Signification biologique de l'interaction des gènes alléliques et non alléliques. Interaction des gènes

Les gènes qui contrôlent le développement du même caractère (par exemple, la couleur des fleurs), qu’ils soient alléliques ou non, ne peuvent pas agir de manière totalement indépendante. Un génotype n’est pas une simple somme de ses gènes constitutifs ; c’est un système complexe basé sur des interactions inter-alléliques et non alléliques. L'interaction se produit au niveau des produits protéiques produits sous le contrôle des gènes.

Différents types de domination sont déterminés interaction des gènes alléliques. Une domination complète ne signifie pas toujours que la fonction d'un gène récessif est complètement supprimée et qu'il ne fonctionne pas. Par exemple, chez les mufliers, la couleur des fleurs rouges est dominante sur le rouge clair. Cependant, les deux gènes alléliques, dominants et récessifs, sont exprimés, c'est-à-dire qu'ils assurent la production d'une enzyme qui catalyse la synthèse pigmentaire. Mais sous le contrôle d'un gène récessif, une forme inactive de l'enzyme est produite, qui ne peut pas assurer l'étape finale de la production de pigment rouge (cyanidine). En conséquence, les homozygotes récessifs ne produisent que son précurseur, un pigment rouge clair (pélargonidine). Chez un hétérozygote, le travail du gène dominant assure intégralement la transformation du pigment rouge clair en rouge.

La nature de la domination peut changer sous l’influence de conditions extérieures. Ainsi, par exemple, dans le blé conditions normales l'épi normal domine, et avec des heures de clarté courtes, l'épi ramifié domine. Mais un changement dans la nature de la dominance n'entraîne pas de changement dans le génotype et ne modifie pas la ségrégation dans la progéniture hybride.

L'interaction des gènes alléliques est particulièrement visible dans l'exemple du phénomène allélisme multiple. Ce terme fait référence à l’existence de plusieurs (parfois plusieurs) allèles d’un même gène, qui forment une série d’allèles multiples. De telles séries sont connues chez de nombreux animaux et plantes ; chez la drosophile, leur nombre atteint plusieurs dizaines.

Un exemple classique d’allélisme multiple est la série de gènes qui contrôlent la couleur des yeux chez la drosophile. Il comprend 12 gènes mutants qui déterminent Divers types couleur : du blanc au rouge foncé, caractéristique des mouches sauvages.

Tous les membres d'une série d'allèles multiples sont désignés par la même lettre (initiale en nom anglais premier membre de la série). Un index y est ajouté sous la forme d'une ou deux lettres - la première du nom de ce membre de la série. Par exemple : le membre initial de la série ci-dessus de couleur des yeux chez la drosophile - la mutation récessive blanche (yeux blancs) est désignée par w, l'un des membres mutants suivants de la série comme w un(abricot - yeux abricot), et le gène dominant de type sauvage ressemble à W.

Tous les membres de la série sont des formes mutantes du même gène de type sauvage et occupent donc le même locus sur le chromosome. Avec un nombre normal (diploïde) de chromosomes, seuls deux membres de cette série peuvent être représentés dans le génotype.

Chacun des gènes mutants de la série forme une paire allélique avec tout autre membre de la série, et ils sont tous alléliques à un seul gène de type sauvage qui provoque la coloration normale (rouge) des yeux de la drosophile. Il est dominant par rapport à tout autre membre de la série. Si le génotype contient deux allèles mutants, ces individus sont alors appelés composés. Ils se caractérisent par un état intermédiaire du trait. Ainsi, par exemple, chez les hétérozygotes pour les gènes blanc Et abricot La couleur des yeux est jaune. La différence entre l'interaction des gènes alléliques et des gènes non alléliques est que chez les hétérozygotes pour deux allèles mutants, leur action n'est pas complémentaire et ne permet pas de retour au trait de type sauvage.

Une série de gènes alléliques pour la couleur des yeux chez la drosophile

Dans certaines séries d'allèles multiples, le gène de type sauvage peut être récessif par rapport au gène mutant. Cela indique que le gène peut muter dans différentes directions : à la fois vers la dominance et vers la récessivité. Un exemple de cette situation est une série de trois gènes chez la drosophile : Tronquer(T dp - ailes coupées) - Normale— dumpy(dp - ailes raccourcies).

