Взаимодействие неаллельных генов

1.

Лекция 6. Взаимодействие
неаллельных генов.

2.

НАСЛЕДОВАНИЕ
НЕЯДЕРНОЕ
ЯДЕРНОЕ
(гены в ДНК органоидов)
(гены в хромосомах ядра)
ПОЛИГЕННОЕ
МОНОГЕННОЕ
(контролируется
несколькими генами)
(обусловлено аллелями
1 гена)
АУТОСОМНОЕ
- полное
доминирование
ГОЛАНДРИЧЕСКОЕ
(гены в У-хромосоме)
СЦЕПЛЕННОЕ
С ПОЛОМ
- неполное
(гены в Хдоминирование
хромосоме)
- кодоминирование
- сверхдоминирование
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ
НЕАЛЛЕЛЬНЫХ
ГЕНОВ:
- комплементарность
- эпистаз
- полимерия
ПЛЕЙОТРОПИЯ
(множественное
действие
генов)

3.

1. Взаимодействие неаллельных генов.
ПРИЗНАК А
ГЕН А
ГЕН В
ПРИЗНАК
ГЕН
ПРИЗНАК В
ГЕН С
ПРИЗНАК С
Неаллельные гены — это гены,
расположенные в различных участках

4.

У. Бетсон и Р. Пеннет - 1904 г., описали первый случай неаллельного
взаимодействия.

5.

При скрещивании же между собой рас с розовидным и гороховидным гребнем у гибридов
первого поколения развивается совершенно новая форма гребня, напоминающая половинку
ядра грецкого ореха, в связи с чем гребень был назван “ореховидным”.
Во втором поколении 9 : 3 : 3 : 1 — дигибридный характер скрещивания.

6.

Дано:
А— Розов
В - горох
Р:
ААвв
ааВВ
F1 - АаВв
Решение:
Р: ААвв
роз
х ааВВ
горох
F1: АаВв
орех
Р2: АаВв х АаВв
орех
орех
F2: 9А_В_, 3А_вв, 3ааВ_, 1аавв
орех
роз
горох
лист

7.

Отличие от дигибридного скрещивания:
1. Гибриды F1 не похожи ни на одного из
родителей и обладают новым признаком;
2. В F2 появляются два новых
фенотипических класса, которые являются
результатом взаимодействия либо
доминантных (ореховидный гребень), либо
рецессивных (простой гребень) аллелей
двух независимых генов.

8.

2. Комплементарность.
К комплементарным, или дополняющим друг друга, генам относятся такие
неаллельные гены, которые при совместном проявлении обусловливают
развитие нового признака. Действие же каждого из генов в отдельности
воспроизводит признак одного из родителей.

9.

Комплементарность на примере наследования
цвета глаз у дрозофилы: 9 : 3 : 3 : 1

10.

Комплементарность на примере наследования
формы плодов у тыквы: 9 : 6 : 1
Р:
ААвв
F1:
ааВВ
АаВв
F2:
9А_В_
3А_вв и 3ааВ_= 6
1аавв

11.

Комплементарность на примере наследования
окраски шерсти у мышей: 9 : 3 : 4
Р:
ААвв
ааВВ
F1:
АаВв
F2:
9 А_В_
3А_вв
3ааВ_, 1аавв = 4

12.

Комплементарность на примере наследования
окраски шерсти у мышей: 9 : 3 : 4
AB
Ab
aB
ab
AB
AABB
сер.
AABb
сер.
AaBB
сер.
AaBb
сер.
Ab
AABb
сер.
AAbb
черн.
AaBb
сер.
Aabb
черн.
aB
AaBB
сер.
AaBb
сер.
aaBB
бел.
aaBb
бел.
ab
AaBb
сер.
Aabb
черн.
aaBb
бел.
aabb
бел.

13.

Комплементарность на примере наследования
окраски цветков у душистого горошка: 9 : 7

14.

Комплементарность на примере наследования
окраски зерен кукурузы: 9 : 7
Р:
ааВВ
ААвв
F1:
АаВв
F2:
9А_В_
3А_вв, 3ааВ_, 1аавв = 7

15.

4 варианта комплементарного взаимодействия
генов с позиции фенотипического проявления:
1) 9 : 3 : 3 : 1- каждый из доминантных
аллелей комплементарных генов в
отдельности воспроизводит свой
специфический признак (фенотип), а при
совместном их присутствии в генотипе
проявляется новый признак.
2) 9 : 6 : 1 — каждый доминантный аллель из
комплементарных генов в отдельности
воспроизводит один и тот же признак, а вместе

16.

3. Эпистаз
- взаимодействие неаллельных генов, при котором один из них
подавляется другим. Подавляющий ген называется
эпистатичным, подавляемый — гипостатичным. Если
эпистатичный ген не имеет собственного фенотипического
проявления, то он называется ингибитором и обозначается
буквой I.
Эпистатическое взаимодействие неаллельных генов
Доминантное
Рецессивное

17.

