تعامل ژن. طرح درس و ارائه در زیست شناسی با موضوع "تقابل ژن ها و اعمال چندگانه آنها" (پایه نهم)

ژن یک واحد ساختاری از اطلاعات ارثی است. این یک بخش خاص (گاهی اوقات RNA) را نشان می دهد. تعامل ژن ها انتقال ویژگی های اولیه ارگانیسم های والد را به فرزندان تضمین می کند.

هر ژن صفت خاصی را تعیین می کند که مستقل از سایرین است. آنها قادر به تعامل هستند. این به دلیل آنچه در ژن ها اتفاق می افتد امکان پذیر است. هنگامی که در یک ژنوتیپ ترکیب می شوند، به عنوان یک سیستم عمل می کنند. روابط اصلی بین آنها تسلط و مغلوب است.

ژنوتیپ انسان از هزاران صفت (سیستم) تشکیل شده است که فقط در 46 کروموزوم قرار می گیرند. هر یک از آنها حاوی تعداد زیادی ژن (حداقل 30 هزار) است.

درجه توسعه یک صفت خاص را می توان با تأثیر نه یک ژن، بلکه یک سری کامل که به صورت آزاد به هم مرتبط هستند تعیین کرد. این برهمکنش ژن ها را معمولاً پلیمری (چند پیچیدگی) می نامند. این مکانیسم برای به ارث بردن رنگ پوست، رنگ مو و صدها ویژگی دیگر استفاده می شود.

به لطف این تعداد ژن، فعالیت حیاتی و رشد ارگانیسم های قطعی، متشکل از انواع مختلف سلول های تمایز یافته تخصصی، تضمین می شود. حدود 200 نوع سلول در انسان شناسایی شده است، با تقسیم‌بندی‌های اضافی به تعدادی از انواع سلولی تخصصی‌تر از نظر عملکردی و مورفولوژیکی.

ارتباط ژن ها در یک کروموزوم با اصطلاح پیوند ژنی تعریف می شود. تمام ژن های متعلق به یک گروه پیوندی با هم در طول تشکیل گامت ها به ارث می رسند.

تعداد ژن ها در گروه های پیوندی مختلف یکسان نیست. برهمکنش دو هیبریدی با این واقعیت مشخص می شود که چنین پیوندی اطاعت نمی کند، اما پیوند کامل بسیار نادر است. به عنوان یک قاعده، هر چهار فنوتیپ در فرزندان نشان داده می شود.

آلل ها متمایز می شوند و آلل ها اشکالی از همان ژن هستند.

آللی - برهمکنش ژن های موجود در یک جفت آللی. تجلی یک صفت نه تنها با روابط غالب، بلکه با تعداد ژن های موجود در ژنوتیپ تعیین می شود.

ژن های آللی قادر به ایجاد پیوندهایی مانند (زمانی که در فنوتیپ هتروزیگوت ها محصولی از یک ژن وجود دارد) و ناقص (فنوتیپ هتروزیگوت ها با فنوتیپ هموزیگوت ها به صورت مغلوب متفاوت است و یک مقدار متوسط ​​(متوسط) را ایجاد می کند. در رابطه با آنها همدومینانس چنین برهمکنشی از ژن های آللی است که هتروزیگوت ها در فنوتیپ محصول هر دو را دارند.

غیر آللی - تأثیر مشترک دو (چند) ژن غیر آللی. ممکن است به شکل برهمکنش های اپیستاتیک، مکمل، پلیمری یا اصلاح کننده بیان شود.

برهمکنش ژن‌های غیر آللی می‌تواند به روش‌های مختلفی رخ دهد، بنابراین انواع مختلفی از هم متمایز می‌شوند.

مکمل - تعامل ژن هایی که به طور مستقل در یک ژنوتیپ مندل می شوند و باعث بروز هر یک از صفات می شوند.

پلیمری تأثیر افزایشی تعدادی از ژن های غیر آللی بر تشکیل یک صفت خاص است که باعث ایجاد یک سری تغییرات مداوم از نظر کمی می شود. پلیمریا می تواند تجمعی یا غیر تجمعی باشد. در حالت اول، تجلی یک صفت با تعداد آلل های غالب ژن های پلیمری موجود در ژنوتیپ تعیین می شود. در حالت دوم، درجه توسعه صفت تنها با وجود آلل های غالب تعیین می شود و به تعداد آنها بستگی ندارد.

Epistatic - سرکوب یک ژن توسط یک آلل غالب ژن دیگر، غیر آللی نسبت به اول. یا سرکوب عمل یک آلل غالب و مغلوب در یک آلل هیپوستاتیک یک آلل اپیستاتیک که در حالت هموزیگوت است.

