Interação de genes alélicos e seus tipos

Ao estudar as leis de G. Mendel, já conhecemos os principais tipos de interação dos genes alélicos. Com base no material previamente estudado, preencha a tabela.

Mesa. Tipos de interação entre genes de um par alélico

Interação de genes não-alélicos

Com base nas leis de G. Mendel, podemos chegar à conclusão de que existe uma conexão bastante forte entre um gene e uma característica, que o genótipo é composto pela soma de genes que atuam independentemente e o fenótipo é uma combinação mecânica. de traços individuais. No entanto, conexões diretas e inequívocas entre um gene e uma característica são a exceção e não a regra. O desenvolvimento de uma característica em um organismo geralmente está sob o controle de muitos genes, e a característica é o resultado da interação de genes não alélicos.

O caso mais simples de interação de genes não alélicos é quando uma característica é controlada por dois pares de alelos. Vejamos alguns exemplos dessa interação.

Interação genética complementar

O fenômeno da interação gênica, em que a presença de dois genes não alélicos é necessária para a manifestação de uma característica, é denominado complementaridade(de lat. complemento- adição), e os genes necessários para a manifestação da característica são complementar, ou adicional.

Consideremos várias opções para interação genética complementar.

Alelos do segundo gene aparecem apenas na presença de um alelo dominante do geneA. A coloração dos ratos depende, no caso mais simples, de dois genes. Ratos com genótipo ahh não tem pigmento e tem cor branca. Na presença de um alelo dominante A o pigmento é produzido e o mouse fica de alguma forma colorido. A cor específica é determinada pelo segundo gene. Seu alelo dominante COM causa a cor cinza do mouse e o alelo recessivo Com- cor preta. Assim, se considerarmos variantes homozigotas, o genótipo dos camundongos cinzentos é AASS, preto - AAAss, branco - aaSS ou burro. Ao cruzar um rato cinza AASS com branco burro na primeira geração tudo acontece segundo Mendel: todos os híbridos são cinza (são heterozigotos com o genótipo AaSs). Em F2, como é fácil de verificar, temos 9/16 ratos cinzentos, 3/16 pretos e 4/16 brancos.

Para que uma característica se manifeste, alelos dominantes de dois genes diferentes devem estar presentes no genótipo. Um exemplo dessa interação genética complementar é a herança do formato dos frutos nas abóboras. Na presença de ambos os alelos dominantes, os frutos apresentam formato de disco, na presença de um (qualquer!) alelo dominante - esférico, e na ausência de alelos dominantes - alongados.

Para que uma característica se manifeste, os alelos dominantes de dois genes diferentes devem estar presentes no genótipo, mas cada alelo dominante, em combinação com os alelos recessivos do outro par, tem uma manifestação fenotípica independente. Por exemplo, em galinhas, a crista em forma de ervilha é determinada por um gene dominante, enquanto a crista em forma de rosa é determinada por outro gene não alélico, mas também dominante. Quando esses genes estão no mesmo genótipo, desenvolve-se uma crista em forma de noz. Se o organismo for homozigoto para ambos os genes recessivos, desenvolve-se um pente simples em forma de folha. Ao cruzar diíbridos (todos com favo em forma de noz), na segunda geração ocorre uma divisão na proporção de 9: 3: 3: 1. Mas aqui é impossível encontrar segregação independente de cada alelo na proporção de 3:1, pois em todos os casos de coincidência no genótipo de ambos os genes dominantes, seu efeito direto não é detectado.

Assim, falamos de interação complementar de genes não alélicos no caso em que dois genes não alélicos dão uma nova característica, ou seja, ocorre uma nova formação.

Interação genética epistática

A interação de genes, em que um gene suprime a ação de outro, não alélico ao primeiro, é chamada epistasia(do grego epi– acima e estase- stand), e genes que suprimem a ação de outros genes são chamados genes supressores, ou genes inibidores(de lat. inibir– segurar), ou genes epistáticos. O gene que está sendo suprimido é chamado hipostático.

Existem epistasia dominante e recessiva.

Epistasia dominante associado a um gene inibidor dominante. Por exemplo, gene EU determina a cor branca dos frutos da abóbora, se presente, o efeito do gene; EM não aparece. Com genótipo iiBB ou iiВb Os frutos da abóbora são amarelos. Finalmente, se ambos os genes forem representados por alelos recessivos, o fruto da abóbora será verde. O mesmo tipo pode ser usado para herdar a cor da pelagem de cães, ovelhas e outros animais.

