερών γονιδίων. Εάν ο γονότυπος ενός φυτού έχει τουλάχιστον ένα κυρίαρχο αλληλόμορφο από το πρώτο ή το δεύτερο ζεύγος γονιδίων πολυμερούς, τότε το σχήμα του καρπού θα είναι τριγωνικό ( Α 1 Α 2; Α 1 σε 2; α 1 Α 2 ). Μόνο εκείνα τα φυτά που δεν έχουν ένα μόνο κυρίαρχο αλληλόμορφο στον γονότυπο τους θα έχουν σχήμα οβάλ καρπού - α 1 α 1 α 2 α 2.

Έτσι, η συσσώρευση ορισμένων αλληλόμορφων στον γονότυπο μπορεί να οδηγήσει σε αλλαγές στην έκφραση των χαρακτηριστικών.

Πολλαπλή γονιδιακή δράση

Συχνά ένα γονίδιο δεν επηρεάζει ένα, αλλά μια σειρά από χαρακτηριστικά σε έναν οργανισμό. Το φαινόμενο κατά το οποίο ένα γονίδιο μπορεί να επηρεάσει τον σχηματισμό πολλών χαρακτηριστικών ενός οργανισμού ονομάζεται πλειοτροπία(από τα ελληνικά pleon– πιο πολυάριθμοι και τροπος- στροφή).

Η ύπαρξη αυτού του φαινομένου δεν έρχεται σε καμία περίπτωση σε αντίθεση με την κλασική έννοια του «ένα γονίδιο – μία πρωτεΐνη – ένα χαρακτηριστικό». Με απλοποιημένο τρόπο, η επίδραση ενός γονιδίου σε πολλά χαρακτηριστικά ταυτόχρονα μπορεί να αναπαρασταθεί ως εξής. Ως αποτέλεσμα της ανάγνωσης πληροφοριών από ένα γονίδιο, σχηματίζεται μια συγκεκριμένη πρωτεΐνη, η οποία μπορεί στη συνέχεια να συμμετάσχει σε διάφορες διαδικασίες που συμβαίνουν στο σώμα, ασκώντας έτσι πολλαπλά αποτελέσματα. Για παράδειγμα, στα μπιζέλια το καφέ χρώμα του περιβλήματος του σπόρου και η ανάπτυξη της χρωστικής σε άλλα μέρη του φυτού και το χρώμα των λουλουδιών εξαρτώνται από ένα γονίδιο. Στη Drosophila, το γονίδιο που προκαλεί το λευκό χρώμα των ματιών επηρεάζει το χρώμα του σώματος και τις αλλαγές σε ορισμένα εσωτερικά όργανα. Στους ανθρώπους, το γονίδιο που ευθύνεται για τα κόκκινα μαλλιά καθορίζει επίσης το ανοιχτότερο χρώμα του δέρματος και την εμφάνιση των φακίδων. Το σύνδρομο Marfan προκαλείται από ένα αυτοσωμικό κυρίαρχο πλειοτροπικό γονίδιο και εκδηλώνεται με υψηλή ανάπτυξη, επιμήκυνση των οστών των χεριών και των ποδιών (δάχτυλα αράχνης), υπερκινητικότητα των αρθρώσεων, υπεξάρθρημα του φακού του ματιού και καρδιακή νόσο.

Αυτή η πολλαπλή δράση είναι χαρακτηριστική για τα περισσότερα γονίδια. Ωστόσο, δεν πρέπει να φανταστεί κανείς ότι ένα πλειοτροπικό γονίδιο επηρεάζει κάθε χαρακτηριστικό εξίσου. Η συντριπτική πλειονότητα των γονιδίων με διάφορους βαθμούς πλειοτροπίας χαρακτηρίζεται από ισχυρότερη επίδραση σε ένα χαρακτηριστικό και πολύ ασθενέστερη επίδραση σε ένα άλλο.

Ο γονότυπος ως αναπόσπαστο σύστημα

Το γεγονός της διάσπασης των υβριδίων στους απογόνους μας επιτρέπει να ισχυριστούμε ότι ο γονότυπος αποτελείται από μεμονωμένα στοιχεία - γονίδια που μπορούν να κληρονομηθούν ανεξάρτητα ( διακριτικότητα του γονότυπου). Ταυτόχρονα, ο γονότυπος δεν μπορεί να θεωρηθεί ως ένα απλό μηχανικό άθροισμα μεμονωμένων γονιδίων. Ο γονότυπος είναι ένα σύστημα γονιδίων που αλληλεπιδρούν.Πιο συγκεκριμένα, δεν είναι τα ίδια τα γονίδια (τμήματα του DNA) που αλληλεπιδρούν, αλλά τα γονιδιακά προϊόντα που σχηματίζονται στη βάση τους (RNA, και στη συνέχεια πρωτεΐνες). Επομένως, σε ορισμένες περιπτώσεις, η δράση διαφορετικών γονιδίων είναι σχετικά ανεξάρτητη, αλλά, κατά κανόνα, η εκδήλωση ενός χαρακτηριστικού είναι το αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης προϊόντων διαφορετικών γονιδίων.

