Какое количество аллелей одного гена в норме содержится в гамете человека
Алле́ли (от греч. ἀλλήλων — друг друга, взаимно) — различные формы одного и того же гена, расположенные в одинаковых участках (локусах) гомологичных хромосом, определяют направление развития конкретного признака[1]. В диплоидном организме может быть два одинаковых аллеля одного гена, в этом случае организм называется гомозиготным, или два разных, что приводит к гетерозиготному организму.
Нормальные диплоидные соматические клетки содержат два аллеля одного гена (по числу гомологичных хромосом), а гаплоидные гаметы — лишь по одному аллелю каждого гена. Для признаков, подчиняющихся законам Менделя, можно рассматривать доминантные и рецессивные аллели. Если генотип особи содержит два разных аллеля (особь — гетерозигота), проявление признака зависит только от одного из них — доминантного. Рецессивный же аллель влияет на фенотип, только если находится в обеих хромосомах (особь — гомозигота). Таким образом, доминантный аллель подавляет рецессивный. В более сложных случаях наблюдаются другие типы аллельных взаимодействий (см. ниже)[2].
Следует, однако, отметить, что, несмотря на разнообразие взаимодействия аллелей, порой весьма сложных, все они подчиняются первому закону Менделя — закону единообразия гибридов первого поколения[3].
Этимология[править | править код]
Обычно считают, что слово «аллель» впервые было предложено Вильгельмом Иогенсеном в 1909 году в монографии «Elementen der exakten Erblichkeitslehre», однако на самом деле в этом издании употреблялся термин «аллеломорф»[4]. Термин аллель Иогенсен впервые использовал на английском в статье в журнале «Hereditas» в 1923 году[4][5], а на немецком в 1926 году — в третьем издании своей монографии[4]. Слово происходит от др.-греч. αλλἠλων, что означает «друг друга». На русском языке одним из первых слово «аллель» использовал Константин Андреевич Фляксбергер в 1935 году в переводе в книги Грегора Менделя. Большинство слов русского языка заимствованных из немецкого языка, оканчивающиеся на ударное «-el», относятся к женскому роду. Однако анализ употребления этого слова в современной научной литературе показывает на устойчивую тенденцию употребления этого слова в мужском роде[4].
Обозначение аллелей[править | править код]
Обычно в качестве обозначения аллеля применяют сокращение названия соответствующего гена до одной или нескольких букв. В случае наличия только 2 аллелей, чтобы отличить доминантный аллель от рецессивного, первую букву в обозначении доминантного пишут заглавной.
Если же имеет место множественный аллелизм, то используется следующая система обозначения аллелей, например, в случае нижеописанной мутации ade у дрожжей. Ответственный за неё ген обозначают заглавными латинскими буквами: ADE 2. Множественные аллели этого гена записывают так: ade 2—1, ade 2—2 и т. д. Сам же признак, как это принято в генетике микроорганизмов, обозначают ADE[3].
При этом само слово «аллель» употребляется в русском языке как в женском, так и в мужском роде[6].
Типы аллельных взаимодействий[править | править код]
Вскоре после переоткрытия законов Менделя[7] было установлено, что взаимодействие генов не исчерпывается одним лишь полным доминированием доминантной аллели над рецессивной. В действительности между аллелями одного гена и различными генами в генотипе существуют сложные и разнообразные взаимодействия, играющие немаловажную роль в реализации информации, заключённой в каждом отдельном гене[8].
Доминантность[править | править код]
Доминирование (доминантность) заключается в том, что один из аллелей пары (доминантный) маскирует или полностью подавляет проявление второго аллеля (рецессивного). При этом степень подавления рецессивного признака обусловливает различные варианты доминирования:
- Полное доминирование — взаимодействие двух аллелей одного гена, когда доминантный аллель полностью исключает проявление действия второго аллеля. В фенотипе присутствует только признак, задаваемый доминантной аллелью. Например, в экспериментах Менделя пурпурная окраска цветка полностью доминировала над белой[3].
