Генотип і взаємодія генів. Матеріал для учнів 10 класу.

 

Презентація

Компліментарність

Компліментарність (додаткова дія генів) — взаємодія неалельних генів, при якому вони доповнюють один одного, а ознака формується лише при одночасній дії двох домінантних генів, кожен з яких окремо не викликає розвитку ознаки.

Приклад:

успадкування забарвлення квіток у запашного горошку:

Генотип	Ознака
A__B__	фіолетові квіти
A__bb	білі квіти
aaB__	білі квіти
aabb	білі квіти

Жоден з домінантних генів не визначає забарвлення квітки. Фіолетове забарвлення з'являється лише при наявності у генотипі рослини двох домінантних генів A і B.

 

При схрещуванні дигетерозигот результати є наступними:

 

P:  AaBb (фіолетові) ×  AaBb (фіолетові) 
  

♀\♂	AB	Ab	aB	ab
AB	AABB фіолетові	AABb фіолетові	AaBB фіолетові	AaBb фіолетові
Ab	AABb фіолетові	AAbb білі	AaBb фіолетові	Aabb білі
aB	AaBB фіолетові	AaBb фіолетові	aaBB білі	aaBb білі
ab	AaBb фіолетові	Aabb білі	aaBb білі	aabb білі

   
Розщеплення за генотипом: 9A__B__ : 3A__bb : 3aaB__ : 1aabb.
 
Розщеплення за фенотипом: 9 (фіолетові) : 7 (білі).

При комплементарній взаємодії генів можуть спостерігатися і інші типи розщеплення ознак.
 
У людей цей тип взаємодії обумовлює нормальний розвиток слуху (один ген визначає розвиток равлика, а інший ген — розвиток слухового нерва). Нормальний слух формується при наявності двох домінантних генів. Якщо один з генів присутній у домінантній формі, а інший — у рецесивній, то виявляється глухота, оскільки один з органів слухового аналізатора не розвивається.

Епістаз — взаємодія неалельних генів, при якому ген однієї алельної пари пригнічує дію домінантного гена іншої алельної пари.

Гени, які пригнічують дію інших генів, називають генами-супресорами, або генами-інгібіторами.
 
Реакція між даними генами може бути домінантною і рецесивною.
 
Домінантний епістаз спостерігається у випадку, коли домінантний алель гена-інгібітора (зазвичай він позначається буквою I) пригнічує дію іншого гена.
 
Рецесивний епістаз спостерігається, коли рецесивний алель гена-інгібітора пригнічує прояв будь-якої з алелей іншого гена.
 
Розщеплення за фенотипом при кожному з видів цих взаємодій є різним. При домінантному епістазі при схрещуванні дигетерозигот розщеплення може бути наступним — 13:3; 7:6:3 або 12:3:1. При рецесивному епістазі розщеплення є наступним: 9:3:4; 9:7 або 13:3.
у більшості порід курей наявність пігменту в пір'ї визначає домінантний аллель A. Ген I пригнічує синтез пігменту.

 

Генотип	Ознака
A__I__	біле пір'я
A__ii	забарвлене пір'я
aaI__	біле пір'я
aaii	біле пір'я

При схрещуванні двох білих дигетерозиготних птахів у потомстві з'являються курчата із забарвленим пір'ям:

 

P:  AaIi (білі) ×  AaIi (білі) 
  

♀\♂	AI	Ai	aI	ai
AI	AAII білі	AAIi білі	AaII білі	AaIi білі
Ai	AAIi білі	AAii забарвлені	AaIi білі	Aaii забарвлені
aI	AaII білі	AaIi білі	aaII білі	aaIi білі
ai	AaIi білі	Aaii забарвлені	aaIi білі	aaii білі

   
Розщеплення за фенотипом: 13 (білі) : 3 (забарвлені).

 Плейотропія, або множинна дія гена

Плейотропія (плейотропність) — це множинна дія гена; тип успадкування, при якому один ген визначає прояв декількох ознак.

Встановлено, що плейотропною (множинною) дією володіє більшість генів. Це явище обумовлене тим, що один ген пов'язаний з декількома етапами біохімічних процесів, тому впливає на розвиток    у багатьохстей організму

:

 
↗
Явище множинної дії генів поширене як у рослин, так і у .

Приклад:

у багатьох рослин ген, який зумовлює забарвлення квітки, викликає зміну забарвлення інших органів (стебла, листя, насіння).
 

Приклад:

у людини ген, що контролює розвиток сполучної тканини, обумовлює синдром «павучіі пальці» (синдром Марфана) і викликає не лише видовження пальців рук і ніг, але і зміну форми обличчя, дефект кришталика, вроджені вади серця, тощо.

 
ген, який відповідає за рудий колір волосся, обумовлює також світліше забарвлення шкіри і появу ластовиння.
 

Полімерія

Багато кількісних і деякі якісні ознаки у живих організмів визначаються не однією, а декількома парами взаємодіючих генів. У цьому випадку, чим більше у генотипі домінантних генів, тим сильніше виявляється ознака. Така форма взаємодії неалельних генів називається полімерією.

Полімерія — це взаємодія декількох пар неалельних генів з однаковою дією.

колір шкіри у людини визначають чотири пари неалельних генів, які відповідають за вироблення пігменту меланіну. Чим більше є домінантних генів, тим більше у шкірі меланіну, і тим темнішим є її забарвлення.
 
У людини з домінантними генами A1A1A2A2A3A3A4A4 шкіра є найтемнішою. У людини, у генотипі якого містяться тільки рецесивні гени a1a1a2a2a3a3a4a4, шкіра є найсвітлішою. Залежно від співвідношення числа домінантних і рецесивних генів колір шкіри змінюється від світлого до темного.
 

Такий тип взаємодії називається кумулятивною полімерією. При кумуляції ступінь прояву ознаки залежить від числа домінантних генів (чим більше генів, тим сильніше виражена ознака). Потомство при кумулятивній полімерії розщеплюється наступним чином — 1:4:6:4:1 (у однієї особини ознака виражена максимально, у інших спостерігається зменшення її прояву до повного зникнення).
 
За цим типом успадковуються багато важливих кількісних ознак сільськогосподарських тварин і рослин: молочність корів, несучість курей, уміст цукру в коренеплодах, довжина качана кукурудзи, довжина колоса, забарвлення колоса у злакових, тощо.
 
При некумулятивній полімерії прояв ознаки не залежить від числа домінантних алелей. Ознака буде проявлятися, якщо є хоча б один домінантний ген. При цьому спостерігається розщеплення в потомстві у співвідношенні 15:1.

Приклад:

наявність опірення на ногах у курей визначається двома неалельними домінантними генами — A1 і A2. Опірені ноги матимуть кури з генотипами: A1__A2__;A1__a2a2;a1a1A2__. Ноги без пір'я будуть лише у птахів з генотипом a1a1a2a2.