Головна

Шкільна бібліотека

Перелік предметів

Англійська мова
Біологія
Географія
Економіка
Інформатика
Історія
Математика
Німецька мова
ОБЖ
Політологія
Право
Природознавство
Психологія і педагогіка
Російська мова
Соціологія
Фізика
Філософія
Французька мова
Українська мова
Хімія

Підручники в PDF


 

Довідник з біології

ЗАГАЛЬНА БІОЛОГІЯ

ОСНОВИ ГЕНЕТИКИ

СПАДКОВІСТЬ

ВЗАЄМОДІЯ ГЕНІВ

  В розглянутих прикладах по гібридизації гени поводяться як окремі одиниці: успадковуються незалежно один від одного і ко­жний з них визначає розвиток якоїсь однієї ознаки, незалежної від інших. Тому може скластися враження, що генотип — меха­нічна сукупність генів, а фенотип — мозаїка окремих ознак. На­справді це не так. Якщо і окрема клітина, і організм є цілісні сис­теми, де всі біохімічні та фізіологічні процеси строго злагоджені і взаємопов'язані, то перш за все тому, що генотип інтегрований, тобто є системою взаємодіючих генів.

  Взаємодія алельних генів. Алельні гени вступають у відноси­ни типу домінантності — рецесивності. Це означає, що в генотипі існують гени, що реалізовуються у вигляді ознаки, — домінант­ні, і гени, які не зможуть виявитися у фенотипі, — рецесивні. По­вне домінування спостерігається у тому випадку, коли домінант­ний ген повністю пригнічує дію рецесивного гена (наприклад, жовтий і зелений колір горошин). При неповному домінуванні домінантний ген не повністю пригнічує дію рецесивного гена, спостерігається проміжне спадкоємство (наприклад, забарвлення кольорів у нічної красуні). У серіях множинних алелей відношен­ня домінантності — рецесивності набувають достатньо складний характер. Один і той же ген може виступати як домінантний по відношенню до однієї алелі і як рецесивний по відношенню до ін­шої. Наприклад, ген гімалайського забарвлення у кроликів домі­нантний по відношенню до гена білого забарвлення і рецесивний по відношенню до гена суцільного забарвлення «шиншила». При кодомінантності жоден з алельних генів не пригнічує інший, вони рівноцінні. Якщо два кодомінантні гени знаходяться в одному генотипі, вони обидва виявляються фенотиповими. Наприклад, четверта група крові у людини за АВО-системою детермінується одночасною присутністю в генотипі двох кодомінантних генів JAі JB. Ген JA детермінує синтез антигену А в еритроцитах, а ген JB — антигену В.

  Взаємодія неалельних генів. Відомо багато прикладів, коли гени впливають на характер вияву певного неалельного гена або на саму можливість вияву цього гена.

  У запашного горошку є ген (А), який обумовлює синтез безба­рвного попередника пігменту — пропігменту. Ген В визначає син­тез ферменту, під дією якого з пропігменту утворюється пігмент. Квітки запашного горошку з генотипом ааВВ і ААЬЬ мають білий колір: в першому випадку є фермент, але немає пропігменту, в другому — є пропігмент, але немає ферменту, який переводить пропігмент у пігмент.

При схрещуванні двох рослин запашного горошку з білими квітками вийде пурпурне забарвлення квіток:

Таким чином, утворення такої, здавалося б, елементарної ознаки, як забарвлення квіток, залежить від взаємодії принаймні двох неалельних генів, кінцеві продукти діяльності яких (білок, фермент) взаємно доповнюють один одного.