Epistasia recessivaé detectado quando a expressão de um gene é suprimida por alelos recessivos de outro gene. Este tipo de epistasia é ilustrado pela herança da cor da pelagem em ratos domésticos. A cor da cutia (cinza avermelhado) é determinada pelo gene dominante A, seu alelo recessivo A dá uma cor preta. Gene de um par não alélico EM promove a manifestação da cor, e o gene bé um supressor e suprime o efeito do alelo dominante A e recessivo A. Ratos com genótipo Abb indistinguível no fenótipo de indivíduos com o genótipo aabb- tudo branco.

Interação genética polimérica

Polimerismo– um tipo de interação de genes não alélicos em que vários pares de genes não alélicos atuam no desenvolvimento de uma característica. Tais genes são chamados polímero(do grego política– muito e meros- Papel). Eles são denotados pela mesma letra, mas com índices diferentes, que indicam o número de pares alélicos no genótipo que determinam o desenvolvimento de uma determinada característica ( Um 1 Um 1 Um 2 Um 2).

Existem duas variantes de polimerização: com efeito de soma de genes e sem reforço de genes entre si.

O efeito cumulativo dos genes poliméricos. Nesse caso, o grau de manifestação da característica depende do número de alelos dominantes no genótipo do indivíduo. Assim, a cor vermelha dos grãos de trigo é determinada por dois ou mais pares de genes. Cada um dos genes dominantes desses alelos determina a cor vermelha, enquanto os genes recessivos determinam a cor branca dos grãos. Um alelo dominante produz grãos que não são muito coloridos. Se dois alelos dominantes estiverem presentes no genótipo, a intensidade da cor aumenta. Somente quando o organismo é homozigoto para todos os pares de genes recessivos os grãos não são coloridos. Assim, ao cruzar diíbridos, ocorre uma divisão na proporção de 15 coloridos para um branco. Mas de cada 15 pintadas, uma terá uma cor vermelha intensa, porque... contém quatro alelos dominantes, quatro terão uma cor ligeiramente mais clara, porque contêm três alelos dominantes e um alelo recessivo nos genótipos, seis são ainda mais leves com dois alelos dominantes e dois recessivos nos genótipos, quatro são ainda mais leves, porque têm apenas um gene dominante e três genes recessivos, ou seja, a verdadeira divisão será 1: 4: 6: 4: 1.

De acordo com esta versão do polímero, a cor da pele, a altura e o peso são herdados dos humanos. Um mecanismo semelhante de herança é característico de muitas características quantitativas, incluindo características economicamente valiosas: teor de açúcar nas raízes de beterraba, teor de vitaminas em frutas e vegetais, comprimento da espiga de cereais, comprimento da espiga de milho, fertilidade animal, produção de leite do gado , produção de ovos de galinhas, etc.

Os genes do polímero não se aprimoram. Neste caso, a divisão em F 2 será 15:1. Assim, os frutos da bolsa do pastor podem ser triangulares (dominantes) e ovais (recessivos). A característica é controlada por dois pares de genes poliméricos. Se o genótipo de uma planta tiver pelo menos um alelo dominante do primeiro ou segundo par de genes poliméricos, então o formato do fruto será triangular ( Um 1 Um 2; Um 1 um 2; um 1 A 2 ). Somente aquelas plantas que não possuem um único alelo dominante em seu genótipo terão formato de fruto oval - um 1 um 1 um 2 um 2.

Assim, o acúmulo de determinados alelos no genótipo pode levar a alterações na expressão das características.

Ação genética múltipla

Freqüentemente, um gene afeta não uma, mas várias características de um organismo. O fenômeno no qual um gene pode influenciar a formação de diversas características de um organismo é denominado pleiotropia(do grego pleon– mais numerosos e tropos- vez).

