Գենային փոխազդեցություն. Դասի պլան և ներկայացում կենսաբանությունից «Գենների փոխազդեցությունը և դրանց բազմակի գործողությունները» թեմայով (9-րդ դասարան)

Գենը ժառանգական տեղեկատվության կառուցվածքային միավոր է: Այն ներկայացնում է որոշակի հատված (երբեմն՝ ՌՆԹ): Գենների փոխազդեցությունն ապահովում է ծնող օրգանիզմների տարրական բնութագրերի փոխանցումը սերունդներին։

Յուրաքանչյուր գեն որոշում է որոշակի հատկանիշ, որն անկախ է մյուսներից: Նրանք կարողանում են փոխազդել։ Դա հնարավոր է շնորհիվ այն, ինչ տեղի է ունենում գեներում: Երբ միավորվում են գենոտիպում, նրանք գործում են որպես համակարգ: Նրանց միջև հիմնական հարաբերություններն են գերակայությունն ու ռեցեսիվությունը:

Մարդու գենոտիպը բաղկացած է հազարավոր հատկանիշներից (համակարգից), որոնք տեղավորվում են ընդամենը 46 քրոմոսոմի մեջ։ Նրանցից յուրաքանչյուրը պարունակում է հսկայական քանակությամբ գեներ (առնվազն 30 հազար)։

Որոշակի հատկանիշի զարգացման աստիճանը կարող է որոշվել ոչ թե մեկ գենի, այլ մի ամբողջ շարքի ազդեցությամբ, որոնք փոխկապակցված են ազատ ձևով։ Գենների այս փոխազդեցությունը սովորաբար կոչվում է պոլիմերիա (պոլիմերիա): Այս մեխանիզմն օգտագործվում է մաշկի գույնը, մազերի գույնը և հարյուրավոր այլ հատկանիշներ ժառանգելու համար:

Այս քանակի գեների շնորհիվ ապահովվում է տարբեր տեսակի մասնագիտացված տարբերակված բջիջներից կազմված վերջնական օրգանիզմների կենսագործունեությունն ու զարգացումը։ Մարդկանց մոտ հայտնաբերվել է բջիջների մոտ 200 տեսակ՝ լրացուցիչ ենթաբաժանումներով մի շարք ավելի մասնագիտացված ֆունկցիոնալ և մորֆոլոգիական բջիջների տեսակների։

Մեկ քրոմոսոմի վրա գեների կապը սահմանվում է գենային կապ տերմինով։ Միևնույն կապող խմբին պատկանող բոլոր գեները ժառանգվում են միասին՝ գամետների ձևավորման ժամանակ։

Տարբեր կապող խմբերում գեների թիվը նույնը չէ: Դիհիբրիդային փոխազդեցությունը բնութագրվում է նրանով, որ նման կապը չի ենթարկվում, սակայն ամբողջական կապը բավականին հազվադեպ է: Որպես կանոն, բոլոր չորս ֆենոտիպերը ներկայացված են սերունդների մեջ:

Ալելները տարբերվում են, իսկ ալելները նույն գենի ձևերն են:

Ալելային - մեկ ալելային զույգում ընդգրկված գեների փոխազդեցություն: Հատկանիշի դրսևորումը որոշվում է ոչ միայն գերիշխող հարաբերություններով, այլև գենոտիպում առկա գեների քանակով։

Ալելային գեները կարող են ստեղծել այնպիսի կապեր, ինչպիսիք են (երբ հետերոզիգոտների ֆենոտիպում կա միայն մեկ գենի արտադրանք) և թերի (հետերոզիգոտների ֆենոտիպը տարբերվում է հոմոզիգոտների ֆենոտիպից ռեցեսիվ կերպով՝ վերցնելով միջին (միջանկյալ) արժեք։ դրանց նկատմամբ Համադոմինանտությունը ալելային գեների այնպիսի փոխազդեցություն է, երբ ֆենոտիպում հետերոզիգոտներն ունեն երկուսի արտադրանքը։

Ոչ ալելային - երկու (մի քանի) ոչ ալելային գեների համատեղ ազդեցություն: Կարող է արտահայտվել էպիստատիկ, կոմպլեմենտար, պոլիմերային կամ փոփոխող փոխազդեցությունների տեսքով:

Ոչ ալելային գեների փոխազդեցությունը կարող է առաջանալ տարբեր ձևերով, ուստի առանձնանում են մի քանի տեսակներ.

Կոմպլեմենտար - գեների փոխազդեցություն, որոնք ինքնուրույն մենդելիզացվում են մեկ գենոտիպում և առաջացնում որևէ հատկանիշի դրսևորում:

Պոլիմերայինը մի շարք ոչ ալելային գեների հավելումային ազդեցությունն է որոշակի հատկանիշի ձևավորման վրա, որը քանակական առումով առաջացնում է շարունակական տատանումների շարք։ Պոլիմերիան կարող է լինել կուտակային կամ ոչ կուտակային: Առաջին դեպքում հատկանիշի դրսևորումը որոշվում է պոլիմերային գեների գերիշխող ալելների քանակով, որոնք պարունակվում են գենոտիպում։ Երկրորդ դեպքում հատկանիշի զարգացման աստիճանը որոշվում է միայն գերիշխող ալելների առկայությամբ և կախված չէ դրանց քանակից։

Epistatic - մեկ գենի ճնշում մյուսի գերիշխող ալելի կողմից, առաջինին ոչ ալելային: Կամ գերիշխող և ռեցեսիվ ալելի գործողության ճնշումը էպիստատիկ ալելի հիպոստատիկ ալելում, որը գտնվում է հոմոզիգոտ վիճակում։

