تفاعل الجينات غير الألييلية: الأنواع والأشكال

يرجع انتقال الخصائص من جيل إلى جيل إلى التفاعل بين الجينات المختلفة. ما هو الجين وما هي أنواع التفاعل بينهما؟

ما هو الجين؟

تحت الجين في الوقت الحاضر ، يعنيوحدة نقل المعلومات الوراثية. تم العثور على الجينات في الحمض النووي وتشكيل المناطق الهيكلية. كل جين مسؤول عن تخليق جزيء بروتين معين ، والذي يحدد مظهر سمة معينة في البشر.

كل جين له عدة سلالات فرعية أو الأليلات ،والتي تسبب مجموعة متنوعة من الأعراض (على سبيل المثال ، لون العين البني يسببه الأليل السائد للجين ، في حين أن اللون الأزرق هو علامة متنحية). تقع الأليلات في نفس المناطق من الكروموسومات المتجانسة ، ويؤدي انتقال الكروموسوم الخاص إلى ظهور سمة معينة.

تتفاعل كل الجينات مع بعضها البعض. هناك عدة أنواع من تفاعلهم - الأليلات وغير الأليلات. تبعا لذلك ، تم تمييز تفاعل الجينات الأليلية وغير الأليلية. ما هي مختلفة عن بعضها البعض وكيف يتم تجسيدها؟

تاريخ الاكتشاف

قبل أن يتم اكتشاف أنواع التفاعلالجينات غير الألييلية ، اعتبرت أن الهيمنة الكاملة فقط ممكنة (إذا كان هناك جين مهيمن ، فعندئذ تظهر الأعراض نفسها ، ولكن إذا لم يحدث ذلك ، فلن تكون هناك علامة). هيمنة عقيدة التفاعل الأليلي ، والتي كانت لفترة طويلة هي العقيدة الرئيسية للوراثة. تم التحقيق الهيمنة بدقة ، واكتشفت أنواعه ، مثل الهيمنة الكاملة وغير المكتملة ، والالتحاق بالدماء والرحل.

كل هذه المبادئ خضعت لقانون Mendelian الأول ، الذي يشير إلى توحيد الهجينة من الجيل الأول.

مع مزيد من المراقبة والتحقيق ،يلاحظ أنه لم يتم تعديل جميع الإشارات لنظرية الهيمنة. مع دراسة أعمق ، ثبت أن ليس فقط الجينات نفسها تؤثر على مظهر سمة أو مجموعة من الخصائص. وهكذا ، تم اكتشاف أشكال التفاعل بين الجينات غير الألييلية.

ردود الفعل بين الجينات

كما قيل ، سادت العقيدة لفترة طويلةحول الميراث السائد. في هذه الحالة ، كان هناك تفاعل أليل ، والذي تجلى فيه أعراض فقط في حالة متخالف. بعد اكتشاف أشكال مختلفة من التفاعل بين الجينات غير الألييلية ، كان العلماء قادرين على شرح أنواع الميراث غير المبررة من قبل وللحصول على إجابات لأسئلة كثيرة.

وقد وجد أن تنظيم الجينات مباشرةيعتمد على الانزيمات. سمحت هذه الإنزيمات للجينات أن تتفاعل بشكل مختلف. وأليلية التفاعل والجينات غير أليلية شرع من قبل نفس المبادئ والمخططات. وأدى ذلك إلى استنتاج مفاده أن لا يتوقف الميراث على الظروف التي تتفاعل الجينات وسبب انتقال ميزات شاذة تكمن في الجينات نفسها.

التفاعل غير الأليلي فريد من نوعه ، مما يسمح لنا بالحصول على توليفات جديدة من الخصائص التي تسبب درجة جديدة من البقاء على قيد الحياة وتطور الكائنات الحية.

الجينات غير الألييلية

غير الأليل هي تلك الجينات التي يتم تحديد موقعها فيمناطق مختلفة من الكروموزومات غير المتجانسة. وظيفة التوليف لديهم واحدة ، لكنها ترمز إلى تكوين بروتينات مختلفة ، مما تسبب في علامات مختلفة. يمكن لمثل هذه الجينات ، التي تتفاعل مع بعضها البعض ، أن تتسبب في ظهور الأعراض في مجموعات متعددة:

• إشارة واحدة ستكون بسبب تفاعل عدة ، مختلفة تماما في بنية الجينات.
• تعتمد بعض الأعراض على جين واحد.