Ο γονότυπος οποιουδήποτε οργανισμού είναι ένα σύνθετο ολοκληρωμένο σύστημα γονιδίων που αλληλεπιδρούν. Αυτή η ακεραιότητα του γονότυπου προέκυψε ιστορικά στη διαδικασία εξέλιξης του είδους. Ως αποτέλεσμα μεταλλάξεων, εμφανίζονται συνεχώς νέα γονίδια, σχηματίζονται νέα χρωμοσώματα, ακόμη και νέα γονιδιώματα. Τα νεοεμφανιζόμενα γονίδια μπορούν να αλληλεπιδράσουν αμέσως με τα υπάρχοντα γονίδια ή να τροποποιήσουν τη φύση της εργασίας των τελευταίων, ακόμη και να είναι υπολειπόμενα, δηλαδή, χωρίς να εκδηλωθούν.

Κατά συνέπεια, σε κάθε είδος φυτών και ζώων ο γονότυπος εκδηλώνεται ως ένα αναπόσπαστο σύστημα που έχει αναπτυχθεί ιστορικά σε μια δεδομένη στιγμή.

II. Εμπέδωση γνώσεων

Συνοψίζοντας τη συνομιλία μαθαίνοντας νέο υλικό.

III. Εργασία για το σπίτι

Μελετήστε την παράγραφο του σχολικού βιβλίου (σχέση γονιδίων και χαρακτηριστικών, είδη αλληλεπίδρασης αλληλόμορφων και μη αλληλόμορφων γονιδίων, πλειοτροπία, γονότυπος ως αναπόσπαστο σύστημα).

Λύστε τα προβλήματα στο τέλος της παραγράφου του σχολικού βιβλίου.

Συμπληρωματικό είναι ένας τύπος αλληλεπίδρασης μη αλληλικών γονιδίων κατά τον οποίο η δράση ενός γονιδίου από ένα ζεύγος αλληλόμορφων συμπληρώνεται από τη δράση ενός γονιδίου από ένα άλλο ζεύγος αλληλόμορφων, με αποτέλεσμα το σχηματισμό ενός ποιοτικά νέου χαρακτηριστικού.

Ένα κλασικό παράδειγμα αυτής της αλληλεπίδρασης είναι η κληρονομικότητα του σχήματος χτένας στα κοτόπουλα. Βρίσκονται οι ακόλουθες μορφές χτένας: σε σχήμα φύλλου - το αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης δύο υπολειπόμενων μη αλληλικών γονιδίων ΕΝΑυφάδι; σε σχήμα καρυδιού - το αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης δύο κυρίαρχων μη αλληλικών γονιδίων ΕΝΑ- σι-; ροζ και σε σχήμα μπιζελιού – με γονότυπους ΕΝΑ- ΒΒ Και aaB- , αντίστοιχα.

Ένα άλλο παράδειγμα είναι η κληρονομικότητα του χρώματος του τριχώματος στα ποντίκια. Το χρώμα είναι γκρι, λευκό και μαύρο, και υπάρχει μόνο μία χρωστική ουσία - μαύρη. Ο σχηματισμός ενός συγκεκριμένου χρώματος του τριχώματος βασίζεται στην αλληλεπίδραση δύο ζευγών μη αλληλικών γονιδίων:

ΕΝΑ – ένα γονίδιο που καθορίζει τη σύνθεση χρωστικής.

ένα – ένα γονίδιο που δεν καθορίζει τη σύνθεση χρωστικής.

σι – ένα γονίδιο που καθορίζει την ανομοιόμορφη κατανομή της χρωστικής.

σι – ένα γονίδιο που καθορίζει την ομοιόμορφη κατανομή της χρωστικής.

Παραδείγματα συμπληρωματικής αλληλεπίδρασης στον άνθρωπο: το ρετινοβλάστωμα και το νεφροβλάστωμα κωδικοποιούνται από δύο ζεύγη μη αλληλικών γονιδίων.

Πιθανές επιλογές για διάσπαση στο F 2 κατά τη διάρκεια συμπληρωματικής αλληλεπίδρασης: 9:3:4; 9:3:3:1; 9:7.

Επίσταση

Η επίσταση είναι ένας τύπος αλληλεπίδρασης μη αλληλικών γονιδίων κατά την οποία η δράση ενός γονιδίου από ένα αλληλικό ζεύγος καταστέλλεται από τη δράση ενός γονιδίου από ένα άλλο ζεύγος αλληλόμορφων.

Υπάρχουν δύο μορφές επίστασης - κυρίαρχη και υπολειπόμενη.Στην κυρίαρχη επίσταση, το κυρίαρχο γονίδιο δρα ως κατασταλτικό γονίδιο, ενώ στην υπολειπόμενη επίσταση, το υπολειπόμενο γονίδιο δρα ως κατασταλτικό γονίδιο.

Ένα παράδειγμα κυρίαρχης επίστασης είναι η κληρονομικότητα του χρώματος του φτερώματος στα κοτόπουλα. Δύο ζεύγη μη αλληλόμορφων γονιδίων αλληλεπιδρούν:

ΜΕ– ένα γονίδιο που καθορίζει το χρώμα του φτερώματος (συνήθως διαφοροποιημένο),

Με– ένα γονίδιο που δεν καθορίζει το χρώμα του φτερώματος,

Εγώ – γονίδιο που καταστέλλει τον χρωματισμό,

Εγώ– ένα γονίδιο που δεν καταστέλλει το χρώμα.

Επιλογές διαχωρισμού στο F 2: 12:3:1, 13:3.