Կոմպլեմենտար - հատկանիշը զարգանում է 2 գերիշխող գեների փոխադարձ գործողությամբ, որոնք առանձին-առանձին չեն առաջացնում հատկանիշի զարգացում։

Փոփոխություն - փոխելով հիմնական գեների գործողությունը մոդիֆիկատորների կողմից, որոնք դրանց նկատմամբ ոչ ալելային են: Մեկ գենը կարող է հանդես գալ որպես հիմնական գեն՝ վերահսկելու որոշակի հատկանիշի զարգացումը և որպես փոփոխող՝ կապված մեկ այլ հատկանիշի զարգացման հետ:

Գեների փոխազդեցությունը միշտ նկատվում է, երբ մի քանի գեն ազդում է օրգանիզմի ցանկացած հատկանիշի որոշակի վիճակի ձևավորման վրա։

Ալելային գեները զուգակցվում են, ինչը որոշում է փոխադարձ բացառիկ հատկանիշների զարգացումը (բարձրահասակ և ցածր հասակ, գանգուր և հարթ մազեր, մարդկանց մոտ կապույտ և սև աչքեր):
1. Ոչ ալելային գեների փոխազդեցությունը. ցանկացած հատկանիշի զարգացումը մի քանի գեների հսկողության տակ հիմք է հանդիսանում խաչաձևման ժամանակ նոր ձևավորման համար: Օրինակ՝ մոխրագույն ճագարների (AaBb) տեսքը սև (AaB) և սպիտակ (aaBB) հատելիս: Նորագոյացության պատճառը. Aa գեները պատասխանատու են վերարկուի գույնի համար (A - սև բուրդ, a - սպիտակ), Bb գեները պատասխանատու են մազերի երկարությամբ պիգմենտի բաշխման համար (B - պիգմենտը կուտակվում է): մազի արմատում, բ - պիգմենտը հավասարաչափ բաշխված է մազերի երկարությամբ):
2. Գեների բազմակի գործողություն - մեկ գենի ազդեցությունը մի շարք հատկանիշների առաջացման վրա: Օրինակ՝ ծաղիկի մեջ կարմիր պիգմենտի առաջացման համար պատասխանատու գենը նպաստում է նրա տեսքին ցողունում և տերևներում, առաջացնում է ցողունի երկարացում և սերմերի զանգվածի ավելացում։

28. Գենոտիպ- տվյալ օրգանիզմի գեների ամբողջություն, որը, ի տարբերություն գենոմի և գենոֆոնդ հասկացությունների, բնութագրում է անհատին, ոչ թե տեսակին.

Ֆենոտիպ- զարգացման որոշակի փուլում անհատին բնորոշ բնութագրերի մի շարք: Դիպլոիդ օրգանիզմներում գերիշխող գեները հայտնվում են ֆենոտիպում։

Գեների մեծ մասը հայտնվում է օրգանիզմի ֆենոտիպում, սակայն ֆենոտիպը և գենոտիպը տարբերվում են հետևյալ առումներով.

1. Ըստ տեղեկատվության աղբյուրի (գենոտիպը որոշվում է անհատի ԴՆԹ-ի ուսումնասիրությամբ, ֆենոտիպը գրանցվում է օրգանիզմի արտաքին տեսքի դիտարկմամբ):

2. Միշտ չէ, որ գենոտիպը համապատասխանում է նույն ֆենոտիպին։ Որոշ գեներ ֆենոտիպում հայտնվում են միայն որոշակի պայմաններում։ Մյուս կողմից, որոշ ֆենոտիպեր, ինչպիսիք են կենդանիների մորթի գույնը, մի քանի գեների փոխազդեցության արդյունք են՝ ըստ փոխլրացման տեսակի։

Փոփոխականություն- կենդանի օրգանիզմների նոր հատկանիշներ և հատկություններ ձեռք բերելու ունակություն. Փոփոխականության շնորհիվ օրգանիզմները կարող են հարմարվել շրջակա միջավայրի փոփոխվող պայմաններին։

Տարբերում են փոփոխականության երկու հիմնական ձև՝ ժառանգական և ոչ ժառանգական։ Ժառանգական կամ գենոտիպային փոփոխականությունը օրգանիզմի բնութագրերի փոփոխություններն են, որոնք առաջանում են գենոտիպային փոփոխություններով։ Այն իր հերթին բաժանվում է կոմբինատիվ և մուտացիոն։ Կոմբինատիվ փոփոխականությունը առաջանում է ժառանգական նյութի (գեների և քրոմոսոմների) վերահամակցման պատճառով գամետոգենեզի և սեռական վերարտադրության ժամանակ։ Մուտացիոն փոփոխականությունը առաջանում է ժառանգական նյութի կառուցվածքի փոփոխությունների արդյունքում։ Ոչ ժառանգական կամ ֆենոտիպային կամ փոփոխական փոփոխականությունը օրգանիզմի բնութագրերի փոփոխություններն են, որոնք չեն պայմանավորված գենոտիպի փոփոխությամբ։

Ռեակցիայի նորմ- գենոտիպի՝ օնտոգենեզում տարբեր ֆենոտիպեր ձևավորելու ունակություն՝ կախված շրջակա միջավայրի պայմաններից: Այն բնութագրում է հատկանիշի իրականացման մեջ շրջակա միջավայրի մասնակցության մասնաբաժինը և որոշում տեսակի փոփոխական փոփոխականությունը։

