Interakcja genów. Scenariusz lekcji i prezentacja z biologii na temat „Interakcja genów i ich wielorakie działania” (klasa 9)

Gen jest jednostką strukturalną odziedziczonej informacji. Reprezentuje określoną sekcję (czasami RNA). Interakcja genów zapewnia przekazywanie elementarnych cech organizmów rodzicielskich potomstwu.

Każdy gen determinuje konkretną cechę, która jest niezależna od pozostałych. Potrafią wchodzić w interakcje. Jest to możliwe dzięki temu, co dzieje się w genach. Połączone w genotyp działają jak system. Główne zależności między nimi to dominacja i recesywność.

Ludzki genotyp składa się z tysięcy cech (systemów), które mieszczą się w zaledwie 46 chromosomach. Każdy z nich zawiera ogromną liczbę genów (co najmniej 30 tysięcy).

Stopień rozwoju danej cechy można określić na podstawie wpływu nie jednego genu, ale całego szeregu, które są ze sobą swobodnie powiązane. Ta interakcja genów jest zwykle nazywana polimerią (polikompleksowością). Mechanizm ten służy do dziedziczenia koloru skóry, koloru włosów i setek innych cech.

Dzięki tej liczbie genów zapewniona jest aktywność życiowa i rozwój organizmów ostatecznych, składających się z różnego rodzaju wyspecjalizowanych, zróżnicowanych komórek. U człowieka zidentyfikowano około 200 typów komórek, z dodatkowymi podziałami na kilka bardziej wyspecjalizowanych typów komórek pod względem funkcjonalnym i morfologicznym.

Połączenie genów na jednym chromosomie definiuje się terminem połączenie genów. Wszystkie geny należące do tej samej grupy połączeń są dziedziczone razem podczas tworzenia gamet.

Liczba genów w różnych grupach połączeń nie jest taka sama. Oddziaływanie dihybrydowe charakteryzuje się tym, że takie połączenie nie jest posłuszne, jednak całkowite połączenie zdarza się dość rzadko. Z reguły wszystkie cztery fenotypy są reprezentowane u potomstwa.

Rozróżnia się allele, a allele są formami tego samego genu.

Alleliczne - interakcja genów zawartych w jednej parze alleli. O manifestacji cechy decydują nie tylko relacje dominacji, ale także liczba genów w genotypie.

Geny alleliczne są zdolne do tworzenia takich połączeń jak (kiedy w fenotypie heterozygot występuje produkt tylko jednego genu) i niekompletnych (fenotyp heterozygot różni się od fenotypu homozygot w sposób recesywny, przyjmując wartość średnią (pośrednią) w stosunku do nich Kodominacja to taka interakcja genów allelicznych, gdy heterozygoty w fenotypie mają produkt obu.

Niealleliczny - łączny wpływ dwóch (kilku) genów nieallelicznych. Można je wyrazić w postaci oddziaływań epistatycznych, komplementarnych, polimerowych lub modyfikujących.

Interakcja genów nieallelicznych może zachodzić na różne sposoby, dlatego wyróżnia się kilka typów.

Uzupełniające - interakcja genów, które niezależnie mendelizują w jednym genotypie i powodują manifestację dowolnej jednej cechy.

Polimer to addytywny wpływ szeregu genów nieallelicznych na powstawanie określonej cechy, co powoduje ciągłą serię zmian pod względem ilościowym. Polimeria może ulegać kumulacji lub niekumulacji. W pierwszym przypadku o przejawie cechy decyduje liczba dominujących alleli genów polimerowych zawartych w genotypie. W drugim przypadku o stopniu rozwoju cechy decyduje jedynie obecność alleli dominujących i nie zależy od ich liczby.

Epistatyczny - supresja jednego genu przez dominujący allel innego, nieallelicznego z pierwszym. Lub tłumienie działania allelu dominującego i recesywnego w allelu hipostatycznym allelu epistatycznego, który jest w stanie homozygotycznym.