- Неполное доминирование — доминантный аллель в гетерозиготном состоянии не полностью подавляет действие рецессивного аллеля. Гетерозиготы имеют промежуточный характер признака. Например, если в гомозиготном состоянии один аллель определяет красную окраску цветка, а другой — белую, то гетерозиготный гибрид будет иметь розовые цветки[9]. В некоторых источниках неполное доминирование характеризуют как такой тип взаимодействия аллелей, когда признак у гибридов F1 занимает не среднее положение, а отклоняется в сторону родителя с доминирующим признаком. Полностью же средний вариант (как, например, приведённый выше пример наследования окраски цветков) относят к промежуточному характеру наследования, то есть отсутствию доминирования[7].
- Сверхдоминирование — более сильное проявление признака у гетерозиготной особи, чем у любой гомозиготной. На этом типе аллельного взаимодействия основано явление гетерозиса (превосходство над родителями по жизнеспособности, энергии роста, плодовитости, продуктивности)[7].
- Кодоминирование — проявление у гибридов нового варианта признака, обусловленного взаимодействием двух разных аллелей одного гена. При этом, в отличие от неполного доминирования, оба аллеля проявляются в полной мере. Наиболее известным примером является наследование групп крови у человека[3]. Некоторые источники также понимают именно под кодоминированием отсутствие доминантно-рецессивных отношений[3].
- Доминирование, связанное с полом происходит тогда, когда одна и та же аллель у самцов проявляется как доминантная, а у самок — как рецессивная. Например, у овцематок доминирует комолость (R), а у баранов — рогатость (R1)[7].
Другие типы аллельных взаимодействий[править | править код]
Межаллельная комплементация[править | править код]
Межаллельная комплементация — довольно редкое взаимодействие аллелей[8]. Она имеет место в том случае, когда возможно формирование нормального признака D у организма, гетерозиготного по двум мутантным аллелям D1D2[8].
Установлено, что все гены, аллели которых взаимодействуют таким образом, контролируют структуру ферментов, построенных из одинаковых белковых субъединиц. Если же мутантные аллели отличаются тем, что кодируют полипептиды различных доменов, то при их объединении в гетерозиготе (компаунде) в молекуле фермента соберутся все необходимые функциональные центры (так как мутантные аллели ответственны за дефектность лишь некоторых из них), то ферментативная активность, а значит, и нормальный фенотип будут восстановлены[3].
Примером данного типа взаимодействия аллелей является проявление мутации ade у дрожжей, заключающейся в отсутствии активности фермента фосфорибозиламиноимидазолкарбоксилазы[en]. При этом мутанты имеют красный цвет, обусловленный тем, что из-за отсутствия этого фермента они вынуждены поглощать экзогенный аденин и субстрат вместе с ним, а последний, накапливаясь в клетках, придаёт им красную окраску. У нормальных форм сохраняется белый цвет[3].
Аллельное исключение[править | править код]
Аллельное исключение происходит при инактивации одной из Х-хромосом у особей гомогаметного пола, приводящего в соответствие дозы Х-генов у всех представителей пола (к примеру, у женщин в каждой клетке экспрессируется лишь одна Х-хромосома, другая же переходит в неактивный гетерохроматин (т. н. тельце Барра). Таким образом, женский организм у человека является мозаичным, так как в разных клетках могут экспрессироваться разные хромосомы). При этом проявляются только аллели, находящиеся в активной Х-хромосоме, те же аллели, которые находятся в инактивированной, как бы исключаются и не проявляются в фенотипе. При этом в каждой клетке экспрессируется или один, или другой аллель, в зависимости от того, какая Х-хромосома была инактивирована.
Схожая картина наблюдается в В-лимфоцитах, синтезирующих антитела к определённым антигенам. Поскольку эти иммуноглобулины моноспецифичны, каждый лимфоцит должен выбрать между экспрессией отцовского или материнского аллеля[8].
