какие существуют виды взаимодействия аллелей

Типы взаимодействия аллелей.

Существует пять типов взаимодействия аллелей – доминирование, неполное доминирование, кодоминирование, сверхдоминирование и межаллельная комплементация.

Классическим случаем взаимодействия аллелей, описанным Менделем, является доминирование. При этом у гибридов первого поколения проявляется признак только одной роди- тельской формы, которая считается по этой причине доминант- ной (от лат. dominatio – господство). Признак родительской формы, «исчезающий» у гибридов первого поколения – рецессивный (от лат. recessus – отступление, удаление).

При неполном доминировании у гибридов первого поколения наблюдается проявление признака, промежуточное между двумя родительскими формами, а во втором поколении и у потомков анализирующего скрещивания расщепление по фенотипу полностью повторяет расщепление по генотипу.

При кодоминировании два или более аллелей доминируют по отношению к рецессивному аллелю. Наиболее известный пример – наследование групп крови системы AB0 у человека

Биохимический механизм типов взаимодействия аллелей следующий: · при полном доминировании проявление признака определяется присутствием одного из двух доминантных аллелей, каждый из которых кодирует полнофункциональный белок, необходимый для проявления признака; · при неполном доминировании проявление признака является дозозависимым – половина количества функционального белка приводит к частичному проявлению признака; · при кодоминировании две или более активные формы белка, кодируемые кодоминирующими аллелями, дают возможность проявиться соответствующему признаку независимо от наличия рецессивного аллеля.

Очень редко наблюдаются явления сверхдоминирования (когда гибриды первого поколения превосходят по степени проявления признака обе родительские формы) и межаллельной комплементации (когда у гибридов первого поколения появляется новый признак).

Интересно, что биохимические механизмы сверхдоминирования и межаллельной комплементации близки – в обоих случаях аллели содержат мутации в участках, кодирующих разные домены белковых продуктов, которые являются функциональными аналогами. Объединение аллелей у гибридов первого поколения приводит к появлению продукта с новыми свойствами: большей степенью проявления признака (сверхдоминирование) или новой формой проявления признака (межаллельная комплементация). Примеры: · активность алкогольдегидрогеназы у гетерозиготных дрозофил выше, чем у обеих гомозиготных родительских форм; · при скрещивании форм льна с белыми и розовыми цветками получаются растения с голубой окраской лепестков венчика. Если присутствует серия множественных аллелей, то они последовательно проявляют по отношению друг к другу доминантность или рецессивность. Например, в локусе агути у собак присутствует следующая иерархия доминирования: ay > aw > at > a (соболиный окрас шерсти > зонарный окрас > черно-подпалый окрас > черный окрас).

Типы наследования

Аутосомно-доминантный тип наследования признаков характеризуется проявлением признака во всех поколениях (без «проскока») и у обоих полов примерно с одинаковой частотой встречаемости. Ген, определяющий признак, находится в одной из 22 аутосом (т. е. тех хромосом, которые одинаковы у обоих полов), доминирование полное, мутантным является доминантный аллель, аллель дикого типа – рецессивный.

 свободная мочка уха по отношению к приросшей мочке;

Аутосомно-рецессивный тип наследования признаков характеризуется проявлением признака у потомков родителей, которые не имели его – наблюдается «проскок поколений». Представители обоих полов одинаково часто встречаются среди обладателей такого признака. Ген, определяющий признак, находится в одной из 22 аутосом, доминирование полное, мутантным является рецессивный аллель, аллель дикого типа – доминантный.

Сцепленное с полом доминантное наследование имеет сходство с аутосомно-доминантным – признак проявляется во всех поколениях, без «проскоков», но у женщин в два раза чаще, чем у мужчин. Однако в этом случае от отцов признак может передаться только дочерям, а от матерей – с равной вероятностью сыновьям и дочерям. Степень проявления признака у гетерозиготных женщин, как правило, ниже, чем у гемизиготных мужчин, что во многом объясняется инактивацией одной из X-хромосом у женщин. Ген, определяющий признак, находится в половой X-хромосоме, доминирование полное, мутантным является доминантный аллель, аллель дикого типа – рецессивный.

