dllvse.ru

§ 42. Взаимодействие аллельных генов. Множественный аллелизм

Биология, 10 класс (Лисов, 2014)

[ Содержание ]

Взаимодействие аллельных генов. Различают несколько типов взаимодействия аллельных генов.

Полное доминирование — взаимодействие, при котором доминантный аллель полностью подавляет проявление рецессивного аллеля. В этом случае как у гомозигот АД, так и у гетерозигот Аа проявляется доминантный признак. По такому типу наследуются многие признаки организмов. Например, у гороха желтый цвет семян полностью доминирует над зеленым, а гладкая поверхность семян — над морщинистой. У человека карий цвет глаз полностью доминирует над голубым, резус-поло-жительность — над резус-отрицательностью, праворукость — над леворукостью, шестипалость доминантна по отношению к нормальному строению кисти и т. д.

Некоторые аллельные гены взаимодействуют по типу неполного доминирования. В этом случае доминантный признак проявляется только при наличии двух доминантных аллелей в генотипе (АА). Если же организм гетерозиготен (Аа), т. е. имеет лишь один доминантный аллель, в фенотипе проявляется признак, промежуточный между доминантным и рецессивным.

Примером неполного доминирования является наследование окраски цветков у растений ночной красавицы. Как видно из рисунка 92, гомозиготные растения имеют либо красные (АА), либо белые (аа) цветки. При скрещивании растений с красными и белыми цветками в первом поколении у всех растений цветки будут розовыми (Ля), т. е. наблюдается промежуточный характер наследования.

При неполном доминировании изменяется характер расщепления во втором поколении, так как фенотип гетерозигот отличается от фенотипа гомозигот. В этом случае расщепление по фенотипу и по генотипу совпадает: 1 часть растений имеет белую окраску цветков (яя), 2 части — розовую (Ля) и 1 часть — красную (АА), или 1:2:1.

Неполное доминирование широко распространено. По такому типу наследуется курчавость волос у человека (курчавые волосы не полностью доминируют над прямыми, промежуточный признак — волнистые волосы), масть крупного рогатого скота, окраска оперения у кур и плодов земляники, другие признаки растений, животных и человека.

При кодоминировании у гетерозиготных особей полностью проявляются оба аллельных гена. Классическим примером ко-доминирования является взаимодействие генов у человека с четвертой группой крови (по системе АВО).

Группы крови О, А, В и АВ определяются геном /. Известны три разновидности этого гена: /А, Р, Аллельные гены /А и /в полностью доминируют над но кодоминантны по отношению друг к другу.

Ген /А обусловливает наличие на мембранах эритроцитов антигена А, ген Р определяет наличие другого антигена — В. Следовательно, у людей с генотипами /А/А и /А/' эритроциты несут только антиген А — это вторая (А) группа крови. У людей с генотипами РР и РР красные кровяные клетки несут только антиген В — это кровь третьей (В) группы. Человек с генотипом /'/' имеет первую (0) группу крови — на поверхности его эритроцитов отсутствуют антигены А и В.

У гетерозигот с генотипом 1АР гены /А и Р не подавляют проявление друг друга, а кодоминируют. Каждый из них в полной мере выполняет свою функцию, поэтому эритроциты содержат оба антигена (А и В). В результате формируется новый признак — четвертая (АВ) группа крови.

Множественный аллелизм. Окраска семян гороха, наследование которой изучал Мендель, определяется двумя аллелями — доминантным и рецессивным. Но многие гены представлены не двумя, а большим числом аллелей. Вы уже знаете, что ген, определяющий у человека группы крови (по системе АВО), существует в трех формах — /А, /в, Для гена, контролирующего синтез гемоглобина, известно несколько десятков разновидностей. При этом у каждой конкретной особи имеется не более двух аллелей каждого гена, поскольку соматические клетки содержат диплоидный набор хромосом.