Множественный аллелизм[править | править код]
Множественным аллелизмом называют явление существование в популяции более двух аллелей данного гена. Одним из наиболее известных проявлений множественного аллелизма является уже упоминавшееся наследование групп крови у человека: у человека имеется ген I, попарные комбинации трёх различных аллелей которого — IA, IB, i — приводят к развитию той или иной группы крови у человека. Взаимодействие множественных аллелей может быть различным. Так, в вышеописанном примере аллели IA и IB доминируют над аллелью i, а при одновременном наличии в генотипе аллелей IA и IB они взаимодействуют друг с другом по типу кодоминирования[3].
Множественный аллелизм широко распространён в природе. Так, по этому механизму определяется тип совместимости при опылении у высших растений, типы спаривания у грибов, окраска шерсти у животных, цвет глаз у дрозофилы, форма рисунка на листьях белого клевера. Кроме того, у растений, животных и микроорганизмов имеются аллозимы[en] — белковые молекулы, различия между которыми определяются аллелями одного гена[3].
Летальные аллели[править | править код]
У мышей гомозиготы по летальной аллели YY умирают
Летальными называются аллели, носители которых погибают из-за нарушений развития или заболеваний, связанных с работой данного гена. Эти аллели возникают тогда, когда нормальная работа гена нарушается из-за мутации, произошедшей в некоторой его аллели. Летальное действие таких аллелей может проявляться как в эмбриональном, так и постэмбриональном периоде жизни организма. Примером летальной аллели, из-за которой организм погибает на стадии эмбриона, является летальная аллель Y гена, участвующего в определении окраски шерсти у мышей (см. рисунок)[10]. В качестве летальной аллели, чьё действие проявляется во взрослом возрасте, может быть рассмотрена доминантная аллель, ответственная за развитие хореи Гентингтона у человека[11].
Частоты аллелей и генотипов[править | править код]
В популяции бесконечно большого размера, в которой не действует естественный отбор, не идёт мутационный процесс, отсутствует обмен особями с другими популяциями, не происходит дрейф генов, все скрещивания случайны — частоты генотипов по какому-либо гену (в случае, если в популяции есть два аллеля этого гена) будут поддерживаться постоянными из поколения в поколение и соответствовать уравнению:
Где — доля гомозигот по одному из аллелей; — частота этого аллеля; — доля гомозигот по альтернативному аллелю; — частота соответствующего аллеля; — доля гетерозигот[12].
См. также[править | править код]
- Доминантность
- Законы Менделя
Примечания[править | править код]
- ↑ Гл. Ред. А. М. Прохоров. Большая Советская Энциклопедия. — 3. — М.: Советская Энциклопедия, 1970. — Т. 1. — С. 445. — 608 с.
- ↑ Инге-Вечтомов, 2010, с. 43—55.
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Инге-Вечтомов, 2010, с. 45—55.
- ↑ 1 2 3 4 Синюшин А. А. К истории генетической терминологии: какого рода слово “аллель”? // Экологическая генетика : журнал. — 2016. — Т. 14, № 1. — С. 49—54. — doi:10.17816/ecogen14149-54.
- ↑ Johannsen W. Some remarks about units in heredity (англ.) // Hereditas : journal. — 1923. — Vol. 4, no. 1—2. — P. 133—141. — doi:10.1111/j.1601-5223.1923.tb02952.x.
- ↑ Архив службы русского языка: вопрос №120. slovari.ru (17 февраля 2004). Дата обращения 27 августа 2012.
- ↑ 1 2 3 4 Максимов Г.В., Василенко В.Н., Кононенко О.И., Максимов А.Г., Максимов В.Г. Сборник задач по генетике. — М.: «Вузовская книга», 2010. — С. 15—20. — 144 с. — 300 экз. — ISBN 978-5-9502-0420-3.