1) Доминантный эпистаз
При доминантном эпистазе проявление гипостатичного
гена (В, b) подавляется доминантным эпистатичным
геном (I > В, b).
A — черная окраска;
а — коричневая;
I— подавляет окраску;
i — не подавляет.

18.

Доминантный эпистаз на примере окраса
лошадей: 12 : 3 : 1
Р:
CCвв
ссВВ
F1:
Доминантный ген серой
окраски С является
эпистатичным по
отношению к доминантному
гену В (черный окрас). В
присутствии гена С ген В
своего действия не
проявляет
CсВв
F2:
9C_В_, 3С_вв= 12
F1 несут признак,
определяемый
эпистатичным геном.
3ссВ_
1ссвв

19.

Доминантный эпистаз: 12 : 3 : 1
CB
Cb
cB
cb
CB
CCBB
сер.
CCBB
сер.
CcBB
сер.
CcBb
сер.
Cb
CCBb
сер.
CCbb
сер.
CcBb
сер.
Ccbb
сер.
cB
CcBB
сер.
CcBb
сер.
ccBB
черн.
ccBb
черн.
cb
CcBb
сер.
Ccbb
сер.
ccBb
черн.
ccbb
рыж.
В F2 класс с обоими доминантными
генами сливается по фенотипу (серая
окраска - С_В_) с классом, у которого
представлен только эпистатичный ген
(С_вв) - 12/16. Черная окраска (ссВ_)
проявляется у 3/16 гибридных потомков,
в генотипе которых отсутствует
эпистатичный ген. В случае
гомозиготного рецессива (ссвв)
отсутствие гена-супрессора позволяет
проявиться рецессивному гену с,
который вызывает развитие рыжей
окраски.

20.

Доминантный эпистаз на примере окраса
пера кур: 13 : 3
Р:
CCII
ccii
F1:
CcIi
F2:
9C_I_, 3ccI_, 1ccii = 13
3 C_ii
Доминантный ген одной
пары (I) является
эпистатичным по
отношению к
доминантному гену другой
пары, вызывающему
развитие окраски (C). В
связи с этим окрашенное
оперение имеют только те
особи, в генотипе которых
присутствует ген С, но
отсутствует эпистатичный
ген I. У рецессивных
гомозигот ссii отсутствует
эпистатичный ген, но у них
нет гена, который
обеспечивает выработку
пигмента (C), поэтому они
имеют белую окраску.

21.

2 варианта доминантного эпистаза c
позиции фенотипического проявления:
1) 12 : 3 : 1 — форма аавв фенотипически
отличается от форм с домининтными аллелями
двух генов А_В_ и доминантным аллелем
одного гена А_вв, ааВ_.
2)13 : 3 – в этом случае рецессивная
гомозигота (аавв) фенотипически не отличима
от одного из гетерозиготных классов А_вв или
ааВ_

22.

2) Рецессивный эпистаз
- это подавление рецессивным аллелем
эпистатичного гена в гомозиготном состоянии
аллелей гипостатичного гена (ii > В, b).

23.

Рецессивный эпистаз на примере окраса
домовых мышей: 9 : 3 : 4
А —окраска агути (рыжевато-серая)
а — черная окраска
В — способствует проявлению
окраски
b — супрессор (подавляет действие
А и а)
Мыши с генотипом А-bb и ааbb
имеют одинаковый фенотип — все
белые.

24.

Рецессивный эпистаз и альбинизм: 9 : 7
Р:
аавв
ААВВ
F1:
Присутствие в генотипе двух
аллелей гена альбинизма
(аа) не дает возможности
проявиться доминантному
гену окраски (B) — генотипы
ааВ-.
АаВв
F2:
9А_В_
3 ааВ_, 3А_вв, 1аавв = 7

25.

2 варианта расщипления признаков при
рецессивном эпистазе:
1) 9 : 3 : 4 — 3 варианта проявления фенотипа.
2) 9 : 7 — рецессивная гомозигота (аа) по
гипостатичному гену фенотипически
неотличима от фенотипа ii (например, обе
формы неокрашены).

26.

4. Полимерия
— взаимодействие неаллельных генов, при
котором степень проявления признака зависит
от количества генов.
Полимерные гены обозначаются одинаковыми
буквами, а аллели одного гена имеют
одинаковый нижний индекс
(А1, А2, А3; а1, а2, а3).

27.

4. Полимерия
У пшеницы:
А — тёмно-красный цвет зёрен,
а — белый цвет зёрен.
За цвет отвечают два гена — 1 и
2. Первый ген может быть
представлен аллелями А1 и а1,
второй — аллелями А2 и а2.
В зависимости от того, каких
аллелей больше — А или а,
оттенок зёрен будет изменяться.

28.

