Взаимодействие генов и их множественное действие Признак

Взаимодействие генов и их множественное действие

Признак 1 Ген Признак 2 Признак 3 Плейотропное (от греч. pleion – множество и tropos – направление) или множественное действие гена – это влияние одного гена на формирование нескольких признаков.

• У человека известен доминантный ген, определяющий признак «паучьи пальцы» (синдром Марфана). Одновременно этот же ген определяет аномалию хрусталика глаза и порок сердца.

Ген 1 Ген 2 Признак Ген 3 Взаимодействие генов – это влияние нескольких генов на развитие одного признака.

Взаимодействие генов Взаимодействие аллельных генов Полное доминирование Неполное доминирование Кодоминирование Взаимодействие неаллельных генов Эпистаз Полимерия Комплементарность

Полное доминирование Взаимодействие аллельных генов • При полном доминировании доминантный аллель полностью подавляет действие рецессивного аллеля.

Полное доминирование A – желтая окраска горошин a – зеленая окраска горошин P ♀ AA ♂ aa x желтые гаметы A F 1 зеленые a Aa желтые

Неполное доминирование Взаимодействие аллельных генов • Оба аллеля – и доминантый, и рецессивный – проявляют своё действие, т. е. доминантный аллель не полностью подавляет действие рецессивного аллеля (промежуточный эффект действия) • Расщепление по фенотипу в F 2 1: 2: 1

Наследование при неполном доминировании АА аа Аа

Взаимодействие аллельных генов Кодоминирование • При кодоминировании (гетерозиготный организм содержит два разных доминантных аллеля, например А 1 и А 2 или JA и JB), каждый из доминантных аллелей проявляет свое действие, т. е. участвует в проявлении признака. • Расщепление по фенотипу в F 2 1: 2: 1

Р G F 1 A 0 JJA JJ 0 х J J JBBJ 00 III группа JA J 0 JA JB JB J 0 J 0 II группа IV группа III группа Примером кодоминирования служит IV группа крови человека в системе АВО: генотип –JA, JB, фенотип – АВ, т. е. у людей с IV группой крови в эритроцитах синтезируется и антиген А (по программе гена JA), и антиген В (по программе гена JB).

i 0 – отсутствие антигенов Генотип i 0 IA – антигены A IB – антигены B Антигены на поверхности Группа эритроцитов крови Кодоминирование отсутствие антигенов 0 (I) тип взаимодействия аллельных генов, при котором у гетерозиготных организмов антигены A A IA I A (II) проявляются оба аллельных гена. A 0 I i IB IB IB i 0 IA IB антигены B B (III) антигены A и B (кодоминир. ) AB (IV)

Реши задачу * • В родильном доме перепутали двух мальчиков с I и II группами крови. Родители одного из них имеют I и II группы крови, родители другого – II и IY. Определите, кто чей сын.

Эпистаз Взаимодействие неаллельных генов • Подавление проявления генов одной аллельной пары генами другой. • Гены, подавляющие действие других неаллельных генов, называются супрессорами (подавителями). • Доминантный эпистаз (расщепление по фенотипу 13: 3) и рецессивным (расщепление по фенотипу 9: 3: 4)

Эпистаз Доминантный Рецессивный Расщепление по фенотипу в F 2 13: 3 Расщепление по фенотипу в F 2 9: 3: 4 Наследование окраски шерсти домовых мышей оперения кур

Наследование окраски плодов у некоторых тыкв: В – желтая окраска; b – зеленая окраска; А – подавляет проявление окраски; а – не препятствует проявлению окраски; В-А- – белая окраска плодов; bb. A- – белая окраска плодов; В-аа – желтая окраска плодов; bbaa – зеленая окраска плодов. Наследование окраски оперения у кур* А – черная окраска оперения; а – белая окраска оперения; I – ген, подавляющий проявление окраски; i – ген, не препятствующий проявлению окраски; А-I- – белая окраска; аа. I- – белая окраска; А-ii – черная окраска.

Примером доминантного эпистаза является наследование окраски оперения при скрещивании между собой белых кур породы леггорн и белых кур породы виандотт. У этих кур ген С обусловливает наличие пигмента, рецессивный аллель этого гена (с) – отсутствие пигмента; доминантный аллель гена I из другой пары хромосом подавляет действие гена С, рецессивный аллель гена (i) не оказывает такого действия. Белая окраска кур породы леггорн (генотип ССII) вызвана подавляющим действием доминантного аллеля гена (I) на доминантный аллель гена окраски (С). Белая окраска кур породы виандотт (генотип ссii) формируется из-за отсутствия доминантного аллеля гена (С). При скрещивании между собой белых кур породы леггорн и породы виандотт все гибриды первого поколения имеют белую окраску и генотип Сс. Ii. Какие окраски наблюдаются при скрещивании между собой этих гибридов в F 2 ?