- ↑ 1 2 3 4 Ярыгин В.Н., Васильева В.И., Волков И.Н., Синельщикова В.В. Биология. В 2 кн / Ярыгин В.Н.. — М.: Высшая школа, 2010. — Т. 1. — С. 157—158. — 432 с.
- ↑ Билич Г.Л., Крыжановский В.А. Биология. Полный курс: В 4 т. — издание 5-е, дополненное и переработанное. — М.: Издательство Оникс, 2009. — Т. 1. — С. 726. — 864 с. — ISBN 978-5-488-02311-6.
- ↑ Lethal alleles.
- ↑ Neil A. Campbell, Jane B. Reece, Lisa A. Urry, Michael L. Cain et. al. Biology. — 9th edition.. — Benjamin Cummings. — P. 278. — 1263 p. — ISBN 978-0-321-55823-7.
- ↑ Инге-Вечтомов, 2010, с. 551.
Литература[править | править код]
- Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции. — СПб.: Издательство Н-Л, 2010. — 718 с. — ISBN 978-5-94869-105-3.
Ссылки[править | править код]
Источник
Наследственность и изменчивость
Часть 1(А)
Выберите один ответ из предложенных четырех.
А1. Совокупность генов, полученных потомками от родителей, называется:
1) генотип 3) кариотип
2) фенотип 4) генофонд
А2. Доминантным называется:
1) любой признак организма
2) признак, проявляющийся у гетерозиготных особей
3) признак, не проявляющийся у гетерозиготных особей
4) признак, которым одна особь отличается от другой
А3. Аллель – это:
1) место гена в хромосоме
2) число генов в хромосоме
3) форма существования генов
4) одна из хромосом гомологичной пары
А4. Какое количество аллелей одного гена, отвечающего за формирование группы крови, в норме содержится в гамете человека?
1) 1 2) 2 3) 3 4) 4
А5. Какая часть гибридов от скрещивания АА х Аа является гетерозиготной?
1) 0% 2) 25% 3) 50% 4) 100%
А6. Количество типов гамет, образуемых растением гороха с генотипом АаВb:
1) 1 2) 2 3) 3 4) 4
А7. Организмы с генотипом ааВв образуют гаметы:
1) АА, Вв 2) АВ, ВВ, ав, Ав 3) aв, аВ 4) А, В, а
А8. Группа сцепления – это:
1) совокупность генов соматической клетки
2) совокупность хромосом гаметы
3) гены, локализованные в одной хромосоме
4) пары аллельных генов гомологичных хромосом
А9. В какой группе организмов гомогаметным является мужской пол?
1) кузнечики 2) дрозофила 3) человек 4) куры
А10. Генотип человека, имеющего третью группу крови:
J0 I0 3) JBJB, J0JB
JAJ0, JAJA 4) JAJB
Часть 2(В)
В задании В1 выберите три верных ответа из шести.
В1. Яйцеклетка, в отличие от сперматозоида, характеризуется:
1) гаплоидным набором хромосом
2) диплоидным набором хромосом
3) большим запасом питательных веществ
4) более крупными размерами
5) неподвижностью
6) активным движением
При выполнении задания В2 установите соответствие между содержанием первого и второго столбцов.
В2. Установите соответствие:
Признаки
Типы и характер наследования
А) гемофилия
Б) альбинизм
1) рецессивный сцепленный с Х-хромосомой
В) серповидно-клеточная
2) аутосомно-доминантный
Г) дальтонизм
3) аутосомно-рецессивный
Д) полидактилия
При выполнении задания В3 установите правильную последовательность биологических процессов.
В3. Установите последовательность проявления в фенотипе потомства рецессивной мутации:
А) случайная встреча гамет
Б) изменение последовательности соединения нуклеотидов в триплете ДНК гамет
В) реализация генотипа в онтогенезе
Г) формирование гомозигот
Часть 3(С)
Дайте полный развернутый ответ.