Komplementarny - cecha rozwija się poprzez wzajemne działanie 2 genów dominujących, które osobno nie powodują rozwoju cechy.

Modyfikowanie - zmiana działania głównych genów za pomocą modyfikatorów, które nie są z nimi alleliczne. Jeden gen może działać jako gen główny kontrolujący rozwój określonej cechy i jako modyfikator w odniesieniu do rozwoju innej cechy.

Interakcję genów obserwuje się zawsze, gdy kilka genów wpływa na powstawanie określonego stanu dowolnej cechy organizmu.

Geny alleliczne są parowane, determinując rozwój wzajemnie wykluczających się cech (wysoki i niski wzrost, kręcone i gładkie włosy, niebieskie i czarne oczy u ludzi).
1. Interakcja genów nieallelicznych: rozwój dowolnej cechy pod kontrolą kilku genów jest podstawą do nowego powstawania podczas krzyżowania. Przykład: pojawienie się szarych królików (AaBb) podczas krzyżowania czarnego (AaB) i białego (aaBB). Przyczyna nowotworu: geny Aa odpowiadają za kolor sierści (A - czarna wełna, a - biała), geny Bb odpowiadają za rozmieszczenie pigmentu na całej długości włosa (B - pigment gromadzi się u nasady włosa, b - pigment jest równomiernie rozprowadzony na całej długości włosa).
2. Wielokrotne działanie genów – wpływ jednego genu na kształtowanie się wielu cech. Przykład: gen odpowiedzialny za powstawanie czerwonego barwnika w kwiatku sprzyja jego pojawianiu się w łodydze i liściach, powoduje wydłużenie łodygi i wzrost masy nasion.

28. Genotyp- zespół genów danego organizmu, który w odróżnieniu od koncepcji genomu i puli genowej charakteryzuje osobnika, a nie gatunek.

Fenotyp- zestaw cech charakterystycznych dla jednostki na pewnym etapie rozwoju. U organizmów diploidalnych geny dominujące pojawiają się w fenotypie.

Większość genów pojawia się w fenotypie organizmu, ale fenotyp i genotyp różnią się pod następującymi względami:

1. Według źródła informacji (genotyp określa się na podstawie badania DNA osobnika, fenotyp rejestruje się na podstawie obserwacji wyglądu organizmu).

2. Genotyp nie zawsze odpowiada temu samemu fenotypowi. Niektóre geny pojawiają się w fenotypie tylko pod pewnymi warunkami. Z drugiej strony niektóre fenotypy, takie jak kolor futra zwierząt, są wynikiem interakcji kilku genów w zależności od rodzaju komplementarności.

Zmienność- zdolność organizmów żywych do nabywania nowych cech i właściwości. Dzięki zmienności organizmy potrafią przystosować się do zmieniających się warunków środowiskowych.

Istnieją dwie główne formy zmienności: dziedziczna i niedziedziczna. Zmienność dziedziczna lub genotypowa to zmiany cech organizmu spowodowane zmianami w genotypie. To z kolei dzieli się na kombinatywne i mutacyjne. Zmienność kombinacyjna powstaje w wyniku rekombinacji materiału dziedzicznego (genów i chromosomów) podczas gametogenezy i rozmnażania płciowego. Zmienność mutacyjna powstaje w wyniku zmian w strukturze materiału dziedzicznego. Zmienność niedziedziczna, fenotypowa lub modyfikacyjna to zmiany w charakterystyce organizmu, które nie są spowodowane zmianą genotypu.

Norma reakcji- zdolność genotypu do tworzenia różnych fenotypów w ontogenezie, w zależności od warunków środowiskowych. Charakteryzuje udział środowiska w realizacji cechy i określa zmienność modyfikacji gatunku.