 витамин-Д-резистентный рахит с гипофосфатемией;

В случае сцепленного с полом рецессивного наследования, подобно аутосомно-рецессивному, могут появляться дети – обладатели признака у не имеющих этого признака родителей и часто наблюдается «проскок» поколений. Однако признак передается от отца к половине дочерей, если мать гетерозиготна (проявляется только в гомозиготном состоянии), и от гетерозиготной матери к половине сыновей (проявляется всегда, так как сыновья – гемизиготы). Никогда признак не передается от отца к сыну. Ген, определяющий признак, находится в половой X-хромосоме, доминирование полное, мутантным является рецессивный аллель, аллель дикого типа – доминантный.

Аутосомный, ограниченный полом тип наследования наблюдается в случаях аутосомной локализации гена, который его определяет, и физической возможности его проявления у особей только одного пола (процент белка в молоке или форма проявления вторичных половых признаков). Этот тип наследования похож на сцепленное с полом рецессивное наследование. Главное отличие – при сцепленном с полом рецессивном наследовании признак никогда не передается от отца к сыну.

 моно- и билатеральный крипторхизм.

Голандрический тип наследования проявляется, если ген, определяющий признак, находится в Y-хромосоме. Поскольку в норме у мужчин только одна Y-хромосома, он всегда находится в гемизиготном состоянии. Все сыновья носителя такого признака также будут обладать им, а дочери – никогда.

 оволосение средней фаланги пальцев.

Митохондриальный тип объясняется цитоплазматической наследственностью, когда ген, определяющий признак, находится в геноме митохондрий. Поскольку при слиянии половых клеток от сперматозоида остается только пронуклеус (гаплоидное ядро), а вся цитоплазма оплодотворенной зиготы происходит от яйцеклетки, митохондриальный тип наследования означает передачу признака от матери ко всем ее потомкам. Мутации митохондриального генома, как правило, приводят к тяжелым нарушениям обмена веществ.

Источник

Что такое аллельные гены: свойства, способы взаимодействия и множественный аллелизм.

Что такое аллельные гены?

Какие свойства есть у аллельных генов

Если рассмотреть генотип любого живого организма, то можно обнаружить, что он состоит из большого числа различных генов. Все вместе они образуют органическую совокупность и, являясь одним целым, выполняют общие функции.

Г. Менделем, которого считают основателем генетики, описана лишь одна возможность взаимодействия аллельных генов: когда одна полностью доминирует над другой. Аллель, которая подавляется, называют рецессивной.

Менделя считают отцом генетики как науки еще и потому, что он сформулировал все возможные закономерности наследования признаков. Сделал он это с помощью генетического метода, который и сегодня является наиболее перспективным. В основе метода лежит скрещивание организмов с определенными признаками и анализ проявлений этих признаков у потомства.

В этом месте нужно уточнить, что гены не всегда могут проявляться в виде признаков: при одинаковом генотипе у организмов могут быть фенотипические различия. Это объясняется тем, что на фенотип оказывает влияние то, как взаимодействуют генотип и окружающая среда.

Кроме того, фенотипическое проявление генов обусловлено не только одной парой генов: как минимум потому, что оно является результатом взаимодействия генотипической системы в целом.

Аллельное генотипическое взаимодействие — контакты белков и ферментов, а не генов.

Если принять и понять этот принцип, то можно избежать ошибок, проводя генетические исследования взаимодействия аллельных генов.

У методов Менделя есть определенные преимущества:

Чистая линия — это совокупность организмов, которые при длительном, на протяжении нескольких поколений, скрещивании друг с другом проявляют одинаковые признаки (расщепление отсутствует).

Ученый сформулировал 3 закона наследственности:

Эти законы позволяют описывать различные закономерности изменчивости и наследственности. Принципы, лежащие в основе этих законов, применяются в биологии и сегодня.

Способы взаимодействия аллельных генов

Согласно основам генетики, есть 2 варианта генотипического взаимодействия:

Исходя из этого, все живые организмы обладают парными аллельными генами. Внутри организма гены взаимодействуют 3 различными способами:

Кодоминирование

В случае такого взаимодействия аллельные гены проявляют свое действие независимо друг от друга.

