Взаимодействие генов

Регламент

Представление о видах взаимодействия генов важно для понимания механизмов фенотипического формирования признаков и для изучения патогенеза целого ряда наследственных заболеваний.
Эти знания необходимы в таких отраслях биологии и медицины как антропология, акушерство, гематология, иммунология, трансплантология и трансфузиология, судебная медицина, медицинская генетика.
«Знания и умения», полученные на практическом занятии, будут включены и контролироваться на уровне промежуточной аттестации.
Актуальность

Виды взаимодействия генов

Полное доминирование – доминантный ген полностью подавляет действие рецессивного, поэтому гомозиготное и гетерозиготное состояние фенотипически идентичны: AA=Aa
Пример: наследование цвета волос глаз у человека, форма и цвет семян гороха и т.д
Внутриаллельное взаимодействия генов

Неполное доминирование – доминантный ген не полностью подавляет действие рецессивного и в гетерозиготном состоянии фенотипически возникают новые варианты признака, занимающий промежуточное состояние между доминантным и рецессивным: AA>Aa. В потомстве доминантные гомо- и гетерозиготы будут отличаться фенотипически и расщепление по генотипу и фенотипу одинаково (1 : 2 : 1) – 1 часть растений с красными цветками, , 2 часть с розовыми и 1 часть – с белыми.
Пример: курчавость волос человека, масть крупного рогатого скота, окраскаоперения у кур и др.
Внутриаллельное взаимодействия генов

Сверхдоминирование – в гетерозиготном состоянии доминантный ген проявляется сильнее, чем в гомозиготном: Aa>AA.
Пример: AA – нормальная жизнеспособность мухи дрозофилы, Aa – повышенная жизнеспособность, aa – летальное действие
Внутриаллельное взаимодействия генов

Кодиминирование – тип взаимодействия генов, при котором каждый из аллелей проявляет свое действие. В результате чего формируется некий промежуточный вариант признака, новы по сравнению с вариантами, определяемыми каждым аллелем самостоятельно.
Пример: наследование IV группы крови у человека по системе AB0
Внутриаллельное взаимодействия генов

Межаллельное взаимодействие генов – взаимное влияние неаллельных генов (генов разных аллельных пар). Оно приводит к появлению в потомстве дигетерозиготы необычного расщепления по фенотипу:
9 : 7, 9 : 6 : 1, 9 : 3 : 3 : 1 – комплиментарность
13 : 3, 12 : 3 : 1 – доминантный эпистаз
9 : 3 : 4 – рецессивный эпистаз
15 : 1, 1 : 4 : 6 : 4 : 1 - полимерия
Межаллельное взаимодействие генов

Комплиментарность – два доминантных неаллельных гена взаимодополняют действие друг друга и обуславливают развитие нового варианта признака.
Пример: окраска цветов душистого горошка (расщепление 9 : 7), наследование формы гребня у кур (расщепление 9 : 3 : 3 : 1 )
Межаллельное взаимодействие генов

Эпистаз – неаллельный ген (супрессор) подавляет действие другого неаллельного гена (гипостатического) и не дает ему проявлять фенотипически.
Пример: пигментация шерсти у мышей (расщепление 9 : 3 : 4), окраска тыквы (12 : 3 : 1)
Межаллельное взаимодействие генов

Полимерия – несколько доминантных неаллельных генов, обозначаемых одной буквой с разными цифровыми индексами, усиливают фенотипическое проявление одного количественного признака.
Пример: цвет кожи человека определяется несколькими парами неаллельных равнозначно действующих генов. Чем больше в генотипе человека этих генов, тем темнее его кожа. Окраска зерен у пшеницы также определяется количеством полимерных генов.
Расщепление как правило 15 : 1.
Межаллельное взаимодействие генов

Пример решения задач на взаимодействие аллельных генов
Задача
У человека карий цвет глаз доминирует над голубым, резус-положительность над резус-отрицательностью, а ген группы крови по системе AB0 имеет три аллельных состояния. Кареглазая резус-положительная женщина со II группой крови и голубоглазый резус-отрицательный мужчина с IV группой крови имеют голубоглазого резус-отрицательного ребенка с III группой крови.
Сколько типов гамет образует женщина?
Сколько фенотипов среди детей может быть у этих родителей?
Какова вероятность рождения ребенка, фенотипически похожего на отца?
Какова вероятность рождения ребенка в этой семье с генотипом матери?
Какова вероятность рождения резус-отрицательного ребенка?

Пример решения задач на взаимодействие аллельных генов

Пример решения задач на взаимодействие неаллельных генов
От скрещивания белозерного сорта ржи с желтозерным получились зеленозерные гибриды в F1, а в F2 оказалось 1800 зеленых семян, 600 желтых, 800 белых.
Сколько разных генотипов среди зеленых семян F2?
Сколько разных генотипов среди белых семян в F2?
Сколько полностью гомозиготных белых семян F2?
Сколько разных фенотипов получится от возвратного скрещивания гибридов F1 с желтозерной родительской формой?
Сколько разных генотипов получится от скрещивания гибрида F1 с белозерной чистолинейной формой?