29. Modyfikacje nazywane są zmianami fenotypowymi wywołanymi wpływem środowisko i niezwiązane ze zmianami genotypowymi. Wszystkie cechy podlegają zmienności modyfikacji. Wystąpienie modyfikacji wynika z faktu, że tak ważne czynniki środowiskowe jak światło, ciepło, wilgoć, skład chemiczny i struktura gleby, powietrza, wpływają na aktywność enzymów i w pewnym stopniu zmieniają przebieg reakcji biochemicznych zachodzących w rozwijającym się organizmie. Modyfikacje adaptacyjne umożliwiają organizmowi przeżycie i pozostawienie potomstwa w zmienionych warunkach środowiskowych.

Dziedziczny Zmienność dzieli się na kombinatywną i mutacyjną. Zmienność kombinacyjna nazywana jest zmiennością, która opiera się na tworzeniu rekombinacji, czyli takich kombinacji genów, których nie posiadali rodzice. Podstawą zmienności kombinacyjnej jest rozmnażanie płciowe organizmów, co skutkuje ogromną różnorodnością genotypów. Mutacja to zmienność samego genotypu. Mutacje to nagłe, dziedziczne zmiany w materiale genetycznym, które prowadzą do zmian w pewnych cechach organizmu.

30. Kombinacyjny zwana zmiennością, która opiera się na powstawaniu rekombinacji, czyli takich kombinacji genów, których nie posiadali rodzice. Podstawą zmienności kombinacyjnej jest rozmnażanie płciowe organizmów, w wyniku czego powstaje ogromna różnorodność genotypów. Trzy procesy służą jako praktycznie nieograniczone źródła zmienności genetycznej:

Niezależna segregacja chromosomów homologicznych w pierwszym podziale mejotycznym. (Pojawienie się nasion grochu zielonego gładkiego i żółto pomarszczonego w drugim pokoleniu ze skrzyżowania roślin z nasionami żółto gładkimi i zielono pomarszczonymi jest przykładem zmienności kombinacyjnej.)

Wzajemna wymiana odcinków homologicznych chromosomów, czyli krzyżowanie. Tworzy nowe grupy sprzęgieł. Rekombinowane chromosomy, gdy już znajdą się w zygocie, przyczyniają się do pojawienia się cech nietypowych dla każdego z rodziców.

Losowa kombinacja gamet podczas zapłodnienia.

Te źródła zmienności kombinacyjnej działają niezależnie i jednocześnie, zapewniając ciągłe „przemieszanie” genów, co prowadzi do powstania organizmów o różnym genotypie i fenotypie.

Znaczenie biologiczne: zapewnia nieskończoną różnorodność osobników w obrębie gatunku i wyjątkowość każdego z nich.

Proces seksualny: rekombinacja to redystrybucja materiału genetycznego rodziców, w wyniku której u potomstwa pojawiają się nowe kombinacje genów, które determinują nowe kombinacje cech. Rekombinacja jest podstawą zmienności kombinacyjnej. U organizmów eukariotycznych rozmnażających się płciowo rekombinacja zachodzi w mejozie podczas niezależnej dywergencji chromosomów oraz podczas wymiany regionów homologicznych między homologicznymi chromosomami (crossing over). Rekombinacje zachodzą w komórkach rozrodczych i znacznie rzadziej w komórkach somatycznych. Prokarioty (bakterie) i wirusy mają specjalne mechanizmy wymiany genów. Zatem rekombinacja jest uniwersalnym sposobem zwiększania zmienności genotypowej wszystkich organizmów, tworząc materiał do doboru naturalnego.

Mutacyjny nazywa się zmiennością samego genotypu. Mutacje to nagłe, dziedziczne zmiany w materiale genetycznym, które prowadzą do zmian w pewnych cechach organizmu.

Mutacje genowe- zmiany w strukturze genów. Ponieważ gen jest sekcją cząsteczki DNA, mutacja genu reprezentuje zmiany w składzie nukleotydów tej sekcji. Mutacje genowe mogą wystąpić w wyniku: 1) zastąpienia jednego lub większej liczby nukleotydów innymi; 2) insercje nukleotydów; 3) utrata nukleotydów; 4) podwojenie nukleotydów; 5) zmiany w kolejności naprzemienności nukleotydów. Mutacje te prowadzą do zmian w składzie aminokwasów łańcucha polipeptydowego, a w konsekwencji do zmian w aktywności funkcjonalnej cząsteczki białka.

