Основно съдържание

Биологична библиотека

Курс: Биологична библиотека > Раздел 16

Урок 2: Вариации на генетиката на Мендел

Множествeн алелизъм, непълна доминантност и кодоминантност

В реалния живот гените често идват в много версии (алели). Алелите не винаги са напълно доминантни или рецесивни един към друг, но вместо това могат да изявят ко-доминантност или непълна доминантност.

Въведение

Грегор Мендел знаел как да не усложнява нещата. В работата си с граховите растения Мендел приемал, че всеки ген има само две различни версии, или алели, и тези алели имали хубава, ясна доминатнта връзка (като доминантният алел напълно надделявал над рецесивния алел, за да определи външния вид на растението.

Днес знаем, че наследяването на някои алели не е толкова просто, колкото в експериментите на Мендел. Например в реалността:

При алелните двойки се наблюдават различни степени на доминиране (тоест един алел от двойката може да не "скрива" напълно другия в хетерозиготна комбинация).
Често в една популация съществуват голям брой различни алели на един ген.

В тези случаи генотипът, т.е. наборът алели в един организъм, пак определя неговия фенотип, което са неговите наблюдаеми характеристики. Но различните алели може да взаимодействат един с друг по различни начини, за да определят фенотипа.

Като странична забележка – вероятно сме късметлии, че граховите растения, с които работил Мендел, не показвали тези сложни черти. В противен случай може би Мендел нямаше да успее да разтълкува получените от него резултати и да открие основните принципи на унаследяването – които са ключови за това да разберем специалните случаи!

Непълно доминиране

Резултатите, получени от Мендел, били удивителни отчасти защото противоречали на (популярната тогава) идея, че родителските белези неизменно се сливат в поколението. Все пак в някои случаи фенотипът на един хетерозиготен организъм наистина може да е сливане на фенотипите на хомозиготните родители.

Например при растението кученце (Antirrhinum majus) кръстоска между хомозигонто растение с бели цветове (

C^{W} C^{W}

) и хомозиготно растение с червени цветове (

C^{R} C^{R}

) ще даде поколение с розови цветове (

C^{R} C^{W}

). Този вид взаимодействие между алелите, когато хетерозигонтният фенотип е междинен между двата хомозиготни фенотипа, се нарича непълно доминиране.

Все пак можем да изпозваме модела на Мендел, за да прогнозираме резултатите за кръстосвания на алели, които проявяват непълно доминиране. Например самооплождането на розово растение ще произведе генотипно съотношение от

1

C^{R} C^{R}

:

2

C^{R} C^{W}

:

1

C^{W} C^{W}

и фенотипно съотношение от

1 : 2 : 1

червени:розови:бели. Алелите пак се унаследяват според основните правила на Мендел, дори когато проявяват непълно доминиране.

Кодоминантност

Доста сходно с непълното доминиране е кодоминирането, при което и двата алела са едновременно изразени в хетерозиготния организъм.

Можем да видим пример за кодоминиране при кръвните групи на човека, класифицирани съгласно системата MN (по-малко известна от системата за класификация на кръвните групи като АВ0, но все пак важна!). MN кръвната група на човек се определя от неговите алели от определен ген .

L^{M}

определя наличието на М маркер на повърхността на червените кръвни телца, докато

L^{N}

определя малко по-различен N маркер.

Хомозиготните носители (

L^{M} L^{M}

L^{N} L^{N}

) имат само М или N маркери на повърхността на червените си кръвни клетки. Но хетерозиготните носители (

L^{M} L^{N}

) имат и двата вида маркери в равен брой на клетъчната повърхност.

Както при непълното доминиране, пак можем да използваме законите на Мендел, за да прогнозираме унаследяването на кодоминантните алели. Например, ако двама души с генотип

L^{M} L^{N}

имат деца, в децата ще очакваме да видим кръвни групи М, MN и N и генотипи

L^{M} L^{M}

L^{M} L^{N}

L^{N} L^{N}

в съотношение

1 : 2 : 1

(ако имат достатъчно деца, за да определим точно съотношението!)

Множествен алелизъм

Заключенията на Мендел се базират на схващането, че за всеки ген съществуват само два алела. Днес знаем, че това не винаги е така, а даже в повечето случаи не е така! Въпреки че отделните човешки същества (и всички диплоидни организми) могат да имат само два алела за даден ген, множество алели могат да съществуват на ниво популация и различни индивиди от популацията може да имат различни двойки от тези алели.

Като пример нека разгледаме гена, който кодира цвета на кожухчето при зайците, наречен генът

C

. Съществуват четири алела на гена

C

C

c^{c h}

c^{h}

, и

c

Заек с генотип $С С$ ‍ има черна или кафява козина
Заек с генотип $c^{c h}$ ‍ $c^{c h}$ ‍ има чинчилово оцветяване (сивкава козина).
$c^{h} c^{h}$ ‍ заек има хималайска окраска (цветни петна) с бяло тяло и тъмни уши, лице, крака и опашка.
Заек с генотип $с с$ ‍ е албинос, с чисто бяла козина.

Изображение: "Характеристики и черти: Фигура 5", от Колеж ОупънСтакс, Биология (CC BY 3.0).

При множествения алелизъм са възможни голям брой доминантни зависимости. В този случай алелът

С

за черен цвят е напълно доминантен по отношение на всички други; алелът

c^{c h}

за чинчилова окраска е непълно доминантен над алела

c^{h}

за хималайска окраска и алела

с

за албиноска окраска; а алелът

c^{h}

за хималайска окраска е напълно доминантен по отношение на алела

с

за албиноска окраска.

Хората, които отглеждат зайци, открили тези зависимости чрез кръстосване на различни зайци от различни генотипи и наблюдаване на фенотипите на хетерозиготните зайчета.

[Как тези алели променят цвета на заека?]

[Източници и препратки]

Искаш ли да се присъединиш към разговора?

Вписване в профила

Сортирай по:

Все още няма публикации.

Разбираш ли английски? Натисни тук, за да видиш още дискусии в английския сайт на Кан Академия.