С1. У человека ген нормальной пигментации кожи доминантен по отношению к гену альбинизма (отсутствие пигмента в коже). Муж и жена имеют нормальную пигментацию кожи, а первый ребёнок в семье – альбинос. Определите генотипы всех членов семьи. Какова вероятность рождения детей с нормальной пигментацией?
Ответы по теме «Наследственность и изменчивость»
Часть 1(А)
А1
А2
А3
А4
А5
А6
А7
А8
А9
А10
1
1
1
2
2
4
3
3
3
3
3
4
4
3
Часть 2(В)
задания
Ответ
В1
3, 4, 5
В2
1 3 2 1 2
В3
Б А Г В
Часть 3(С)
Схема решения
F1 АА : Аа : Аа : аа
н н н а
75 % – н, 25% – а.
Ответ: 1) Генотипы родителей: женщина – Аа, мужчина – Аа.
2) Генотип ребёнка: аа.
3) Вероятность рождения детей с нормальной пигментацией – 75%.
Источник
Аллельные гены несут в себе важную генетическую информацию. Взаимодействие их предопределяет все этапы развития живого организма, а также проявление его характеризующих признаков.
Аллелизм — это бесконечный процесс реализации свойств доминантных и рецессивных генов, унаследованных следующим поколением от родительских особей. Аллельные гены присутствуют в организмах людей, животных, рыб, насекомых, растений и грибов.
Что такое аллельные гены?
Аллели (в переводе с греческого заменяющие друг друга) — это различные формы проявления одного и того же гена, которые располагаются в идентичных участках гомологичных хромосом (локусах). Основным предназначением аллельных генов является предопределение критериев проявления конкретного признака, который свойственен для особей того или иного вида.
В живом организме диплоидного типа может одновременно содержаться 2 аллеля одного и того же гена, которые несут в себе одинаковую информацию без признаков разнообразия. В таком случае особь считается гомозиготной. Наличие в 1 гене сразу 2 аллелей с разной наследственной информацией, которые постоянно взаимодействуют между собой, свойственно для гетерозиготных организмов.
Соматические клетки диплоидного типа, которые не имеют признаков мутагенных изменений, содержат в своем составе 2 аллеля одного и того же гена, что полностью соответствует количественному показателю гомологичных хромосом. Гаплоидные гаметы включают в себя лишь 1 аллель каждого гена с наследственной информацией.
У гетерозиготных и гомозиготных организмов существуют радикальные отличия в характере взаимодействия аллельных генов. Каждый аллельный ген имеет свои уникальные свойства, реализация которых зависит от типа аллелей, закодированных в его белковой структуре.
При этом все они подчиняются 1-му закону Менделя, который гласит о единообразии всех гибридов, находящихся в первом поколении своего развития.
Типы аллелей
Взаимодействие аллельных генов — это постоянный процесс реализации наследственной информации, которая была получена живым организмом от родительских особей. В настоящее время выделены доминантные и рецессивные типы аллелей, реализация свойств которых предопределяет дальнейшее развитие конкретного вида.
Доминантные аллели
Доминантные аллели — это одна из форм взаимодействия между аллелями, заключенными в структуре одного и того же гена. Генетическая информация, содержащаяся в аллелях доминантного типа, подавляет свойства рецессивных генов. В связи с этим происходит наследование тех характерных признаков живого организма или целого вида, которые заложены исключительно в аллелях данного вида.
Превосходство доминантного аллеля реализуется за счет его способности к белковому кодированию генетической информации. В тот же момент рецессивные аллели не обладают подобными свойствами. Доминирующая аллель предопределяет фенотип живого организма или растения, но может не оказывать влияния на формирование других характерных признаков.
В зависимости от структуры гена при развитии того или иного организма может наблюдаться полное или неполное доминирование преобладающей аллели. В последнем случае возможно проявление рецессивных признаков, которые чаще всего реализуются в третьем поколении потомства.
При этом у всех последующих особей продолжат преобладать доминантные аллели, наличие которых необходимо для сохранения качественных характеристик одного и того же вида живых организмов.
Нарушение функций доминантного аллеля приводит к повреждению генетической информации, рождению особей с тяжелыми заболеваниями, которые в большинстве случаев являются не совместимыми с жизнью. Доминантные аллели всегда обозначаются большими латинскими буквами.
Рецессивные аллели
Рецессивные аллели — это одна из форм состояния гена, в результате которой происходит передача генетической информации, несвойственной для характеризующих признаков особи конкретного вида. Например, рождение гладкошерстного котенка у кота и кошки, критерием породы которых является густая и длинная шерсть.
Подобная ситуация может возникнуть в том случае, если рожденный организм является гомозиготным. В его генах, отвечающих за передачу наследственной информации о фенотипе, содержатся только рецессивные аллели без признаков доминирования.
В условиях проведения селекционной работы рождение особей с рецессивными признаками считается отклонением от нормы, а также проявлением мутагенности. В научном мире обозначение рецессивных аллелей осуществляется маленькими латинскими буквами.
Сочетание между группами крови
Взаимодействие аллельных генов — это непрекращающийся процесс реализации наследственной информации. У человека и животных группы крови наследуются по принципу применения множественных аллелей.
Для того, чтобы произошло наследование определенной группы крови, задействуются сразу 3 аллельных линии одного и того же генетического локуса. Гены, отвечающие за сочетание различных групп крови, обозначают маркировкой IA, IB, IO.
В зависимости от сочетания различной наследственной информации, которая содержится половых клетках родительских особей, возможно образование следующих групп крови:
- 1 группа крови — генотип IO и IO;
- 2 группа крови — генотипы IA и IA, либо же сочетание IA с IO;
- 3 группа крови — взаимодействие генотипов IB и IB или сочетание IB с IO;
- 4 группа крови — сочетание генотипа IA с IB.
Кроме того, сочетание аллельных генов у людей с разными группами крови во много зависит от ее резус-фактора. Передача генетической информации с наследованием резус-положительности предопределяется реализацией свойств доминирующего аутосомного гена, который обозначается большой латинской буквой D.
Рождение ребенка с отрицательным резус-фактором крови возможно только в том случае, если были задействованы рецессивные аллели d. При этом должно полностью отсутствовать влияние доминирующего фактора. В связи с этим на планете Земля проживает не более 10-12% жителей, кровь которых характеризуется отрицательным резус-фактором.
Схема взаимодействия аллельных генов, примеры
Взаимодействие аллельных генов — это один из этапов реализации наследственной информации, которая передается следующим поколениям от родительских организмов. 
Взаимодействие аллельных генов
В зависимости от структуры гена и информации, которая закодирована в его белках, выделяют несколько основных типов проявления генетической активности доминантных и рецессивных аллелей.
Полное доминирование
Даже в условиях полного доминирования аллели, находящиеся внутри одной клетки, продолжают активное взаимодействие. Данный процесс протекает на протяжении всей стадии физического развития человека, животного, растения или насекомого.
Отличительной особенностью полного доминирования является то, что во время проявления доминантного гена происходит тотальное подавление рецессивных аллелей.
Эта схема генетического взаимодействия характерна только для гетерозиготных организмов, но на определенном этапе их развития возможно появление рецессивных признаков, реализация которых носит краткосрочный характер. В течение короткого промежутка времени происходит восстановление принципа доминантности.
Ярким примером схемы взаимодействия аллельных генов с признаками полного доминирования является вегетативный период гороха. После того, как у данного растения завершается стадия цветения, начинается процесс формирования плодов в виде семян. В этот период проявляются рецессивные аллели, которые придают горошинам насыщенный зеленый цвет.
В течение 10-15 дней в генетической структуре семян гороха происходит подавление рецессивных свойств с восстановлением доминантных генов, которые окрашивают горошины в светло-желтый цветовой оттенок.
Исключением являются лишь случаи множественного аллелизма, но подобная генетическая схема характерна для организмов, генотип которых был сформирован путем лабораторной гибридизации материнских клеток.
Для полного доминирования свойственны следующие основные признаки:
- короткий период реализации рецессивных аллелей, которые проявляются только на определенном этапе развития организма;
- характеризующие признаки животного, растения, насекомого, грибкового микроорганизма, полностью соответствуют его видовому признаку;
- отсутствует сохранение влияния рецессивных генов в течение длительного периода времени.
Для полного доминирования отдельных аллельных генов характерно преобладание кареглазых над голубоглазыми особями, черного окраса волос или шерстяного покрова над более светлыми тонами.
Доминантные гены, отвечающие за развитие плода растения с круглой формой, всегда будет доминировать над аллельными генами, которые формируют ткани другой геометрической структуры. Эффект полного доминирования отдельных генов свойственен для большинства живых организмов и растений земного шара.
Неполное доминирование
Существует менее распространенный тип схемы взаимодействия аллельных генов в виде неполного доминирования. В этом случае доминантные аллели обладают способностью к частичному подавлению рецессивных генов. При наличии данной схемы может возникнуть частичное смешивание свойств, типичных для доминантного и рецессивного гена.
Результатом неполного доминирования аллелей является изменение процесса физиологического развития организма, а также сохранение конечного результата сложившейся схемы генетического взаимодействия. В таблице ниже представлен наглядный пример частичной реализации рецессивных свойств отдельного организма в условиях неполного доминирования аллелей.
| Название растения | Стандартный генотип АА с полным доминирование аллелей | Взаимодействие генов в условиях неполного доминирования |
| Ночная красавка | Большинство растений ночная красавка развивается по схеме генетического взаимодействия, когда за счет влияния доминантных генов происходит окрашивание лепестков ее соцветий в насыщенный красный цвет. Наличие подобных классифицирующих признаков характерно для растений с генотипом АА, который является стандартным показателем нормы. | В условиях неполного доминирования происходит реализация рецессивных свойств отдельных генов. В таком случае формируется схема генетического взаимодействия, которая отображается маркировкой Аа. При неполном доминировании лепестки ночной красавки будут иметь не насыщенный красный цвет, а розовый с признаками более светлого или темного оттенка. В данном случае присутствуют признаки доминантности, но без тотального подавления рецессивных свойств. |
Science background. 3D Render
Неполное доминирование довольно часто встречается у живых организмов и растений, которые являются гибридом 2-3 поколения, когда происходит постепенное восстановление их изначальной генетической структуры. Также не исключается изменение схемы взаимодействия рецессивных и доминантных аллелей под влиянием определенных условий окружающей среды.
Кодоминирование
Кодоминирование — это уникальный тип генетического взаимодействия между аллелями, когда в конкретном организме одновременно присутствуют доминантные и рецессивные аллели, каждый из которых не оказывает подавляющего воздействия в отношении друг друга.
Подобная схема реализации свойств наследственной информации встречается намного реже, чем полное или частичное доминирование. В данном случае рецессивный и доминантный ген проявляют себя пропорционально, оказывая непосредственно влияние на все этапы развития организма человека, животного, насекомого, растения.
Согласно данным лабораторных исследований, в условиях кодоминирования полностью отсутствуют признаки доминантно-рецессивных взаимоотношений между существующими аллелями.
При множественном аллелизме может возникать ситуация, когда одни аллели взаимодействуют в порядке тотального доминирования, а другие реализуют свои свойства исключительно в рамках кодоминирования. Ярким примером подобной генетической схемы является образование группы крови.
Если аллель с маркировкой О относится к категории рецессивных генов, то он всегда будет подавляться более доминантными генами А и В. Организм генотипа ОО унаследует 1-ю группу крови с положительным резус-фактором, так как он также реализуется доминирующими аллелями.