Mutacje chromosomowe - zmiany w strukturze chromosomów. Przegrupowania mogą zachodzić zarówno w obrębie jednego chromosomu – mutacje wewnątrzchromosomalne, jak i pomiędzy chromosomami – mutacje międzychromosomalne.

Mutacja genomowa nazywa się zmianą liczby chromosomów. Mutacje genomowe powstają w wyniku zakłócenia normalnego przebiegu mitozy lub mejozy.

Właściwości mutacji: obecnie uważa się, że wiele mutacji nie ma istotnego wpływu na żywotność osobników; takie mutacje nazywane są neutralnymi. Neutralność mutacji często wynika z faktu, że większość zmutowanych alleli jest recesywna w stosunku do allelu pierwotnego. Istnieją jednak mutacje, które prowadzą do śmierci organizmu (letalne) lub znacząco zmniejszają jego żywotność (semiletalne). W pewnych warunkach mutacje mogą zwiększyć żywotność organizmów (jak na przykładzie anemii sierpowatokrwinkowej).

Ze względu na zdolność do przenoszenia się podczas rozmnażania płciowego rozróżnia się mutacje somatyczne i generatywne. Mutacje somatyczne nie wpływają na komórki rozrodcze i nie są przekazywane potomstwu. W wyniku mutacji somatycznych powstają mozaiki genetyczne. Mutacje generatywne zachodzą w komórkach rozrodczych i mogą być przekazywane potomkom. Przy udziale zmutowanych komórek rozrodczych powstają organizmy całkowicie zmutowane. Zmutowany allel może powrócić do swojego pierwotnego stanu. Wtedy początkową mutację nazywa się bezpośrednią (na przykład przejście A → a), a drugą nazywa się mutacją odwrotną, czyli rewersją (na przykład odwrotnym przejściem a → A).

Biologiczne znaczenie mutacji: przede wszystkim mutacje wpływają na ewolucję. To właśnie ciągła obecność mutacji była kluczowa dla ewolucyjnego rozwoju gatunków. W zmieniających się warunkach środowiskowych pojawienie się mutacji, która dała początek organizmom lepiej przystosowanym do tych warunków, było jednocześnie krokiem naprzód.

Uzyskanie mutacji: Mutageny dzieli się zazwyczaj na trzy grupy. Do sztucznego wytwarzania mutacji wykorzystuje się mutageny fizyczne i chemiczne.

Ø Fizyczne: promienie rentgenowskie, promienie gamma, promieniowanie ultrafioletowe, wysokie i niskie temperatury itp.

Ø Substancje chemiczne: sole metali ciężkich, alkaloidy, obce DNA i RNA, analogi zasad azotowych kwasy nukleinowe itd.

Ø Biologiczne: wirusy, bakterie.

Mutacje generatywne powstają w komórkach rozrodczych, nie wpływają na cechy danego organizmu i pojawiają się dopiero w następnym pokoleniu.

Mutacje somatyczne powstają w komórkach somatycznych, manifestują się w danym organizmie i nie są przekazywane potomstwu podczas rozmnażania płciowego. Mutacje somatyczne można zachować jedynie poprzez rozmnażanie bezpłciowe.

1. Całkowita dominacja

2. Niepełna dominacja– osłabienie działania genu dominującego w obecności genu recesywnego (w tym przypadku u heterozygot obserwuje się pośredni charakter cechy)

3. Naddominacja - gen dominujący w stanie heterozygotycznym jest bardziej wyraźny niż w stanie homozygotycznym

4. współdominacja - geny jednej pary alleli są równoważne i jeśli w genotypie występują oba, to oba wywierają swoje działanie (grupa krwi IV)

5. komplementacja interalleliczna - normalna cecha powstaje w wyniku połączenia dwóch zmutowanych genów u heterozygoty. Dzieje się tak dlatego, że produkty genów recesywnych, oddziałując na siebie i uzupełniając się, tworzą cechę identyczną z aktywnością allelu dominującego.