29. Փոփոխություններկոչվում են ազդեցությամբ պայմանավորված ֆենոտիպային փոփոխություններ միջավայրըև կապված չէ գենոտիպային փոփոխությունների հետ: Բոլոր հատկանիշները ենթակա են փոփոխման փոփոխականության: Փոփոխությունների առաջացումը պայմանավորված է նրանով, որ շրջակա միջավայրի այնպիսի կարևոր գործոններ, ինչպիսիք են լույսը, ջերմությունը, խոնավությունը, քիմիական բաղադրությունըև հողի կառուցվածքը, օդը, ազդում են ֆերմենտների գործունեության վրա և որոշ չափով փոխում են զարգացող օրգանիզմում տեղի ունեցող կենսաքիմիական ռեակցիաների ընթացքը։ Հարմարվողական փոփոխությունները օրգանիզմին հնարավորություն են տալիս գոյատևել և սերունդ թողնել փոփոխված շրջակա միջավայրի պայմաններում:

Ժառանգականփոփոխականությունը բաժանվում է կոմբինատիվ և մուտացիոն: Կոմբինատիվ տատանումները կոչվում են փոփոխականություն, որը հիմնված է վերակոմբինացիաների ձևավորման վրա, այսինքն՝ գեների այնպիսի համակցությունների, որոնք ծնողները չեն ունեցել։ Համակցված փոփոխականության հիմքն է սեռական վերարտադրությունօրգանիզմներ, ինչը հանգեցնում է գենոտիպերի հսկայական բազմազանության: Մուտացիան հենց գենոտիպի փոփոխականությունն է։ Մուտացիաները գենետիկական նյութի հանկարծակի, ժառանգական փոփոխություններ են, որոնք հանգեցնում են օրգանիզմի որոշակի բնութագրերի փոփոխության։

30. Համակցվածկոչվում է փոփոխականություն, որը հիմնված է վերակոմբինացիաների ձևավորման վրա, այսինքն՝ գեների այնպիսի համակցություններ, որոնք ծնողները չեն ունեցել։ Կոմբինատիվ փոփոխականության հիմքը օրգանիզմների սեռական վերարտադրությունն է, որի արդյունքում առաջանում է գենոտիպերի հսկայական բազմազանություն։ Երեք գործընթացներ ծառայում են որպես գենետիկ տատանումների գրեթե անսահմանափակ աղբյուրներ.

Հոմոլոգ քրոմոսոմների անկախ տարանջատում առաջին մեյոտիկ բաժանման մեջ: (Կանաչ հարթ և դեղին կնճռոտ ոլոռի սերմերի տեսքը երկրորդ սերնդում դեղին հարթ և կանաչ կնճռոտ սերմերով բույսերի հատման արդյունքում համակցված փոփոխականության օրինակ է):

Հոմոլոգ քրոմոսոմների հատվածների փոխադարձ փոխանակում կամ հատում: Այն ստեղծում է նոր կլանման խմբեր: Զիգոտում գտնվող ռեկոմբինանտ քրոմոսոմները նպաստում են ծնողներից յուրաքանչյուրի համար անտիպ բնութագրերի ի հայտ գալուն:

Բեղմնավորման ժամանակ գամետների պատահական համակցություն.

Կոմբինատիվ փոփոխության այս աղբյուրները գործում են ինքնուրույն և միաժամանակ՝ ապահովելով գեների մշտական ​​«խառնաշփոթ», ինչը հանգեցնում է այլ գենոտիպով և ֆենոտիպով օրգանիզմների առաջացմանը։

Կենսաբանական նշանակություն. ապահովում է տեսակների մեջ անհատների անսահման բազմազանություն և նրանցից յուրաքանչյուրի յուրահատկությունը:

Սեռական գործընթաց. ռեկոմբինացիան ծնողների գենետիկական նյութի վերաբաշխումն է, որի արդյունքում սերունդների մոտ առաջանում են գեների նոր համակցություններ, որոնք որոշում են հատկանիշների նոր համակցություններ։ Ռեկոմբինացիան կոմբինատիվ փոփոխականության հիմքն է։ Էուկարիոտիկ օրգանիզմներում, որոնք բազմանում են սեռական ճանապարհով, ռեկոմբինացիա տեղի է ունենում մեյոզի ժամանակ՝ քրոմոսոմների անկախ դիվերգենցիայի ժամանակ և հոմոլոգ քրոմոսոմների միջև հոմոլոգ շրջանների փոխանակման ժամանակ (հատում): Ռեկոմբինացիաները տեղի են ունենում վերարտադրողական բջիջներում և շատ ավելի հազվադեպ՝ սոմատիկ բջիջներում։ Պրոկարիոտները (բակտերիաները) և վիրուսները ունեն գեների փոխանակման հատուկ մեխանիզմներ։ Այսպիսով, ռեկոմբինացիան բոլոր օրգանիզմների գենոտիպային փոփոխականությունը մեծացնելու ունիվերսալ միջոց է՝ բնական ընտրության համար նյութ ստեղծելու համար։

Մուտացիոնկոչվում է բուն գենոտիպի փոփոխականություն։ Մուտացիաները գենետիկական նյութի հանկարծակի, ժառանգական փոփոխություններ են, որոնք հանգեցնում են օրգանիզմի որոշակի բնութագրերի փոփոխության։