تستمر التفاعلات بين هذه الجينات بشكل أكثر تعقيدًا مما هي عليه في حالة التفاعل الأليلي. ومع ذلك ، كل من هذه الأنواع من ردود الفعل لديها ميزاتها والميزات الخاصة بها.

ما هي أنواع تفاعل الجينات غير الألييلية؟

• قشوة.
• البوليمرات.
• التكامل.
• عمل تعديل الجينات.
• التفاعل عديد المظاهر.

كل واحد من هذه الأنواع من التفاعل له خصائصه الفريدة ويتجلى بطريقته الخاصة.

من الضروري الإسهاب بمزيد من التفاصيل حول كل منها.

قشوة

هذا التفاعل من الجينات غير الألييلية هو عبارة عن طفرة- يلاحظ في حالة قيام أحد الجينات بقمع نشاط الآخر (يسمى الجين القمعي الإبيستاتي ، ويسمى الجين المكبوت الجينات الأقنومية).

يمكن أن يكون التفاعل بين هذه الجيناتالمهيمنة والمتعسرة. لوحظ وجود مهبط مهيمن عندما يقوم الجين الإبيستاتي (عادة ما يتم تحديده بالحرف الأول ، إذا لم يكن له مظهر مظهري خارجي) بقمع الجينات الأقنومية (عادة ما يتم تحديده ب أو ب). لوحظ وجود ارتشاف متنحي عندما يثبط الأليل المتنحي من الجين الإبيستاتي إظهار أي من أليلات hypostatics للجين.

تقسيم الصفات المظهرية معكل نوع من أنواع هذه التفاعلات ، هو أيضا مختلف. مع الملاحظه المهيمنة ، غالبا ما يلاحظ النمط التالي: في الجيل الثاني سيتم تقسيم النمط الظاهري إلى ما يلي: 13: 3 ، 7: 6: 3 أو 12: 3: 1. كل هذا يتوقف على الجينات التي تتقارب.

مع epistasis المتكررة ، التقسيم 9: 3: 4 ، 9: 7 ، 13: 3.

التكامل

تفاعل الجينات غير أليلية، حيث عند الجمع بين عدة خصائص الأليلات شكلت الجديدة المهيمنة، وحتى الآن لم اجه النمط الظاهري، ويسمى التكامل.

على سبيل المثال ، في معظم الأحيان يحدث هذا النوع من التفاعل بين الجينات في النباتات (خاصة في القرع).

إذا كان هناك أليل مهيمن A أو B في النمط الوراثي النباتي ، فإن الخضروات تحصل على شكل كروي. إذا كان النمط الوراثي متبادلاً ، فإن شكل الجنين عادة ما يكون ممدودًا.

إذا كان هناك اثنانالأليلات السائدة (أ و ب) يكتسب اليقطين شكل يشبه القرص. إذا استمرنا في العبور (أي الاستمرار في هذا التفاعل من الجينات غير الأليلية مع القرع من خط نظيف) ، فإنه في الجيل الثاني من الممكن الحصول على 9 أفراد مع شكل قرصاني ، 6 - مع كروية وقطعة واحدة من شكل مستطيل.

يسمح هذا العبور بالحصول على أشكال هجينة جديدة من النباتات ذات خصائص فريدة.

في البشر ، يسبب هذا النوع من التفاعل التطور الطبيعي للسمع (أحد الجينات هو تطور القوقعة ، والآخر هو العصب السمعي) ، وفي وجود سمة سائدة واحدة فقط ، يظهر الصمم.

polymerism

في كثير من الأحيان لا يكون أساس إظهار علامة ما وجود أليل مهيمن أو متنحي من الجين ، بل رقمه. إن تفاعل الجينات غير الأليلية - البوليمر - هو مثال على مثل هذا التجلي.