6. Wykluczenie alleliczne to rodzaj interakcji, w wyniku której jeden z alleli genu ulega inaktywacji, co prowadzi do manifestacji różnych alleli w komórkach

10. Charakterystyka głównych typów interakcji genów nieallelicznych.

1. Komplementarność- rodzaj interakcji, w którym nowa cecha powstaje w wyniku oddziaływania dwóch dominujących genów nieallelicznych znajdujących się w tym samym genotypie, natomiast występując oddzielnie w genotypie, wpływają one na cechę w różny sposób.

Dzieli w F 2

2. Epistaza– supresja alleli jednego genu przez działanie alleli innych genów.

Gen tłumiący nazywany jest epistatycznym, gen tłumiony nazywany jest hipostatycznym.

Epistatyczna interakcja genów nieallelicznych może być dominująca (13:3, 12:3:1) i recesywna (9:3:4).

3. Polimeryzm– kilka dominujących genów nieallelicznych determinuje tę samą cechę. Takie geny są oznaczone tymi samymi literami i różnymi indeksami.

Polimeryzacja zachodzi:

Niekumulatywny – nie ma wpływu liczba dominujących genów w genotypie, ale obecność przynajmniej jednego (15:1)

Genotyp człowieka obejmuje ogromną liczbę genów niosących informację o właściwościach i cechach naszego organizmu. Pomimo tak dużej liczby, współdziałają one jako jeden zintegrowany system.

Z kurs szkolny W biologii znamy prawa Mendla, który badał wzorce dziedziczenia cech. W trakcie swoich badań naukowiec odkrył geny dominujące i recesywne. Niektórzy są w stanie stłumić przejawy innych.

W rzeczywistości interakcja genów wykracza daleko poza prawa Mendla, chociaż przestrzegane są wszystkie zasady dziedziczenia. Można dostrzec różnice we wzorze segregacji fenotypowej, ponieważ rodzaj interakcji może się różnić.

Charakterystyka genów

Gen jest jednostką dziedziczności i ma pewne cechy:

1. Gen jest dyskretny. Określa stopień rozwoju danej cechy, w tym charakterystykę reakcji biochemicznych.
2. Ma stopniowy efekt. Gromadząc się w komórkach organizmu, może prowadzić do nasilenia lub zmniejszenia nasilenia objawu.
3. Wszystkie geny są ściśle specyficzne, to znaczy odpowiadają za syntezę określonego białka.
4. Jeden gen może mieć wiele skutków, wpływając na rozwój kilku cech jednocześnie.
5. W tworzeniu jednej cechy mogą brać udział różne geny.
6. Wszystkie geny mogą ze sobą oddziaływać.
7. Na przejaw działania genów wpływa środowisko zewnętrzne.

Geny są zdolne do działania na dwóch różnych poziomach. Pierwszym z nich jest sam układ genetyczny, w którym określa się stan genów i ich pracę, stabilność i zmienność. Drugi poziom można uwzględnić podczas pracy w komórkach ciała.

Rodzaje interakcji genów allelicznych

Wszystkie komórki naszego ciała mają diploidalny zestaw chromosomów (zwany także podwójnym). 23 chromosomy komórki jajowej łączą się z taką samą liczbą chromosomów plemnika. Oznacza to, że każda cecha jest reprezentowana przez dwa allele, dlatego nazywa się je genami allelicznym.

Takie pary alleliczne powstają podczas zapłodnienia. Mogą być homozygotyczne, to znaczy składające się z identycznych alleli, lub heterozygotyczne, jeśli uwzględnione są różne allele.

Formy interakcji pomiędzy genami allelicznymi są przejrzyście przedstawione w tabeli.

