Лекция 34 Взаимодействие генов

1. Лекция 34 Взаимодействие генов

Преподаватель Гордеева Е.В.

2. Генотип как целостная система

• Генотип слагается из отдельных элементов – генов, которые могут
отделяться друг от друга и наследоваться независимо.
• Генотип обладает целостью и не может рассматриваться как простая
механическая сумма генов.
• Развитие признаков организма определяется взаимодействием множества
генов, а каждый отдельный ген обладает множественным действием,
оказывая влияние на развитие не одного, а многих признаков.

3. Генотип как целостная система

Гомологичные хромосомы
Гомологичные хромосомы
Не гомологичные хромосомы

4. Генотип как целостная система

5.

Взаимодействие генов
Взаимодействие аллельных
генов
Полное
доминирование
Неполное
доминирование
Кодоминирование
Взаимодействие неаллельных
генов
Эпистаз
Кооперация
Полимерия
Комплементарность

6.

7. Кодоминирование

Кодоминирование - взаимодействия
аллельных генов, при котором в
гетерозиготном состоянии могут
оказаться два доминантных гена
одновременно, при этом каждый ген
отвечает за свой признак.

8. Наследование групп крови

Резус-фактор - это белок, находящийся на
поверхности эритроцита (тогда говорят, что
резус-фактор положителен), или отсутствующий
(тогда у человека резус-фактор считается
отрицательным). Генотипы записываются так:
Резус-фактор положителен: Rh+Rh+, Rh+rhРезус-фактор отрицателен: rh-rh-

9.

"Родители имеют II и III группы крови, гетерозиготны. Какие
группы крови можно ожидать у их детей?"
Гетерозиготный генотип матери - IAi0 и генотип отца - IBi0.

10. Сверхдоминирование

Сверхдоминирование – лучшая приспособленность гетерозигот от
моногибридного скрещивания (например, Аа) по сравнению с обоими
типами гомозигот (АА и аа). Сверхдоминирование можно определить
также как гетерозис, возникающий при моногибридном скрещивании.

11.

Наиболее известный пример взаимоотношения между нормальным (S)
и мутантным (s) аллелями гена, контролирующего структуру
гемоглобина у человека. Люди, гомозиготные по мутантной аллели (ss),
страдают тяжёлым заболеванием крови – серповидноклеточной
анемией, от которого они гибнут обычно в детском возрасте
(эритроциты больного имеют серповидную форму и содержат
гемоглобин, структура которого незначительно изменена в результате
мутации). Однако в тропической Африке и других районах, где
распространена малярия, в популяциях человека постоянно
присутствуют все три генотипа SS, Ss и ss (20-40% населения
гетерозиготы Ss). Оказалось, что сохранение в популяциях человека
летальной (смертельной) аллели (s) обусловлено тем, что гетерозиготы
(Ss) более устойчивы к малярии, чем гомозиготы по нормальному гену
(SS), и, следовательно, обладают отборным преимуществом.

12. Взаимодействие неаллельных генов

Известно много примеров, когда гены влияют на характер проявления
определенного неаллельного гена или на саму возможность проявления
этого гена.

13. Комплементарность

– явление, при котором два гена находясь одновременно в генотипе,
приводят к формированию нового фенотипического признака.
(на примере окраски цветков у душистого горошка)
Р:
ААвв
X
G:
F1:
АаВв
ааВВ

14.

Принцип комплементарного взаимодействия
генов
Ген А
Ген В
Продукт
гена А
Суммарный продукт
генов
АиВ
Продукт
гена В
• Комплементарность – это дополнение одним геном действия
другого неаллельного гена.
• Комплементарность может быть как доминантной, так и
рецессивной.

15.

16.

Наследование
окраски плодов
стручкового перца
Скрещиваются два сорта стручкового
перца: материнский сорт
характеризуется темно-красными
плодами, отцовский – зелеными
(даже после созревания).
Все гибриды первого поколения
образовали темно-красные плоды.
В результате скрещивания гибридов
между собой в их потомстве 9
частей растений дали темнокрасные плоды, 3 части –
коричневые, 3 части – желтые, 3
части – зеленые.
Окраска плодов в данном случае
обусловлена комплементарным
взаимодействием двух генов.
P:
F1:
F2:
9 частей
3 части
3 части
1 часть

17.

P:
AABB
аавв
АB
ab
GP :
F1:
AaBb
GP :
AaBb
AB
AB
Ab
Ab
aB
aB
ab
ab

18.

гаметы
материнские
отцовские
AB
Ab
aB
ab
AABB
AABb
AaBB
AaBb
AABb
AAbb
AaBb
Aabb
AaBB
AaBb
aaBB
aaBb
AaBb
Aabb
aaBb
aabb
AB
Ab
aB
ab

19.

• Пример взаимодействия двух пар генов – наследование формы гребня
у кур некоторых пород. В результате различных комбинаций этих генов
возникают четыре варианта формы гребня.
Форма гребня у петухов: А – простой (ааbb),
Б – гороховидный (ааВВ или ааВb),
В – ореховидный (ААВВ или АаВb),
Г – розовидный (ААbb или Ааbb)

20.

Взаимодействия двух пар неаллельных генов у
человека.
• Задача: Оба родителя глухие, но по разной паре генов.
Какие дети ожидаются в данной семье?
• Р:
мать: AAвв
х
отец: аа ВВ
глухая
глухой
G:
Ав
аВ
F:
АаВв – нормальный слух
• Все дети в данной семье гетерозиготны, т.е. они
имеют оба доминантных гена, которые
взаимодействуют и формируют новый признак –
нормальный слух.