A existência deste fenómeno não contradiz de forma alguma o conceito clássico de “um gene – uma proteína – uma característica”. De forma simplificada, a influência de um gene em várias características ao mesmo tempo pode ser representada da seguinte forma. A partir da leitura das informações de um gene, forma-se uma determinada proteína, que pode então participar de diversos processos que ocorrem no organismo, exercendo assim múltiplos efeitos. Por exemplo, nas ervilhas, a cor marrom do tegumento e o desenvolvimento do pigmento em outras partes da planta e a cor das flores dependem de um gene; na Drosophila, o gene que causa a cor branca dos olhos afeta o clareamento da cor do corpo e altera alguns órgãos internos; Nos humanos, o gene responsável pelos cabelos ruivos também determina a cor da pele mais clara e o aparecimento de sardas. A síndrome de Marfan é causada por um gene pleiotrópico autossômico dominante e se manifesta por alto crescimento, alongamento dos ossos dos dedos das mãos e dos pés (dedos de aranha), hipermobilidade articular, subluxação do cristalino do olho e doenças cardíacas.

Essa ação múltipla é típica da maioria dos genes. No entanto, não se deve imaginar que um gene pleiotrópico influencia igualmente cada característica. A grande maioria dos genes com vários graus de pleiotropia são caracterizados por um efeito mais forte sobre uma característica e um efeito muito mais fraco sobre outra.

Genótipo como um sistema integral

O fato da divisão dos híbridos na prole permite afirmar que o genótipo é composto por elementos individuais - genes que podem ser herdados de forma independente ( discrição do genótipo). Ao mesmo tempo, o genótipo não pode ser considerado uma simples soma mecânica de genes individuais. Um genótipo é um sistema de genes em interação. Mais precisamente, não são os próprios genes (seções de DNA) que interagem, mas os produtos genéticos formados a partir deles (RNA e depois proteínas). Portanto, em alguns casos, a ação de diferentes genes é relativamente independente, mas, via de regra, a manifestação de uma característica é resultado da interação de produtos de diferentes genes.

O genótipo de qualquer organismo é um sistema complexo e integral de genes em interação. Essa integridade do genótipo surgiu historicamente no processo de evolução da espécie. Como resultado das mutações, novos genes aparecem constantemente, novos cromossomos e até novos genomas são formados. Genes recém-emergentes podem interagir imediatamente com genes existentes ou modificar a natureza do seu trabalho, mesmo sendo recessivos, ou seja, sem se manifestarem.

Conseqüentemente, em cada espécie de plantas e animais o genótipo se manifesta como um sistema integral que se desenvolveu historicamente em um determinado momento.

II. Consolidação de conhecimento

Resumindo a conversa enquanto aprende novo material.

III. Trabalho de casa

Estude o parágrafo do livro didático (relação entre genes e características, tipos de interação de genes alélicos e não alélicos, pleiotropia, genótipo como sistema integral).

Resolva os problemas no final do parágrafo do livro didático.

O genótipo humano inclui um grande número de genes que carregam informações sobre as propriedades e qualidades do nosso corpo. Apesar de um número tão grande, eles interagem como um único sistema integrado.

Do curso escolar de biologia conhecemos as leis de Mendel, que estudou os padrões de herança de características. Durante sua pesquisa, o cientista descobriu genes dominantes e recessivos. Alguns são capazes de suprimir a manifestação de outros.

Na verdade, a interação dos genes vai muito além das leis mendelianas, embora todas as regras de herança sejam observadas. É possível observar diferenças no padrão de segregação fenotípica porque o tipo de interação pode ser diferente.

Características genéticas

Um gene é uma unidade de hereditariedade; possui certas características:

1. O gene é discreto. Determina o grau de desenvolvimento de uma determinada característica, incluindo as características das reações bioquímicas.
2. Tem um efeito gradual. Acumulando-se nas células do corpo, pode levar ao aumento ou diminuição da manifestação do sintoma.
3. Todos os genes são estritamente específicos, ou seja, são responsáveis ​​pela síntese de uma proteína específica.
4. Um gene pode ter múltiplos efeitos, influenciando o desenvolvimento de diversas características ao mesmo tempo.
5. Diferentes genes podem participar na formação de uma característica.
6. Todos os genes podem interagir uns com os outros.
7. A manifestação da ação genética é influenciada pelo ambiente externo.

Os genes são capazes de atuar em dois níveis diferentes. O primeiro é o próprio sistema genético, no qual são determinados o estado dos genes e seu funcionamento, estabilidade e variabilidade. O segundo nível pode ser considerado quando se trabalha nas células do corpo.