Задача «Бомбейский феномен» • Отец имеет вторую (АО) группу крови, мать - первую группу (ОО), а их дети – четвертую (АВ) и первую (ОО). • Как объяснить это явление с точки зрения взаимодействия генов при подавлении материнского гена В геном-супрессором ss, находящимся в рецессивном состоянии?

IA – антигены A ss – подавляет IA и IB IB – антигены B S – не подавляет IA и IB i 0 – отсутствие антигенов P ♀ IB i 0 ss Эпистаз x I гр. крови ♂ IАi 0 SS II гр. крови (эпистаз) гаметы F 1 IB s i 0 s I AS i 0 S IA IB Ss : IВi 0 Ss : IAi 0 Ss : i 0 i 0 Ss (4 гр 3 гр 2 гр крови по 25%) 1 гр

Реши задачу* • Бомбейская группа крови зависит от редкого эпистатического рецессивного гена, который в гомозиготном состоянии препятствует образованию антигенов А и В. В результате индивиды, гомозиготные по этому гену, будут иметь группу крови О. Определите вероятность рождения детей с I группой крови, если родители имеют IV группу крови и гетерозиготны по редкому эпистатическому гену.

Реши задачу* Вороная масть лошадей определяется доминантным геном В, рыжая – рецессивным геном b, доминантный ген С из-за раннего поседения волоса дает серую масть и подавляет проявление гена В (С>B). Какие масти следует ожидать в потомстве F 2 от скрещивания серой (CCBB) и рыжей (ссbb) лошадей?

Взаимодействие неаллельных генов Комплементарность Явление, когда признак развивается только при взаимном действии двух доминантных неаллельных генов, каждый из которых в отдельности не вызывает развитие признака Расщепление по фенотипу 9: 7

Наследование окраски околоцветника у душистого горошка: А – синтез бесцветного пропигмента; а – отсутствие пропигмента; В – синтез фермента, превращающего пропигмент в пурпурный пигмент; b – отсутствие фермента; AАbb – белый околоцветник; аa. BB – белый околоцветник; А-В- – пурпурный околоцветник. Наследование окраски у мышей* Аллельный ген А контролирует синтез черного пигмента у мышей; а – отсутствие пигмента; В – ген, обеспечивающий скопление пигмента преимущественно в основании и на конце волоса; b – равномерное распределение пигмента; А-В – серая окраска шерсти у мышей (агути); А-bb – черная окраска шерсти; аа. В- – белая шерсть; ааbb – белая шерсть.

A и B – нормальный слух другие варианты – глухота Комплементарность ♂ aa. BB x глухота (от лат. kompementum – дополнение) тип взаимодействия неаллельных генов, при гаметы Ab a. B котором признак проявляется лишь в случае одновременного присутствия в генотипе F Aa. Bb нормальный слух организма двух доминантных неаллельных генов. (комплементарность) ♀ AAbb P 1

Реши задачу* • У человека врожденная глухота определяется генами a и b. Для нормального слуха необходимо наличие в генотипе двух доминантных комплементарных аллелей A и B. Возможно ли появление у глухонемых родителей здорового ребенка или у здоровых родителей больного ребенка?

Комплементарное взаимодействие генов формы тыквы

Полимерия Взаимодействие неаллельных генов • Явление, когда несколько неаллельных доминантных генов отвечают за сходное воздействие на развитие одного и того же признака. • Чем больше таких генов, тем ярче проявляется признак (цвет кожи, удойность коров)

A – темная окраска кожи a – светлая окраска кожи B – темная окраска кожи b – светлая окраска кожи Полимерия ♂ aabb x негритянка белый (от греч. poly - много) гаметы AB ab тип взаимодействия неаллельных генов, при котором степень проявления признака зависит от числа доминантных неаллельных F Aa. Bb генов в генотипе организма. мулат ♀ AABB P 1

Реши задачу* • Рост человека контролируется несколькими парами несцепленных генов, которые взаимодействуют по типу полимерии. Если пренебречь факторами среды и условно ограничиться лишь тремя парами генов, то можно допустить, что в какой-то популяции самые низкорослые люди имеют все рецессивные гены и рост 150 см, самые высокие – все доминантные гены и рост 180 см. • Низкорослая женщина 150 см вышла замуж за мужчину среднего роста 175 см. Какое потомство можно ожидать от этого брака?

Пример полимерии