Στους ανθρώπους, ένα παράδειγμα κυρίαρχης επίστασης είναι ζυμωροπάθεια (ενζυμοπάθειες) είναι ασθένειες που βασίζονται στην ανεπαρκή παραγωγή ενός ή άλλου ενζύμου.

Ένα παράδειγμα υπολειπόμενης επίστασης είναι το λεγόμενο «φαινόμενο της Βομβάης»: σε μια οικογένεια γονέων όπου η μητέρα είχε ομάδα αίματος Ο και ο πατέρας ομάδα αίματος Α, γεννήθηκαν δύο κόρες, η μία από τις οποίες είχε ομάδα αίματος ΑΒ. Οι επιστήμονες πρότειναν ότι η μητέρα είχε το γονίδιο I B στον γονότυπο της, αλλά η επίδρασή του καταστέλλεται από δύο υπολειπόμενα επιστατικά γονίδια dd.

Πολυμερισμός

Ο πολυμερισμός είναι ένας τύπος αλληλεπίδρασης μη αλληλικών γονιδίων κατά την οποία πολλά μη αλληλικά γονίδια καθορίζουν το ίδιο χαρακτηριστικό, ενισχύοντας την εκδήλωσή του.Αυτό το φαινόμενο είναι το αντίθετο της πλειοτροπίας. Τα ποσοτικά χαρακτηριστικά συνήθως κληρονομούνται ανάλογα με τον τύπο του πολυμερούς, γεγονός που ευθύνεται για τη μεγάλη ποικιλία των εκδηλώσεών τους στη φύση.

Για παράδειγμα, το χρώμα των κόκκων στο σιτάρι καθορίζεται από δύο ζεύγη μη αλληλικών γονιδίων:

ΕΝΑ 1

ένα 1 – ένα γονίδιο που δεν καθορίζει τον κόκκινο χρωματισμό.

ΕΝΑ 2 – γονίδιο που καθορίζει τον κόκκινο χρωματισμό.

ένα 2 - ένα γονίδιο που δεν καθορίζει τον κόκκινο χρωματισμό.

ΕΝΑ 1 ΕΝΑ 1 ΕΝΑ 2 ΕΝΑ 2 – γονότυπος φυτών με κόκκους κόκκινου χρώματος.

ένα 1 ένα 1 ένα 2 ένα 2 - φυτικό γονότυπο με λευκό χρώμα των κόκκων.

Διαίρεση σε F 2: 15:1 ή 1:4:6:4:1.

Στους ανθρώπους, ο τύπος πολυμερούς κληρονομεί χαρακτηριστικά όπως ύψος, χρώμα μαλλιών, χρώμα δέρματος, αρτηριακή πίεση και νοητικές ικανότητες.

Τα μη αλληλόμορφα γονίδια μπορούν επίσης να αλληλεπιδράσουν μεταξύ τους. Επιπλέον, η αρχή της αλληλεπίδρασής τους είναι κάπως διαφορετική από τη σχέση κυρίαρχης-υπολειπόμενης όπως στην περίπτωση των αλληλόμορφων γονιδίων.

Είναι πιο σωστό να μην μιλάμε για την αλληλεπίδραση των γονιδίων, αλλά για την αλληλεπίδραση των προϊόντων τους, δηλαδή την αλληλεπίδραση των πρωτεϊνών που συντίθενται με βάση τα γονίδια.

Συμπληρωματική αλληλεπίδραση μη αλληλόμορφων γονιδίων- αυτή είναι η αλληλεπίδρασή τους στην οποία τα προϊόντα τους συμπληρώνουν το ένα τις ενέργειες του άλλου.

Ένα παράδειγμα αλληλεπίδρασης συμπληρωματικών γονιδίων είναι το χρώμα των ματιών της μύγας Drosophila. Οι μύγες με τον γονότυπο S-B έχουν συνηθισμένα κόκκινα μάτια, ssbb - λευκό, S-bb - καφέ, ssB- - φωτεινό κόκκινο. Έτσι, εάν και τα δύο μη αλληλικά γονίδια είναι υπολειπόμενα, τότε δεν συντίθεται χρωστική ουσία και τα μάτια γίνονται λευκά. Εάν υπάρχει μόνο το κυρίαρχο γονίδιο S, εμφανίζεται μια καφέ χρωστική ουσία, και μόνο το κυρίαρχο γονίδιο Β εμφανίζεται φωτεινό κόκκινο. Εάν υπάρχουν δύο κυρίαρχα γονίδια, τότε τα προϊόντα τους αλληλεπιδρούν μεταξύ τους, σχηματίζοντας το κόκκινο χρώμα.

Με τη συμπληρωματική αλληλεπίδραση των γονιδίων κατά τη διασταύρωση ετεροζυγώτων (AaBb), είναι δυνατοί διαφορετικοί φαινοτυπικοί διαχωρισμοί (9:6:1, 9:3:3:1, 9:3:4, 9:7).

Επίσταση- αυτή είναι η αλληλεπίδραση μη αλληλόμορφων γονιδίων όταν η δράση ενός γονιδίου καταστέλλει τη δράση ενός άλλου. Τόσο ένα κυρίαρχο όσο και ένα υπολειπόμενο αλληλόμορφο ενός δεδομένου γονιδίου μπορεί να έχει επιστατική (κατασταλτική) επίδραση σε ένα άλλο γονίδιο. Η διάσπαση φαινοτύπου στην κυρίαρχη επίσταση διαφέρει από την υπολειπόμενη επίσταση. Ένα επιστατικό γονίδιο συνήθως ορίζεται με το γράμμα I.