Tipos de interação de genes alélicos

Todas as células do nosso corpo possuem um conjunto diplóide de cromossomos (também chamados de duplos). Os 23 cromossomos do óvulo se fundem com o mesmo número de cromossomos do espermatozoide. Ou seja, cada característica é representada por dois alelos, por isso são chamados de genes alélicos.

Esses pares alélicos são formados durante a fertilização. Eles podem ser homozigotos, isto é, constituídos por alelos idênticos, ou heterozigotos, se forem incluídos alelos diferentes.

As formas de interação entre genes alélicos são claramente apresentadas na tabela.

Domínio completo e incompleto

Podemos falar em dominância completa no caso em que um dos genes pode garantir a manifestação de uma característica, mas o segundo não consegue. Um gene forte é chamado de dominante e seu oponente é chamado de recessivo.

A herança, neste caso, ocorre inteiramente de acordo com as leis mendelianas. Por exemplo, a cor das sementes de ervilha: na primeira geração vemos todas as ervilhas verdes, ou seja, esta cor é uma característica dominante.

Se durante a fertilização os genes dos olhos castanhos e dos olhos azuis se unirem, a criança terá olhos castanhos, pois esse alelo suprime completamente o gene responsável pelos olhos azuis.

Com dominância incompleta, pode-se observar a manifestação de um traço intermediário nos heterozigotos. Por exemplo, ao cruzar uma beleza noturna homozigota com flores vermelhas para um traço dominante com o mesmo indivíduo, apenas com uma corola branca, você pode ver híbridos rosa na primeira geração. O traço dominante vermelho não suprime completamente a manifestação do traço recessivo branco, então no final acabamos com algo intermediário.

Codominância e superdominância

Essa interação de genes, em que cada um fornece sua característica, é chamada de codominância. Todos os genes em um par alélico são absolutamente equivalentes. Nenhum deles pode suprimir a ação do outro. É precisamente esta interação de genes que observamos na herança de grupos sanguíneos em humanos.

O gene O garante a manifestação do 1º grupo sanguíneo, o gene A - o segundo, o gene B - o terceiro, e se os genes A e B forem encontrados juntos, nenhum deles poderá suprimir a manifestação do outro, então uma nova característica é formada - grupo sanguíneo 4.

A sobredominância é outro exemplo da interação de genes alélicos. Neste caso, indivíduos heterozigotos esta característica têm manifestação mais pronunciada em comparação aos homozigotos. Essa interação de genes está subjacente a um fenômeno como a heterose (o fenômeno do vigor híbrido).

Ao cruzar duas variedades de tomate, por exemplo, obtém-se um híbrido que herda as características de ambos os organismos originais, uma vez que as características tornam-se heterozigotas. Na próxima geração começará a divisão de acordo com as características, não sendo possível obter a mesma prole.

No mundo animal, pode-se até observar a infertilidade dessas formas híbridas. Tais exemplos de interação genética podem ser encontrados frequentemente. Por exemplo, quando um burro e uma égua se cruzam, nasce uma mula. Ele herdou tudo melhores qualidades seus pais, mas ele próprio não pode ter filhos.

Em humanos, a anemia falciforme é herdada de acordo com esse tipo.

Genes não alélicos e sua interação

Os genes que estão localizados em diferentes pares de cromossomos são chamados de não alélicos. Se eles estiverem juntos, eles podem muito bem influenciar um ao outro.

A interação de genes não alélicos pode ocorrer de diferentes maneiras:

1. Complementaridade.
2. Epistasia.
3. Ação de polímero.
4. Pleiotropia.

Todos esses tipos de interações genéticas têm características próprias.

Complementaridade

Com essa interação, um gene dominante complementa outro, que também é dominante, mas não é alélico. Quando se unem, contribuem para a manifestação de uma característica completamente nova.

Você pode dar um exemplo da manifestação da cor nas flores da ervilha-de-cheiro. A presença de pigmento e, portanto, de cor em uma flor é garantida por uma combinação de dois genes - A e B. Se pelo menos um deles estiver ausente, a corola será branca.

Nos humanos, essa interação de genes não alélicos é observada durante a formação do órgão auditivo. A audição normal só pode ocorrer se ambos os genes – D e E – estiverem presentes num estado dominante. Quando há apenas um dominante ou ambos em estado recessivo, não há audição.