مکمل - یک صفت از طریق عمل متقابل 2 ژن غالب ایجاد می شود که به طور جداگانه باعث ایجاد صفت نمی شوند.

اصلاح - تغییر عملکرد ژن های اصلی توسط اصلاح کننده هایی که نسبت به آنها غیر آللی هستند. یک ژن می تواند به عنوان ژن اصلی در کنترل رشد یک صفت خاص و به عنوان یک اصلاح کننده در رابطه با ایجاد صفت دیگر عمل کند.

تعامل ژن ها همیشه زمانی مشاهده می شود که چندین ژن بر شکل گیری حالت خاصی از هر ویژگی ارگانیسم تأثیر بگذارند.

ژن‌های آللی جفت می‌شوند و مشخصه‌های منحصر به فرد متقابل (قد بلند و کوتاه، موهای مجعد و صاف، چشم‌های آبی و سیاه در انسان) را تعیین می‌کنند.
1. برهمکنش ژن های غیر آللی: ایجاد هر صفت تحت کنترل چندین ژن، مبنای تشکیل جدید در هنگام تلاقی است. مثال: ظاهر خرگوش های خاکستری (AaBb) هنگام عبور از سیاه (AaB) و سفید (aaBB). دلیل نئوپلاسم: ژن‌های Aa مسئول رنگ پوشش هستند (A - پشم سیاه، a - سفید)، ژن‌های Bb مسئول توزیع رنگدانه در طول مو هستند (B - رنگدانه جمع می‌شود. در ریشه مو، b - رنگدانه به طور مساوی در طول مو توزیع می شود).
2. عملکرد چندگانه ژن ها - تأثیر یک ژن در تشکیل تعدادی از صفات. به عنوان مثال: ژن مسئول تشکیل رنگدانه قرمز در گل باعث افزایش ظاهر آن در ساقه و برگ می شود، باعث کشیدگی ساقه و افزایش جرم دانه ها می شود.

28. ژنوتیپ- مجموعه ای از ژن های یک ارگانیسم معین، که بر خلاف مفاهیم ژنوم و مخزن ژن، یک فرد را مشخص می کند نه یک گونه.

فنوتیپ- مجموعه ای از ویژگی های ذاتی در یک فرد در مرحله خاصی از رشد. در موجودات دیپلوئیدی، ژن های غالب در فنوتیپ ظاهر می شوند.

بیشتر ژن ها در فنوتیپ یک موجود زنده ظاهر می شوند، اما فنوتیپ و ژنوتیپ در موارد زیر با هم متفاوت هستند:

1. با توجه به منبع اطلاعات (ژنوتیپ با مطالعه DNA فرد مشخص می شود، فنوتیپ با مشاهده ظاهر ارگانیسم ثبت می شود).

2. ژنوتیپ همیشه با فنوتیپ یکسان مطابقت ندارد. برخی از ژن ها در فنوتیپ فقط تحت شرایط خاصی ظاهر می شوند. از سوی دیگر، برخی از فنوتیپ ها مانند رنگ خز حیوانات، بر حسب نوع مکمل بودن، حاصل تعامل چندین ژن است.

تغییرپذیری- توانایی موجودات زنده برای به دست آوردن ویژگی ها و ویژگی های جدید. به لطف تنوع، موجودات می توانند با شرایط متغیر محیطی سازگار شوند.

دو شکل اصلی تنوع وجود دارد: ارثی و غیر ارثی. تنوع ارثی یا ژنوتیپی تغییراتی است که در خصوصیات یک موجود زنده ناشی از تغییرات در ژنوتیپ ایجاد می شود. به نوبه خود به ترکیبی و جهشی تقسیم می شود. تنوع ترکیبی به دلیل ترکیب مجدد مواد ارثی (ژن ها و کروموزوم ها) در طول گامتوژنز و تولید مثل جنسی ایجاد می شود. تنوع جهشی در نتیجه تغییرات در ساختار مواد ارثی به وجود می آید. تغییرپذیری غیر ارثی یا فنوتیپی یا تغییر یافته به تغییراتی در خصوصیات یک موجود زنده گفته می شود که در اثر تغییر در ژنوتیپ ایجاد نمی شود.

هنجار واکنش- توانایی یک ژنوتیپ برای تشکیل فنوتیپ های مختلف در انتوژنز، بسته به شرایط محیطی. سهم مشارکت محیط در اجرای این صفت را مشخص می کند و تغییرپذیری اصلاح گونه را تعیین می کند.