Ένα παράδειγμα επίστασης είναι η εμφάνιση έγχρωμου φτερώματος στη δεύτερη γενιά κατά τη διασταύρωση λευκών κοτόπουλων διαφορετικών φυλών. Μερικοί έχουν γονότυπο IIAA, άλλοι έχουν iiaa. F 1 - IaAa. Στο F 2, λαμβάνει χώρα ο συνήθης διαχωρισμός γονότυπου: 9I-A-: 3I-aa: 3iiA-: 1iicc. Σε αυτή την περίπτωση, τα πτηνά με γονότυπο iiA- είναι χρωματισμένα, που καθορίζει το κυρίαρχο γονίδιο Α, το οποίο στον έναν γονέα καταστέλλεται από το κυρίαρχο γονίδιο αναστολέα Ι και στον άλλο υπήρχε μόνο σε υπολειπόμενη μορφή.

Στο πολυμερική αλληλεπίδραση μη αλληλικών γονιδίωνο βαθμός έκφρασης του χαρακτηριστικού (η ποσότητα του) εξαρτάται από τον αριθμό των κυρίαρχων αλληλόμορφων και μη γονιδίων. Όσο περισσότερα γονίδια εμπλέκονται στην αλληλεπίδραση πολυμερών, τόσο περισσότεροι διαφορετικοί βαθμοί έκφρασης του χαρακτηριστικού υπάρχουν. Αυτό συμβαίνει κατά τον σωρευτικό πολυμερισμό, όταν όλα τα γονίδια συμμετέχουν στη συσσώρευση ενός χαρακτηριστικού. Με τον μη σωρευτικό πολυμερισμό, ο αριθμός των κυρίαρχων γονιδίων δεν επηρεάζει τον βαθμό έκφρασης του χαρακτηριστικού· τουλάχιστον ένα είναι αρκετό. και μια φαινοτυπικά διακριτή μορφή παρατηρείται μόνο σε άτομα στα οποία όλα τα γονίδια πολυμερούς είναι υπολειπόμενα.

Ο πολυμερισμός, για παράδειγμα, καθορίζει το χρώμα του ανθρώπινου δέρματος. Τέσσερα γονίδια (ή τέσσερα ζεύγη αλληλόμορφων σύμφωνα με άλλες πηγές) έχουν επίδραση. Ας εξετάσουμε μια κατάσταση με δύο ζεύγη. Στη συνέχεια, το A 1 A 1 A 2 A 2 θα καθορίσει το πιο σκούρο χρώμα και ένα 1 a 1 a 2 a 2 θα καθορίσει το πιο ανοιχτό χρώμα. Το μέσο χρώμα του δέρματος θα εμφανιστεί εάν κυριαρχούν δύο γονίδια (A 1 a 1 A 2 a 2, A 1 A 1 a 2 a 2, a 1 a 1 A 2 A 2). Η παρουσία ενός κυρίαρχου γονιδίου θα έχει ως αποτέλεσμα ένα χρώμα δέρματος κοντά στο ανοιχτό, αλλά πιο σκούρο, και τρία κυρίαρχα γονίδια - κοντά στο σκούρο, αλλά πιο ανοιχτό.

Συμβαίνει ότι ένα γονίδιο καθορίζει πολλά χαρακτηριστικά. Αυτή η γονιδιακή δράση ονομάζεται πλειοτροπία. Είναι σαφές ότι εδώ δεν μιλάμε για αλληλεπίδραση γονιδίων, αλλά για πολλαπλές δράσεις ενός γονιδίου.

Η μετάδοση χαρακτηριστικών από γενιά σε γενιά οφείλεται στην αλληλεπίδραση διαφόρων γονιδίων. Τι είναι ένα γονίδιο και τι τύποι αλληλεπιδράσεων υπάρχουν μεταξύ τους;

Τι είναι ένα γονίδιο;

Επί του παρόντος, ένα γονιδίωμα νοείται ως μονάδα μετάδοσης κληρονομικών πληροφοριών. Τα γονίδια βρίσκονται στο DNA και σχηματίζουν τα δομικά του τμήματα. Κάθε γονίδιο είναι υπεύθυνο για τη σύνθεση ενός συγκεκριμένου μορίου πρωτεΐνης, το οποίο καθορίζει την εκδήλωση ενός συγκεκριμένου χαρακτηριστικού στον άνθρωπο.

Κάθε γονίδιο έχει πολλούς υποτύπους ή αλληλόμορφα, τα οποία προκαλούν μια ποικιλία χαρακτηριστικών (για παράδειγμα, το καφέ χρώμα των ματιών προκαλείται από το κυρίαρχο αλληλόμορφο του γονιδίου, ενώ το μπλε χρώμα είναι ένα υπολειπόμενο χαρακτηριστικό). Τα αλληλόμορφα βρίσκονται σε πανομοιότυπες περιοχές και η μετάδοση ενός ή του άλλου χρωμοσώματος καθορίζει την εκδήλωση του ενός ή του άλλου χαρακτηριστικού.