Epistasia

Esta interação de genes não alélicos é completamente oposta à interação anterior. Neste caso, um gene não alélico é capaz de suprimir a expressão de outro.

As formas de interação genética nesta variante podem ser diferentes:

• Epistasia dominante.
• Recessivo.

No primeiro tipo de interação, um gene dominante suprime a expressão de outro gene dominante. Genes recessivos estão envolvidos na epistasia recessiva.

Esse tipo de interação resulta na herança da cor dos frutos nas abóboras e da pelagem nos cavalos.

Ação polimérica dos genes

Este fenômeno pode ser observado quando vários genes dominantes são responsáveis ​​pela manifestação de uma mesma característica. Se pelo menos um alelo dominante estiver presente, a característica definitivamente aparecerá.

Os tipos de interações genéticas neste caso podem ser diferentes. Um deles é o polimerismo acumulativo, quando o grau de manifestação de uma característica depende do número de alelos dominantes. É assim que a cor dos grãos de trigo ou a cor da pele humana é herdada.

Todo mundo sabe que todas as pessoas têm cores de pele diferentes. Alguns têm pele completamente clara, alguns têm pele escura e representantes da raça negróide têm pele completamente negra. Os cientistas consideram que a cor da pele é determinada pela presença de três genes diferentes. Por exemplo, se todos os três estão presentes no genótipo em estado dominante, então a pele é a mais escura, como a dos negros.

A julgar pela cor da nossa pele, a raça caucasiana não possui alelos dominantes.

Há muito que se descobriu que a interação de genes não alélicos de acordo com o tipo de polímero afeta a maioria das características quantitativas em humanos. Estes incluem: altura, peso corporal, capacidades intelectuais, resistência do corpo a doenças infecciosas e alguns outros.

Pode-se notar apenas que o desenvolvimento de tais sinais depende das condições ambientais. Uma pessoa pode ter predisposição ao excesso de peso, mas seguindo uma dieta alimentar é possível evitar esse problema.

Ação pleiotrópica dos genes

Os cientistas há muito estão convencidos de que os tipos de interações genéticas são bastante ambíguos e muito versáteis. Às vezes é impossível prever a manifestação de certas características fenotípicas, porque não se sabe como os genes interagem entre si.

Essa afirmação só é enfatizada pelo fenômeno de que um gene pode influenciar a formação de diversas características, ou seja, ter efeito pleiotrópico.

Há muito que se constata que a presença do pigmento vermelho nos frutos da beterraba é necessariamente acompanhada pela presença do mesmo, mas apenas nas folhas.

Nos humanos, existe uma doença conhecida chamada síndrome de Marfan. Está associada a um defeito no gene responsável pelo desenvolvimento tecido conjuntivo. Como resultado, verifica-se que onde quer que esse tecido esteja no corpo, podem ser observados problemas.

Esses pacientes têm dedos longos em forma de “aranha” e são diagnosticados com deslocamento do cristalino ou defeito cardíaco.

A influência dos fatores ambientais na ação dos genes

A influência de fatores ambientais externos no desenvolvimento dos organismos não pode ser negada. Esses incluem:

• Nutrição.
• Temperatura.
• Luz.
• Composição química do solo.
• Umidade, etc.

Os fatores ambientais são fundamentais nos processos de seleção, hereditariedade e variabilidade.

Quando consideramos as formas de interação de genes alélicos ou não alélicos, precisamos sempre levar em consideração a influência do ambiente. Podemos dar o seguinte exemplo: se as plantas de prímula forem cruzadas a uma temperatura de 15 a 20 graus, todos os híbridos de primeira geração terão uma cor rosa. A uma temperatura de 35 graus, todas as plantas ficarão brancas. No que diz respeito à influência dos fatores ambientais na manifestação das características, aqui não importa mais qual gene é dominante; Acontece que nos coelhos a cor do pelo também depende do fator temperatura.

Os cientistas há muito trabalham na questão de como controlar as manifestações dos sintomas exercendo várias influências externas. Isso pode fornecer a capacidade de controlar o desenvolvimento características congênitas, o que é especialmente importante para os humanos. Por que não usar seu conhecimento para prevenir o aparecimento de algumas doenças hereditárias?