Для варианта кодоминирования аллельных генов пример — это система групп крови ABO. Здесь гены A и B функционируют независимо.

Сверхдоминирование

В этой ситуации качество фенотипический проявлений доминантного гена увеличивается только тогда, когда он тесно связан с рецессивным.

В случае если в одной аллели находится два доминантных гена, то, как правило, их действие и проявление сильно хуже, чем в предыдущем варианте с одним доминантным и одним рецессивным геном.

Полное и неполное доминирование

При полном перекрытии доминантным геном рецессивного говорят о полном доминировании.

Неполное доминирование — вариант взаимодействия генов, когда рецессивный ген не подавляется полностью и может оказывать влияние (хотя бы минимальное) на фенотипическое проявление признака. В таком случае фенотипическое проявление признака является промежуточным — между родительскими формами.

Пример неполного доминирования — наследование окраски венчика цветка ночной красавицы. Здесь родительские формы имеют белый и красный цвета, а промежуточным будет розовый.

Множественный аллелизм

В генетике встречается такое явление как множественный аллелизм. В каждом организме есть два аллельных гена, при этом самих аллелей может быть больше двух. При таком раскладе только одна пара аллелей может проявлять фенотипические признаки: другие гены не задействуются. Гомологичные аллели, то есть одинаковые, «работают» над развитием одного и того же признака. При этом качество его проявления будет различаться.

При множественном аллелизме формы взаимодействия генов могут быть различными. Даже несмотря на то, что они отвечают за один и тот же признак. Дело в том, что проявляют они этот признак по-разному и при помощи различных способов (описанных выше).

Самый простой пример — окраска шерсти кролика. Здесь могут быть следующие варианты: белая, гималайская, шиншилловая, черная и коричневая. И это при том, что есть целая серия разных аллелей генов, ответственных за окрас. И таких примеров в биологии достаточно.

Несмотря на всю парадоксальность множественного аллелизма, в половую клетку живого существа проникает только одна пара гомологичных аллелей, и какая именно — вопрос случая. Так обеспечивается изменчивость каждого отдельного вида, играющая важнейшую роль в эволюции.

Благодаря изучению аллельных генов, становятся понятными закономерности наследования признаков. А еще это помогает исключить негативные последствия изменения наследственного набора организма.

Источник

Виды взаимодействия аллельных генов

1. Полное доминирование — основной вид взаимодействия, при котором доминантный аллель очень силен и совершенно не дает проявиться действию своего «братца», второго аллеля. В фенотипе наблюдается один признак — тот, что задан доминантным аллелем. Иначе говоря, по фенотипу невозможно определить, кто перед вами — гомозигота по доминанте или гетерозигота. В этом случае фенотип гетерозигот не имеет отличий от фенотипа гомозигот по доминанте — значит, в гетерозиготном фенотипе ощутим продукт доминантного гена. Вариант с полным доминированием очень распространен в природе.

Один из интересных случаев такого наследования — резус-фактор (Rh). Нередко семья «трещит по швам» — у обоих родителей резус-фактор положительный, а ребенок родился с отрицательным! Такого не может быть! Но такое случается, потому что механизм наследования резус-фактора сложен. Резус зависит от антигена D. Если антиген D имеется на поверхности эритроцитов, то человек будет резус-положительный (RR или Rr), и таких людей подавляющее большинство, более 80 процентов. Если антиген отсутствует — резус-отрицательный (рецессивная гомозигота — rr). Если у организма ген доминантный, то генотип резус-положительного носителя может быть как RR, так и Rr. Соответственно, генотип резус-отрицательного человека — rr. В случае, если у матери rr, а у отца Rr и он гетерозиготен по этому признаку, то у пары с вероятностью 50 на 50 может родиться ребенок и с положительным резусом, и с отрицательным. В обычной жизни резус крови себя не проявляет. Но если при беременности у резус-отрицательной матери плод имеет положительный резус, может развиться тяжелый резус-конфликт, чреватый аномалиями у ребенка. К счастью, современная медицина умеет обнаруживать и упреждать такие явления.

2. Неполное доминирование выражается в том, что доминантный аллель в гетерозиготном состоянии не совсем, а лишь частично гасит действие рецессивного. Проявляется это в промежуточном характере признака у гетерозигот. Иначе говоря, фенотипически гетерозиготы отличаются как от гомозигот по доминанте (например, красные цветки), так и от гомозигот по рецессиву (белые цветки) — они представляют собой среднее значение (цветки розовые).

3. Кодоминирование — такое взаимодействие пары аллелей одного гена, при котором и первый, и второй аллель проявляются самостоятельно. В результате фенотипически гетерозиготы отличаются и от гомозигот по доминанте, и от гомозигот по рецессиву. В их фенотипе на равных соседствуют продукты обоих аллельных генов.

Пример —взаимодействие аллелей, ответственных за группы крови в системе AB0. Два доминирующих гена, определяют группу крови AB, не «воюя» друг с другом.

Представить механизм наследования групп крови у человека мы сможем, рассмотрев, какие группы крови могут иметь дети, родившиеся от гетерозиготных родителей, один из которых имеет II группу крови, а другой — III.

Источник

Полное доминирование

Одним из главных понятий в генетике является понятие признака — некоторой определённой особенности организма или его части, по которой особь отличается от другой. Признаком в генетическом понимании можно считать любую характеристику на уровне внешних черт, физиологических или биохимических особенностей:

Все признаки одного организма называются фенотипом. Мендель осознал, что все характеристики, которые можно использовать в генетическом анализе, должны выявляться постоянно (независимо от возраста, внешних условий и другого) и должны иметь два или более альтернативных проявлений.

Аллельные гены (аллели) — это гены, отвечающие за один признак, но в разных его проявлениях (например, цвет семян — это один признак, который кодирует один ген, но проявляться может или жёлтый, или зелёный в зависимости от того, какой аллель является доминирующим).

Доминантные и рецессивные аллели одного гена обозначают, как правило, одинаковыми большой и маленькой буквой соответственно. Потомство от скрещивания двух особей с разными альтернативными проявлениями называют гибридным, а отдельного представителя такого потомства — гибридом.

Скрещивание, в котором проводится анализ одной пары альтернативных характеристик, называется моногибридным. Например, цвет семян гороха определяется геном sgr. Нормальный (доминантный) аллель этого гена будет обозначаться как А (он даёт функциональный продукт, который обуславливает разрушение хлорофилла и, соответственно, жёлтый цвет семян), а мутантный рецессивный аллель (ген не даёт функционального продукта, и семена остаются зелёными) как а. Именно поэтому такая мутация, когда теряется способность кодировать полноценный продукт, и обуславливает появление рецессивной формы этого гена.

Неполное доминирование

При полном доминировании и сверхдоминировании проявление признака не зависит от количества (два или один) доминантных аллелей в генотипе. Тем не менее в природе часто встречаются ещё и другие типы взаимодействия аллельных генов. Причина может состоять в том, что рецессивный аллель не даёт функционального продукта, но характеристика зависит от количества копий доминантного аллеля в генотипе. Например, окрас цветов в красный цвет у львиного зева Antirrhinum majus зависит от количества красного пигмента, а он образуется вследствие активности фермента, который контролируется определённым геном:

Аналогично наследуется кучерявость перьев голубей: особь, гетерозиготная по гену кучерявости, имеет волнистые перья. Такой тип взаимодействия аллельных генов называется неполным доминированием. При неполном доминировании гетерозигота характеризуется фенотипом, отличным от обеих гомозигот — с этой поправкой первый закон Менделя остаётся без изменений. Что касается результатов скрещивания гетерозигот, то расщепление по генотипу и фенотипу будут совпадать и составлять 1:2:1.

Кодоминирование и множественный аллелизм

Аналогичные расщепления характерны и для кодоминирования с той разницей, что потомки от скрещивания гомозигот разных типов будут характеризоваться наличием фенотипических признаков обоих родителей одновременно. То есть в этом случае оба аллеля являются доминантными: образуют функциональные продукты, которые немного отличаются по некоторым характеристикам. Такая ситуация довольно часто наблюдается для ферментов, когда два аллеля обуславливают синтез двух белков — изоферментов — с практически одинаковой активностью, но при этом они отличаются молекулярной массой (один из белков имеет дополнительный структурный домен и так далее).

Эти примеры требуют важного уточнения. Поскольку в двух гомологичных хромосомах могут находиться только два разных аллеля одного гена, ещё не означает, что в группе особей ген обязательно имеет два аллеля. На самом деле, в большинстве случаев гены существуют в виде нескольких (теоретически неограниченное количество) разных аллелей. Это явление получило название множественный аллелизм.

Одним из примеров множественного аллелизма является система групп крови АВ0. Хорошо известны четыре группы крови — 0, А, В и АВ — определяются тремя аллелями одного гена: ІА, ІВ, і0. Аллели ІА и ІВ являются кодоминантными (отвечают за формирование на поверхности эритроцитов антигенов двух типов — А и В), но при этом доминируют над аллелем і0, который не продуцирует ни одного антигена.

При наличии трёх аллелей возможно шесть комбинаций между ними, которые можно получить, используя таблицу Пеннета. Но рецессивность і0 сводит количество фенотипов (групп крови) к четырём: группе 0 соответствует генотип і0і0, группе А — генотипы ІАІА и ІАі0, группе В — ІВІВ и ІВі0, группе АВ — генотип ІАІВ.

Причины отклонений от менделевских расщеплений

Менделевские расщепления в принципе могут быть реализованы только для видов живых организмов с нормальным половым процессом, диплоидностью обоих полов и при условии отсутствия нарушений в мейозе. Но и при выполнении указанных условий случаи отклонения от менделевских расщеплений достаточно многочисленны. При этом каких-либо исключений нет, а условия менделирования не нарушаются — просто на них накладываются другие эффекты.

Три таких эффекта — взаимодействие неаллельных генов (комплементация, кумулятивная и некумулятивная полимерия), сцепление групп генов в одной хромосоме и расположение гена в половых хромосомах. Среди других причин выделяются такие:

На самом деле, в биологии все эти эффекты могут быть сведены к взаимодействию генов в сложной системе функционирования генома, хотя не всегда такое взаимодействие можно легко описать: часто нужно брать во внимание слишком много отдельных элементов, которые влияют один на другого.

Источник

Взаимодействие аллельных генов человека. Что это такое, причины, примеры

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:

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:

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.

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 воспроизведения его транскрипции, что обеспечивает экспрессирование только второго генетического аллеля.

Не исключается сценарий, когда оба аллеля обладают способностью транскрибироваться, но образовавшиеся посттранскрипционные, а также пострансляционные связи приводят к элиминации продукта лишь одного из задействованных аллелей.

Данная схема генетического взаимодействия чаще всего встречается в структуре генов, отвечающих за кодировку клеточных рецепторов поверхностного типа. Например, механизм аллельного исключения при синтезе клеток иммунной системы в виде В-лимфоцитов.

По мере их дозревания происходит рекомбинация гена, отвечающего за кодировку тяжелой цепи жизненно необходимого иммуноглобулина. В тот же момент подобная перестройка клеточной структуры В-лимфоцитов блокируется на генетическом уровне.

Аллели — это отдельные формы проявления свойств одного и того же гена, которые расположены в идентичных участках гомологичных хромосом. Отличительной особенностью аллельных генов является то, что именно они определяют развитие конкретных физиологических признаков живого организма, наличие которых позволяет отнести его к определенному виду.

Существует 2 основные типа аллелей. Это доминантные, которые обладают свойством подавлять проявление других характеризующих особенностей особи, а также рецессивные.

Генетическая информация, содержащаяся в аллелях последнего типа, реализуется гораздо реже, а ее наследование изменяет внешние признаки конкретного организма. Взаимодействие аллельных генов происходит по принципу полного, неполного, множественного, сверхдоминирования или аллельного исключения.

Видео о взаимодействии генов

Взаимодействие аллельных и неаллельных генов:

Источник