Գենային մուտացիաներ- գենային կառուցվածքի փոփոխություններ. Քանի որ գենը ԴՆԹ-ի մոլեկուլի մի հատված է, գենային մուտացիան ներկայացնում է այս հատվածի նուկլեոտիդային կազմի փոփոխությունները: Գենային մուտացիաները կարող են առաջանալ՝ 1) մեկ կամ մի քանի նուկլեոտիդների փոխարինման արդյունքում. 2) նուկլեոտիդային ներդիրներ. 3) նուկլեոտիդների կորուստ. 4) նուկլեոտիդների կրկնապատկում. 5) նուկլեոտիդների փոփոխության կարգի փոփոխություններ. Այս մուտացիաները հանգեցնում են պոլիպեպտիդային շղթայի ամինաթթուների կազմի փոփոխության և, հետևաբար, սպիտակուցի մոլեկուլի ֆունկցիոնալ գործունեության փոփոխության։

Քրոմոսոմային մուտացիաներ -քրոմոսոմների կառուցվածքի փոփոխություններ. Վերադասավորումները կարող են տեղի ունենալ ինչպես մեկ քրոմոսոմի ներսում՝ ներքրոմոսոմային մուտացիաներ, այնպես էլ քրոմոսոմների միջև՝ միջքրոմոսոմային մուտացիաներ։

Գենոմային մուտացիակոչվում է քրոմոսոմների քանակի փոփոխություն: Գենոմային մուտացիաները առաջանում են միտոզի կամ մեյոզի բնականոն ընթացքի խախտման արդյունքում։

Մուտացիաների հատկությունները. ներկայումս համարվում է, որ շատ մուտացիաներ էական ազդեցություն չունեն անհատների կենսունակության վրա. նման մուտացիաները կոչվում են չեզոք: Մուտացիաների չեզոքությունը հաճախ պայմանավորված է նրանով, որ մուտանտ ալելների մեծ մասը ռեցեսիվ է սկզբնական ալելի նկատմամբ։ Այնուամենայնիվ, կան մուտացիաներ, որոնք հանգեցնում են օրգանիզմի մահվան (մահացու) կամ զգալիորեն նվազեցնում են նրա կենսունակությունը (կիսամահաբեր)։ Որոշակի պայմաններում մուտացիաները կարող են մեծացնել օրգանիզմների կենսունակությունը (ինչպես մանգաղ բջջային անեմիայի օրինակում):

Սեռական վերարտադրության ընթացքում փոխանցվելու նրանց ունակության հիման վրա առանձնանում են սոմատիկ և գեներատիվ մուտացիաները։ Սոմատիկ մուտացիաները չեն ազդում սեռական բջիջների վրա և չեն փոխանցվում սերունդներին: Սոմատիկ մուտացիաների արդյունքում առաջանում են գենետիկ խճանկարներ։ Գեներատիվ մուտացիաները տեղի են ունենում սեռական բջիջներում և կարող են փոխանցվել ժառանգներին: Մուտանտ սեռական բջիջների մասնակցությամբ ձևավորվում են ամբողջովին մուտանտ օրգանիզմներ։ Մուտանտի ալելը կարող է վերադառնալ իր սկզբնական վիճակին: Այնուհետև սկզբնական մուտացիան կոչվում է ուղղակի (օրինակ՝ անցումը A → a), իսկ մյուսը՝ հակադարձ մուտացիա կամ հետադարձ (օրինակ՝ հակադարձ անցում a → A)։

Մուտացիաների կենսաբանական նշանակությունը. առաջին հերթին մուտացիաները ազդում են էվոլյուցիայի վրա։ Տեսակների էվոլյուցիոն զարգացման համար վճռորոշ նշանակություն ունեցավ մուտացիաների մշտական ​​առկայությունը: Փոփոխվող շրջակա միջավայրի պայմաններում մուտացիայի առաջացումը, որն առաջացրեց այս պայմաններին ավելի հարմարեցված օրգանիզմներ, միևնույն ժամանակ քայլ առաջ էր:

Մուտացիա ստանալը. Մուտագենները սովորաբար բաժանվում են երեք խմբի. Ֆիզիկական և քիմիական մուտագենները օգտագործվում են արհեստականորեն մուտացիաներ առաջացնելու համար:

Ø Ֆիզիկական՝ ռենտգենյան ճառագայթներ, գամմա ճառագայթներ, ուլտրամանուշակագույն ճառագայթում, բարձր և ցածր ջերմաստիճան և այլն:

Ø Քիմիական. ծանր մետաղների աղեր, ալկալոիդներ, օտար ԴՆԹ և ՌՆԹ, ազոտային հիմքերի անալոգներ նուկլեինաթթուներև այլն։

Ø Կենսաբանական՝ վիրուսներ, բակտերիաներ։

Գեներատիվ մուտացիաներառաջանում են սեռական բջիջներում, չեն ազդում տվյալ օրգանիզմի բնութագրերի վրա և հայտնվում են միայն հաջորդ սերնդում։

Սոմատիկ մուտացիաներառաջանում են սոմատիկ բջիջներում, դրսևորվում են տվյալ օրգանիզմում և սեռական վերարտադրության ընթացքում չեն փոխանցվում սերունդներին։ Սոմատիկ մուտացիաները կարող են պահպանվել միայն անսեռ վերարտադրության միջոցով:

1. Ամբողջական գերակայություն

2. Անավարտ գերակայություն- գերիշխող գենի ազդեցության թուլացում ռեցեսիվ գենի առկայության դեպքում (այս դեպքում հետերոզիգոտներում նկատվում է հատկանիշի միջանկյալ բնույթ)

3. Գերդոմինանտություն - հետերոզիգոտ վիճակում դոմինանտ գենն ավելի արտահայտված է, քան հոմոզիգոտ վիճակում.