Todos os tipos de interação de genes alélicos, e não apenas eles, podem ser tão diferentes e multifacetados que é impossível atribuí-los a qualquer tipo específico. Uma coisa só pode ser afirmada: todas essas interações são igualmente complexas tanto nos humanos quanto nos representantes de todas as espécies de plantas e animais.

Mais uma vez é oportuno ressaltar que o conceito de herança de características costuma ser utilizado como expressão figurativa. Na realidade, não são características que são herdadas, mas moléculas de DNA constituídas por vários genes .

Os genes codificam informações sobre certas proteínas do corpo, e essas certas proteínas, sintetizadas nas células, já são uma ou outra característica do organismo.

As próprias características são formadas durante o desenvolvimento individual do organismo. Eles são determinados apenas pelos genes de todo o enorme arsenal de genes, chamado genótipo de um organismo, que se manifestam em condições ambientais específicas. É por isso que dizemos que é determinado pelo genótipo e por fatores ambientais.

Este artigo é uma continuação dos dois anteriores e trata da questão da genética. Conforme observado anteriormente, os genes podem ter duas naturezas diferentes em termos de sua capacidade de serem concretizados em características específicas. Esta é a implementação de interações : 1) genes alélicos e 2) genes não alélicos.

Tipos de interações de genes alélicos são discutidos em. Neste artigo caracterizaremos os quatro principais tipos de interações de genes não alélicos: complementaridade, epistasia, polimerização e ação pleiotrópica dos genes.

Quem quiser entender o tema da interação de genes não alélicos, sugiro que compre minha coleção (a coleção também contém uma parte teórica, e as soluções dos problemas são discutidas detalhadamente).

1. Interação genética complementar

É quando um gene dominante complementa a ação de outro gene dominante não alélico. Como resultado, ocorre a formação nova MANIFESTAÇÃO do traço pelo tipo de assistência mútua, complementares entre si.

Mais uma vez, chamo a atenção para o fato de que este não é um “novo sinal”, mas apenas “ nova manifestação da mesma característica" pois em todos os tipos de interações de genes alélicos e não alélicos aqui considerados, estamos sempre falando do estudo da herança de um único traço (mas de diferentes formas de sua manifestação).

Não fique confuso complementar interação não alélico genes (isto é, genes completamente diferentes, mas também responsáveis ​​​​pela manifestação de uma característica) com um fenômeno inerente a alélico genes.

A tabela abaixo ilustra possíveis casos de divisão por fenótipo e genótipo em F2 no complementar interação de genes não alélicos. Observe que em F2, isto é, do cruzamento de “diheterozigotos” entre si.

Por que escrevo “diheterozigoto” entre aspas? Porque estes não são diheterohisotes mendelianos (isto é, organismos heterozigotos em dois pares sinais diferentes ) e “diheterozigotos”, embora também para dois pares de genes diferentes, mas responsáveis ​​pela manifestação um sinal.

Usando o exemplo de herança de cores em flores de ervilha-de-cheiro

é possível traçar claramente o fenômeno da interação complementar de genes de acordo com a variante 2. daqueles listados na tabela.

Ao cruzar duas linhagens diferentes desta planta combrancoflores em híbridos F 1 as flores acabaram sendoroxo.

Assim, se na tarefa que nos é proposta vemos que a divisão por fenótipo é uma das quatro listadas na tabela acima, então significa que tal tarefa deve ser resolvida levando em consideração interação epistática genes não-alélicos.

Da tabela fica claro que as fórmulas 3. E 4. são idênticos no fenótipo, mas diferentes no genótipo, pois na linha 4. herança de genótipos é registrada para recessivo epistasia, e nas linhas 1. , 2. E 3. - no dominante.

3. Poliméria

É quando vários genes dominantes diferentes são responsáveis ​​pela manifestação da mesma característica.

Ou seja, os genes são diferentes, mas são responsáveis ​​pela manifestação da mesma característica. A presença de pelo menos um alelo dominante de qualquer um desses genes diferentes no genótipo dá origem ao desenvolvimento de uma característica dominante, e uma característica recessiva se desenvolve apenas quando há apenas alelos recessivos no genótipo.