Typ interakcji	Charakter interakcji	Przykład
Całkowita dominacja	Gen dominujący całkowicie tłumi manifestację genu recesywnego.	Dziedziczenie koloru grochu, koloru oczu człowieka.
Niepełna dominacja	Gen dominujący nie tłumi całkowicie ekspresji genu recesywnego.	Kolorystyka kwiatów nocnego piękna (kwiat).
Kodominacja	W stanie heterozygotycznym każdy z genów allelicznych powoduje rozwój cechy, którą kontroluje.	Dziedziczenie grupy krwi u ludzi.
Nadmierna dominacja	W stanie heterozygotycznym objawy pojawiają się wyraźniej niż w stanie homozygotycznym.	Uderzającym przykładem jest zjawisko heterozji w świecie zwierząt i roślin, anemia sierpowata u ludzi.

Dominacja całkowita i niepełna

O całkowitej dominacji możemy mówić w przypadku, gdy jeden z genów może zapewnić manifestację cechy, ale drugi nie jest w stanie tego zrobić. Silny gen nazywany jest dominującym, a jego przeciwnik recesywnym.

Dziedziczenie w tym przypadku następuje całkowicie według praw Mendla. Na przykład kolor nasion grochu: w pierwszym pokoleniu widzimy, że cały groszek jest zielony, to znaczy, że ten kolor jest cechą dominującą.

Jeśli podczas zapłodnienia gen odpowiedzialny za brązowe oczy i niebieskie oczy zejdą się razem, wówczas dziecko będzie miało brązowe oczy, ponieważ ten allel całkowicie tłumi gen odpowiedzialny za niebieskie oczy.

Przy niepełnej dominacji można zaobserwować przejaw cechy pośredniej u heterozygot. Na przykład, krzyżując dominująco homozygotyczną nocną piękność z czerwonymi kwiatami z tym samym osobnikiem, tylko z białą koroną, można zobaczyć hybrydy w pierwszym pokoleniu Różowy kolor. Dominująca cecha czerwona nie tłumi całkowicie przejawów recesywnej cechy białej, więc ostatecznie otrzymujemy coś pomiędzy.

Kodominacja i naddominacja

Ta interakcja genów, z której każdy zapewnia własną cechę, nazywa się kodominacją. Wszystkie geny w jednej parze alleli są absolutnie równoważne. Żadne z nich nie może tłumić działania drugiego. To właśnie tę interakcję genów obserwujemy w dziedziczeniu grup krwi u ludzi.

Gen O zapewnia manifestację 1. grupy krwi, gen A - drugiej, gen B - trzeciej, a jeśli geny A i B zostaną znalezione razem, wówczas żaden z nich nie będzie w stanie stłumić manifestacji drugiej, więc powstaje nowa cecha - grupa krwi 4.

Naddominacja jest kolejnym przykładem interakcji genów allelicznych. W tym przypadku osoby heterozygotyczne pod względem tej cechy wykazują jej wyraźniejszą manifestację w porównaniu z osobami homozygotycznymi. Ta interakcja genów leży u podstaw takiego zjawiska jak heterozja (zjawisko wigoru hybrydy).

Na przykład krzyżując dwie odmiany pomidorów, uzyskuje się hybrydę, która dziedziczy cechy obu oryginalnych organizmów, ponieważ cechy stają się heterozygotyczne. W następnym pokoleniu rozpocznie się podział według cech, przez co nie będzie możliwe uzyskanie tego samego potomstwa.

W świecie zwierząt można nawet zaobserwować bezpłodność takich form hybrydowych. Takie przykłady interakcji genów można znaleźć często. Na przykład po skrzyżowaniu osła i klaczy rodzi się muł. Odziedziczył wszystko najlepsze cechy swoich rodziców, lecz on sam nie może mieć potomstwa.

U ludzi anemia sierpowata jest dziedziczona według tego typu.

Geny niealleliczne i ich interakcja

Geny zlokalizowane w różnych parach chromosomów nazywane są nieallelicznymi. Jeśli znajdą się razem, mogą mieć na siebie wpływ.

