9 класс. Биология. Взаимодействие аллельных и неаллельных генов

Комментарии преподавателя

 Взаимодействие аллельных и неаллельных генов

Ос­нов­ные за­ко­но­мер­но­сти на­сле­до­ва­ния впер­вые были раз­ра­бо­та­ны Гре­го­ром Мен­де­лем. Любой ор­га­низм об­ла­да­ет мно­ги­ми на­след­ствен­ны­ми при­зна­ка­ми. На­сле­до­ва­ние каж­до­го из них Г. Мен­дель пред­ло­жил изу­чать неза­ви­си­мо от того, что на­сле­ду­ет­ся дру­ги­ми. До­ка­зав воз­мож­ность на­сле­до­ва­ния од­но­го при­зна­ка неза­ви­си­мо от дру­гих, он тем самым по­ка­зал, что на­след­ствен­ность де­ли­ма и ге­но­тип со­сто­ит из от­дель­ных еди­ниц, опре­де­ля­ю­щих от­дель­ные при­зна­ки и от­но­си­тель­но неза­ви­си­мых друг от друга. Вы­яс­ни­лось, что, во-пер­вых, один и тот же ген может ока­зы­вать вли­я­ние на несколь­ко раз­лич­ных при­зна­ков и, во-вто­рых, гены вза­и­мо­дей­ству­ют друг с дру­гом. Это от­кры­тие стало ос­но­вой для раз­ра­бот­ки со­вре­мен­ной тео­рии, рас­смат­ри­ва­ю­щей ге­но­тип как це­лост­ную си­сте­му вза­и­мо­дей­ству­ю­щих генов. Со­глас­но этой тео­рии, вли­я­ние каж­до­го от­дель­но­го гена на при­знак все­гда за­ви­сит от осталь­ной ген­ной кон­сти­ту­ции (ге­но­ти­па) и раз­ви­тие каж­до­го ор­га­низ­ма есть ре­зуль­тат воз­дей­ствия всего ге­но­ти­па. Со­вре­мен­ные пред­став­ле­ния о вза­и­мо­дей­ствии генов пред­став­ле­ны на Рис. 1.

Рис. 1. Схема вза­и­мо­дей­ствия генов (Ис­точ­ник)

 Аллельные гены

Ал­лель­ные гены – гены, опре­де­ля­ю­щие раз­ви­тие од­но­го и того же при­зна­ка и рас­по­ло­жен­ные в иден­тич­ных участ­ках го­мо­ло­гич­ных хро­мо­сом.

При пол­ном до­ми­ни­ро­ва­нии до­ми­нант­ный ген пол­но­стью по­дав­ля­ет про­яв­ле­ние ре­цес­сив­но­го гена.

Непол­ное до­ми­ни­ро­ва­ние носит про­ме­жу­точ­ный ха­рак­тер. При этой форме вза­и­мо­дей­ствия генов все го­мо­зи­го­ты и ге­те­ро­зи­го­ты силь­но от­ли­ча­ют­ся друг от друга по фе­но­ти­пу.

Ко­до­ми­ни­ро­ва­ние – яв­ле­ние, при ко­то­ром у ге­те­ро­зи­гот про­яв­ля­ют­ся оба ро­ди­тель­ских при­зна­ка, то есть до­ми­нант­ный ген в пол­ной мере не по­дав­ля­ет дей­ствие ре­цес­сив­но­го при­зна­ка. При­ме­ром может слу­жить окрас шер­сти коров шорт­горн­ской по­ро­ды, до­ми­нант­ная окрас­ка – крас­ная, ре­цес­сив­ная – белая, а ге­те­ро­зи­гот имеет чалую окрас­ку – часть во­лос­ков крас­но­го и часть во­лос­ков бе­ло­го цве­тов (Рис. 2).

Рис. 2. Окрас шер­сти коров шорт­горн­ской по­ро­ды (Ис­точ­ник)

Это при­мер вза­и­мо­дей­ствия двух генов.