29. اصلاحاتتغییرات در فنوتیپ ناشی از تأثیر نامیده می شوند محیطو با تغییرات ژنوتیپ همراه نیست. همه صفات در معرض تغییرات تغییر هستند. وقوع تغییرات به این دلیل است که عوامل محیطی مهم مانند نور، گرما، رطوبت، ترکیب شیمیاییو ساختار خاک، هوا، بر فعالیت آنزیم‌ها تأثیر می‌گذارد و تا حدی مسیر واکنش‌های بیوشیمیایی را که در یک ارگانیسم در حال رشد رخ می‌دهد، تغییر می‌دهد. تغییرات تطبیقی، موجودی را قادر می سازد تا در شرایط محیطی تغییر یافته زنده بماند و فرزندانی به جا بگذارد.

ارثیتنوع به ترکیبی و جهشی تقسیم می شود. تنوع ترکیبی تغییرپذیری نامیده می شود که بر اساس تشکیل نوترکیبی ها است، یعنی ترکیباتی از ژن هایی که والدین نداشتند. اساس تنوع ترکیبی است تولید مثل جنسیموجودات زنده، که منجر به ایجاد تنوع عظیمی از ژنوتیپ ها می شود. جهش تغییرپذیری خود ژنوتیپ است. جهش ها تغییرات ناگهانی و ارثی در مواد ژنتیکی هستند که منجر به تغییراتی در ویژگی های خاصی از ارگانیسم می شود.

30. ترکیبیتغییرپذیری نامیده می شود که مبتنی بر تشکیل نوترکیبی است، یعنی ترکیباتی از ژن هایی که والدین نداشتند. اساس تنوع ترکیبی تولید مثل جنسی موجودات است که در نتیجه آن تنوع زیادی از ژنوتیپ ها بوجود می آید. سه فرآیند به عنوان منابع تقریبا نامحدود تنوع ژنتیکی عمل می کنند:

جداسازی مستقل کروموزوم های همولوگ در اولین تقسیم میوز. (ظهور دانه‌های نخود سبز صاف و چروکیده زرد در نسل دوم از تلاقی گیاهان با دانه‌های صاف زرد و چروکیده سبز نمونه‌ای از تنوع ترکیبی است.)

تبادل متقابل بخش‌های کروموزوم‌های همولوگ یا عبور از یکدیگر. گروه های کلاچ جدیدی ایجاد می کند. کروموزوم های نوترکیب، یک بار در زیگوت، به ظاهر ویژگی هایی کمک می کنند که برای هر یک از والدین غیر معمول است.

ترکیب تصادفی گامت ها در طول لقاح.

این منابع تنوع ترکیبی به طور مستقل و به طور همزمان عمل می کنند و از "به هم ریختن" ثابت ژن ها اطمینان می دهند که منجر به ظهور ارگانیسم هایی با ژنوتیپ و فنوتیپ متفاوت می شود.

اهمیت بیولوژیکی: تنوع نامحدودی از افراد در یک گونه و منحصر به فرد بودن هر یک از آنها را فراهم می کند.

فرآیند جنسی: نوترکیب توزیع مجدد مواد ژنتیکی والدین است که در نتیجه ترکیبات جدیدی از ژن ها در فرزندان ظاهر می شود که ترکیبات جدیدی از صفات را تعیین می کند. نوترکیب اساس تنوع ترکیبی است. در ارگانیسم‌های یوکاریوتی که از طریق جنسی تولید مثل می‌کنند، نوترکیبی در میوز در طول واگرایی مستقل کروموزوم‌ها و در حین تبادل نواحی همولوگ بین کروموزوم‌های همولوگ (تقاطع از روی) رخ می‌دهد. نوترکیبی ها در سلول های تولید مثلی و بسیار کمتر در سلول های سوماتیک رخ می دهد. پروکاریوت ها (باکتری ها) و ویروس ها مکانیسم های خاصی برای تبادل ژن دارند. بنابراین، نوترکیب یک راه جهانی برای افزایش تنوع ژنوتیپی در همه موجودات، ایجاد مواد برای انتخاب طبیعی است.

جهشیتغییرپذیری خود ژنوتیپ نامیده می شود. جهش ها تغییرات ناگهانی و ارثی در مواد ژنتیکی هستند که منجر به تغییراتی در ویژگی های خاصی از ارگانیسم می شود.