يمكن العمل من البوليمر الجينات من المضي قدماأثر تراكمي (تراكمي) أو بدونه. مع تراكم ، تعتمد درجة تجلى علامة على التفاعل الجيني الشامل (الجينات أكثر ، يتم التعبير عن أقوى علامة). وينقسم ذرية هذا التأثير على النحو التالي: 1: 4: 6: 4: 1 (يتم تقليل درجة العلامة ، أي في عينة واحدة يتم التعبير عن العلامة إلى أقصى حد ؛ وفي حالات أخرى ، يتم ملاحظة انقراضها حتى اختفاء كامل).

إذا لم يلاحظ أي تأثير تراكمي ، ثميعتمد مظهر العلامة على الألائل السائدة. إذا كان هناك واحد على الأقل مثل الأليل ، فإن الأعراض ستحدث. مع هذا التأثير ، تقسيم في العائدات النسب في نسبة 15: 1.

عمل الجينات معدل

تفاعل الجينات غير الألييلية ، التي يسيطر عليها عمل المعدلات ، نادر نسبيا. مثال على هذا التفاعل هو كما يلي:

• على سبيل المثال ، هناك جين D مسؤول عنكثافة اللون. الدولة المهيمنة، وينظم هذا الجين ظهور اللون، بينما في تشكيل النمط الجيني retsissivnogo من هذا الجين، حتى لو كانت هناك جينات أخرى التي تتحكم مباشرة إلى اللون سيظهر "تأثير التخفيف من اللون" التي غالبا ما لوحظ في الفئران لون حليبي أبيض.
• مثال آخر لمثل هذا رد الفعلظهور اكتشاف على جسم الحيوانات. على سبيل المثال ، هناك جين F ، وتتمثل وظيفته الرئيسية في تماثل صبغ الصوف. عندما يتم تكوين نمط وراثي متنحي ، سيتم تلوين الصوف بشكل غير متساو ، مع ظهور ، على سبيل المثال ، من بقع بيضاء في منطقة واحدة أو أخرى من الجسم.

هذا التفاعل من الجينات غير الألييلية في البشر أمر نادر الحدوث.

متعدد النمط الظاهري

مع هذا النوع من التفاعل ، ينظم جين واحد مظهر أو يؤثر على درجة التعبير عن جين آخر.

في الحيوانات ، تجلى pleiotropy على النحو التالي:

• في الفئران ، مثال التجيدة هوالتقزم. وقد لوحظ أنه عندما التزاوج الفئران العادية phenotypically في الجيل الأول ، تحولت جميع الفئران لتكون dwarfish. استنتج أن التقزم ينجم عن جين مقهور. توقفت الزيجوتات المتقلبة المتنامية في النمو ، وكانت أعضائها وغددها الداخلية متخلفة. هذا الجين التقزم يؤثر على نمو الغدة النخامية في الفئران ، مما أدى إلى انخفاض في تخليق الهرمونات وتسبب في كل العواقب.
• اللون البلاتيني في الثعالب. شلل في هذه الحالة كان يتجلى من جينة مميتة ، والتي تسببت خلال تكوين من الزيجوت الزيجوتي المهيمن وفاة الأجنة.
• في البشر يظهر تفاعل ثنائي المظاهر على مثال فينيل كيتون يوريا ، وكذلك متلازمة مارفان.

دور التفاعل غير الأليلي

في الخطة التطورية ، كل الأنواع المذكورة أعلاهتلعب تفاعلات الجينات غير الأليلية دورًا مهمًا. تتسبب التوليفات الجينية الجديدة في ظهور علامات وخصائص جديدة للكائنات الحية. في بعض الحالات ، تساهم هذه العلامات في بقاء الكائن الحي ، في حالات أخرى - على العكس من ذلك ، تسبب وفاة هؤلاء الأفراد الذين سيتم تمييزهم بشكل كبير عن جنسهم.

التفاعل غير المتوازي للجينات على نطاق واسعتستخدم في تربية الوراثة. بعض أنواع الكائنات الحية على قيد الحياة بسبب إعادة التركيب الجيني مماثلة. الأنواع الأخرى تكتسب خواصًا ذات قيمة عالية في العالم الحديث (على سبيل المثال ، تربية سلالة جديدة من الحيوانات ذات قدرة أكبر على التحمل والقوة البدنية مقارنة بوالدها).

العمل جاري لاستخدام هذه الأنواع من الميراث في البشر من أجل القضاء على العلامات السلبية من الجينوم البشري وخلق نمط وراثي جديد خال من العيوب.