Из­вест­ны и дру­гие формы вза­и­мо­дей­ствия, когда всту­па­ют во вза­и­мо­дей­ствие три и более гена – такой тип вза­и­мо­дей­ствия носит на­зва­ние мно­же­ствен­ный ал­ле­лизм. За про­яв­ле­ние таких при­зна­ков от­ве­ча­ют несколь­ко генов, два из ко­то­рых могут на­хо­дить­ся в со­от­вет­ству­ю­щих ло­ку­сах хро­мо­сом. На­сле­до­ва­ние групп крови у че­ло­ве­ка – при­мер мно­же­ствен­но­го ал­ле­лиз­ма. Груп­па крови у че­ло­ве­ка кон­тро­ли­ру­ет­ся ауто­сом­ным геном, его локус обо­зна­ча­ет­ся I, три его ал­ле­ли обо­зна­ча­ют­ся А, В, 0. А и В – ко­до­ми­нант­ны, О – ре­цес­си­вен по от­но­ше­нию к обоим. Зная, что из трех ал­ле­лей в ге­но­ти­пе может быть толь­ко две, мы можем пред­по­ло­жить, что со­че­та­ния могут быть со­от­вет­ству­ю­щи­ми че­ты­рем груп­пам крови (Рис. 3).

Рис. 3. Груп­пы крови че­ло­ве­ка (Ис­точ­ник)

Для за­креп­ле­ния ма­те­ри­а­ла ре­ши­те сле­ду­ю­щую за­да­чу.

Опре­де­ли­те, какие груп­пы крови могут быть у ре­бен­ка, ро­див­ше­го­ся от брака между муж­чи­ной, име­ю­щим первую груп­пу крови – I(0) и жен­щи­ны, име­ю­щей чет­вер­тую груп­пу крови – IV(AB).

 Неаллельные гены

Неал­лель­ные гены – это гены, рас­по­ло­жен­ные в раз­лич­ных участ­ках хро­мо­сом и ко­ди­ру­ю­щие неоди­на­ко­вые белки. Неал­лель­ные гены могут вза­и­мо­дей­ство­вать между собой. Во всех слу­ча­ях вза­и­мо­дей­ствия генов мен­де­лев­ские за­ко­но­мер­но­сти стро­го со­блю­да­ют­ся, при этом либо один ген обу­слав­ли­ва­ет раз­ви­тие несколь­ких при­зна­ков, либо, на­о­бо­рот, один при­знак про­яв­ля­ет­ся под дей­стви­ем со­во­куп­но­сти несколь­ких генов. Вза­и­мо­дей­ствие неал­лель­ных генов про­яв­ля­ет­ся в че­ты­рех ос­нов­ных фор­мах: эпи­стаз, ком­пле­мен­тар­ность, по­ли­ме­рия и плей­отро­пия.

Ком­пле­мен­тар­ность – тип вза­и­мо­дей­ствия генов, при ко­то­ром при­знак может про­яв­лять­ся в слу­чае на­хож­де­ния двух или более генов в ге­но­ти­пе. Так, в об­ра­зо­ва­нии хло­ро­фил­ла у яч­ме­ня при­ни­ма­ют уча­стие два фер­мен­та, если они на­хо­дят­ся в ге­но­ти­пе  вме­сте – раз­ви­ва­ет­ся зе­ле­ная окрас­ка хло­ро­филл, если на­хо­дит­ся толь­ко один ген – рас­те­ние будет иметь жел­тую окрас­ку. В слу­чае от­сут­ствия обоих генов рас­те­ние будет иметь белый окрас и будет нежиз­не­спо­соб­но.

Эпи­стаз – вза­и­мо­дей­ствие генов, при ко­то­ром один неал­лель­ный ген по­дав­ля­ет про­яв­ле­ния дру­го­го неал­лель­но­го гена. При­ме­ром слу­жит окрас­ка опе­ре­ния у кур белых лег­гор­нов, ко­то­рая кон­тро­ли­ру­ет­ся двумя груп­па­ми ген:

до­ми­нант­ный ген – А, от­ве­ча­ет за белый окрас;

ре­цес­сив­ный ген – а, за цвет­ную окрас­ку;

до­ми­нант­ный ген – В, от­ве­ча­ет за чер­ный окрас;

ре­цес­сив­ный ген – в, за ко­рич­не­вый окрас.

При этом белая окрас­ка по­дав­ля­ет про­яв­ле­ние чер­ной (Рис. 4).

Рис. 4. При­мер эпи­ста­за белых лег­гор­нов (Ис­точ­ник)

При скре­щи­ва­нии дух ге­те­ро­зи­гот, белой ку­ри­цы и бе­ло­го пе­ту­ха, мы видим в ре­шет­ке Пен­не­та ре­зуль­та­ты скре­щи­ва­ния: рас­щеп­ле­ние по фе­но­ти­пу в со­от­но­ше­нии

12 белых цып­лят : 3 чер­ных цып­лен­ка : 1 ко­рич­не­вый цып­ле­нок.