Interakcja genów nieallelicznych może zachodzić na różne sposoby:

1. Komplementarność.
2. Epistaza.
3. Działanie polimeru.
4. Plejotropia.

Wszystkie tego typu interakcje genów mają swoje własne charakterystyczne cechy.

Komplementarność

Dzięki tej interakcji jeden dominujący gen uzupełnia inny, który również jest dominujący, ale nie jest alleliczny. Kiedy się spotykają, przyczyniają się do manifestacji zupełnie nowej cechy.

Możesz podać przykład przejawu koloru w kwiatach groszku cukrowego. Obecność pigmentu, a co za tym idzie i koloru, w kwiacie zapewnia kombinacja dwóch genów - A i B. Jeśli przynajmniej jeden z nich jest nieobecny, korona będzie biała.

U ludzi taką interakcję genów nieallelicznych obserwuje się podczas tworzenia narządu słuchu. Normalny słuch może wystąpić tylko wtedy, gdy oba geny – D i E – są obecne w stanie dominującym. Kiedy jest tylko jeden dominujący lub oba w stanie recesywnym, nie ma słuchu.

Epistaza

Ta interakcja genów nieallelicznych jest całkowicie przeciwna do poprzedniej interakcji. W tym przypadku jeden gen niealleliczny jest w stanie tłumić ekspresję innego.

Formy interakcji genów w tym wariancie mogą być różne:

• Dominująca epistaza.
• Recesywny.

W pierwszym typie interakcji jeden dominujący gen tłumi ekspresję innego dominującego genu. W epistazie recesywnej biorą udział geny recesywne.

Ten typ interakcji powoduje dziedziczenie koloru owoców u dyni i koloru sierści u koni.

Polimerowe działanie genów

Zjawisko to można zaobserwować, gdy za manifestację tej samej cechy odpowiada kilka genów dominujących. Jeśli obecny jest co najmniej jeden dominujący allel, cecha na pewno się pojawi.

Rodzaje interakcji genów w tym przypadku mogą być różne. Jednym z nich jest polimeryzm akumulacyjny, gdy stopień ujawnienia się cechy zależy od liczby dominujących alleli. W ten sposób dziedziczony jest kolor ziaren pszenicy czy kolor ludzkiej skóry.

Każdy wie, że wszyscy ludzie mają inny kolor skóry. Niektórzy mają całkowicie jasną skórę, niektórzy mają ciemną skórę, a przedstawiciele rasy Negroidów mają całkowicie czarną skórę. Naukowcy są zdania, że ​​o kolorze skóry decyduje obecność trzech różnych genów. Na przykład, jeśli wszystkie trzy są obecne w genotypie w stanie dominującym, wówczas skóra jest najciemniejsza, podobnie jak u czarnych.

Sądząc po kolorze naszej skóry, rasa kaukaska nie ma dominujących alleli.

Od dawna odkryto, że interakcja genów nieallelicznych w zależności od rodzaju polimeru wpływa na większość cech ilościowych u człowieka. Należą do nich: wzrost, masa ciała, zdolności intelektualne, odporność organizmu na choroby zakaźne i inne.

Można jedynie zauważyć, że rozwój takich znaków zależy od warunków środowiskowych. Osoba może mieć predyspozycje do nadwaga, ale jeśli będziesz przestrzegać diety, możesz uniknąć tego problemu.

Plejotropowe działanie genów

Naukowcy od dawna byli przekonani, że rodzaje interakcji genów są dość niejednoznaczne i bardzo wszechstronne. Czasami nie da się przewidzieć przejawów pewnych cech fenotypowych, ponieważ nie wiadomo, w jaki sposób geny oddziałują na siebie.

Stwierdzenie to podkreśla jedynie zjawisko, że jeden gen może wpływać na kształtowanie się kilku cech, czyli działać plejotropowo.

Od dawna zauważono, że obecności czerwonego pigmentu w owocach buraków koniecznie towarzyszy jego obecność, ale tylko w liściach.

