Плейотропия. Взаимодействие неаллельных генов

1.

2. Плейотропия

ПЛЕЙОТРОПИЯ
Объяснение явления:
гены плейотропного действия контролируют
синтез ферментов, участвующих в
многочисленных обменных процессах в клетке
и в организме
проявление и развитие многих признаков

3.

Закономерности наследования
признаков.
Взаимодействие неаллельных
генов
Толмачева Екатерина Николаевна
кандидат биологических наук,
доцент кафедры биологии и генетики

4. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НЕАЛЛЕЛЬНЫХ ГЕНОВ

Аллельные гены - гены, определяющие
альтернативное развитие одного и того же признака и
расположенные в идентичных участках гомологичных
хромосом.
Неаллельные гены — это гены, расположенные в
различных участках хромосом и кодирующие
неодинаковые белки.
Неаллельные гены также могут взаимодействовать
между собой.
При этом либо один ген обусловливает развитие
нескольких признаков, либо, наоборот, один признак
проявляется под действием совокупности нескольких
генов.
!
Сами гены непосредственно влиять друг на друга не могут,
взаимодействие происходит в цитоплазме на уровне белков
или ферментов

5. типы взаимодействия неаллельных генов:

ТИПЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
НЕАЛЛЕЛЬНЫХ ГЕНОВ:
• Комплементарность
• Эпистаз
• Полимерия
• Действие генов модификаторов

6. Комплементарность

КОМПЛЕМЕНТАРНОСТЬ
Это явление, при котором два доминантных
неаллельных гена при совместном нахождении в
генотипе (А-В-) обусловливают развитие нового
фенотипического признака.
Комплементарные гены определяют многие
наследуемые признаки организмов: окраска
цветков, шерсти и перьев, глухота у человека,
форма гребня у птиц, форма плодов и др.

7. Расщепление 9 : 3 : 3: 1 каждый из доминантных и рецессивных аллелей двух неаллельных генов имеет самостоятельное проявление.

РАСЩЕПЛЕНИЕ 9 : 3 : 3: 1
КАЖДЫЙ ИЗ ДОМИНАНТНЫХ И РЕЦЕССИВНЫХ АЛЛЕЛЕЙ ДВУХ
НЕАЛЛЕЛЬНЫХ ГЕНОВ ИМЕЕТ САМОСТОЯТЕЛЬНОЕ ПРОЯВЛЕНИЕ.
ААвв х ааВВ
Решетка Пеннета
Гаметы
АВ
Ав
аВ
ав
АаВв
АВ
ААВВ
зелен
ААВв
зелен
АаВВ
зелен
АаВв
зелен
Ав
ААВв
зелен
Аавв
голубые
АаВв
зелен
Аавв
голубые
аВ
АаВВ
зелен
АаВв
зелен
ааВВ
желтые
ааВв
желтые
ав
АаВв
зелен
Аавв
голубые
ааВв
желтые
аавв
белые
9А-В- 3А-вв 3ааВ- 1аавв
A – голубая окраска
A -белая
B –желтая окраска
в- белая

8. Расщепление 9 : 3 : 3: 1

РАСЩЕПЛЕНИЕ 9 : 3 : 3: 1
st – красные глаза – блокирует образование коричневого пигмента.
bw – коричневые глаза –блокирует образование красного и
желтого пигментов
St+br+ - образуются три пигмента – темно-красные глаза

9. Расщепление 9 : 3 : 3: 1

РАСЩЕПЛЕНИЕ 9 : 3 : 3: 1

10. Расщепление 9 : 6 : 1 комплементарные гены, способные к самостоятельному проявлению, при отсутствии дополнительного гена дают

РАСЩЕПЛЕНИЕ 9 : 6 : 1
КОМПЛЕМЕНТАРНЫЕ ГЕНЫ, СПОСОБНЫЕ К САМОСТОЯТЕЛЬНОМУ
ПРОЯВЛЕНИЮ, ПРИ ОТСУТСТВИИ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ГЕНА ДАЮТ СХОДНЫЙ
ФЕНОТИПИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ.
АВ
Ав
аВ
ав
АВ
ААВВ
ААВв
АаВВ
АаВв
Ав
ААВв
Аавв
АаВв
Аавв
аВ
АаВВ
АаВв
диско
ааВВ
ааВв
ав
АаВв
Аавв
ааВв
аавв
Гаметы
А –сферическая форма
а- продолговатая форма
В- сферическая форма
в- продолговатая форма

11. Расщепление 9 : 3 : 4 оба доминантных комплиментарных гена характеризуются собственным проявлением, но ген В не проявляется в

РАСЩЕПЛЕНИЕ 9 : 3 : 4
ОБА ДОМИНАНТНЫХ КОМПЛИМЕНТАРНЫХ ГЕНА ХАРАКТЕРИЗУЮТСЯ
СОБСТВЕННЫМ ПРОЯВЛЕНИЕМ, НО ГЕН В НЕ ПРОЯВЛЯЕТСЯ В ОТСУТСТВИИ
ГЕНА А
АВ
Ав
аВ
ав
АВ
ААВВ
агути
ААВв
агути
АаВВ
агути
АаВв
агути
Ав
ААВв
агути
Аавв
черные
АаВв
агути
Аавв
черные
аВ
АаВВ
агути
АаВв
агути
ааВВ
белые
ааВв
белые
ав
АаВв
агути
Аавв
черные
ааВв
белые
аавв
белые
Гаметы
А– регуляция синтеза меланина
(тирозиназа)
а- не синтезируется
В- неравномерная окраска (агути)
в- равномерная окраска

12. Расщепление 9:7

РАСЩЕПЛЕНИЕ 9:7
АВ
Ав
аВ
ав
АВ
ААВВ
пурпур
ААВв
пурпур
АаВВ
пурпур
АаВв
пурпур
Ав
ААВв
пурпур
Аавв
белые
АаВв
пурпур
Аавв
белые
аВ
АаВВ
пурпур
АаВв
пурпур
ные
ааВВ
белые
ааВв
белые
ав
АаВв
пурпур
Аавв
белые
ааВв
белые
аавв
белые
Гаметы
9/16 – A-B3/16 A-bb
3/16 aaB7/16
1/16 aabb
Пигмент антоциан
9/16
7/16

13. Расщепление 9:7 доминантные и рецессивные аллели не имеют самостоятельного проявления

РАСЩЕПЛЕНИЕ 9:7
ДОМИНАНТНЫЕ И РЕЦЕССИВНЫЕ АЛЛЕЛИ НЕ
ИМЕЮТ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ПРОЯВЛЕНИЯ

14.

Эпистаз (от греч. epístasis – остановка, препятствие), взаимодействие
двух неаллельных генов, при котором один ген, называемый
эпистатичным или геном-супрессором, подавляет действие другого гена,
называемого гипостатичным.
I или Su
i или su
- ген супрессор или ингибитор
Механизмы взаимодействия генов: белок или фермент, образующийся
под контролем одного гена, полностью подавляет (или, наоборот,
активирует) работу другого неаллельного гена, либо действует на его
продукт

15. Доминантный эпистаз расщепление 13:3

ДОМИНАНТНЫЙ ЭПИСТАЗ
РАСЩЕПЛЕНИЕ 13:3
белые леггорны
СI
Ci
cI
ci
CI
CICI
белые
ССIi
белые
CcII
белые
CcIi
белые
Ci
CCIi
белые
Ccii
окраше
нные
CcIi
белые
Ccii
окрашен
ные
cI
CcII
белые
CcIi
белые
ccII
белые
ccIi
белые
ci
CcIi
белые
Ccii
окраше
нные
ccIi
белые
ccii
белые
белые виандотты
Гаметы
C-окрашенные;
с-белые;
I - ингибитор
i – не действует

16. Доминантный эпистаз расщепление 12:3:1

ДОМИНАНТНЫЙ ЭПИСТАЗ
РАСЩЕПЛЕНИЕ 12:3:1
В том случае, когда форма аавв фенотипически отличается от форм с
доминантными аллелями двух генов А-В- и доминатным аллелем
одного гена А-вв; ааВАВ
Ав
аВ
ав
АВ
ААВВ
серые
ААВв
серые
АаВВ
серые
АаВв
серые
Ав
ААВв
серые
Аавв
вороные
АаВв
серые
Аавв
вороные
аВ
АаВВ
серые
АаВв
серые
ааВВ
серые
ааВв
серые
ав
АаВв
серые
Аавв
вороные
ааВв
серые
аавв
рыжие
Гаметы
С – эпистатический ген,
вызывающий раннее поседение шерсти
с – не действует
В- вороная масть
в – рыжая масть

17. Рецессивный Эпистаз расщепление 9:3:4

РЕЦЕССИВНЫЙ ЭПИСТАЗ
РАСЩЕПЛЕНИЕ 9:3:4
Рецессивный аллель одного гена в гомозиготном
состоянии, не дает возможности проявиться доминантному
или рецессивному аллелям другого гена: аа>В; аа>bb или
bb>А; bb>аа
А – агути
а – черный
С – не действует
с - ингибирует
окраску

18. Двойной рециссивный эпистаз Расщепление 9:7

ДВОЙНОЙ РЕЦИССИВНЫЙ
ЭПИСТАЗ РАСЩЕПЛЕНИЕ 9:7
Оба рециссивных аллеля имеют
эпистатическое действие
Белые цветы
ААbb
x
Белые цветы
ааBB
P
AaBb
F
F
9 A-B-
3aaB-:3A-bb:1aabb

19.

20.

21. Полимерия

ПОЛИМЕРИЯ
Количественные признаки (quantitative traits): признаки, проявляющие
непрерывную изменчивость - (например, рост).
Признак, кодируемый полигенно, для которого характерна количественная
наследуемость и непрерывный спектр значений;
Полимери́я — взаимодействие неаллельных множественных генов,
однонаправленно влияющих на развитие одного и того же признака;
степень проявления признака зависит от количества генов.
Полимерные гены обозначаются одинаковыми буквами, а аллели одного
локуса имеют одинаковый нижний индекс А1, А2, А3 , А4
Два фермента, являющиеся продуктами неаллельных генов, действуют на
один и тот же процесс таким образом, что их совместное присутствие
обусловливает восстановление или усиление проявления признака.

22.

23.

24.

А1А2
А1а2
а1А2
А2
а1а2
А1А2
А1А1А2А2
темнокрасные
А1А1А2а2
красные
А1а1А2А2
красные
А1а1А2а2
светлокрасные
А1а2
А1А1А2а2
красные
А1А1а2а2
светлокрасные
А1а1А2а2
светлокрасные
А1а1а2а2
розовые
а1А2
А1а1А2А2
красные
А1а1А2а2
светлокрасные
а1а1А2А2
светлокрасные
а1а1А2а2
розовые
а1а2
А1а1А2а2
светлокрасные
А1а1а2а2
розовые
а1а1А2а2
розовые
а1а1а2а2
белые
Гаметы

25.

26.

27.

А1А2
А1а2
а1А2
а1а2
А1А2
А1А1А2А2
треугольная
форма
А1А1А2а2
треугольная
форма
А1а1А2А2
треугольная
форма
А1а1А2а2
треугольная
форма
А1а2
А1А1А2а2
треугольная
форма
А1А1а2а2
треугольная
форма
А1а1А2а2
треугольная
форма
А1а1а2а2
а1А2
А1а1А2А2
треугольная
форма
А1а1А2а2
треугольная
форма
а1а1А2А2
треугольная
форма
а1а1А2а2
треугольная
форма
а1а2
А1а1А2а2
треугольная
форма
А1а1а2а2
треугольная
форма
а1а1А2а2
треугольная
форма
а1а1а2а2
овальная
форма
Гаметы
треугольная
форма

28.

29.

30.

31.

32. Наследование генов и признаков

НАСЛЕДОВАНИЕ ГЕНОВ И
ПРИЗНАКОВ
Моногенное или простое менделевское
наследование – это наследование одного
гена или одной пары признаков
Полигенное наследование – наследование
признаков, контролируемых несколькими
генами

33.

(многофакторные)
Полигенное наследование опыты Райта

34.

В ОТЛИЧИЕ ОТ МОНОГЕННЫХ ДЛЯ МНОГОФАКТОРНЫХ
ЗАБОЛЕВАНИЙ ХАРАКТЕРНО НАСЛЕДОВАНИЕ
ПРЕДРАСПОЛОЖЕННОСТИ, ЗАВИСЯЩЕЙ ОТ АДДИТИВНОГО
(СУММАРНОГО) ЭФФЕКТА (ГЕНЕТИЧЕСКАЯ КОМПОНЕНТА) И
ОТ ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ.
ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ МОГУТ БЫТЬ С ПОРОГОВЫМ
ЭФФЕКТОМ И БЕЗ ПОРОГОВОГО ЭФФЕКТА
ПОЛИГЕННЫЕ ФАКТОРЫ БЕЗ ПОРОГОВОГО ЭФФЕКТА :
РЕЗУЛЬТАТ ДЕЙСТВИЯ УВЕЛИЧИВАЕТСЯ КОЛИЧЕСТВЕННО ПРИ
НАКОПЛЕНИИ ПАТОЛОГИЧЕСКИХ ГЕНОВ.
ПОЛИГЕННОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ С ПОРОГОВЫМ ЭФФЕКТОМ –
МНОГОФАКТОРНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ ПРОЯВЛЯЮТСЯ, ЕСЛИ
СУММАРНЫЙ ЭФФЕКТ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ И СРЕДОВОЙ КОМПОНЕНТ
ДОСТИГАЕТ НЕКОГО КРИТИЧЕСКОГО ЗНАЧЕНИЯ.
ПОЛОЖЕНИЯ ПОРОГА НА НОРМАЛЬНОЙ КРИВОЙ
ПРЕДРАСПОЛОЖЕННОСТИ К ЗАБОЛЕВАНИЮ ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ
ЧАСТОТОЙ ЗАБОЛЕВАНИЯ В ПОПУЛЯЦИИ.
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ КОМПОНЕНТА МНОГОФАКТОРНЫХ
ЗАБОЛЕВАНИЙ МОЖЕТ БЫТЬ ОБУСЛОВЛЕНА АДДИТИВНЫМ
ДЕЙСТВИЕМ СПЕЦИФИЧЕСКИХ КОМБИНАЦИЙ АЛЛЕЛЕЙ
НЕСКОЛЬКИХ ГЕНОВ.
ПРИ ЭТОМ ОДИН ГЕН МОЖЕТ БЫТЬ ГЛАВНЫМ, А ОСТАЛЬНЫЕ
ОБЛАДАТЬ МОДИФИЦИРУЮЩИМ ЭФФЕКТОМ.