По­ли­ме­рия – яв­ле­ние, при ко­то­ром раз­ви­тие при­зна­ков кон­тро­ли­ру­ет­ся несколь­ки­ми неал­лель­ны­ми ге­на­ми, рас­по­ла­га­ю­щи­ми­ся в раз­ных хро­мо­со­мах.

Чем боль­ше до­ми­нант­ных ал­ле­лей дан­но­го гена, тем боль­ше вы­ра­жен­ность дан­но­го при­зна­ка. При­ме­ром по­ли­ме­рии яв­ля­ет­ся на­сле­до­ва­ние цвета кожи у че­ло­ве­ка. За окрас­ку цвета кожи у че­ло­ве­ка от­ве­ча­ет две пары генов:

если все че­ты­ре ал­ле­ли этих генов будут до­ми­нант­ны, то про­явит­ся негро­ид­ный тип окрас­ки кожи;

если один их генов будет ре­цес­сив­ный – окрас­ка кожи будет тем­но­го му­ла­та;

если две ал­ле­ли будут ре­цес­сив­ны­ми – окрас­ка будет со­от­вет­ство­вать сред­не­му му­ла­ту; если будет оста­вать­ся толь­ко одна до­ми­нант­ная ал­лель – окрас­ка будет свет­ло­го му­ла­та; если ре­цес­сив­ны все че­ты­ре ал­ле­ли – окрас­ка будет со­от­вет­ство­вать ев­ро­пео­ид­но­му типу кожи (Рис. 5).

Рис. 5. По­ли­ме­рия, на­сле­до­ва­ние цвета кожи че­ло­ве­ком (Ис­точ­ник)

Для за­креп­ле­ния ма­те­ри­а­ла ре­ши­те за­да­чу.

Сын белой жен­щи­ны и чер­но­ко­же­го муж­чи­ны же­нил­ся на бе­ло­ко­жей жен­щине. Может ли сын, рож­ден­ный от та­ко­го брака, ока­зать­ся тем­нее сво­е­го отца?

Плей­отро­пия – вза­и­мо­дей­ствие, при ко­то­ром один ген кон­тро­ли­ру­ет раз­ви­тие несколь­ких при­зна­ков, то есть один ген от­ве­ча­ет за фор­ми­ро­ва­ние фер­мен­та, ко­то­рый вли­я­ет не толь­ко на свою ре­ак­цию, но и ока­зы­ва­ет вли­я­ние на вто­рич­ные ре­ак­ции био­син­те­за.

При­ме­ром может яв­лять­ся син­дром Мар­фа­на (Рис. 6), ко­то­рый вы­зы­ва­ет­ся му­тант­ным геном, при­во­дя­щим к на­ру­ше­нию раз­ви­тия со­еди­ни­тель­ной ткани.

Рис. 6. Син­дром Мар­фа­на (Ис­точ­ник)

Такое на­ру­ше­ние при­во­дит к тому, что у че­ло­ве­ка фор­ми­ру­ют­ся вывих хру­ста­ли­ка глаза, по­ро­ки кла­па­на серд­ца, длин­ные и тон­кие паль­цы, по­ро­ки раз­ви­тия со­су­дов и ча­стые вы­ви­хи су­ста­вов.

 Заключение

Се­год­ня мы узна­ли, что ге­но­тип – это не про­стая со­во­куп­ность генов, а си­сте­ма слож­но­го вза­и­мо­дей­ствия между ними. Фор­ми­ро­ва­ние при­зна­ка есть ре­зуль­тат сов­мест­но­го дей­ствия несколь­ких генов.

источник конспекта - http://interneturok.ru/ru/school/biology/9-klass/osnovy-genetiki-i-selekcii/vzaimodeystvie-allelnyh-i-neallelnyh-genov

источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=0-5PbiJsS-M

источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=M3FDjab3E40

источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=pDKoxHLHw1g

источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=WMbdhDqylN0

источник презентации - https://prezentacii.org/prezentacii/prezentacii-po-biologii/3177-vzaimodeystvie-genov-allel-nyh-i-neallel-nyh.html

источник презентации - http://prezentacii.com/biologiya/2249-vzaimodeystvie-neallelnyh-genov.html

Файлы