4. համադոմինանտություն - մեկ ալելային զույգի գեները համարժեք են և եթե երկուսն էլ առկա են գենոտիպում, ապա երկուսն էլ իրենց ազդեցությունն են թողնում (արյան IV խումբ)

5. ինտերալելային կոմպլեմենացիա - նորմալ հատկանիշ է ձևավորվում հետերոզիգոտում երկու մուտանտ գեների համակցման արդյունքում: Պատճառն այն է, որ ռեցեսիվ գեների արգասիքները, փոխազդելով և լրացնելով միմյանց, կազմում են գերիշխող ալելի գործունեությանը նույնական հատկանիշ։

6. Ալելային բացառումը փոխազդեցության տեսակ է, երբ գենի ալելներից մեկն ապաակտիվացված է, ինչը հանգեցնում է բջիջներում տարբեր ալելների դրսևորման։

10. Ոչ ալելային գեների փոխազդեցության հիմնական տեսակների բնութագրերը.

1. Կոմպլեմենտարություն- փոխազդեցության տեսակ, որում նոր հատկանիշ առաջանում է նույն գենոտիպում տեղակայված երկու գերիշխող ոչ ալելային գեների փոխազդեցությունից, մինչդեռ, առանձին լինելով գենոտիպում, նրանք տարբեր կերպ են ազդում հատկանիշի վրա:

Բաժանվում է F 2-ում

2. Epistasis- մեկ գենի ալելների ճնշումը այլ գեների ալելների ազդեցությամբ:

Ճնշող գենը կոչվում է էպիստատիկ, ճնշված գենը՝ հիպոստատիկ։

Ոչ ալելային գեների էպիստատիկ փոխազդեցությունը կարող է լինել գերիշխող (13:3, 12:3:1) և ռեցեսիվ (9:3:4):

3. Պոլիմերիզմ- մի քանի գերիշխող ոչ ալելային գեներ որոշում են նույն հատկանիշը: Նման գեները նշանակվում են նույն տառերով՝ տարբեր ինդեքսներով։

Պոլիմերիան տեղի է ունենում.

Ոչ կուտակային - ոչ թե գենոտիպում գերիշխող գեների քանակն է ազդում, այլ առնվազն մեկի առկայությունը (15:1)

Մարդու գենոտիպը ներառում է հսկայական քանակությամբ գեներ, որոնք տեղեկատվություն են կրում մեր մարմնի հատկությունների և որակների մասին: Չնայած այդպիսի մեծ թվին, նրանք փոխազդում են որպես միասնական միասնական համակարգ:

Սկսած դպրոցական դասընթացԿենսաբանության մեջ մեզ հայտնի են Մենդելի օրենքները, ով ուսումնասիրել է հատկանիշների ժառանգման օրինաչափությունները։ Իր հետազոտության ընթացքում գիտնականը հայտնաբերել է գերիշխող և ռեցեսիվ գեներ։ Ոմանք կարողանում են ճնշել մյուսների դրսեւորումը։

Իրականում գեների փոխազդեցությունը շատ է դուրս մենդելյան օրենքներից, թեև պահպանվում են ժառանգականության բոլոր կանոնները։ Հնարավոր է տարբերություններ տեսնել ֆենոտիպային տարանջատման օրինաչափության մեջ, քանի որ փոխազդեցության տեսակը կարող է տարբերվել:

Գենի բնութագրերը

Գենը ժառանգականության միավոր է, այն ունի որոշակի հատկանիշներ.

1. Գենը դիսկրետ է։ Այն որոշում է որոշակի հատկանիշի զարգացման աստիճանը, ներառյալ կենսաքիմիական ռեակցիաների բնութագրերը:
2. Աստիճանաբար ազդում է. Կուտակվելով մարմնի բջիջներում՝ այն կարող է հանգեցնել ախտանիշի դրսևորման ավելացման կամ նվազման։
3. Բոլոր գեները խիստ սպեցիֆիկ են, այսինքն՝ պատասխանատու են կոնկրետ սպիտակուցի սինթեզի համար։
4. Մեկ գենը կարող է ունենալ բազմաթիվ ազդեցություն՝ ազդելով միանգամից մի քանի հատկանիշների զարգացման վրա:
5. Տարբեր գեներ կարող են մասնակցել մեկ հատկանիշի ձևավորմանը։
6. Բոլոր գեները կարող են փոխազդել միմյանց հետ:
7. Գենի գործողության դրսևորման վրա ազդում է արտաքին միջավայրը։

Գեները կարող են գործել երկու տարբեր մակարդակներում. Առաջինը հենց գենետիկ համակարգն է, որում որոշվում է գեների վիճակը և դրանց աշխատանքը, կայունությունն ու փոփոխականությունը։ Երկրորդ մակարդակը կարելի է դիտարկել մարմնի բջիջներում աշխատելիս։

Ալելային գեների փոխազդեցության տեսակները

Մեր մարմնի բոլոր բջիջներն ունեն քրոմոսոմների դիպլոիդ շարք (նաև կոչվում է կրկնակի): Ձվի 23 քրոմոսոմները միաձուլվում են սերմի նույնքան քրոմոսոմների հետ։ Այսինքն՝ յուրաքանչյուր հատկանիշ ներկայացված է երկու ալելներով, ուստի դրանք կոչվում են ալելային գեներ։

Նման ալելային զույգեր գոյանում են բեղմնավորման ժամանակ։ Նրանք կարող են լինել կամ հոմոզիգոտ, այսինքն՝ բաղկացած միանման ալելներից, կամ հետերոզիգոտ, եթե առկա են տարբեր ալելներ։