جهش های ژنی- تغییرات در ساختار ژن از آنجایی که یک ژن بخشی از یک مولکول DNA است، یک جهش ژن نشان دهنده تغییرات در ترکیب نوکلئوتیدی این بخش است. جهش های ژنی می توانند در نتیجه موارد زیر رخ دهند: 1) جایگزینی یک یا چند نوکلئوتید با نوکلئوتیدهای دیگر. 2) درج نوکلئوتید. 3) از دست دادن نوکلئوتیدها. 4) دو برابر شدن نوکلئوتیدها. 5) تغییر در ترتیب تناوب نوکلئوتیدها. این جهش ها منجر به تغییر در ترکیب اسید آمینه زنجیره پلی پپتیدی و در نتیجه تغییر در فعالیت عملکردی مولکول پروتئین می شود.

جهش های کروموزومی -تغییرات در ساختار کروموزوم بازآرایی می تواند هم در یک کروموزوم - جهش های داخل کروموزومی و هم بین کروموزوم ها - جهش های بین کروموزومی رخ دهد.

جهش ژنومیتغییر در تعداد کروموزوم ها نامیده می شود. جهش های ژنومی در نتیجه اختلال در روند طبیعی میتوز یا میوز رخ می دهد.

ویژگی های جهش: در حال حاضر اعتقاد بر این است که بسیاری از جهش ها تأثیر قابل توجهی بر زنده ماندن افراد ندارند. چنین جهش هایی خنثی نامیده می شوند. خنثی بودن جهش ها اغلب به این دلیل است که بیشتر آلل های جهش یافته نسبت به آلل اصلی مغلوب هستند. با این حال، جهش هایی وجود دارد که منجر به مرگ ارگانیسم (کشنده) یا کاهش قابل توجهی زنده ماندن آن (نیمه کشنده) می شود. تحت شرایط خاصی، جهش ها می توانند زنده ماندن ارگانیسم ها را افزایش دهند (مانند نمونه کم خونی سلول داسی شکل).

بر اساس توانایی آنها در انتقال در طی تولید مثل جنسی، جهش های جسمی و مولد متمایز می شوند. جهش های سوماتیک روی سلول های زاینده تأثیر نمی گذارد و به فرزندان منتقل نمی شود. در نتیجه جهش های جسمی، موزاییک های ژنتیکی بوجود می آیند. جهش های زایشی در سلول های زاینده رخ می دهد و می تواند به فرزندان منتقل شود. با مشارکت سلول های زایای جهش یافته، ارگانیسم های کاملاً جهش یافته تشکیل می شوند. آلل جهش یافته می تواند به حالت اولیه خود بازگردد. سپس جهش اولیه مستقیم نامیده می شود (مثلاً انتقال A → a) و دیگری جهش معکوس یا برگشت نامیده می شود (مثلاً انتقال معکوس a → A).

اهمیت بیولوژیکی جهش ها: اول از همه، جهش ها بر تکامل تأثیر می گذارند. این حضور دائمی جهش‌ها بود که برای رشد تکاملی گونه‌ها حیاتی بود. در تغییر شرایط محیطی، وقوع جهشی که باعث ایجاد موجوداتی که بهتر با این شرایط سازگار شوند، در عین حال گامی رو به جلو بود.

به دست آوردن جهش: جهش زاها معمولا به سه گروه تقسیم می شوند. جهش زاهای فیزیکی و شیمیایی برای تولید مصنوعی جهش استفاده می شود.

Ø فیزیکی: اشعه ایکس، اشعه گاما، اشعه ماوراء بنفش، دماهای بالا و پایین و غیره.

Ø شیمیایی: نمکهای فلزات سنگین، آلکالوئیدها، DNA و RNA خارجی، آنالوگهای بازهای نیتروژنی اسیدهای نوکلئیکو غیره.

Ø بیولوژیکی: ویروس ها، باکتری ها.

جهش های زایشیدر سلول‌های زایا ایجاد می‌شوند، بر ویژگی‌های یک ارگانیسم خاص تأثیر نمی‌گذارند و فقط در نسل بعدی ظاهر می‌شوند.

جهش های جسمیدر سلول های سوماتیک ایجاد می شود، خود را در یک ارگانیسم مشخص نشان می دهد و در طول تولید مثل جنسی به فرزندان منتقل نمی شود. جهش های سوماتیک فقط از طریق تولید مثل غیرجنسی قابل حفظ هستند.

1. تسلط کامل

2. تسلط ناقص- تضعیف اثر یک ژن غالب در حضور یک ژن مغلوب (در این مورد، یک ویژگی میانی این صفت در هتروزیگوت ها مشاهده می شود)

3. بیش از حد - یک ژن غالب در حالت هتروزیگوت نسبت به حالت هموزیگوت بارزتر است.

