ЗАКОНОМЕРНОСТИ НАСЛЕДОВАНИЯ ПРИЗНАКОВ. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕЖДУ

ЗАКОНОМЕРНОСТИ НАСЛЕДОВАНИЯ ПРИЗНАКОВ. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕЖДУ ГЕНАМИ.

Первый научный шаг вперед в изучении наследственности был сделан Грегором Менделем, который в 1866 году опубликовал статью, заложившую основы современной генетики. Мендель показал, что наследственные задатки не смешиваются, а передаются от родителей потомкам в виде обособленных единиц.

Эти единицы, представленные у особей парами, остаются дискретными и передаются последующим поколениям в мужских и женских гаметах, каждая из которых содержит по одной единице из каждой пары.

В 1909 году датский ботаник Иогансен назвал эти единицы «генами» . В 1912 году американский генетик Морган показал, что они находятся в хромосомах.

Успехи, достигнутые Менделем, частично обусловлены удачным выбором объекта для экспериментов – гороха огородного.

Мендель удостоверился, что этот вид обладает следующими преимуществами: • имеется много сортов, четко различающихся по ряду признаков, • растения легко выращивать, • репродуктивные органы полностью покрыты лепестками, так что растение обычно самоопыляется, поэтому его сорта размножаются в «чистоте» .

Законы наследования. В первых опытах Мендель принимал во внимание только одну пару признаков. Такое скрещивание носит название моногибридного.

При скрещивании особей, имеющих желтые семена, с особями, имеющими зеленые семена, в первом поколении гибридов были получены растения только с желтыми семенами.

Мендель ввел символы: А – для доминантного а – для рецессивного признака. Гаметы каждого из родителей несут по одному такому гену. Ген А обусловливает желтую окраску семян, а ген а – зеленую окраску.

Проявившийся в первом поколении гибридов признак называется доминантным (желтые семена), а непроявившийся – рецессивным (зеленые семена) признаком.

Аллель ( от греч. Allelon – другой, иной) – одна из двух и более альтернативных форм гена, имеющая определенную локализацию на хромосоме и уникальную последовательность нуклеотидов.

Принято обозначать буквенными символами Р – родительские организмы, F 1 – первое поколение гибридов, F 2 – второе поколение, получившееся от скрещивания гибридов первого поколения между собой.

Родительские организмы, принадлежащие к чистым линиям, имеют либо два доминантных (АА), либо два рецессивных (аа) аллеля и образуют только один тип гамет (А или а соответственно). Такие организмы называются гомозиготными. Все их потомство (F 1) будет нести как ген доминантного, так и рецессивного признака, т. е. оно будет гетерозиготным.

Генотипом называют совокупность генов, характеризующую данный организм (АА, аа или Аа) Фенотип (желтый или зеленый цвет семян гороха) – совокупность признаков, проявляющихся в результате действия генов в определенных условиях среды.

3 закон Менделя – закон независимого расщепления признаков При дигибридном и полигибридном скрещивании гибридов каждая пара признаков наследуется независимо друг от друга и может комбинироваться с другими признаками.

В одной из серии опытов Мендель скрещивал растения с гладкими желтыми (ААВВ – доминантными) семенами с растениями, семена которых были зелеными и морщинистыми (ааbb – рецессивными). все гибриды имели гладкие и желтые семена (Аа. Bb).

При скрещивании гибридов первого поколения (Аа. Bb) во втором поколении гибридов F 2 образовалось четыре типа семян в соотношении: 9(ж. г. ) : 3(ж. м. ) : 3(з. г. ) : 1(з. м. ).

Генотип является сложной системой генов, которые взаимодействуют друг с другом. Различные формы взаимодействия генов строго определенным образом влияют на формирование признаков.

Полное доминирование – такой вид взаимодействия между разными аллелями одного и того же гена, когда один аллель (А) полностью подавляет другой аллель (а) и в фенотипе гетерозиготной особи (Аа) проявляется только один доминантный признак (1 закон Менделя)

Неполное доминирование – такой вид взаимодействия между разными аллелями одного и того же гена, когда один аллель (А) неполностью подавляет другой аллель (а). В этом случае в фенотипе гетерозиготной особи (Аа) формируется промежуточное значение признака. Например: наследование цвета ягод клубники.

Кодоминирование – такой вид взаимодействия между разными аллелями одного и тог же гена, когда ни один из аллелей не доминирует над другим и в фенотипе проявляются оба альтернативных признака.

Кодоминирование имеет место при формировании 4 (АВ) группы крови системы АВО, когда одновременно образуются два белка: агглютиноген А и агглютиноген В.

Множественный аллелизм – явление, когда ген существует не в двух, а в большем количестве аллельных другу форм, т. е. аллелей Так ген, контролирующий формирование групп крови системы АВО, существует в форме трех аллелей: I о , I А, I В.

Комплементарность – такой вид взаимодействия между разными генами, когда совместное нахождение в генотипе доминантных аллелей разных генов обусловливает развитие нового признака, который не похож ни на один из тех, которые формируются без взаимодействия генов.

Нормальный слух человека обусловлен двумя доминантными неаллельными генами: ген D отвечает за развитие улитки, а ген Е – за развитие слухового нерва. Доминантные гомозиготы ( DDEE ), а также гетерозиготы по обоим генам ( Dd. Ee ) имеют нормальный слух. Тогда как рецессивные гомозиготы, хотя бы по одному из этих генов ( dd. EE или DDee ) будут глухие.

• Эпистаз – такой вид взаимодействия между разными генами, когда один ген (доминантный или рецессивный) подавляет проявление другого гена. Гены подавители называются ингибиторами или супрессорами.

Эпистатическим действием генов объясняются наследственные ферментопатии (фенилкетонурия), когда эпистатический неаллельный ген подавляет действие другого гена, а признак, который должен формироваться под воздействием неподавленного гена не проявляется

При фенилкетонурии ген, ответственный за синтез фенилаланингидроксилазы, подавляется

В результате нерасщепленный фенилаланин откладывается в коре мозга и формируется олигофрения.

Полимерия, или однозначное действие генов - такой вид взаимодействия между разными генами, когда один и тот же признак определяется несколькими разными генами и проявление такого признака обычно зависит от количества доминантных аллелей этих генов.

• Многие морфофизиологические признаки человека – рост, масса, пигментация кожи наследуются по типу полимерии.

Например: пигментация кожи у человека варьирует от белой до черной. У негров преобладают доминантные аллели, у европейцев – рецессивные.

От браков между неграми и белыми рождаются дети с промежуточной пигментацией – мулаты.

В случае браков между мулатами потомки могут обладать любой окраской – от черной до белой.

Предполагается, что разница в пигментации кожи белых и чернокожих людей обусловлена действием трех или четырех неаллельных генов.

Плейотропное действие генов. Плейотропия или множественное действие гена - явление, при котором один ген обусловливает развитие не одного, а сразу нескольких признаков.

Наглядным примером плейотропного действия генов являются наследственные заболевания моногенной природы, т. е. обусловленные мутацией одного гена, но проявляющиеся в различных органах или системах органов.

Например: у человека известно заболевание – арахнодактилия (синдром Морфана), проявляющееся характерными изменениями в костной системе ( «паучьи пальцы» ), пролапсом митрального клапана, расширением дуги аорты (патология ССС), подвывихом хрусталика (патология зрения или слепота).

Арахнодактилия (синдром Морфана)