Ալելային գեների փոխազդեցության ձևերը հստակ ներկայացված են աղյուսակում։

Փոխազդեցության տեսակը	Փոխազդեցության բնույթը	Օրինակ
Ամբողջական տիրապետություն	Գերիշխող գենը լիովին ճնշում է ռեցեսիվ գենի դրսևորումը։	Սիսեռի գույնի ժառանգությունը, մարդու աչքի գույնը:
Անավարտ գերակայություն	Գերիշխող գենն ամբողջությամբ չի ճնշում ռեցեսիվ գենի արտահայտությունը:	Գիշերային գեղեցկության ծաղկի գունավորում (ծաղիկ):
Համատեղություն	Հետերոզիգոտ վիճակում ալելային գեներից յուրաքանչյուրն առաջացնում է իր կողմից վերահսկվող հատկանիշի զարգացումը։	Արյան խմբի ժառանգությունը մարդկանց մոտ.
Գերակշռում	Հետերոզիգոտ վիճակում ախտանշաններն ավելի հստակ են հայտնվում, քան հոմոզիգոտ վիճակում։	Վառ օրինակ է կենդանական և բուսական աշխարհում հետերոզի, մարդկանց մոտ մանգաղ բջջային անեմիայի ֆենոմենը։

Ամբողջական և թերի գերակայություն

Լիակատար գերակայության մասին կարելի է խոսել այն դեպքում, երբ գեներից մեկը կարող է ապահովել հատկանիշի դրսևորումը, բայց երկրորդը դա ի վիճակի չէ։ Ուժեղ գենը կոչվում է գերիշխող, իսկ հակառակորդը՝ ռեցեսիվ։

Ժառանգությունն այս դեպքում ամբողջությամբ տեղի է ունենում Մենդելյան օրենքների համաձայն: Օրինակ՝ սիսեռի սերմերի գույնը. առաջին սերնդում մենք տեսնում ենք, որ բոլոր ոլոռները կանաչ են, այսինքն՝ այս գույնը գերիշխող հատկանիշ է։

Եթե ​​բեղմնավորման ժամանակ շագանակագույն աչքերի և կապույտ աչքերի գենը միավորվի, ապա երեխան կունենա շագանակագույն աչքեր, քանի որ այս ալելը լիովին ճնշում է կապույտ աչքերի համար պատասխանատու գենը։

Թերի գերակայությամբ կարելի է տեսնել հետերոզիգոտների միջանկյալ հատկանիշի դրսևորումը։ Օրինակ, երբ գերիշխող հոմոզիգոտ գիշերային գեղեցկուհին կարմիր ծաղիկներով հատում ես նույն անհատի հետ, միայն սպիտակ պսակով, առաջին սերնդի հիբրիդները կարելի է տեսնել: Վարդագույն գույն. Գերիշխող կարմիր հատկանիշը լիովին չի ճնշում ռեցեսիվ սպիտակ հատկանիշի դրսևորումը, ուստի վերջում մենք հայտնվում ենք մի բանի միջև:

Համատեղություն և գերիշխանություն

Գեների այս փոխազդեցությունը, որում յուրաքանչյուրն ապահովում է իր հատկանիշը, կոչվում է կոդոմինանտություն։ Մեկ ալելային զույգի բոլոր գեները բացարձակապես համարժեք են: Ոչ մեկը չի կարող ճնշել մյուսի գործողությունները: Հենց գեների այս փոխազդեցությունն է, որ մենք դիտում ենք մարդկանց արյան խմբերի ժառանգության մեջ:

O գենն ապահովում է արյան 1-ին խմբի դրսևորումը, գենը՝ երկրորդը, գենը՝ երրորդը, իսկ եթե A և B գեները միասին են հայտնաբերվել, ապա ոչ մեկը չի կարող ճնշել մյուսի դրսևորումը, ուստի ձևավորվում է նոր հատկանիշ՝ արյան խումբ 4.

Overdominance-ը ալելային գեների փոխազդեցության մեկ այլ օրինակ է: Այս դեպքում այս հատկանիշի համար հետերոզիգոտ անհատներն ունեն դրա ավելի ցայտուն դրսևորում՝ համեմատած հոմոզիգոտ անհատների հետ։ Գենների այս փոխազդեցությունը ընկած է այնպիսի երևույթի հիմքում, ինչպիսին է հետերոզը (հիբրիդային ուժի ֆենոմենը):

Լոլիկի երկու տեսակների հատման ժամանակ, օրինակ, ստացվում է հիբրիդ, որը ժառանգում է երկու բնօրինակ օրգանիզմների բնութագրերը, քանի որ բնութագրերը դառնում են հետերոզիգոտ: Հաջորդ սերնդում կսկսվի բաժանումն ըստ բնութագրերի, ուստի հնարավոր չի լինի ստանալ նույն սերունդը։

Կենդանական աշխարհում նույնիսկ կարելի է դիտարկել նման հիբրիդային ձևերի անպտղությունը։ Հաճախ կարելի է գտնել գեների փոխազդեցության նման օրինակներ: Օրինակ, երբ էշն ու ծովը խաչվում են, ջորի է ծնվում: Նա ամեն ինչ ժառանգել է լավագույն որակներըիր ծնողներին, բայց ինքը չի կարող սերունդ ունենալ։

Մարդկանց մոտ մանգաղ բջջային անեմիան ժառանգվում է ըստ այս տեսակի:

Ոչ ալելային գեները և դրանց փոխազդեցությունը

Գեները, որոնք տեղակայված են քրոմոսոմների տարբեր զույգերում, կոչվում են ոչ ալելային։ Եթե ​​նրանք գտնվեն միասին, նրանք կարող են ազդել միմյանց վրա:

Ոչ ալելային գեների փոխազդեցությունը կարող է տեղի ունենալ տարբեր ձևերով.