21. Эпистаз

• Эпистаз – явление при котором один ген препятствует проявлению
другого гена.
• Различают эпистаз доминантный (один доминантный аллель
подавляет проявление другого доминантного аллеля) и рецессивный
эпистаз.
• Подавляющий ген называют геном – супрессором или ингибитором, а
подавляемый ген – гипостатическим.

22.

Например: окрашенными плоды тыквы будут только в том случае, если
в генотипе нет доминантного гена – супрессора В, который подавляет
развитие окраски у плодов.

23. Пример решения задачи

"Редкий рецессивный ген (h) в гомозиготном состоянии обладает эпистатическим действием по
отношению к генам IA, IB и изменяет их действие до I группы крови (бомбейский феномен). Определите
возможные группы крови у детей, если у мужа II гомозиготная, у жены IV и оба родителя гетерозиготны
по эпистатическому гену"
Вероятность рождения детей с i(0) группой
крови в данном случае равна 2/8, или 1/4
(25%). Генотипами, у которых будет i(0) группа
крови являются: IAIAhh и IAIBhh.
Эпистатический рецессивный ген hh в
гомозиготном состоянии всегда приводит к i(0)
группе крови.

24.

• У ежа альбиноса ген-супрессор, подавляет действие гена,
отвечающего за пигментацию.

25. Полимерия

• Полимерия – явление при котором несколько пар аллельных
генов определяют развитие одного признака.
• Чем больше пар аллельных генов действуют в одном
направлении, тем интенсивнее развивается признак или
свойство.
• При полимерии гены, обозначатся одинаковыми буквами,
чтобы подчеркнуть их однонаправленность действия, т.е. при
формировании признака важно количество аллелей.

26.

Полимерное взаимодействие генов
(на примере окраски зерна у пшеницы)
P:
А1А1А2А2
F1:
F2:
a1a1a2a2
А1a1А2a2
А1А1А2А2
Интенсивно
красный цвет
A1a1A2a2
Бледно–
красный цвет
A1a1A2a2
Бледно–
красный цвет
a1a1a2a2
Белый цвет

27.

28.

• У человека по типу коммулятивной полимерии
наследуется пигментация кожи. Чем больше
доминантных аллелей содержится в генотипе, тем
больше образуется пигмента – меланина и тем
интенсивнее будет окраска кожи:
• аа аа – белая кожа;
• Аа аа, аа Аа – светлый мулат;
• АА аа, аа АА, Аа Аа – мулат;
• АА Аа, Аа АА – темный мулат;
• АА АА – негр

29.

аа аа –
белая кожа
АА АА – негр
АА аа, аа АА, Аа Аа –
мулат

30. Плейотропия

Плейотропия – множетвенное действие гена, т.е. один ген
воздействует на проявление нескольких признаков.
Например:
Ген, определяющий у человека
рыжую окраску волос,
обуславливает также светлую
кожу и наличие веснушек.

31.

• У мышей – рецессивный ген
карликовости обуславливает развитие
более тупой мордочки, коротких
усиков и хвоста, меньшую
продолжительность жизни.
• У дрозофил – рецессивный ген белой
окраски глаз, обуславливает низкую
плодовитость животных и меньшую
продолжительность жизни.
• У гороха ген, отвечающий за бурую
окраску кожуры семян, отвечает и за
фиолетовую окраску цветков.
• У водосбора ген, обуславливающий
красную окраску цветков, определяет
фиолетовый оттенок листьев,
удлиненные стебли и большую массу
семян.

32.

33.

34. Задачи:

1.
У лука окрашенность луковицы определяется доминантным геном А, ген а – определяет развитие
неокрашенных луковиц. Действие гена А зависит от наличия в генотипе другого доминантного
гена I – подавителя окраски. Скрестили два сорта лука с неокрашенными лукавицами: один
доминантный по обеим парам признаков, а второй рецессивный. Какие признаки будут
проявляться в первом и во втором поколении?

35.

2.
У кукурузы пурпурная окраска зерен определяется геном А и отсутствием генаподавителя I, во всех остальных случаях зерна белые. Какое расщепление будет а
первом поколении, в следующих скрещиваниях: а) Аа Ii х аа i i;
б) АА i i х аа Ii ?

36.

3.
Окраска шерсти собак породы кокер – спаниель наследуется так: ген А – определяет рыжую окраску,
ген В – коричневую, гены А и В одновременно – черную. Какова вероятность рождения рыжего щенка
от скрещивания дигетерозиготных родителей?

37.

4. У тыквы дисковидная форма плодов определяется взаимодействием двух доминантных генов А и В. При
отсутствии в генотипе любого из них развиваются плоды сферической формы. Сочетание рецессивных
аллелей обоих генов дает удлиненную форму плодов. Гомозиготное по обеим доминантам растение
скрещено с рецессивным по обеим парам аллелей растением. Определите фенотипы первого и второго
поколения.

38.

P:
F1:
F2:
9 частей –
агути
3 части –
черные
4 части –
альбиносы
Скрещиваются две породы кроликов: черные и альбиносы.
Все гибриды первого поколения имеют окраску «агути».
Во втором поколении наблюдается расщепление – 9 агути : 3 черные : 4 альбиносы.
В данном случае ген альбинизма – это эпистатический ген, который подавляет
образование всех пигментов, если находится в рецессивном состоянии.
Особенности окраски определяются геном–модификатором.

39.

P:
AAbb
aaBB
Аb
aB
GP :
F1:
AaBb
GP :
AaBb
AB
AB
Ab
Ab
aB
aB
ab
ab

40.

гаметы
материнские
отцовские
AB
Ab
aB
ab
AABB
AABb
AaBB
AaBb
AABb
AAbb
AaBb
Aabb
AaBB
AaBb
aaBB
aaBb
AaBb
Aabb
aaBb
aabb
AB
Ab
aB
ab