Όλα τα γονίδια αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Υπάρχουν διάφοροι τύποι αλληλεπίδρασής τους - αλληλικές και μη αλληλικές. Αντίστοιχα, διακρίνεται η αλληλεπίδραση αλληλικών και μη αλληλόμορφων γονιδίων. Σε τι διαφέρουν μεταξύ τους και πώς εκδηλώνονται;

Ιστορία της ανακάλυψης

Πριν ανακαλυφθούν οι τύποι αλληλεπίδρασης των μη αλληλικών γονιδίων, ήταν γενικά αποδεκτό ότι ήταν δυνατό μόνο (αν υπάρχει κυρίαρχο γονίδιο, τότε το χαρακτηριστικό θα εμφανιστεί· εάν δεν υπάρχει, τότε το χαρακτηριστικό δεν θα υπάρχει). Κυριάρχησε το δόγμα της αλληλικής αλληλεπίδρασης, που για μεγάλο χρονικό διάστημα ήταν το κύριο δόγμα της γενετικής. Η κυριαρχία έχει μελετηθεί διεξοδικά και έχουν ανακαλυφθεί τύποι όπως η πλήρης και η ατελής κυριαρχία, η συν-κυριαρχία και η υπερκυριαρχία.

Όλες αυτές οι αρχές υπόκεινταν στην πρώτη, η οποία δήλωνε την ομοιομορφία των υβριδίων πρώτης γενιάς.

Μετά από περαιτέρω παρατήρηση και έρευνα, παρατηρήθηκε ότι δεν ταιριάζουν όλα τα σημάδια στη θεωρία κυριαρχίας. Μετά από βαθύτερη μελέτη, αποδείχθηκε ότι όχι μόνο πανομοιότυπα γονίδια επηρεάζουν την εκδήλωση ενός χαρακτηριστικού ή μιας ομάδας ιδιοτήτων. Έτσι, ανακαλύφθηκαν μορφές αλληλεπίδρασης μεταξύ μη αλληλικών γονιδίων.

Αντιδράσεις μεταξύ γονιδίων

Όπως ειπώθηκε, το δόγμα της κυρίαρχης κληρονομικότητας επικράτησε για μεγάλο χρονικό διάστημα. Σε αυτή την περίπτωση, υπήρχε μια αλληλική αλληλεπίδραση στην οποία το χαρακτηριστικό εκδηλώθηκε μόνο στην ετερόζυγη κατάσταση. Αφού ανακαλύφθηκαν διάφορες μορφές αλληλεπίδρασης μεταξύ μη αλληλικών γονιδίων, οι επιστήμονες μπόρεσαν να εξηγήσουν ανεξήγητους μέχρι τώρα τύπους κληρονομικότητας και να λάβουν απαντήσεις σε πολλά ερωτήματα.

Διαπιστώθηκε ότι η γονιδιακή ρύθμιση εξαρτάται άμεσα από τα ένζυμα. Αυτά τα ένζυμα επέτρεψαν στα γονίδια να αντιδράσουν με διαφορετικούς τρόπους. Στην περίπτωση αυτή, η αλληλεπίδραση αλληλόμορφων και μη αλληλόμορφων γονιδίων προχώρησε σύμφωνα με τις ίδιες αρχές και πρότυπα. Αυτό οδήγησε στο συμπέρασμα ότι η κληρονομικότητα δεν εξαρτάται από τις συνθήκες υπό τις οποίες αλληλεπιδρούν τα γονίδια και ο λόγος για την άτυπη μετάδοση των χαρακτηριστικών βρίσκεται στα ίδια τα γονίδια.

Η μη αλληλική αλληλεπίδραση είναι μοναδική, γεγονός που καθιστά δυνατή την απόκτηση νέων συνδυασμών χαρακτηριστικών που καθορίζουν έναν νέο βαθμό επιβίωσης και ανάπτυξης των οργανισμών.

Μη αλληλικά γονίδια

Τα μη αλληλικά γονίδια είναι εκείνα που εντοπίζονται σε διαφορετικές περιοχές μη ομόλογων χρωμοσωμάτων. Έχουν την ίδια λειτουργία σύνθεσης, αλλά κωδικοποιούν για το σχηματισμό διαφορετικών πρωτεϊνών που προκαλούν διαφορετικά χαρακτηριστικά. Τέτοια γονίδια, αντιδρώντας μεταξύ τους, μπορούν να καθορίσουν την ανάπτυξη χαρακτηριστικών σε διάφορους συνδυασμούς:

• Ένα χαρακτηριστικό θα καθοριστεί από την αλληλεπίδραση πολλών γονιδίων που είναι εντελώς διαφορετικά στη δομή.
• Πολλά χαρακτηριστικά θα εξαρτηθούν από ένα μόνο γονίδιο.

Οι αντιδράσεις μεταξύ αυτών των γονιδίων είναι κάπως πιο περίπλοκες από ό,τι με την αλληλική αλληλεπίδραση. Ωστόσο, καθένας από αυτούς τους τύπους αντιδράσεων έχει τα δικά του χαρακτηριστικά και χαρακτηριστικά.

Ποιοι τύποι αλληλεπίδρασης μη αλληλικών γονιδίων υπάρχουν;

• Επίσταση.
• Πολυμερισμός.
• Συμπληρωματικότητα.
• Δράση τροποποιητικών γονιδίων.
• Πλειοτροπική αλληλεπίδραση.