4. هم‌غلبه - ژن‌های یک جفت آللی معادل هستند و اگر هر دو در ژنوتیپ وجود داشته باشند، هر دو اثر خود را اعمال می‌کنند (گروه خونی IV)

5. مکمل بین آللی - یک صفت طبیعی در نتیجه ترکیب دو ژن جهش یافته در یک هتروزیگوت تشکیل می شود. دلیل آن این است که محصولات ژن های مغلوب، در تعامل و مکمل یکدیگر، یک صفت مشابه با فعالیت آلل غالب را تشکیل می دهند.

6. طرد آللی نوعی برهمکنش است که در آن یکی از آلل های یک ژن غیرفعال می شود که منجر به بروز آلل های مختلف در سلول ها می شود.

10. مشخصات انواع اصلی برهمکنش ژن های غیر آللی.

1. مکمل بودن- نوعی برهمکنش که در آن یک صفت جدید از برهمکنش دو ژن غیر آللی غالب واقع در ژنوتیپ یکسان ناشی می شود، در حالی که به طور جداگانه در ژنوتیپ حضور دارند، به گونه ای متفاوت بر روی صفت تأثیر می گذارند.

در F 2 تقسیم می شود

2. اپیستازیس- سرکوب آلل های یک ژن توسط عمل الل های ژن های دیگر.

ژن سرکوب کننده اپیستاتیک و ژن سرکوب شده هیپوستاتیک نامیده می شود.

برهمکنش اپیستاتیکی ژن های غیر آللی می تواند غالب (13:3، 12:3:1) و مغلوب (9:3:4) باشد.

3. پلیمریسم- چندین ژن غیر آللی غالب یک صفت را تعیین می کنند. چنین ژن هایی با حروف مشابه با شاخص های مختلف مشخص می شوند.

پلیمری اتفاق می افتد:

غیر تجمعی - تعداد ژن‌های غالب در ژنوتیپ نیست که بر آن تأثیر می‌گذارد، بلکه وجود حداقل یک ژن (15:1) است.

ژنوتیپ انسان شامل تعداد زیادی ژن است که حاوی اطلاعاتی در مورد خواص و کیفیت بدن ما هستند. با وجود چنین تعداد زیادی، آنها به عنوان یک سیستم یکپارچه واحد تعامل دارند.

از جانب دوره مدرسهدر زیست شناسی، قوانین مندل را می شناسیم که الگوهای وراثت صفات را مورد مطالعه قرار داد. این دانشمند در طول تحقیقات خود ژن های غالب و مغلوب را کشف کرد. برخی می توانند جلوه های دیگران را سرکوب کنند.

در واقع، تعامل ژن ها بسیار فراتر از قوانین مندلی است، اگرچه تمام قوانین وراثت رعایت می شود. می توان تفاوت هایی را در الگوی تفکیک فنوتیپی مشاهده کرد زیرا نوع برهمکنش ممکن است متفاوت باشد.

ویژگی های ژن

ژن واحدی از وراثت است که دارای ویژگی های خاصی است:

1. ژن گسسته است. درجه توسعه یک صفت خاص، از جمله ویژگی های واکنش های بیوشیمیایی را تعیین می کند.
2. اثر تدریجی دارد. تجمع در سلول های بدن می تواند منجر به افزایش یا کاهش تظاهر علائم شود.
3. همه ژن ها کاملاً اختصاصی هستند، یعنی مسئول سنتز یک پروتئین خاص هستند.
4. یک ژن می‌تواند اثرات متعددی داشته باشد و بر ایجاد چندین صفت به طور همزمان تأثیر بگذارد.
5. ژن های مختلف می توانند در شکل گیری یک صفت شرکت کنند.
6. همه ژن ها می توانند با یکدیگر تعامل داشته باشند.
7. تجلی عمل ژن تحت تأثیر محیط خارجی است.

ژن ها می توانند در دو سطح مختلف عمل کنند. اولی خود سیستم ژنتیکی است که در آن وضعیت ژن ها و عملکرد، ثبات و تنوع آنها مشخص می شود. سطح دوم را می توان هنگام کار در سلول های بدن در نظر گرفت.

انواع برهمکنش ژن های آللی

تمام سلول‌های بدن ما دارای یک مجموعه کروموزوم دیپلوئیدی هستند (که دوتایی نیز نامیده می‌شود). 23 کروموزوم تخمک با همان تعداد کروموزوم اسپرم ترکیب می شوند. یعنی هر صفت با دو آلل نشان داده می شود، بنابراین به آنها ژن آللی می گویند.

چنین جفت آللی در طول لقاح تشکیل می شود. آنها می توانند هموزیگوت باشند، یعنی متشکل از آلل های یکسان، یا هتروزیگوت، در صورت وجود آلل های مختلف.