  З іншою формою взаємодії генів ознайомимося на прикладі розвитку забарвлення плодів гарбуза. У гарбуза ген А визначає жовтий колір плодів, його рецесивна алель (а) — зелений колір. Проте забарвленими плоди гарбуза будуть тільки в тому випадку, якщо в генотипі рослин відсутній домінантний ген з іншої алельної пари — ген В. Ген В пригнічує збарвлення плодів гарбуза, а його рецесивна алель b не заважає забарвленню розвиватися. Отже, при генотипі ААВВ плоди будуть білими, при генотипі ААЬЬ — жовти­ми, при aabb — зеленими. Такі форми взаємодії неалельних генів, як взаємодоповнювання їх дії або пригноблення одним геном неалельного йому гена, стосується якісних ознак. Проте більшість властивостей організмів — маса і зростання тварин, яйценоскість курей, жирність молока і його кількість у худоби, вміст вітамінів у рослинах тощо — не є альтернативними. Такі ознаки називають кількісними. Вони визначаються неалельними генами, які діють на одну і ту ж ознаку або властивість. Чим більше в генотипі до­мінантних генів, від яких залежить яка-небудь кількісна ознака, тим яскравіше ця ознака виявляється. Такий вид взаємодії генів різних алельних пар, коли вони відповідають за ступінь вияву однієї ознаки, називається полімерією (від грец. polymereia — багатоскладовість). У пшениці червоний колір зерен зумовлений дією трьох генів: А1, А2, А3. При генотипі А1А1А2А2А3А3 забарвлен­ня зерен найінтенсивніше, при генотипі а1а1а2а2а3а3 пшениця має білий колір. Залежно від числа домінантних генів у генотипі мо­жна отримати переходи між інтенсивно червоним і білим забарв­ленням.

  Кількість пігменту в шкірі людини також залежить від числа домінантних неалельних генів, діючих в одному напрямі. Напри­клад, у подружньої пари негроїда і європеоїда народжуються діти з проміжним кольором шкіри (мулати). У подружньої пари мула­тів діти за кольором шкіри мають забарвлення всіх типів — від чорного до білого, що визначається комбінацією трьох пар алелей. За типом такої взаємодії успадковуються ознаки більшості тварин і рослин: вміст цукру в коренеплодах буряка, довжина колоса, довжина качана кукурудзи, плодючість тварин тощо.

Рис. 155. Успадковування забарвлення зерна у пшениці при взаємодії полімерних генів. Пояснення в тексті.

  Таким чином, більшість ознак розвиваються при взаємодії декількох генів. Проте нерідко спостерігається протилежне яви­ще: один ген впливає на багато ознак. Воно називається плейотропією (від грец. pleion — більш численний і tropos — поворот, напрям). У мишей описаний ген мутанта, який викликає пору­шення в будові хрящових клітин. У результаті з'являються чис­ленні відхилення від нормального розвитку черепа, грудини, хре­бців та інших частин скелета. Відсутність покривних кісток чере­па приводить до крововиливу в мозок. Комплекс цих порушень обумовлює загибель новонароджених мишей. У людини аномалія пальців супроводиться порушеннями в будові кришталика. Тут в основі множинного ефекту також лежить дія одного гена, який викликає дефект сполучної тканини. Часто зустрічається мно­жинна дія гена, при якому разом із зміною тих або інших зовніш­ніх ознак міняється життєздатність особини. При цьому в більшо­сті випадків життєздатність знижується і лише в окремих випад­ках підвищується. Вище наголошувалося, що розвиток найпрос­тішої ознаки — результат цілого ланцюга хімічних перетворень. Унаслідок мутації може бути блокований будь-який етап біосин­тезу. Чим більш ранній етап біосинтезу блокується, тим більше проміжних з'єднань не можуть синтезуватися і тим більше фенотипових виявів такої мутації. Прийнято вважати, що практично кожний ген впливає на вияв інших генів або на декілька ознак організму. Широта фенотипової виразимості гена, тобто його множинної дії, залежить від часу вступу гена в дію під час онтоге­незу. Отже, вислів «ген визначає розвиток ознаки» значеною мі­рою умовний, оскільки вияв гена залежить від інших генів — від генотипового середовища.


НазадЗмістВперед

 

 
© www.SchoolLib.com.ua