A intensidade da manifestação da característica depende do número de genes dominantes no genótipo. Normalmente, esses genes determinam características quantitativas (intensidade de crescimento, produção de ovos, teor de gordura e quantidade de leite, teor de vitaminas nas frutas, intensidade da pigmentação da pele humana, intensidade da cor das espigas ou grãos de cereais, etc.). Mas os sinais qualitativos também podem ser determinados.

Os genes do polímero são designados por uma letra (não deve ser confundido com genes alélicos para uma característica!), mas com numeração diferente para mostrar que são genes diferentes, por ex. A 1, A 2, A 3 etc.

A interação do polímero e a ação dos genes são geralmente consideradas usando o exemplo do cruzamento de diferentes variedades de trigo com branco (a1a1a2a2) E vermelho escuro (A 1 A 1 A 2 A 2) espigas de milho. Como podemos ver, dois genes dominantes diferentes são responsáveis ​​pela intensidade da cor vermelha Um 1 E Um 2, e a intensidade da cor vermelha depende se todos os alelos de cada gene dominante estão presentes no genótipo do organismo.

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P.S. Agora terminamos a parte introdutória sobre como se familiarizar com Vários tipos interações genéticas. “Introdutório”, quero dizer, pela oportunidade de começar a resolver problemas genéticos de forma consciente. Visto que, para resolver problemas de genética, é importante saber que existem apenas dois tipos de interações genéticas : para genes alélicos e não alélicos. Mas cada um desses tipos tem suas próprias formas (as principais que analisamos).

Com o acúmulo de experiência científica, surgiram contradições com a terceira lei da herança independente de Mendel. A prole foi dividida de acordo com o fenótipo em uma proporção de 15:1 ou 9:7, em vez da proporção de 9:16 de Mendel. Isto indica certas relações entre genes não alélicos.

Mecanismo

Genes não alélicos estão localizados em diferentes partes dos cromossomos e codificam tipos diferentes proteínas. Os genes não influenciam diretamente uns aos outros, portanto a interação ocorre no citoplasma ao nível das proteínas que são codificadas por certos genes.

Arroz. 1. Genes não alélicos.

O mecanismo de interação pode prosseguir de acordo com um dos três cenários:

• ação simultânea de duas enzimas que codificam dois genes não alélicos;
• um gene não alélico produz uma proteína que afeta a operação de outro gene não alélico (suprime ou ativa);
• duas proteínas codificadas por dois genes não alélicos atuam no mesmo processo, potencializando ou restaurando a mesma característica.

Um gene pode ser responsável por diversas características fenotípicas, ou vários genes podem ser responsáveis ​​por uma característica.

Tipos

Existem vários tipos de interação de genes não alélicos, os principais estão descritos detalhadamente na tabela.

Arroz. 2. Complementaridade.

Arroz. 3. Epistasia.

Múltiplas ações dos genes são chamadas de pleiotropia. A ação de um gene geralmente se deve à interação com outros genes. A maioria dos genes tem esse efeito, portanto o genótipo é um sistema de genes que interagem.

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O que aprendemos?

Aprendemos brevemente sobre os tipos de interação de genes não alélicos. Existem três tipos de interação - complementaridade, epistasia, polimerização. Para a manifestação complementar de uma característica é necessária a presença de dois genes dominantes. A epistasia é caracterizada pela supressão por um gene da ação de um segundo gene. Polimerismo é a interação de um conjunto de genes. A interação de muitos genes é chamada de pleiotropia.

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A interação entre genes alélicos ocorre de três formas: dominância completa, dominância incompleta e manifestação independente (codominância).

Dominância completa - quando um alelo dominante suprime completamente a manifestação de um alelo recessivo, por exemplo, a cor amarela das ervilhas é dominante sobre a cor verde.

A dominância incompleta é observada quando um gene de um par de alelos não proporciona a formação de seu produto proteico suficiente para a manifestação normal da característica. Com esta forma de interação genética, todos os heterozigotos e homozigotos diferem significativamente uns dos outros no fenótipo. Um exemplo de divisão com dominância incompleta é a herança da cor das flores da Beleza Noturna.

Ao cruzar plantas com flores vermelhas (AA) e plantas com flores brancas (aa), os híbridos F1 apresentam flores rosa (Aa). Assim, ocorre dominância incompleta; em F2 há uma divisão 1:2:1 tanto no fenótipo quanto no genótipo.