Καθένας από αυτούς τους τύπους αλληλεπίδρασης έχει τις δικές του μοναδικές ιδιότητες και εκδηλώνεται με τον δικό του τρόπο.

Αξίζει τον κόπο να σταθούμε λεπτομερέστερα σε καθένα από αυτά.

Επίσταση

Αυτή η αλληλεπίδραση των μη αλληλικών γονιδίων - επίσταση - παρατηρείται όταν ένα γονίδιο καταστέλλει τη δραστηριότητα ενός άλλου (το κατασταλτικό γονίδιο ονομάζεται επιστατικό γονίδιο και το κατασταλμένο γονίδιο ονομάζεται υποστατικό γονίδιο).

Η αντίδραση μεταξύ αυτών των γονιδίων μπορεί να είναι κυρίαρχη ή υπολειπόμενη. Η κυρίαρχη επίσταση παρατηρείται όταν ένα επιστατικό γονίδιο (συνήθως συμβολίζεται με το γράμμα I, εάν δεν έχει εξωτερική, φαινοτυπική εκδήλωση) καταστέλλει ένα υποστατικό γονίδιο (συνήθως συμβολίζεται με Β ή b). Υπολειπόμενη επίσταση παρατηρείται όταν το υπολειπόμενο αλληλόμορφο ενός επιστατικού γονιδίου αναστέλλει την έκφραση οποιουδήποτε από τα αλληλόμορφα του υποστατικού γονιδίου.

Ο διαχωρισμός σύμφωνα με τα φαινοτυπικά χαρακτηριστικά για κάθε τύπο αυτών των αλληλεπιδράσεων είναι επίσης διαφορετικός. Με κυρίαρχη επίσταση, παρατηρείται συχνότερα η ακόλουθη εικόνα: στη δεύτερη γενιά, η διαίρεση σύμφωνα με τους φαινότυπους θα είναι η εξής - 13:3, 7:6:3 ή 12:3:1. Όλα εξαρτώνται από το ποια γονίδια ενώνονται.

Στην υπολειπόμενη επίσταση, η διαίρεση έχει ως εξής: 9:3:4, 9:7, 13:3.

Συμπληρωματικότητα

Η αλληλεπίδραση μη αλληλικών γονιδίων, στην οποία ο συνδυασμός κυρίαρχων αλληλόμορφων πολλών χαρακτηριστικών παράγει έναν νέο, άγνωστο μέχρι τώρα φαινότυπο, ονομάζεται συμπληρωματικότητα.

Για παράδειγμα, αυτός ο τύπος αντίδρασης μεταξύ γονιδίων είναι πιο κοινός στα φυτά (ειδικά στις κολοκύθες).

Εάν ο γονότυπος του φυτού περιέχει ένα κυρίαρχο αλληλόμορφο Α ή Β, τότε το λαχανικό λαμβάνει σφαιρικό σχήμα. Εάν ο γονότυπος είναι υπολειπόμενος, τότε το σχήμα του καρπού είναι συνήθως επίμηκες.

Εάν δύο κυρίαρχα αλληλόμορφα (Α και Β) υπάρχουν ταυτόχρονα στον γονότυπο, η κολοκύθα αποκτά σχήμα δίσκου. Εάν συνεχίσετε να διασταυρώνετε (δηλαδή συνεχίσετε αυτή την αλληλεπίδραση μη αλληλόμορφων γονιδίων με κολοκύθες καθαρής γραμμής), τότε στη δεύτερη γενιά μπορείτε να πάρετε 9 άτομα με δισκοειδές σχήμα, 6 με σφαιρικό σχήμα και μία επιμήκη κολοκύθα.

Μια τέτοια διασταύρωση καθιστά δυνατή την απόκτηση νέων, υβριδικών μορφών φυτών με μοναδικές ιδιότητες.

Στους ανθρώπους, αυτός ο τύπος αλληλεπίδρασης καθορίζει τη φυσιολογική ανάπτυξη της ακοής (ένα γονίδιο είναι η ανάπτυξη του κοχλία, το άλλο είναι η ανάπτυξη του ακουστικού νεύρου) και με την παρουσία μόνο ενός κυρίαρχου χαρακτηριστικού εμφανίζεται η κώφωση.

Πολυμερισμός

Συχνά η βάση για την εκδήλωση ενός χαρακτηριστικού δεν είναι η παρουσία ενός κυρίαρχου ή υπολειπόμενου αλληλόμορφου ενός γονιδίου, αλλά ο αριθμός τους. Η αλληλεπίδραση των μη αλληλικών γονιδίων - ο πολυμερισμός - είναι ένα παράδειγμα τέτοιας εκδήλωσης.

Η πολυμερική δράση των γονιδίων μπορεί να συμβεί με ή χωρίς αθροιστική δράση. Κατά τη συσσώρευση, ο βαθμός εκδήλωσης ενός χαρακτηριστικού εξαρτάται από τη γενική αλληλεπίδραση των γονιδίων (όσο περισσότερα γονίδια, τόσο πιο έντονα εκφράζεται το χαρακτηριστικό). Οι απόγονοι με ένα τέτοιο αποτέλεσμα χωρίζονται ως εξής - 1: 4: 6: 4: 1 (ο βαθμός έκφρασης του χαρακτηριστικού μειώνεται, δηλ. σε ένα άτομο το χαρακτηριστικό εκφράζεται στο μέγιστο, σε άλλα εξαφανίζεται μέχρι να εξαφανιστεί εντελώς) .