اشکال برهمکنش بین ژن های آللی به وضوح در جدول ارائه شده است.

نوع تعامل	ماهیت تعامل	مثال
تسلط کامل	ژن غالب تظاهرات ژن مغلوب را کاملاً سرکوب می کند.	وراثت رنگ نخودی، رنگ چشم انسان.
تسلط ناقص	یک ژن غالب بیان یک ژن مغلوب را به طور کامل سرکوب نمی کند.	رنگ آمیزی گل شب زیبایی (گل).
همسویی	در حالت هتروزیگوت، هر یک از ژن های آللی باعث ایجاد صفتی می شود که کنترل می کند.	وراثت گروه خونی در انسان
تسلط بیش از حد	در حالت هتروزیگوت، علائم واضح تر از حالت هموزیگوت ظاهر می شوند.	یک مثال بارز پدیده هتروزیس در دنیای حیوانات و گیاهان، کم خونی سلول داسی شکل در انسان است.

تسلط کامل و ناقص

ما می توانیم در مورد تسلط کامل در موردی صحبت کنیم که یکی از ژن ها بتواند تجلی یک صفت را تضمین کند، اما دومی قادر به انجام این کار نیست. یک ژن قوی غالب و مخالف آن مغلوب نامیده می شود.

وراثت در این مورد کاملاً طبق قوانین مندلی اتفاق می افتد. به عنوان مثال رنگ دانه های نخودی: در نسل اول می بینیم که همه نخودها سبز هستند، یعنی این رنگ یک ویژگی غالب است.

اگر در حین لقاح، ژن چشم قهوه ای و چشم آبی با هم جمع شوند، کودک چشم های قهوه ای خواهد داشت، زیرا این آلل ژنی را که مسئول چشم آبی است کاملاً سرکوب می کند.

با تسلط ناقص، می توان تجلی یک صفت میانی را در هتروزیگوت ها مشاهده کرد. به عنوان مثال، هنگام عبور از زیبایی شبانه غالباً هموزیگوت با گل های قرمز با همان فرد، فقط با یک کرولا سفید، می توانید هیبریدهای نسل اول را مشاهده کنید. رنگ صورتی. صفت قرمز غالب تظاهر صفت سفید مغلوب را به طور کامل سرکوب نمی کند، بنابراین در نهایت به چیزی در این بین می رسیم.

تسلط و تسلط بیش از حد

این برهمکنش ژن‌ها که در آن هر یک ویژگی خاص خود را ارائه می‌دهند، هم‌دومینانس نامیده می‌شود. تمام ژن های یک جفت آللی کاملاً معادل هستند. هیچ یک نمی تواند عمل دیگری را سرکوب کند. دقیقاً این تعامل ژن ها است که ما در وراثت گروه های خونی در انسان مشاهده می کنیم.

ژن O تظاهر گروه خونی اول را تضمین می کند، ژن A - دوم، ژن B - سوم، و اگر ژن های A و B با هم یافت شوند، هیچ کدام نمی توانند تظاهرات دیگری را سرکوب کنند، بنابراین یک ویژگی جدید شکل می گیرد - گروه خونی 4.

غلبه بیش از حد نمونه دیگری از برهمکنش ژن های آللی است. در این حالت، افراد هتروزیگوت برای این صفت در مقایسه با افراد هموزیگوت تظاهرات بارزتری از آن دارند. این تعامل ژن ها زمینه ساز پدیده ای مانند هتروزیس (پدیده قدرت هیبریدی) است.

به عنوان مثال، هنگام تلاقی دو نوع گوجه فرنگی، هیبریدی به دست می آید که ویژگی های هر دو ارگانیسم اصلی را به ارث می برد، زیرا ویژگی ها هتروزیگوت می شوند. در نسل بعدی شکافتن بر اساس خصوصیات آغاز خواهد شد، بنابراین امکان به دست آوردن نسل مشابه وجود نخواهد داشت.

در دنیای حیوانات حتی می توان ناباروری این گونه فرم های هیبریدی را مشاهده کرد. چنین نمونه هایی از تعامل ژنی را می توان اغلب یافت. مثلاً وقتی الاغ و مادیان را با هم تلاقی می کنند، قاطر به دنیا می آید. او همه چیز را به ارث برده است بهترین کیفیت هاپدر و مادرش، اما خودش نمی تواند فرزندی داشته باشد.

در انسان کم خونی داسی شکل بر اساس این نوع به ارث می رسد.

ژن های غیر آللی و تعامل آنها

ژن هایی که در جفت های مختلف کروموزوم قرار دارند، غیر آللی نامیده می شوند. اگر آنها خود را با هم بیابند، ممکن است روی یکدیگر تأثیر بگذارند.