1. Կոմպլեմենտարություն.
2. Epistasis.
3. Պոլիմերային գործողություն.
4. Պլեոտրոպիա.

Այս բոլոր տեսակի գեների փոխազդեցություններն ունեն իրենց առանձնահատուկ առանձնահատկությունները:

Կոմպլեմենտարություն

Այս փոխազդեցությամբ մի գերիշխող գենը լրացնում է մյուսին, որը նույնպես գերիշխող է, բայց ալելիկ չէ։ Երբ նրանք հավաքվում են, նրանք նպաստում են բոլորովին նոր հատկանիշի դրսևորմանը.

Քաղցր ոլոռի ծաղիկների գույնի դրսևորման օրինակ կարող եք բերել: Ծաղկի մեջ պիգմենտի, հետևաբար և գույնի առկայությունը ապահովվում է երկու գեների համադրությամբ՝ A և B: Եթե դրանցից գոնե մեկը բացակայում է, ապա պսակը սպիտակ կլինի:

Մարդկանց մոտ ոչ ալելային գեների նման փոխազդեցությունը նկատվում է լսողության օրգանի ձևավորման ժամանակ։ Նորմալ լսողությունը կարող է առաջանալ միայն այն դեպքում, եթե երկու գեները՝ D և E, առկա են գերիշխող վիճակում: Երբ կա միայն մեկ գերիշխող կամ երկուսն էլ ռեցեսիվ վիճակում, լսողություն չկա:

Epistasis

Ոչ ալելային գեների այս փոխազդեցությունը լիովին հակառակ է նախորդ փոխազդեցությանը: Այս դեպքում մեկ ոչ ալելային գենն ի վիճակի է ճնշել մյուսի արտահայտությունը։

Այս տարբերակում գեների փոխազդեցության ձևերը կարող են տարբեր լինել.

• Գերիշխող էպիստազիա.
• Ռեցեսիվ.

Առաջին տիպի փոխազդեցության դեպքում մեկ գերիշխող գենը ճնշում է մեկ այլ գերիշխող գենի արտահայտությունը: Ռեցեսիվ գեները ներգրավված են ռեցեսիվ էպիստազիայում:

Այս տեսակի փոխազդեցությունը հանգեցնում է դդումների մրգի գույնի ժառանգմանը և ձիերի վերարկուի գույնին:

Գենների պոլիմերային գործողություն

Այս երեւույթը կարելի է նկատել, երբ մի քանի գերիշխող գեներ պատասխանատու են նույն հատկանիշի դրսևորման համար։ Եթե ​​առկա է գոնե մեկ գերիշխող ալել, հատկանիշն անպայման կհայտնվի։

Գենային փոխազդեցության տեսակներն այս դեպքում կարող են տարբեր լինել։ Դրանցից է կուտակային պոլիմերիզմը, երբ հատկանիշի դրսևորման աստիճանը կախված է գերիշխող ալելների քանակից։ Այսպես է ժառանգվում ցորենի հատիկների գույնը կամ մարդու մաշկի գույնը։

Բոլորը գիտեն, որ բոլոր մարդիկ ունեն մաշկի տարբեր գույներ: Ոմանք ունեն ամբողջովին բաց մաշկ, ոմանք՝ մուգ մաշկ, իսկ նեգրոիդ ռասայի ներկայացուցիչները՝ ամբողջովին սև: Գիտնականները կարծում են, որ մաշկի գույնը որոշվում է երեք տարբեր գեների առկայությամբ։ Օրինակ, եթե երեքն էլ առկա են գենոտիպում գերիշխող վիճակում, ապա մաշկը ամենամուգն է, ինչպես սևամորթներինը։

Դատելով մեր մաշկի գույնից՝ կովկասյան ռասան գերիշխող ալելներ չունի։

Վաղուց պարզվել է, որ ոչ ալելային գեների փոխազդեցությունն ըստ պոլիմերի տեսակի ազդում է մարդկանց քանակական հատկանիշների մեծ մասի վրա։ Դրանք ներառում են՝ հասակը, մարմնի քաշը, ինտելեկտուալ կարողությունները, օրգանիզմի դիմադրողականությունը վարակիչ հիվանդությունների նկատմամբ և որոշ այլ տեսակներ:

Կարելի է միայն նշել, որ նման նշանների զարգացումը կախված է շրջակա միջավայրի պայմաններից: Մարդը կարող է նախատրամադրվածություն ունենալ ավելորդ քաշը, սակայն սննդակարգի պահպանման դեպքում հնարավոր է խուսափել այս խնդրից։

Գենների պլեյոտրոպային ազդեցություն

Գիտնականները վաղուց համոզված են, որ գեների փոխազդեցության տեսակները բավականին երկիմաստ են և շատ բազմակողմանի: Երբեմն անհնար է կանխատեսել որոշակի ֆենոտիպային գծերի դրսևորումը, քանի որ հայտնի չէ, թե ինչպես են գեները փոխազդում միմյանց հետ։

Այս պնդումը միայն ընդգծվում է այն երեւույթով, որ մեկ գենը կարող է ազդել մի քանի հատկանիշների ձեւավորման վրա, այսինքն՝ ունենալ պլեյոտրոպ ազդեցություն։

Վաղուց նշվել է, որ ճակնդեղի պտուղներում կարմիր պիգմենտի առկայությունը պարտադիր ուղեկցվում է նույնի առկայությամբ, բայց միայն տերևներում։

Մարդկանց մոտ հայտնի է մի հիվանդություն, որը կոչվում է Մարֆանի համախտանիշ: Այն կապված է գենի թերության հետ, որը պատասխանատու է կապ հյուսվածքի զարգացման համար: Արդյունքում պարզվում է, որ օրգանիզմում որտեղ էլ որ լինի այս հյուսվածքը, խնդիրներ են նկատվում։

Նման հիվանդների մոտ երկար «սարդի» մատներ են հայտնաբերվում և ախտորոշվում է աչքի ոսպնյակի տեղաշարժ կամ սրտի արատ:

Բնապահպանական գործոնների ազդեցությունը գեների գործողության վրա

Չի կարելի հերքել արտաքին միջավայրի գործոնների ազդեցությունը օրգանիզմների զարգացման վրա։ Դրանք ներառում են.