Εάν δεν παρατηρηθεί αθροιστική επίδραση, τότε η εκδήλωση του χαρακτηριστικού εξαρτάται από τα κυρίαρχα αλληλόμορφα. Εάν υπάρχει τουλάχιστον ένα τέτοιο αλληλόμορφο, το χαρακτηριστικό θα εμφανιστεί. Με παρόμοιο αποτέλεσμα, η διάσπαση στους απογόνους συμβαίνει σε αναλογία 15:1.

Δράση τροποποιητικών γονιδίων

Η αλληλεπίδραση μη αλληλόμορφων γονιδίων, ελεγχόμενη από τη δράση τροποποιητών, παρατηρείται σχετικά σπάνια. Ένα παράδειγμα τέτοιας αλληλεπίδρασης είναι το εξής:

Τέτοια αλληλεπίδραση μη αλληλόμορφων γονιδίων στον άνθρωπο συμβαίνει αρκετά σπάνια.

Πλειοτροπία

Με αυτόν τον τύπο αλληλεπίδρασης, ένα γονίδιο ρυθμίζει την έκφραση ή επηρεάζει τον βαθμό έκφρασης ενός άλλου γονιδίου.

Στα ζώα, η πλειοτροπία εκδηλώθηκε ως εξής:

• Στα ποντίκια, ένα παράδειγμα πλειοτροπίας είναι ο νανισμός. Παρατηρήθηκε ότι όταν διασταυρώθηκαν φαινοτυπικά φυσιολογικά ποντίκια στην πρώτη γενιά, όλα τα ποντίκια αποδείχθηκαν νάνοι. Βγήκε το συμπέρασμα ότι ο νανισμός προκαλείται από ένα υπολειπόμενο γονίδιο. Οι υπολειπόμενοι ομοζυγώτες σταμάτησαν να αναπτύσσονται και τα εσωτερικά όργανα και οι αδένες τους ήταν υπανάπτυκτα. Αυτό το γονίδιο νανισμού επηρέασε την ανάπτυξη της υπόφυσης στα ποντίκια, η οποία οδήγησε σε μείωση της σύνθεσης ορμονών και προκάλεσε όλες τις συνέπειες.
• Πλατίνα χρωματισμός σε αλεπούδες. Η πλειοτροπία σε αυτή την περίπτωση εκδηλώθηκε από ένα θανατηφόρο γονίδιο, το οποίο, όταν σχηματίστηκε ένας κυρίαρχος ομοζυγώτης, προκάλεσε τον θάνατο των εμβρύων.
• Στους ανθρώπους, η πλειοτροπική αλληλεπίδραση αποδεικνύεται από το παράδειγμα της φαινυλκετονουρίας, καθώς και

Ο ρόλος της μη αλληλικής αλληλεπίδρασης

Σε εξελικτικούς όρους, όλοι οι παραπάνω τύποι αλληλεπίδρασης των μη αλληλικών γονιδίων παίζουν σημαντικό ρόλο. Νέοι συνδυασμοί γονιδίων προκαλούν την εμφάνιση νέων χαρακτηριστικών και ιδιοτήτων των ζωντανών οργανισμών. Σε ορισμένες περιπτώσεις, αυτά τα σημάδια συμβάλλουν στην επιβίωση του οργανισμού, σε άλλες, αντίθετα, προκαλούν το θάνατο εκείνων των ατόμων που θα ξεχωρίσουν σημαντικά μεταξύ των ειδών τους.

Η μη αλληλική αλληλεπίδραση γονιδίων χρησιμοποιείται ευρέως στη γενετική αναπαραγωγής. Μερικά είδη ζωντανών οργανισμών διατηρούνται λόγω αυτού του ανασυνδυασμού γονιδίων. Άλλα είδη αποκτούν ιδιότητες που εκτιμώνται ιδιαίτερα στον σύγχρονο κόσμο (για παράδειγμα, η ανάπτυξη μιας νέας ράτσας ζώου που έχει μεγαλύτερη αντοχή και σωματική δύναμη από τους γονείς του).

Γίνονται εργασίες για τη χρήση αυτών των τύπων κληρονομικότητας στους ανθρώπους προκειμένου να εξαλειφθούν τα αρνητικά χαρακτηριστικά και να δημιουργηθεί ένας νέος γονότυπος χωρίς ελαττώματα.

Η εκδήλωση των χαρακτηριστικών ενός οργανισμού δεν εξαρτάται μόνο από τα κληρονομικά γονίδια, αλλά και από το πώς τα γονίδια αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Ο γονότυπος περιέχει πληροφορίες για ορισμένα χαρακτηριστικά, αλλά μπορεί να μην εμφανίζονται στον φαινότυπο ή μπορεί να εμφανίζονται με διαφορετικούς τρόπους ανάλογα με τον τρόπο αλληλεπίδρασης των γονιδίων.

Αλληλική αλληλεπίδραση

Κάθε χρωμόσωμα έχει ένα ομόλογο χρωμόσωμα που λαμβάνεται από τον άλλο γονέα. Τα αλληλόμορφα γονίδια που καθορίζουν εναλλακτικά χαρακτηριστικά βρίσκονται συμμετρικά σε αυτά τα χρωμοσώματα.

Ρύζι. 1. Ομόλογα χρωμοσώματα.

