Тема 3. Типи взаємодії генів. Алельні та неалельні взаємодії генів
Аналізуюче схрещування. Застосування. Алельні взаємодії генів: домінування, неповне домінування, кодомінування. Приклади. Неалельні взаємодії генів: компліментарність, епістаз, полімерія. Приклади.
За фенотиповим проявом ознаки організму не завжди можна визначити її генотип. З метою встановлення генотипу, а саме гомо- чи гетерозиготного стану, використовують аналізуюче схрещування.
Аналізуюче схрещування — схрещування особин із домінантною ознакою, але невідомим генотипом, з рецесивною гомозиготою, генотип якої завжди аа. За результатом схрещування визначається генотип особини з домінантною ознакою:
1-й варіант. Якщо при схрещуванні особини з домінантною ознакою з рецесивною гомозиготною особиною усе потомство виявиться одноманітне, значить особина з домінантною ознакою гомозиготна (АА).
2-й варіант. Якщо при схрещуванні особини з домінантною ознакою з рецесивною гомозиготою отримане потомство дає розщеплення 1:1, то досліджувана особина з домінантною ознакою гетерозиготна (Аа).
Між алелями одного гена існують різні типи взаємодії домінування, неповне домінування, кодомінування.
При неповному домінуванні спостерігається проміжний прояв ознаки у гетерозигот у порівнянні з обома гомозиготними батьківськими формами. Наприклад, успадкування червоного і білого забарвлення квіток у рослини нічна красуня. У цьому випадку гетерозиготи F2 мають квітки рожевого кольору.
У випадку кодомінування у гетерозигот повністю проявляються обидва алеля. Найбільш яскравий приклад кодомінування – успадкування груп крові АВО у людини. Групи крові О (І), А (II), В (ІІІ), АВ (IV) детермінуються геном І . Відомі три основних алеля цього гена, два з яких ІА і ІВ домінантні, а один І0 - рецесивний. При гомозиготності ІАІА еритроцити мають тільки поверхневий антиген А (група крові А). При гомозиготності ІВІВ еритроцити несуть другий антиген – В (група крові В). У разі гомозиготності І0І0 еритроцити позбавлені обох антигенів (група крові О). У гетерозигот ІАІ0 або ІВІ0 відповідно до наявного антигена група крові А або В. У гетерозигот ІАІВ еритроцити несуть обидва антигени А і В (група крові АВ).
Неалельні взаємодії генів. Під комплементарністю розуміють такий тип взаємодії генів, при якому два гени разом обумовлюють розвиток нової ознаки, відмінної від батьківських варіантів. Якщо домінантні алелі двох генів обумовлюють різний фенотип, то в F2 спостерігається розщеплення 9:3:3:1. Як приклад даного типу взаємодії генів можна навести спадкування форми гребінця у курей.
Явище пригнічення дії одного гена іншим, неалельним йому геном, називається епістазом. Явище епістазу було відкрито у ході аналізу успадкування масті коней: домінантний алель В обумовлює чорне забарвлення (вороні коні), рецесивна в – руде, С – сіру масть (сиве волосся), с – нормальний алель. Гомо- і гетерозиготи по С завжди будуть сірими (з причини посивіння волосся), незалежно від того, які алелі гена В будуть присутні.
Коли інтенсивність забарвлення визначається кількістю домінантних алелей, що є у генотипі, спостерігається явище полімерії. По типу полімерних генів успадковується пігментація шкіри у людей. Наприклад, у нащадків чоловіка негроїдної раси і жінки європеоїдної раси народжуються діти з проміжним кольором шкіри – мулати. У батьків мулатів народжуються діти за кольором шкіри від світлого до темного, що визначається комбінацією двох пар алелей полімерних генів.