• Սնուցում.
• Ջերմաստիճանը.
• Լույս.
• Հողի քիմիական կազմը.
• Խոնավություն և այլն:

Բնապահպանական գործոնները հիմնարար են ընտրության, ժառանգականության և փոփոխականության գործընթացներում:

Երբ դիտարկում ենք ալելային կամ ոչ ալելային գեների փոխազդեցության ձևերը, միշտ պետք է հաշվի առնել շրջակա միջավայրի ազդեցությունը։ Կարող ենք բերել հետևյալ օրինակը՝ եթե գարնանածաղիկ բույսերը խաչվում են 15-20 աստիճան ջերմաստիճանում, ապա առաջին սերնդի բոլոր հիբրիդները կունենան վարդագույն գույն։ 35 աստիճան ջերմաստիճանի դեպքում բոլոր բույսերը կդառնան սպիտակ: Այսքանը բնութագրերի դրսևորման վրա շրջակա միջավայրի գործոնների ազդեցության մասին, այստեղ այլևս կարևոր չէ, թե որ գենն է գերիշխող։ Ճագարների մոտ, պարզվում է, նրանց մորթի գույնը նույնպես կախված է ջերմաստիճանի գործոնից։

Գիտնականները երկար ժամանակ աշխատել են այն հարցի վրա, թե ինչպես կարելի է վերահսկել ախտանիշների դրսեւորումները՝ գործադրելով տարբեր արտաքին ազդեցություններ։ Սա կարող է ապահովել բնածին բնութագրերի զարգացումը վերահսկելու ունակություն, ինչը հատկապես կարևոր է մարդկանց համար: Ինչու՞ չօգտագործել ձեր գիտելիքները որոշ ժառանգական հիվանդությունների առաջացումը կանխելու համար:

Ալելային գեների փոխազդեցության բոլոր տեսակները, և ոչ միայն դրանք, կարող են լինել այնքան տարբեր և բազմակողմանի, որ անհնար է դրանք վերագրել որևէ կոնկրետ տեսակի: Միայն մի բան կարելի է ասել, որ այս բոլոր փոխազդեցությունները հավասարապես բարդ են ինչպես մարդկանց, այնպես էլ բույսերի և կենդանիների բոլոր տեսակների ներկայացուցիչների մոտ։

Երկու ալելները՝ գերիշխող և ռեցեսիվ, ցուցադրում են իրենց ազդեցությունը, այսինքն. գերիշխող ալելն ամբողջությամբ չի ճնշում ռեցեսիվ ալելի ազդեցությունը (միջանկյալ ազդեցություն) Տարանջատում ըստ ֆենոտիպի՝ F 2 1:2:1 Ալելային գեների փոխազդեցություն Թերի գերակայություն

Կոդոմինանտությամբ (հետերոզիգոտ օրգանիզմը պարունակում է երկու տարբեր գերիշխող ալելներ, օրինակ՝ A1 և A2 կամ J A և J B), գերիշխող ալելներից յուրաքանչյուրն իր ազդեցությունն է ունենում, այսինքն. մասնակցում է հատկանիշի դրսևորմանը. Ֆենոտիպի բաժանումը F 2-ում 1:2:1 Ալելային գեների փոխազդեցություն Համատիրություն

Կոդոմինանտության օրինակ է մարդու արյան IV խումբը ABO համակարգում՝ գենոտիպ – J A, J B, ֆենոտիպ – AB, այսինքն. Արյան IV խումբ ունեցող մարդկանց մոտ և՛ A հակագենը (ըստ J A գենային ծրագրի), և՛ հակագենը B (ըստ J B գենային ծրագրի) սինթեզվում են արյան կարմիր բջիջներում: P x II խումբ III խումբ 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 խումբIV խումբIII խումբI խումբ

Մեկ ալելային զույգի գեների արտահայտման ճնշումը մյուսի գեներով: Այն գեները, որոնք ճնշում են այլ ոչ ալելային գեների գործողությունը, կոչվում են ճնշողներ: Գերիշխող էպիստազ (տարանջատում ըստ ֆենոտիպի 13:3) և ռեցեսիվ (տարանջատում ըստ ֆենոտիպի 9:3:4) Էպիստազը Ոչ ալելային գեների փոխազդեցությունը

Խնդիր Եթե սևամորթ կինը (A1A1A2A2) և սպիտակ տղամարդը (a1 a1 a2 a2) երեխաներ ունեն, ապա ի՞նչ համամասնությամբ կարող ենք ակնկալել երեխաների ծնունդ՝ լրիվ սևամորթների, մուլատների և սպիտակամորթների: Խնդրի լուծում Գենների նշանակում. A1, A2 գեներ, որոնք որոշում են պիգմենտի առկայությունը և 1, և 2 գեները, որոնք որոշում են պիգմենտի բացակայությունը: