Взаємодія генів. Хромосомна теорія спадковості

З бурхливим розвитком генетики, котрий розпочався після перевідкриття законів Менделя, крім підтвердження останніх, було виявлено багато явищ, які зумовили значне відхилення співвідношень груп нащадків F, від очікуваних відповідно до цих законів. Однією з причин цього є функціональна взаємодія неалельних генів.

Комплементарна взаємодія генів. Відомо, що розвиток будь- яких ознак у організмів є наслідком складної взаємодії генів, а точніше, продуктів їхньої діяльності – білків-ферментів.

Комплементарні гени використовують тоді, коли для формування ознаки необхідна наявність кількох неалельних (зазвичай домінантних) генів. Іноді явище комплементарної взаємодії генів може стосуватись лише одного домінантного гена і не мати місця щодо іншого, неалельного домінантного гена. У цьому разі такий взаємозв'язок ще називають дією доповнювальних генів. Цей тип успадкування у природі дуже поширений.

Комплементарну взаємодію генів у людини можна проілюструвати такими прикладами. Нормальний слух зумовлюється двома домінантними неалельними генами D і F, з яких один визначає розвиток завитки, а інший – слухового нерва. Домінантні гомозиготи і гетерозиготи за обома генами мають нормальний слух, рецесивні гомозиготи за одним із цих генів – глухі. Для захисту від вірусів у імунокомплементарних клітинах людини виробляється специфічний білок інтерферон, утворення якого пов'язане з комплементарною взаємодією двох неалельних генів, розташованих у різних хромосомах.

Домінування проявляється у випадках, коли один алель гена повністю приховує наявність іншого. При повному домінуванні за фенотипом гібриди подібні лише до одного з батьків. Таким чином розщеплення за генотипом 1:2:1 не збігається з розщепленням за фенотипом 3:1. Проте найчастіше присутність рецесивного алеля все ж якось проявляється, тому зазвичай доводиться стикатися з різною мірою неповного домінування. Це пояснюється тим, що домінантний алель відповідає за активну форму білка-ферменту, а рецесивні алелі часто детермінують ті ж білки-ферменти, але зі зниженою ферментативною активністю. Це явище реалізується у гетерозиготних форм у вигляді неповного домінування. Тут розщеплення за генотипом і фенотипом збігається і складає 1:2:1. При акаталазії у гомозигот відсутня каталаза в крові, у гетерозигот ЇЇ концентрація знижується.

Наддомінування полягає в тому, що у домінантного алеля у гетерозиготному стані іноді відмічається більш сильний прояв, ніж у гомозиготному стані. Це явище пов'язане з вищим рівнем розвитку ознак у гетерозиготи (Аа) порівняно з гомозиготними комбінаціями апелів (АА). При цьому ефект наддомінування в гетерозиготі може спостерігатись навіть у тому разі, коли рецесивний алель у гомозиготі є летальним або призводить до зниження життєздатності.

Кодомінування – прояв у гетерозиготному стані ознак, що детермінуються обома алелями. Наприклад, кожний із апелів кодує певний білок, і в гетерозиготному організмі вони синтезуються обидва. Цей метод знайшов поширення у медико-генетичних консультаціях для виявлення гетерозиготних носив генів, які зумовлюють хвороби обміну.