Além da dominância completa e incompleta, são conhecidos casos de ausência de relações dominante-recessivas ou co-dominância. Quando codominante em organismos heterozigotos, cada um dos genes alélicos causa a formação de uma característica controlada por ele no fenótipo.

Um exemplo dessa forma de interação de alelos é a herança dos grupos sanguíneos humanos segundo o sistema AB0, determinado pelo gene I. Existem três alelos desse gene Io, Ia, Ib, que determinam os antígenos dos grupos sanguíneos. A herança dos grupos sanguíneos também ilustra o fenômeno do alelismo múltiplo: nos pools genéticos das populações humanas, o gene I existe na forma de três alelos diferentes, que são combinados em indivíduos individuais apenas aos pares. Antes deste exemplo, falamos sobre genes que existem apenas em duas formas alélicas diferentes. No entanto, muitos genes consistem em centenas de pares de nucleotídeos, de modo que mutações podem ocorrer em muitas regiões do gene e dar origem a muitas formas alélicas diferentes. Como cada um dos cromossomos homólogos possui um gene alélico, então, é claro, um organismo diplóide não possui mais do que dois de uma série de alelos no pool genético da população.

30. Interações genéticas não-alélicas

Genes não alélicos- são genes localizados em diferentes partes dos cromossomos e que codificam diferentes proteínas. Genes não-alélicos também podem interagir uns com os outros.

Nesse caso, ou um gene determina o desenvolvimento de vários traços ou, inversamente, um traço se manifesta sob a influência de uma combinação de vários genes. Existem três formas e interações de genes não alélicos:

complementaridade;

polimerismo.

Complementar A ação genética (adicional) é um tipo de interação de genes não alélicos, cujos alelos dominantes, quando combinados em um genótipo, determinam uma nova manifestação fenotípica de características. Neste caso, a divisão dos híbridos F2 de acordo com o fenótipo pode ocorrer nas proporções 9:6:1, 9:3:4, 9:7, às vezes 9:3:3:1. Um exemplo de complementaridade é a herança do formato do fruto da abóbora. A presença dos genes dominantes A ou B no genótipo determina o formato esférico do fruto e o formato alongado dos genes recessivos. Se o genótipo contiver os genes dominantes A e B, o formato do fruto será discóide. Ao cruzar linhagens puras com variedades de frutos de formato esférico, no primeiro geração híbrida Na F1 todos os frutos terão formato de disco, e na geração F2 haverá uma divisão de acordo com o fenótipo: de cada 16 plantas, 9 terão frutos em formato de disco, 6 - esféricos e 1 - alongados.

Epistasia- interação de genes não alélicos, em que um deles é suprimido pelo outro. O gene supressor é denominado epistático, o gene suprimido é denominado hipostático. Se um gene epistático não tem manifestação fenotípica própria, ele é chamado de inibidor e é designado pela letra I. A interação epistática de genes não alélicos pode ser dominante e recessiva. Na epistasia dominante, a manifestação do gene hipostático (B, b) é suprimida pelo gene epistático dominante (I > B, b). A clivagem do fenótipo durante a epistasia dominante pode ocorrer na proporção 12:3:1, 13:3, 7:6:3. Epistasia recessiva é a supressão por um alelo recessivo de um gene epistático de alelos de um gene hipostático (i > B, b). A clivagem fenotípica pode ocorrer na proporção 9:3:4, 9:7, 13:3.

Polimerismo- interação de múltiplos genes não alélicos que influenciam claramente o desenvolvimento da mesma característica; O grau de manifestação de uma característica depende do número de genes. Os genes do polímero são designados pelas mesmas letras e os alelos do mesmo locus têm o mesmo subscrito.

A interação polimérica de genes não alélicos pode ser cumulativa e não cumulativa. Com a polimerização cumulativa (acumulativa), o grau de manifestação da característica depende da ação somativa dos genes. Quanto mais alelos genéticos dominantes, mais pronunciada é uma característica específica. A clivagem de F2 no fenótipo ocorre na proporção 1:4:6:4:1.

Com a polimerização não cumulativa, a característica se manifesta na presença de pelo menos um dos alelos dominantes dos genes do polímero. O número de alelos dominantes não afeta o grau de expressão da característica. A segregação fenotípica ocorre numa proporção de 15:1.

Exemplo: cor da pele em humanos, que depende de quatro genes.