Еще одним примером кодоминирования является образование 4-й группы крови, которая создается путем взаимодействия аллелей А и В, каждый из которых отвечает за наличие собственного антигена.
Множественный аллелизм
Множественный аллелизм характеризуется тем, что в белковой структуре одного и того же гена содержится более 2 аллелей. При этом большое количество аллельных генов располагаются в аналогичных сегментах хромосом.
Основной причиной развития множественного аллелизма являются различного рода генетические мутации, которые происходили на протяжении всего периода эволюции, а также в процессе естественного отбора. Данную схему взаимодействия доминантных и рецессивных аллелей также связывают со способностью живого организма приспосабливаться под влиянием тех или иных факторов окружающей среды.
Подтверждением данной теории является эволюционное изменение качественных характеристик отдельных органов и систем организма человека и животных. В научном мире схема взаимодействия генов при множественном аллелизме обозначается маркировкой А1, А2, А3 и т.д. в зависимости от количества задействованных аллелей.
Например, всем известное насекомое дрозофил имеет около 12 различных модификаций гена, который отвечает за изменение его цветового оттенка глаз. У людей предопределение группы крови происходит при участии 3 аллельных генов. Множественный аллелизм является неотъемлемой составляющей эволюционного развития живых организмов.
Сверхдоминирование
Сверхдоминирование — это отдельная схема взаимодействия генов аллельного типа, когда у гетерозиготного организма с маркировкой Аа, доминирующие признаки проявляются намного ярче, чем у гомозиготных особей с полностью доминантными или рецессивными аллелями (генотип АА или аа).
Подобная реализация наследственной информации встречается гораздо реже, чем другие виды влияния аллелей на живой организм.
Природа происхождения данного явления связана с возникновением сложных биохимических процессов, в процессе течения которых происходит многократное кодирование доминантных аллелей разными, но похожими по своим свойствам полипептидными соединениями. В конечном итоге происходит аккумуляция генетической информации с характеризующими признаками конкретного фенотипа.
Живые организмы, у которых генетическое взаимодействие аллелей пошло по типу сверхдоминирования, отличаются повышенной жизнеспособностью, а также более крепкой иммунной системой, устойчивостью к различным видам инфекционных и паразитарных заболеваний. При этом родительские особи не отличались подобными качествами.
Данное физиологическое явление, спровоцированное эффектом сверхдоминирования, считается гетерозисом, когда дочерние организмы обладают большим количеством качественных характеристик.
Отрицательным фактором сверхдоминирования является то, что более выраженная реализация свойств доминантных аллелей не передается следующим поколениям. В большинстве случаев вторая линия дочерних особей развивается по генетической схеме взаимодействия аллелей АА или аа.
Примером сверхдоминирования у животных является наличие густой и длинной шерсти с насыщенным черным цветом, когда у других особей с полным или частичным доминированием присутствуют умеренно черные или серые оттенки.
В данном случае генетические изменения в схеме взаимодействия доминантных и рецессивных аллелей могли возникнуть из-за особенностей среды обитания животного, более качественного рациона питания, мутационных изменений в клетках, отвечающих за реализацию наследственной информации.
При этом эффект сверхдоминирования не является признаком патологии, а особи с подобным взаимодействием аллелей считаются абсолютно здоровыми.
Аллельное исключение
Взаимодействие аллельных генов — это естественный процесс развития любого живого организма. Аллельное исключение представляет собой особую схему генетического взаимодействия, при которой внутри диплоидной клетки происходит экспрессия только одного аллеля. При этом полностью отсутствует процесс экспрессии второй аллельной линии, так как он является подавленным и функционально не активным.
Механизмы развития аллельного исключения все еще находятся на стадии научного изучения. Существуют лишь теории подобного бездействия отдельных генов. В первом случае подавление аллеля происходит еще на стадии воспроизведени