Явление существования гена более чем в двух аллельных формах называется множественным аллелизмом. Множественные аллели нередко образуют серии, в которых каждый предыдущий аллель доминантен по отношению к последующим. Например, у кролика известна серия аллелей: С cchch > са, где аллель С, определяющий черную окраску меха, доминирует над тремя другими: над аллелем, определяющим шиншилловую (cch), гималайскую (ch) и белую а) окраску. Аллель шиншилловой окраски, в свою очередь, доминирует над аллелем гималайской окраски, а последний доминирует над аллелем, определяющим белую окраску (рис. 93). Известны серии множественных аллелей, определяющих цвет глаз у дрозофилы, рисунок на листьях белого клевера, и др.

Анализирующее скрещивание. При полном доминировании одного аллеля над другим организмы, имеющие доминантный фенотип, могут иметь разные генотипы — АА или Аа. Как определить генотип особи, обладающей доминантным признаком? Это можно сделать по результатам скрещивания исследуемой особи с рецессивной гомозиготой (аа). Такое скрещивание называется анализирующим.

Например, у томатов ген, контролирующий появление круглых плодов, полностью доминирует над геном, определяющим грушевидную форму. Нужно установить генотип растения с круглыми плодами. Введем обозначения соответствующих генов: А — круглые плоды, а. — грушевидные. Исследуемое растение может иметь генотип АА или Аа. В этом случае записывают фенотип и чес кий радикал — ту часть генотипа, которая определяет фенотип организма. В нашем случае фенотипический радикал следует записать в виде Л-.

Скрестим исследуемую особь с рецессивной гомозиготой, т. е. с растением, имеющим грушевидные плоды.

Р:  А-  х  яя

круглые  грушевидные

Рассмотрим два варианта анализирующего скрещивания (рис. 91), используя два возможных генотипа исследуемого растения (АА и Ля). Потомство, полученное при анализирующем скрещивании, принято обозначать как Fa. Обратите внимание, что в первом случае в потомстве наблюдается единообразие гибридов, а во втором — расщепление 1 = 1.

Итак, если потомство, полученное при анализирующем скрещивании, является единообразным по доминантному признаку, то анализируемая особь является гомозиготной (АА). Если же в потомстве наблюдается расщепление, исследуемый организм является гетерозиготным (Ля). Значит, анализирующее скрещивание — это скрещивание особи, имеющей доминантный фенотип, с гомозиготной рецессивной особью для выявления генотипа анализируемой особи.

1. Какие типы взаимодействия аллельных генов вам известны?

2. Чем полное доминирование отличается от неполного? Приведите примеры.

3. Допустим, что у определенного вида растений широкие листья доминируют над узкими. Скрестили два гетерозиготных растения. Потомство с какими фенотипами и в каком соотношении следует ожидать, если гены, контролирующие ширину листьев, взаимодействуют по типу полного доминирования? По типу неполного доминирования?

4.  Что такое кодоминирование? Какой тип взаимодействия наблюдается между генами /в и /°, определяющими группу крови человека? Между генами /А и /в?

5.  Что такое множественный аллелизм? Может ли у человека быть три аллеля, которые определяли бы группу крови (по системе АВО)? Почему?

6.  Что представляет собой анализирующее скрещивание? Как по результатам анализирующего скрещивания можно установить генотип особи, обладающей доминантным фенотипом?

7.  У Ивана и Марии четверо детей. Все они имеют разные группы крови: I, II, III и IV. Определите группы крови и генотипы Ивана и Марии.

8.  Окраска оперения у кур наследуется по типу неполного доминирования (черное оперение доминирует над белым, промежуточный признак — пестрое оперение). Пестрых кур скрестили с пестрыми петухами. Известно, что еще до оплодотворения погибает 70 % гамет, несущих рецессивный аллель, и 30 % гамет, несущих доминантный аллель. Определите процентное соотношение потомков со всеми возможными фенотипами.