Une série d'allèles multiples a été trouvée chez la souris (couleur du pelage), le lapin, la zibeline et le renard (couleur du pelage), dans le sarrasin, le tabac (auto-incompatibilité), chez l'homme (gènes des groupes sanguins), etc. La combinaison de mutations alléliques est largement utilisé par les éleveurs pour obtenir de nouveaux caractères précieux.

Les différentes couleurs de fourrure des lapins sont déterminées par les gènes d’une série d’allèles multiples.

Chez l’homme, une série d’allèles multiples qui contrôlent les groupes sanguins du système ABO sont bien connus. Il comprend trois gènes non alléliques : I A, I B et i. Les gènes dominants I A et I B interagissent entre eux selon le type de codominance et dominent tous deux complètement le gène récessif i. En fonction de la combinaison de ces gènes, l'un ou l'autre groupe sanguin se forme chez une personne.

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Caractères mendéliens.

Types de croisement.

Croisement réciproque– croisement de combinaisons mutuellement opposées du trait analysé et du sexe (ou type d'accouplement) dans les formes participant à ces croisements. Par exemple, si lors du premier croisement, la femelle avait un trait dominant et le mâle un trait récessif, alors lors du deuxième croisement, la femelle devrait avoir un trait récessif et le mâle un trait dominant.

Le croisement d'hybrides de première génération avec des individus de génotype similaire à celui des parents est appelé consigné. En utilisant cette méthode le génotype est révélé.

Le croisement des descendants de première génération avec une forme homozygote pour un trait récessif est appelé croisement d'analyse .

Allélisme multiple.

Allèles multiples. Dans les expériences de Mendel, les gènes n'existaient que sous deux formes : dominante et récessive. Mais la plupart des gènes ne sont pas représentés par deux, mais un grand nombre allèles. En plus des allèles principaux (dominants et récessifs), il existe également des allèles intermédiaires. Une série d’allèles (trois ou plus) d’un gène est appelée plusieurs allèles et un tel phénomène est appelé allélisme multiple.

Héritage des groupes sanguins ABO et Rh

Le système de groupe sanguin ABO chez l'homme est hérité de plusieurs allèles d'un gène autosomique, dont le locus est désigné par la lettre I (du mot ishémaglutinogène). Ses trois allèles sont désignés I(0), I(A), I(B). De plus, I (A), I (B) sont codominants, I (0) est récessif.

L'allèle IA contrôle la synthèse de l'antigène A, l'allèle IV contrôle la synthèse de l'antigène B et l'allèle IO n'en contrôle aucun. Les antigènes sont contenus à la surface des globules rouges et d'autres cellules (leucocytes, plaquettes, cellules tissulaires). Chaque personne peut hériter de l’un des trois allèles possibles, mais pas plus de deux. Selon leur combinaison, il existe 4 groupes sanguins (4 phénotypes) dont les différences sont liées à la présence ou à l'absence de substances particulières : des agglutinogènes (antigènes) A ​​et B à la surface des globules rouges et des agglutinines (anticorps) a et b dans le plasma sanguin. Six génotypes correspondent à quatre phénotypes.

L’antigène A et l’anticorps a ne sont jamais contenus ensemble, tout comme l’antigène B et l’anticorps b. Lorsque les antigènes interagissent avec les anticorps du même nom, les globules rouges se collent et précipitent (agglutination), ce qui indique l'incompatibilité du sang du donneur et du receveur.

Héritage du facteur Rh.

Le facteur Rh est causé par trois gènes dominants étroitement liés (C, D, E) situés sur le premier chromosome. Le rôle principal appartient à l'antigène D : s'il est détecté, alors le sang est classé Rh-positif (DD ou Dd), s'il n'est pas détecté, il est classé Rh-négatif (dd). Le facteur Rh doit être pris en compte lors des transfusions sanguines et des transplantations, car l'organisme produit des anticorps contre lui.

Interaction génétique.