U ludzi znana jest choroba zwana zespołem Marfana. Jest to związane z defektem genu odpowiedzialnego za rozwój tkanki łącznej. W rezultacie okazuje się, że wszędzie tam, gdzie w organizmie znajduje się ta tkanka, można zaobserwować problemy.

Tacy pacjenci mają długie „pajęcze” palce i diagnozuje się przemieszczenie soczewki oka lub wadę serca.

Wpływ czynników środowiskowych na działanie genów

Nie można zaprzeczyć wpływowi zewnętrznych czynników środowiskowych na rozwój organizmów. Obejmują one:

• Odżywianie.
• Temperatura.
• Światło.
• Skład chemiczny gleby.
• Wilgotność itp.

Czynniki środowiskowe odgrywają kluczową rolę w procesach selekcji, dziedziczności i zmienności.

Kiedy rozważamy formy interakcji genów allelicznych i nieallelicznych, zawsze musimy brać pod uwagę wpływ środowiska. Możemy podać następujący przykład: jeśli rośliny wiesiołka zostaną skrzyżowane w temperaturze 15-20 stopni, wówczas wszystkie hybrydy pierwszej generacji będą miały różowy kolor. W temperaturze 35 stopni wszystkie rośliny staną się białe. To tyle, jeśli chodzi o wpływ czynników środowiskowych na manifestację cech, tutaj nie ma już znaczenia, który gen jest dominujący. Okazuje się, że u królików kolor ich futra zależy również od czynnika temperaturowego.

Naukowcy od dawna pracują nad tym, jak kontrolować objawy objawów poprzez wywieranie różnych wpływów zewnętrznych. Może to zapewnić możliwość kontrolowania rozwoju cech wrodzonych, co jest szczególnie ważne dla człowieka. Dlaczego nie wykorzystać swojej wiedzy, aby zapobiec pojawieniu się niektórych chorób dziedzicznych?

Wszystkie rodzaje interakcji genów allelicznych, i nie tylko, mogą być tak różne i wieloaspektowe, że nie da się ich przypisać do żadnego konkretnego typu. Jedno można tylko stwierdzić, że wszystkie te interakcje są równie złożone zarówno u ludzi, jak i u przedstawicieli wszystkich gatunków roślin i zwierząt.

Obydwa allele – dominujący i recesywny – wykazują swoje działanie, tj. allel dominujący nie tłumi całkowicie efektu allelu recesywnego (efekt pośredni) Segregacja według fenotypu w F 2 1:2:1 Interakcja genów allelicznych Niepełna dominacja

W przypadku kodominacji (organizm heterozygotyczny zawiera dwa różne allele dominujące, na przykład A1 i A2 lub JA i J B), każdy z dominujących alleli wykazuje swój własny efekt, tj. uczestniczy w manifestacji cechy. Podział fenotypu w F 2 1:2:1 Interakcja genów allelicznych Kodominacja

Przykładem kodominacji jest IV grupa krwi człowieka w układzie ABO: genotyp – JA, J B, fenotyp – AB, tj. u osób z grupą krwi IV w krwinkach czerwonych syntetyzowany jest zarówno antygen A (wg programu genowego JA), jak i antygen B (wg programu genowego JB). P x II grupaIII grupa 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 grupaIV grupaIII grupaI grupa

Tłumienie ekspresji genów jednej pary alleli przez geny innej pary. Geny, które tłumią działanie innych genów nieallelicznych, nazywane są supresorami. Epistaza dominująca (segregacja według fenotypu 13:3) i recesywna (segregacja według fenotypu 9:3:4) Epistaza Interakcja genów nieallelicznych

Problem Jeśli czarna kobieta (A1A1A2A2) i biały mężczyzna (a1 a1 a2 a2) mają dzieci, to w jakiej proporcji możemy spodziewać się narodzin dzieci - całkowicie czarnych, mulatów i białych? Rozwiązanie zadania Oznaczenie genów: geny A1, A2 determinujące obecność pigmentu oraz geny 1 i 2 determinujące brak pigmentu