تعامل ژن های غیر آللی می تواند به روش های مختلفی رخ دهد:

1. مکمل بودن.
2. اپیستازیس
3. عمل پلیمری
4. پلیوتروپی.

همه این نوع از تعاملات ژنی ویژگی های متمایز خود را دارند.

مکمل بودن

با این برهمکنش، یک ژن غالب مکمل دیگری می شود که آن هم غالب است، اما آللی نیست. وقتی آنها با هم جمع می شوند، به تجلی یک ویژگی کاملاً جدید کمک می کنند.

می توانید مثالی از تجلی رنگ در گل نخود شیرین بزنید. وجود رنگدانه و در نتیجه رنگ در یک گل با ترکیبی از دو ژن - A و B تضمین می شود. اگر حداقل یکی از آنها وجود نداشته باشد، کرولا سفید خواهد بود.

در انسان، چنین تعاملی از ژن های غیر آللی در طول تشکیل اندام شنوایی مشاهده می شود. شنوایی طبیعی تنها زمانی رخ می دهد که هر دو ژن - D و E - در حالت غالب وجود داشته باشند. وقتی فقط یک غالب یا هر دو در حالت مغلوب وجود داشته باشد، شنوایی وجود ندارد.

اپیستازیس

این برهمکنش ژن های غیر آللی کاملاً برعکس برهمکنش قبلی است. در این حالت، یک ژن غیر آللی قادر به سرکوب بیان ژن دیگر است.

اشکال تعامل ژن در این نوع می تواند متفاوت باشد:

• اپیستازیس غالب
• مغلوب

در نوع اول برهمکنش، یک ژن غالب بیان ژن غالب دیگر را سرکوب می کند. ژن های مغلوب در اپیستاز مغلوب نقش دارند.

این نوع تعامل باعث به ارث بردن رنگ میوه در کدو تنبل و رنگ پوشش در اسب می شود.

عملکرد پلیمری ژن ها

این پدیده زمانی قابل مشاهده است که چندین ژن غالب مسئول بروز یک صفت باشند. اگر حداقل یک آلل غالب وجود داشته باشد، این صفت قطعا ظاهر می شود.

انواع برهمکنش های ژنی در این مورد ممکن است متفاوت باشد. یکی از آنها پلیمری تجمعی است، زمانی که درجه تجلی یک صفت به تعداد آلل های غالب بستگی دارد. رنگ دانه های گندم یا رنگ پوست انسان به این صورت به ارث می رسد.

همه می دانند که رنگ پوست همه افراد متفاوت است. برخی پوست کاملاً روشن دارند، برخی پوست تیره دارند و نمایندگان نژاد نگروید پوست کاملاً سیاه دارند. دانشمندان بر این باورند که رنگ پوست با وجود سه ژن مختلف تعیین می شود. به عنوان مثال، اگر هر سه در ژنوتیپ در حالت غالب وجود داشته باشند، پوست تیره ترین است، مانند پوست سیاه پوستان.

با قضاوت بر اساس رنگ پوست، نژاد قفقازی آلل غالب ندارد.

مدتهاست مشخص شده است که برهمکنش ژنهای غیر آللی بر اساس نوع پلیمر بر اکثر صفات کمی در انسان تأثیر می گذارد. این موارد عبارتند از: قد، وزن بدن، توانایی های فکری، مقاومت بدن در برابر بیماری های عفونی و برخی دیگر.

فقط می توان توجه داشت که ایجاد چنین علائمی به شرایط محیطی بستگی دارد. ممکن است یک فرد مستعد ابتلا به اضافه وزن، اما در صورت رعایت رژیم غذایی می توان از این مشکل جلوگیری کرد.

عملکرد پلیوتروپیک ژن ها

دانشمندان مدت‌هاست متقاعد شده‌اند که انواع برهمکنش‌های ژنی کاملا مبهم و بسیار متنوع هستند. گاهی اوقات پیش‌بینی تظاهرات برخی از صفات فنوتیپی غیرممکن است، زیرا نحوه تعامل ژن‌ها با یکدیگر مشخص نیست.

این بیانیه فقط با این پدیده تاکید می شود که یک ژن می تواند بر تشکیل چندین صفت تأثیر بگذارد، یعنی اثر پلیوتروپیک داشته باشد.

مدتهاست که ذکر شده است که وجود رنگدانه قرمز در میوه های چغندر لزوماً با وجود همان رنگ همراه است ، اما فقط در برگها.

