10 класс. Биология. Взаимодействие неаллельных генов

Комментарии преподавателя

Здрав­ствуй­те, тема на­ше­го се­го­дняш­не­го урока – «Вза­и­мо­дей­ствие неал­лель­ных генов». При зна­ком­стве с пра­ви­ла­ми на­сле­до­ва­ния генов на при­ме­ре го­ро­ха со­зда­ет­ся такое впе­чат­ле­ние, что каж­дый ген дей­ству­ет сам по себе, неза­ви­си­мо от при­сут­ствия дру­гих генов. На самом деле это не так. Ор­га­низм пред­став­ля­ет собой слож­ную си­сте­му, где ра­бо­та генов свя­за­на с их тес­ным вза­и­мо­дей­стви­ем друг с дру­гом.

Неал­лель­ные гены — гены, рас­по­ла­га­ю­щи­е­ся в раз­ных участ­ках хро­мо­сом и ко­ди­ру­ю­щие неоди­на­ко­вые белки.

Пер­вый тип вза­и­мо­дей­ствия неал­лель­ных генов — это до­пол­ни­тель­ное, или ком­пле­мен­тар­ное, вза­и­мо­дей­ствие. Неко­то­рые при­зна­ки в ор­га­низ­ме раз­ви­ва­ют­ся толь­ко при до­пол­ни­тель­ном (ком­пле­мен­тар­ном) вза­и­мо­дей­ствии неал­лель­ных генов. На­при­мер, скре­сти­ли рас­те­ния ду­ши­сто­го го­рош­ка, име­ю­ще­го белые цвет­ки, у ги­бри­дов пер­во­го по­ко­ле­ния все цвет­ки имеют пур­пур­ную окрас­ку. Ока­зы­ва­ет­ся, что до­ми­нант­ные гены A и B по от­дель­но­сти не могут обес­пе­чить син­тез ан­то­ци­а­на, ко­то­рый и при­да­ет цвет­кам пур­пур­ную окрас­ку. И толь­ко их сов­мест­ное при­сут­ствие поз­во­ля­ет син­те­зи­ро­вать дан­ный пиг­мент.

Одно из воз­мож­ных объ­яс­не­ний дан­но­го до­пол­ни­тель­но­го (ком­пле­мен­тар­но­го) вза­и­мо­дей­ствия за­клю­ча­ет­ся в том, что ген А ко­ди­ру­ет син­тез одной субъ­еди­ни­цы белка, а ген B ко­ди­ру­ет дру­гую субъ­еди­ни­цу этого же белка. Их сов­мест­ное при­сут­ствие и обес­пе­чи­ва­ет нор­маль­ный син­тез белка с чет­вер­тич­ной струк­ту­рой.

Дру­гой воз­мож­ный ме­ха­низм объ­яс­не­ния до­пол­ни­тель­но­го (ком­пле­мен­тар­но­го) вза­и­мо­дей­ствия за­клю­ча­ет­ся в том, что один ген (A) от­ве­ча­ет за син­тез про­пиг­мен­та, ко­то­рый пред­ше­ству­ет пиг­мен­ту ан­то­ци­а­ну. Дру­гой ген (B) ко­ди­ру­ет фер­мент, ко­то­рый пре­вра­ща­ет про­пиг­мент в пол­но­цен­ный ан­то­ци­ан. Есте­ствен­но, что сов­мест­ное при­сут­ствие этих генов в клет­ке и обес­пе­чи­ва­ет нор­маль­ный син­тез этого пиг­мен­та. Итак, до­пол­ни­тель­ным на­зы­ва­ют тип та­ко­го вза­и­мо­дей­ствия, когда для про­яв­ле­ния при­зна­ка необ­хо­ди­мо при­сут­ствие неал­лель­ных генов A и B. Эти гены на­зы­ва­ют до­пол­ни­тель­ны­ми, или ком­пле­мен­тар­ны­ми. При­мер ком­пле­мен­тар­но­го вза­и­мо­дей­ствия генов че­ло­ве­ка — син­тез за­щит­но­го белка ин­тер­фе­ро­на. Его син­тез обес­пе­чи­ва­ет­ся вза­и­мо­дей­стви­ем двух неал­лель­ных генов, рас­по­ло­жен­ных на раз­ных хро­мо­со­мах.