TYPES D'INTERACTION DE GÈNES ALLELES. Il y a une domination totale, dominance incomplète, co-dominance, sur-dominance.

1. Domination totale- il s'agit d'un type d'interaction de gènes alléliques dans lequel le phénotype des hétérozygotes ne diffère pas du phénotype des homozygotes en termes de dominance, c'est-à-dire que le produit d'un gène dominant est présent dans le phénotype des hétérozygotes.

2. Domination incomplète. C'est le nom du type d'interaction de gènes alléliques dans lequel le phénotype des hétérozygotes diffère à la fois du phénotype des homozygotes dominants et du phénotype des homozygotes récessifs et a une valeur moyenne (intermédiaire) entre eux.

3. Codominance- un type d'interaction de gènes alléliques dans lequel le phénotype des hétérozygotes diffère à la fois du phénotype des homozygotes dominants et du phénotype des homozygotes récessifs, et le phénotype des hétérozygotes contient des produits des deux gènes.

4.Surdominance – interaction de gènes alléliques, dans laquelle l'allèle dominant à l'état hétérozygote se manifeste plus fortement dans le phénotype qu'à l'état homozygote (Aa > AA).

TYPES D'INTERACTION DE GÈNES NON ALLÉLIQUES

Les gènes non alléliques sont des gènes situés soit dans des locus non identiques de chromosomes homologues, soit dans différentes paires de chromosomes homologues.

1. Complémentarité - un type d'interaction de gènes non alléliques dans lequel un trait est formé à la suite de la combinaison totale des produits de leurs allèles dominants. L'audition normale est formée par une paire de gènes. Dans ce cas, les personnes ayant une audition normale possèdent les génotypes AABB, AAVb, AaBv et AaBB.

Les gènes complémentaires ou complémentaires sont des gènes qui ne présentent pas leur effet individuellement, mais qui, lorsqu'ils sont simultanément présents dans le génotype, prédéterminent le développement d'un nouveau trait.

2. Épistase - un type d'interaction de gènes non alléliques dans lequel une paire de gènes supprime (empêche la manifestation du phénotype) une autre paire de gènes.

Un gène qui supprime l’action d’un autre gène est appelé suppresseur (inhibiteur). Selon le gène supprimé, on distingue les épistases dominantes et récessives.

3. Polymère. Il s'agit d'un type d'interaction entre deux ou plusieurs paires de gènes non alléliques, dont les allèles dominants affectent clairement le développement du même trait.

Si le nombre d'allèles dominants affecte le degré d'expression d'un trait, le polymère est appelé cumulatif . Plus les allèles sont dominants, plus le trait est exprimé intensément. Ce type d'héritage comprend des caractéristiques qui peuvent être exprimées quantitativement : couleur de peau et de cheveux, taille.

Avec la polymérisation non cumulative, le nombre d'allèles dominants n'affecte pas le degré d'expression du trait, et le trait se manifeste en présence d'au moins un des allèles dominants.

Hérédité et environnement. Lorsqu’on considère l’effet des gènes et de leurs allèles, il est nécessaire de prendre en compte l’influence modificatrice de l’environnement dans lequel l’organisme se développe. La fréquence de manifestation phénotypique d'un gène parmi ses porteurs est appelée pénétrance . La pénétrance est complète si elle se manifeste à 100 % et incomplète si le trait se manifeste chez certains porteurs.

Le degré d'expression phénotypique d'un trait est appelé expressivité.

Avec les maladies héréditaires dominantes, l'expressivité peut fluctuer. Peut survenir dans la même famille maladies héréditaires de la lumière, à peine perceptible, à formes graves. Par exemple, diverses formes l'hypertension, la schizophrénie, diabète sucré etc.

Héritage enchaîné.

Groupe d'embrayage- des gènes localisés sur le même chromosome et hérités ensemble. Quantité les groupes de liaison correspondent à l’ensemble haploïde de chromosomes.

Héritage enchaîné- héritage de traits dont les gènes sont localisés sur un chromosome. La force du lien entre les gènes dépend de la distance qui les sépare : plus les gènes sont éloignés les uns des autres, plus la fréquence des croisements est élevée et vice versa.

