Комплементарность
При комплементарном взаимодействии одновременное присутствие в генотипе двух доминантных неаллельных генов приводит к развитию совершенно нового признака. При этом каждый доминантный ген по отдельности (если второй рецессивен) может проявлять свое действие самостоятельно.
Суть механизма заключается в том, что признак формируется в результате многостадийного процесса, где каждый этап контролируется отдельным ферментом. Гены буквально дополняют работу друг друга.
Примеры комплементарности:
- Форма гребня у кур. Скрещивание особей с гороховидным и розовидным гребнями дает гибридам F1 новую форму — ореховидную. В поколении F2 наблюдается классическое менделевское расщепление 9:3:3:1.
- Окраска шерсти мышей. Взаимодействуют гены синтеза пигмента и его распределения по волосу. При скрещивании дигетерозигот расщепление в F2 изменяется на 9:3:4 (где 4 части — белая шерсть, так как отсутствие пигмента маскирует его распределение).
- Слух у человека. Нормальный слух требует двух доминантных генов: один отвечает за развитие улитки внутреннего уха, второй — за слуховой нерв. У дигетерозиготных родителей расщепление на слышащих и глухих детей составляет 9:7.
- Зрение у человека. Развитие зрительного анализатора требует уже трех несцепленных доминантных генов (для хрусталика, сетчатки и зрительного нерва).
Эпистаз (Эпистатическое взаимодействие)
При эпистазе один из неаллельных генов подавляет действие другого. Ген, который подавляет, называется эпистатическим (супрессором или ингибитором), а подавляемый — гипостатическим.
В зависимости от того, какой аллель выступает супрессором, эпистаз делят на два вида:
- Доминантный эпистаз. Эпистатическим действием обладает доминантный аллель.
- Наследование масти лошадей: ген раннего поседения подавляет гены вороной и рыжей масти. При скрещивании дигетерозигот расщепление составляет 12:3:1 (12 частей — серые лошади).
- Цвет оперения кур: ген-ингибитор подавляет ген черной окраски. Расщепление в F2 — 13:3 (13 частей белых кур).
- Рецессивный эпистаз. Эпистатическое действие проявляется только в рецессивном гомозиготном состоянии.
- Бомбейский феномен у человека: ген H нужен для синтеза предшественника антигенов групп крови. Если человек имеет генотип hh (рецессивная гомозигота), антигены A и B не образуются, даже если в генотипе есть аллели $I^A$ или $I^B$. Фенотипически у таких людей всегда определяется I (0) группа крови. При этом скрытый ген может передаться потомкам (например, возможно рождение ребенка с IV группой крови, если эпистатическое действие будет снято доминантным аллелем второго родителя).
Полимерия
Полимерия — это тип взаимодействия, при котором несколько разных генов отвечают за формирование одного и того же признака, усиливая или ослабляя его. Обычно полимерные гены контролируют количественные признаки: рост, вес, умственные способности, интенсивность пигментации.
Степень выраженности признака зависит от суммарного количества доминантных аллелей в генотипе — это так называемый аддитивный (кумулятивный) эффект. Чем больше доминантных аллелей, тем сильнее проявляется признак. Поскольку гены выполняют одинаковую функцию, их принято обозначать одной латинской буквой с разными цифровыми индексами (например, $S_1, S_2, S_3$).
Пример у человека: Пигментация кожи контролируется тремя парами полимерных генов. У человека с максимально темным цветом кожи генотип состоит только из доминантных аллелей ($S_1S_1S_2S_2S_3S_3$), а у человека с белой кожей — только из рецессивных ($s_1s_1s_2s_2s_3s_3$). При браке мулатов (тригетерозигот) вероятность рождения ребенка с крайними вариантами фенотипа (полностью белым или полностью черным) составляет всего 1/64, так как возможных комбинаций аллелей $4^3 = 64$.
Правило «КЭП»: Комплементарность — гены работают в Команде (дополняют). Эпистаз — Эгоист (один ген подавляет другой). Полимерия — Плюс (эффект доминантных аллелей суммируется).
Вопросы с занятий и экзамена
В чем главное отличие комплементарности от эпистаза?
При комплементарности два гена совместно формируют новый уникальный признак, которого не было при их раздельном существовании. При эпистазе один ген не участвует в создании нового, а просто блокирует работу другого гена.
Какое соотношение фенотипов характерно для доминантного эпистаза?
В зависимости от конкретного механизма подавления, в потомстве дигетерозигот (F2) могут наблюдаться расщепления 12:3:1 (как у лошадей) или 13:3 (как окраска перьев у кур).
Почему при полимерии гены обозначают одинаковой буквой?
Поскольку несколько неаллельных генов кодируют развитие одного и того же количественного признака и действуют однонаправленно (усиливая эффект), их обозначают одной буквой с разными цифровыми индексами для удобства подсчета.
Что ещё разобрать по теме
- Молекулярные механизмы формирования слуха и зрения у человека
- Подробный разбор скрещиваний при наследовании формы гребня у кур
- Биохимия Бомбейского феномена (роль гена H)
- Задачи на расчет расщеплений (9:3:4, 12:3:1, 13:3) при взаимодействии генов
Разберите тему целиком в курсе «Биология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Взаимодействие неаллельных генов» и ещё 3 793 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 124 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Закономерности наследования (ядерные гены)»
Бесплатные видеоуроки: биологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.