Схема наследования окраски семян у пшеницы
A1A2
A1
A2
2
яркорозов.
a1A A1a1A2A
2
a1A2
a1a2
A1a1A2A2
яркорозов.
A1a1A2a2
розов.
A1A1a2a2
розов.
A1a1A2a2
розов.
A1a1a2a2
бледнорозов.
A1a1A2a2
розов.
a1a1A2A2
розов.
a1a1A2a2
бледнорозов.
A1a1a2a2
бледнорозов.
a1a1A2a2
бледнорозов.
a1a1a2a2
бел.
A1A1A2A A1A1A2Aa2
ярко2
красн.
розов.
A1a A1A1A2a
2
A1a2
2
яркорозов.
a1a A1a1A2a2
2
розов.

29.

Кумулятивное полимерное взаимодействие.
- степень проявления признака зависит от числа доминантных аллелей
всех генов. Чем больше доминантных аллелей генов, тем сильнее выражен
тот или иной признак

30.

Некумулятивное полимерное взаимодействие.
Резус – положительность наследуется доминантно и обусловлена четырьмя доминантными аллелями (
Rho`, Rho``, Rho```).
Отсутствие резус антигенов обусловлено рецессивными аллелями ( rh`, rh``, rh```).
Упрощённо пользуются двумя аллелями (Rh – rh или R – r).

31.

5. Плейотропное действие генов.
— множественного действия гена, влияния его
на развитие нескольких признаков.
Синдром Марфана
«паучьи» пальцы:
нарушение развития
соединительной ткани,
строения хрусталика,
аномалии в сердечно —
сосудистой системе.
Дрозофила с белыми глазами:
светлое тело, изменение строения
полового аппарата, снижение
плодовитости...

32.

Интересно :)
Болезнь протекает на фоне повышения интеллекта, в связи с
чем ее называют болезнью великих людей. Ею страдали А.
Линкольн, Н. Паганини.

33.

Наследование платиновой окраски лисиц.
A
a
A
AA
погибают
Aa
платин.
a
Aa
платин.
aa
черн.

34.

6. Генотип — система генов.
Термин генотип предложен в 1909 г. датским
генетиком Вильгельмом Иогансеном. Он же
ввел термины: ген, аллель, фенотип, линия,
чистая линия, популяция.
Генотип – это совокупность генов данного
организма. У человека по последним данным
около 35 тыс. генов.
Генотип, как единая функциональная система

35.

Ген, как единица наследственности, имеет
ряд свойств:
- дискретность действия - развитие
различных признаков контролируется разными
генами, находящимися в различных локусах
хромосом;
- стабильность– передача наследственной
информации в неизменном виде (при
отсутствии мутаций);
- лабильность(неустойчивость) – способность

36.

Гены действуют на двух уровнях:
1) На уровне самой генетической системы,
определяя состояние генов их работу, скорость
репликации ДНК, стабильность и изменчивость
генов.
2) На уровне работы клеток в системе
целостного организма.

37.

Существование явления взаимодействия генов
привело к появлению понятий:
Генотипическая среда - то окружение, в
которое попадает вновь возникающая мутация,
т.е. весь комплекс генов, имеющихся в данном
генотипе.
Генный баланс - соотношение и
взаимодействие между собой генов, влияющих
на развитие признака.

38.

ВЫВОДЫ:
Чем сложнее генетический контроль признака, чем больше генов
участвуют в его развитии, тем выше наследственная изменчивость, так как
мутация любого гена нарушает генный баланс и приводит к изменению
признака. Следовательно, для нормального развития особи необходимо не
только присутствие генов в генотипе, но и осуществление всего комплекса
межаллельных и неаллельных взаимодействий.
Таким образом, генотип – это целостная генетическая система
организма, а не простая совокупность всех его генов.

39.

Рекомендации по литературе и интернет
источникам.
1)Учебник: Н.Д. Андреева Биология. 10-11 кл.; тема «Закономерности наследования», стр. 199-200.
2) Биология : учеб. для студ. учреждений сред. проф. образования [ Текст ] / [Н.В.Чебышев, Г.Г.Гринева, Г.С.Гузикова и др.]; под
ред. академика Н.В.Чебышева. – 10 – е изд., стер. – М. : Издательский центр «Академия», 2018. – 448 с.
3) Сивоглазов, В.И., Агафонова, И.Б., Захарова, Е.Т. Биология. Общая биология [Текст ] : базовый уровень 10 – 11 класс. – М.:
Дрофа, 2018. - 384 с.
4) https://foxford.ru/wiki/biologiya/vzaimodeystvie-neallelnyh-genov
5)https://licey.net/free/6-biologiya/73-genetika_i_selekciya_teoriya_zadaniya_otvety/stages/4396vzaimodeistvie_neallelnyh_genov__komplementarnost__epistaz__polimeriya__pleiotropiya.html
ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ: подготовиться к проверочной работе: «Аллельные и неаллельные
взаимодействия генов