Adhérence totale- un type d'héritage lié dans lequel les gènes des traits analysés sont si proches les uns des autres que leur croisement devient impossible.

Embrayage incomplet- un type d'héritage lié dans lequel les gènes des caractères analysés sont situés à une certaine distance les uns des autres, ce qui rend possible les croisements entre eux.

Héritage indépendant- héritage de traits dont les gènes sont localisés dans différentes paires de chromosomes homologues.

Il a été prouvé que le nombre de caractéristiques héréditaires d'un organisme dépasse largement le nombre de chromosomes dans l'ensemble haploïde. Ainsi, dans l'ensemble haploïde de l'objet classique de la recherche génétique - la mouche drosophile - il n'y a que quatre chromosomes, mais le nombre de caractéristiques héréditaires et, par conséquent, de gènes qui les déterminent, est sans aucun doute beaucoup plus important. Cela signifie qu’il existe de nombreux gènes sur chaque chromosome. Par conséquent, à côté des traits hérités de manière indépendante, il doit également y avoir ceux qui sont hérités liés les uns aux autres, car ils sont déterminés par des gènes situés sur le même chromosome. Ces gènes forment un groupe de liaison. Le nombre de groupes de liaison dans les organismes d'une certaine espèce est égal au nombre de chromosomes dans l'ensemble haploïde (par exemple, chez la drosophile, 1 paire = 4, chez l'homme 1 paire = 23).

Sur la base des résultats obtenus lors d'expériences avec la drosophile, T. Morgan a formulé la règle suivante : les gènes localisés sur le même chromosome sont liés par héritage, et la force de la liaison dépend de la distance entre les gènes.

Sur la base de ces données, T. H. Morgan a suggéré que les gènes qui déterminent la couleur du corps et la forme des ailes sont situés sur un chromosome, mais que pendant le processus de méiose lors de la formation des gamètes, les chromosomes homologues peuvent échanger des sections, c'est-à-dire un phénomène appelé croisement de chromosomes, ou croisement, a lieu.

Traverser- échange de sections de chromosomes homologues lors de la division cellulaire, principalement lors de la prophase de la première division méiotique, parfois lors de la mitose.

Le croisement se produit uniquement lorsque les gènes sont dans un état hétérozygote (AB/av). Si les gènes sont dans un état homozygote (AB/AB ou aB/aB), l'échange de sections identiques ne donne pas de nouvelles combinaisons de gènes dans les gamètes et dans la génération.

Le segment chromosomique sur lequel se produit 1% de croisement est égal à un Morganide(une mesure conditionnelle de la distance entre les gènes). Le croisement de fréquence est utilisé pour déterminer la position relative des gènes et la distance qui les sépare. Les nouvelles technologies sont utilisées pour construire une carte génétique humaine ; en outre, des cartes cytogénétiques des chromosomes ont été construites. Le croisement conduit à une nouvelle combinaison de gènes et provoque un changement de phénotype. De plus, avec les mutations, c'est facteur importantévolution des organismes.

Le résultat des recherches de T. Morgan fut la création de théorie chromosomique de l'hérédité:

· les gènes sont situés sur les chromosomes ; différents chromosomes contiennent un nombre différent de gènes ; l'ensemble des gènes de chacun des chromosomes non homologues est unique ;

Chaque gène a un emplacement spécifique (locus) sur le chromosome ; les gènes alléliques sont situés dans des locus identiques de chromosomes homologues ;

· les gènes sont situés sur les chromosomes dans une certaine séquence linéaire ;

· les gènes localisés sur le même chromosome sont hérités ensemble, formant un groupe de liaison ; le nombre de groupes de liaison est égal à l'ensemble haploïde de chromosomes et est constant pour chaque type d'organisme ;

La transmission des caractères de génération en génération est due à l'interaction de divers gènes. Qu’est-ce qu’un gène et quels types d’interactions existe-t-il entre eux ?

Qu'est-ce qu'un gène ?

Actuellement, un gène désigne une unité de transmission informations héréditaires. Les gènes se trouvent dans l'ADN et forment ses sections structurelles. