§ 43. Взаимодействие неаллельных генов

1. Сколько хромосом содержится в клетках тела человека?

Ответ. У здорового человека содержится 23 пары здоровых хромосом, из которых 22 пары — аутосомы и одна пара — половые. В соматических клетках (те, которые формируют тело организма) хромосомы одной пары всегда одинаковы по размерам, кроме последней, половой: у женщин это XX, а у мужчин — XY. В генетике существует так называемый анализ на кариотип, благодаря которому можно выяснить, каково количество хромосом у того или иного человека. Если их количество отличается от стандартного (не 46, а 45 или 47), то это может говорить о наличии генетического заболевания, наиболее известным из которых является синдром Дауна. Обычно у людей с данным синдромом 47 хромосом, хотя существуют иные формы заболевания. Синдром назван в честь доктора Джона Дауна, который стал первым человеком, его описавшим в 1866 году. Кстати, люди, страдающие заболеванием, достаточно неплохо обучаются, а вот средняя продолжительность их жизни составляет лишь около 50 лет. Они нередко вступают в браки и даже рожают детей. Правда, они же чаще других страдают от недугов, поскольку у них ослаблен иммунитет.

2. Можно ли утверждать, что в клетках различных видов растений обычно гораздо меньше хромосом, чем в клетках различных видов животных?

Ответ. Хромосомный набор обладает видовой специфичностью. Например малярийный комар, лошадиная аскарида имеют всего по 2 хромосомы. Ясень и человек имеют по 46 хромосом. Шпинат и домашняя муха имеют по 12 хромосом.

3. Правда ли, что в клетках человека больше хромосом, чем в клетках других видов животных?

Ответ. Число хромосом у различных видов различно. Существует огромное количество видов животных, у которых число хромосом больше чем у человека. Например, у приматов: тупайя обыкновенная в клетке содержит 60 хромосом, у лемура большого – 66, у разных видов мартышек – от 54 до 72, у псовых у волков, собак, шакалов – 78, у карпа обыкновенного – 104. У ряда животных число хромосом, содержащихся в клетке меньше чем у человека: у кошки – 38, у дельфина - 44 и т.д.

Вопросы после § 43

1. Какие виды взаимодействия неаллельных генов вы знаете?

Ответ. Гены подразделяют на аллельные и неаллельные, в зависимости от места их расположения. Неалле́льные ге́ны — это гены, расположенные в различных участках хромосом.

Виды взаимодействия неаллельных генов:

Комплемента́рное (дополнительное) действие генов — это вид взаимодействия неаллельных генов, доминантные аллели которых при совместном сочетании в генотипе обусловливают новое фенотипическое проявление признаков. Пример - наследование формы плода тыквы. Наличие в генотипе доминантных генов А или В обусловливает сферическую форму плодов, а рецессивных — удлинённую. При наличии в генотипе одновременно доминантных генов А и В форма плода будет дисковидной. При скрещивании чистых линий с сортами, имеющими сферическую форму плодов, в первом гибридном поколении F1 все плоды будут иметь дисковидную форму, а в поколении F2 произойдёт расщепление по фенотипу: из каждых 16 растений 9 будут иметь дисковидные плоды, 6 — сферические и 1 — удлинённые.

Эписта́з — взаимодействие неаллельных генов, при котором один из них подавляется другим. Гены, которые подавляют действие других генов, называются генами-ингибиторами. Пример. Доминантный - наследственные заболевания людей совпадают с группами крови. Рецессивный - «бомбейский феномен». У человека встречаются тяжёлые генетические заболевания, связанные с отсутствием в организме какого-либо фермента. Иногда такие болезни связаны с эпистазом, при котором вещества, возникающие при деятельности гена-ингибитора, препятствуют образованию жизненно важных ферментов, закодированных в другом гене.

Полимери́я — взаимодействие неаллельных множественных генов, однозначно влияющих на развитие одного и того же при­знака; степень проявления признака зависит от количества генов. Пример. цвет кожи у людей, зависит от четырёх генов.

Плейотропност -. зависимость нескольких признаков от одного гена получила название плейотропности. Это явление было обнаружено ещё Менделем, заметившим, что у растений гороха с красными цветками стебли всегда темнее, чем у особей с белыми цветками.

2. Что такое комплементарное действие генов?

Ответ. Некоторые признаки развиваются только в результате взаимодействия нескольких неаллельных генов. Например, при скрещивании двух чистых линий душистого горошка, имеющих белые цветки, у гибридов первого поколения все цветки будут иметь пурпурную окраску. Оказывается, доминантные гены А и B каждый в отдельности не могут обеспечить синтез красного пигмента антоциана для окраски цветка. И только при наличии двух этих генов в одной клетке там начинает синтезироваться антоциан, и цветки окрашиваются в пурпурный цвет.

Другой возможный механизм дополнительного взаимодействия может заключаться в том, что ген А кодирует структуру одной части (субъединицы) белка, необходимого для проявления какого-либо признака, а ген В – структуру другой субъединицы этого же белка. И только при наличии генов А и B, вместе взятых, синтезируется полноценный белок с четвертичной структурой, способной обеспечить проявление данного признака.

Следовательно, дополнительным называют такой вид взаимодействия генов, когда для проявления признака необходимо присутствие неаллельных генов А и B. Эти гены называют дополнительными или комплементарными.

3. Сколькими генами определяется цвет кожи человека?

Ответ. Цвет кожи человека определяется четырьмя генами, ответственными за выработку пигмента меланина. Чем больше активных генов, запускающих синтез меланина, имеется в клетке, тем темнее ее окраска. Эти гены локализованы в четырех разных хромосомах. У людей с самой темной кожей имеется восемь аллелей этих генов (поскольку клетки диплоидные). У человека с самой светлой кожей нет ни одного активного аллеля. У европейцев чаще всего встречается набор генов a1a1a2a2a3a3a4а4, что определяет белый цвет кожи, а у самых тёмных африканцев – А1А1А2А2А3А3А4А4. Таким образом, разнообразие наборов генов, а следовательно, и окраски кожи может возникать при различных смешанных браках.