Το πώς θα εκδηλωθεί ένα ή άλλο κληρονομικό χαρακτηριστικό στον φαινότυπο εξαρτάται από τον τύπο της γονιδιακής αλληλεπίδρασης.

Κυριαρχία

Η κυριαρχία μπορεί να είναι πλήρης ή ατελής.

Σε περίπτωση πλήρους κυριαρχίας, εμφανίζεται ένα σημάδι ενός αλληλόμορφου γονιδίου που ονομάζεται κυρίαρχο (Α).

Ένα εναλλακτικό χαρακτηριστικό ονομάζεται υπολειπόμενο (α) και εμφανίζεται μόνο όταν δεν υπάρχει κυρίαρχο.

TOP 3 άρθραπου διαβάζουν μαζί με αυτό

Με ημιτελή κυριαρχία εμφανίζεται ένας νέος, ενδιάμεσος χαρακτήρας. Για παράδειγμα, σε ορισμένα φυτά το κόκκινο χρώμα (Α) των πετάλων κυριαρχεί έναντι του λευκού (α).

Εάν, με πλήρη κυριαρχία, τα πέταλα είναι είτε κόκκινα (ΑΑ και Αα) είτε λευκά (αα), τότε με ατελές ετεροζυγωτικό Αα θα έχουν ροζ πέταλα.

Συγκυριαρχία

Όταν κληρονομείται η ομάδα αίματος 4, λειτουργεί η αρχή της συνεπικράτησης - όταν τα αλληλικά γονίδια Iᵇ και Iᵃ δρουν μαζί και κανένα δεν είναι κυρίαρχο ή υπολειπόμενο.

Υπερκυριαρχία

Εάν οι ετεροζυγώτες εμφανίζουν ένα χαρακτηριστικό πιο έντονα από οποιονδήποτε ομόζυγο, τότε αυτός ο τύπος γονιδιακής αλληλεπίδρασης ονομάζεται υπερκυριαρχία.

AA ˂ Aa ˃ aa

Για παράδειγμα, η Drosophila έχει γονίδια που καθορίζουν τη διάρκεια ζωής. Το σημάδι εμφανίζεται ως εξής:

• αχ- μη βιώσιμα άτομα·
• AA- άτομα με φυσιολογικό προσδόκιμο ζωής·
• Αχ- αυξημένο προσδόκιμο ζωής.

Πολλαπλός αλληλισμός

Σε ορισμένους πληθυσμούς, τα γνωρίσματα κωδικοποιούνται όχι από ένα ζεύγος αλληλόμορφων γονιδίων, αλλά από πολλά αλληλόμορφα που προκύπτουν από μεταλλάξεις. Μπορεί να υπάρχουν αρκετές δεκάδες τέτοια αλληλόμορφα.

Σε αυτή την περίπτωση, είναι δυνατοί διαφορετικοί τύποι γονιδιακών αλληλεπιδράσεων. Τα γονίδια μπορεί να βρίσκονται σε σχέση πλήρους ή ατελούς κυριαρχίας.

С ˃ сᵃ ˃ сᵇ ˃ с

Το γονίδιο C είναι κυρίαρχο σε οποιοδήποτε γονίδιο, το γονίδιο cᵃ είναι κυρίαρχο σε όλα εκτός από το C, κλπ. Το γονίδιο c εμφανίζεται μόνο στην ομόζυγη κατάσταση (cc).

Ρύζι. 2. Πολλαπλός αλληλισμός στα κουνέλια.

Μη αλληλική αλληλεπίδραση

Τα μη αλληλικά γονίδια επηρεάζουν επίσης το ένα το άλλο.

Παραδείγματα τέτοιων επιπτώσεων είναι:

• πλειοτροπία;
• επίσταση;
• πολυμερισμός;
• συμπληρωματικότητα.

Το πλειοτροπικό αποτέλεσμα είναι η επίδραση ενός γονιδίου σε πολλά γνωρίσματα. Για παράδειγμα, τα γλυκά μπιζέλια έχουν το ίδιο το γονίδιο καθορίζει:

• μωβ χρώμα των πετάλων?
• stipule μελάγχρωση?
• σκούρο χρώμα του καρπού.

Το πλειοτροπικό αποτέλεσμα είναι ευρέως διαδεδομένο στη φύση.

Η επιστατική αλληλεπίδραση είναι η καταστολή των γονιδίων ενός αλληλικού ζεύγους από τα γονίδια ενός άλλου ζεύγους αλληλόμορφων.
Συμβαίνει:

• κυρίαρχο (A ˃ B);
• υπολειπόμενο (aa ˃ B).

Με την πολυμερική κληρονομικότητα, πολλά μη αλληλικά γονίδια ελέγχουν ένα χαρακτηριστικό και ο βαθμός έκφρασής του μπορεί να εξαρτάται ή να μην εξαρτάται από τον αριθμό των κυρίαρχων γονιδίων (αθροιστική επίδραση).

Η συμπληρωματική αλληλεπίδραση ονομάζεται επίσης πρόσθετη, επειδή μαζί της, τα μη αλληλικά γονίδια καθορίζουν από κοινού το χαρακτηριστικό. Αυτό μπορεί να συμβεί ακόμα κι αν το ένα ή και τα δύο ξεχωριστά δεν κωδικοποιούν μια τέτοια δυνατότητα.