در انسان یک بیماری شناخته شده به نام سندرم مارفان وجود دارد. این بیماری با نقص در ژنی که مسئول توسعه بافت همبند است، همراه است. در نتیجه مشخص می شود که هر کجای این بافت در بدن باشد، می توان مشکلاتی را مشاهده کرد.

چنین بیمارانی انگشتان "عنکبوت" بلندی دارند و در آنها عدسی چشم دررفته یا نقص قلبی تشخیص داده می شود.

تأثیر عوامل محیطی بر عملکرد ژن ها

تأثیر عوامل محیطی خارجی بر رشد موجودات را نمی توان انکار کرد. این شامل:

• تغذیه.
• درجه حرارت.
• سبک.
• ترکیب شیمیایی خاک.
• رطوبت و غیره

عوامل محیطی در فرآیندهای انتخاب، وراثت و تنوع اساسی هستند.

هنگامی که اشکال برهمکنش ژن های آللی یا غیر آللی را در نظر می گیریم، همیشه باید تأثیر محیط را در نظر بگیریم. می‌توانیم مثال زیر را بیاوریم: اگر گیاهان گل پامچال در دمای 15-20 درجه تلاقی شوند، همه هیبریدهای نسل اول رنگ صورتی خواهند داشت. در دمای 35 درجه، همه گیاهان سفید می شوند. تأثیر عوامل محیطی بر تجلی صفات بسیار زیاد است؛ در اینجا دیگر مهم نیست که کدام ژن غالب است. به نظر می رسد در خرگوش ها، رنگ خز آنها نیز به فاکتور دما بستگی دارد.

دانشمندان مدت‌هاست که روی این سوال کار می‌کنند که چگونه می‌توان تظاهرات علائم را با اعمال تأثیرات خارجی مختلف کنترل کرد. این ممکن است توانایی کنترل رشد ویژگی های مادرزادی را فراهم کند، که به ویژه برای انسان مهم است. چرا از دانش خود برای جلوگیری از بروز برخی بیماری های ارثی استفاده نمی کنید؟

همه انواع برهمکنش ژن های آللی، و نه تنها آنها، می توانند آنقدر متفاوت و چندوجهی باشند که نمی توان آنها را به نوع خاصی نسبت داد. فقط می توان یک چیز را بیان کرد که همه این فعل و انفعالات هم در انسان و هم در نمایندگان همه گونه های گیاهان و حیوانات به یک اندازه پیچیده است.

هر دو آلل - غالب و مغلوب - اثر خود را نشان می دهند، یعنی. آلل غالب اثر آلل مغلوب را به طور کامل سرکوب نمی کند (اثر میانی) تفکیک بر اساس فنوتیپ در F 2 1:2:1 برهمکنش ژن های آللی تسلط ناقص

با همدینانس (یک ارگانیسم هتروزیگوت حاوی دو آلل غالب متفاوت است، به عنوان مثال A1 و A2 یا J A و J B)، هر یک از آلل های غالب اثر خود را نشان می دهد، به عنوان مثال. در تجلی صفت شرکت می کند. تقسیم فنوتیپ در F 2 1:2:1 برهمکنش ژنهای آللی همدمین

نمونه ای از همدینانس، گروه خونی IV انسان در سیستم ABO است: ژنوتیپ - J A، J B، فنوتیپ - AB، یعنی. در افراد دارای گروه خونی IV، هم آنتی ژن A (طبق برنامه ژن J A) و هم آنتی ژن B (طبق برنامه ژن J B) در گلبول های قرمز سنتز می شوند. P x II groupIII گروه G JAJA J0J0 JBJB J0J0 J A J 0 J B J 0 F1F1 J A J 0 J A J B J B J 0 J 0 II groupIV groupIII groupI

سرکوب بیان ژن های یک جفت آللی توسط ژن های دیگر. ژن هایی که عملکرد سایر ژن های غیر آللی را سرکوب می کنند، سرکوبگر نامیده می شوند. اپیستازیس غالب (تفکیک توسط فنوتیپ 13:3) و مغلوب (تفکیک توسط فنوتیپ 9:3:4) اپیستازیس برهمکنش ژن های غیر آللی

مشکل اگر یک زن سیاه‌پوست (A1A1A2A2) و یک مرد سفیدپوست (a1 a1 a2 a2) بچه‌دار شوند، پس به چه نسبتی می‌توانیم انتظار تولد فرزندان را داشته باشیم - سیاه‌پوستان کامل، مالتو و سفیدپوستان؟ راه حل مسئله تعیین ژن ها: ژن های A1، A2 تعیین کننده وجود رنگدانه و ژن های 1 و 2 تعیین کننده عدم وجود رنگدانه