Дру­гой тип неал­лель­но­го вза­и­мо­дей­ствия — эпи­стаз. Эпи­стаз — это тип неал­лель­но­го вза­и­мо­дей­ствия, при ко­то­ром один ген по­дав­ля­ет про­яв­ле­ние дру­го­го гена, неал­лель­но­го ему. Это вза­и­мо­дей­ствие про­ти­во­по­лож­но ком­пле­мен­та­рии. Гены, ко­то­рые по­дав­ля­ют дей­ствие дру­гих неал­лель­ных генов, на­зы­ва­ют­ся ге­на­ми-ин­ги­би­то­ра­ми. Они могут быть как до­ми­нант­ны­ми, так и ре­цес­сив­ны­ми. По­это­му эпи­стаз может быть как до­ми­нант­ным, так и ре­цес­сив­ным. При­ве­дем при­мер. Ген W опре­де­ля­ет у тыквы белую окрас­ку, а ре­цес­сив­ный ген w по­дав­ля­ет окрас­ку. Ген Y от­ве­ча­ет за жел­тую окрас­ку, а ген y от­ве­ча­ет за зе­ле­ную окрас­ку. При скре­щи­ва­нии тыкв с бе­лы­ми и зе­ле­ны­ми пло­да­ми все ги­бри­ды будут иметь белые плоды, так как ген W по­дав­ля­ет дей­ствие гена Y.

У че­ло­ве­ка встре­ча­ют­ся тя­же­лые ге­не­ти­че­ские за­бо­ле­ва­ния, свя­зан­ные с от­сут­стви­ем ка­ко­го-ли­бо фер­мен­та. Ино­гда это свя­за­но с эпи­ста­зом. Когда один ген (ин­ги­би­тор) по­дав­ля­ет ак­тив­ность или дей­ствие дру­го­го гена, неал­лель­но­го ему, со­от­вет­ству­ю­щий фер­мент не вы­ра­ба­ты­ва­ет­ся и че­ло­век стра­да­ет от дан­но­го за­бо­ле­ва­ния.

Мно­гие при­зна­ки в ор­га­низ­ме могут быть вы­ра­же­ны силь­нее или сла­бее (рост, пло­до­ви­тость и т.д.). Эти при­зна­ки опре­де­ля­ют­ся несколь­ки­ми ге­на­ми, и их дей­ствие сум­ми­ру­ет­ся. И чем боль­ше в ге­но­ти­пе до­ми­нант­ных генов из этих пар, тем силь­нее будет про­яв­лять­ся при­знак. На­при­мер, крас­ный цвет зерна пше­ни­цы обу­слов­лен до­ми­нант­ны­ми ге­на­ми из раз­ных ал­ле­лей (A1 и A2). Скре­сти­ли рас­те­ние с ге­но­ти­пом a1a1a2a2 (неокра­шен­ные зерна) с A1A1A2A2 (вы­ра­жен­ная окрас­ка зерен). A1a1a2a2 — сла­бо­окра­шен­ные зерна, A1A1a2a2 — зерна с более ин­тен­сив­ной окрас­кой и т.д. Био­ло­ги­че­ский смысл этого яв­ле­ния за­клю­ча­ет­ся в боль­шей ста­биль­но­сти при­зна­ка, ко­то­рый ко­ди­ру­ет­ся не одним, а несколь­ки­ми ге­на­ми. Ор­га­низм без по­ли­ме­рии был бы неустой­чив. Любая му­та­ция или ре­ком­би­на­ция при­во­ди­ла бы к по­вы­ше­нию из­мен­чи­во­сти, что в боль­шин­стве слу­ча­ев носит небла­го­при­ят­ный ха­рак­тер.

Как мы уже го­во­ри­ли, мно­гие фи­зио­ло­ги­че­ские осо­бен­но­сти че­ло­ве­ка имеют по­ли­ген­ную при­ро­ду (рост, вес и даже ве­ли­чи­на ар­те­ри­аль­но­го дав­ле­ния). По­это­му, из­ме­няя усло­вия среды, мы смо­жем обес­пе­чи­вать про­фи­лак­ти­ку по­ли­мер­ных за­бо­ле­ва­ний.

Ну и пе­рей­дем к по­след­не­му типу вза­и­мо­дей­ствия неал­лель­ных генов — плей­отроп­ность. Плей­отроп­ность — это за­ви­си­мость несколь­ких при­зна­ков от од­но­го гена. Еще Мен­дель об­ра­тил вни­ма­ние на то, что у го­ро­ха с крас­ны­ми цвет­ка­ми более тем­ная окрас­ка стеб­ля, чем у го­ро­ха с бе­лы­ми цвет­ка­ми, у ко­то­рых сте­бель менее окра­шен­ный.

Таким об­ра­зом, се­год­ня мы рас­смот­ре­ли вза­и­мо­дей­ствие неал­лель­ных генов: ком­пле­мен­та­рия, эпи­стаз, по­ли­ме­рия, плей­отроп­ность

источник конспекта - http://interneturok.ru/ru/school/biology/10-klass/undefined-0/vzaimodeystvie-neallelnyh-genov?seconds=0&chapter_id=929

источник видео:

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

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

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

Файлы