Пример решения задач на взаимодействие неаллельных генов
Дано
1800 : 600 : 800 = 9 : 3: 4 – такое взаимодействие характерно для комплементарного взаимодействия генов
AB – зеленая окраска зерен
A - желтая
B - белая
Aabb – белая
Ответ: 1 – 4, 2 – 3, 3 – 400, 2 (зеленые и желтые)
Решение
Р ж. aaBB x м. Aabb
G aB Ab, ab
F1 AaBb
F2

Оформить протокол практического занятия.
Зарисовать схемы:
Комплементарное взаимодействия генов
Окраска лепестков у душистого горошка
Форма гребней у кур
Эпистатическое взаимодействия генов (доминантный и рецессивный эпистаз)
Пигментация шерсти у мышей
Окраска тыквы
Полимерное взаимодействие генов
Форма стручка у пастушьей сумки
Задания для подготовки к теме №5

Комплементарное взаимодействие генов
Окраска лепестков душистого горошка
Р
F1
F1
F2
Х
Х
Aabb
белые
aaBB
белые
AaBb
пурпурные
AaBb
пурпурные
AaBb
пурпурные
Пурпурные
9/16
Белые
7/16
Расщепление в F2 по признаку 9 : 7

Комплементарное взаимодействие генов
Форма гребней у кур
Р
Х
F1
F2
RRpp
розовидный
rrPP
гороховидный
RrPp
ореховидный
Листовидный
1/16
Гороховидный
3/16
Ореховидный
9/16
Розовидный
3/16
Расщепление в F2
9 : 3 : 3 : 1

Доминантный эпистаз
Окраска тыквы
Р
Х
Х
F1
F2
Расщепление в F2
12 : 3 : 1
F1
AABB
белая
aabb
зеленая
AaBb
белая
AaBb
белая
AaBb
белая
Белая
12/16
Зеленая
1/16
Желтая
3/16

Рецессивный эпистаз
Пигментация шерсти у мышей
Р
Х
Х
F1
F2
Расщепление в F2
9 : 3 : 4
F1
AABB
серая
aabb
белая
AaBb
серая
AaBb
серая
AaBb
серая
Серая
9/16
Черная
3/16
Белая
4/16

Р
Х
Х
F1
F1
Расщепление в F2
15 : 1
Полимерное взаимодействие генов
Форма стручка у пастушьей сумки
F2
Треугольная
AAA1A1
Овальная
aaa1a1
Треугольная
AaA1a1
Единообразие в F1 по форме стручочка
Треугольная
AaA1a1
Треугольная
AaA1a1
Треугольная
15/16
Овальная
1/16

Что такое макроэволюция?
Понятие «популяция». Ее краткая характеристика.
Популяции людей. Деем. Изолят.
Влияние элементарных эволюционных факторов на генофонды человеческих популяций.
Предмет изучения популяционной генетики человека.
Закон Харди-Вайнберга. Его математическое выражение.
Факторы, нарушающие генетическую стабильно популяции. Дрейф генов.
Генетический полиморфизм человечества.
Генетический груз в популяциях людей.
Скринирующие программы и их применение в популяционных исследованиях.
Вопросы для самоподготовки к теме №6

Знать:
Особенности наследственности человека;
Понятия о популяции и ее характеристиках.
Формы естественного отбора.
Закон Харди-Вайнберга
Понимать:
Влияние элементарных эволюционных факторов на генофонды человеческих популяций.
Уметь:
Решать задачи с применением закона Харди-Вайнберга..
Применять скринирующие программы для выявления наследственных болезней.
Задания для подготовки к теме №6

1. Эволюционный материал с позиции синтетической теории поставляют:
а) поток генов; б) популяционные волны; в) дрейф генов; г) все ответы верны.
2. Значение популяционных волн в эволюции заключается в том, что они:
а) способствуют увеличению численности популяций;
б) снижают численность популяций;
в) способствуют повышению генетического разнообразия в популяциях;
г) снижают генетическое разнообразие в популяциях.
3. Дрейф генов – это:
а) случайное изменение концентрации аллелей в популяции;
б) перемещение особей из одной популяции в другую;
в) свободное скрещивание между особями в популяции;
г) один из результатов естественного отбора.
4. Движущая форма отбора обычно приводит к:
а) уничтожению особей с отклонениями от прежней нормы реакции;
б) сужению прежней нормы реакции;
в) расширению прежней нормы реакции;
г) сдвигу прежней нормы еакции.
Демонстрационный вариант теста

5. Популяция будет эволюционировать, если:
а) ее численность будет постоянной; б) будут происходить прямые и обратные мутации;
в) не будет мутационного процесса; г) нет возможностей для свободного скрещивания
6. К сохранению уже выработанных приспособлений приводит:
а) дивергенция; б) стабилизирующий отбор; в) идиоадаптация; г) движущий отбор.
7. Популяция до 1500 человек -
а) социум; б) этнос; в) изолят; г) дем.
8. Генофонд – это:
а) совокупность всех генов организма; б) совокупность всех генов популяции;
в) гаплоидный набор хромосом; г) совокупность всех генов и признаков организма
9. Процессы в генофонде популяции описывает закон:
а) Моргана; б) Менделя; в) Харди-Вайнберга; г) Вавилова.
10. Укажите соответствие:
Формы естественного отбора: Изменение фенотипов:
1.Движущий а) индустриальный меланизм у бабочек;
2.Стабилизирующий б) бескрылые и с мощными крыльями насекомые;
3.Дизруптивный в) средняя длина крыльев у воробьев;
г) повышение устойчивости комаров к
ядохимикатам.
Демонстрационный вариант теста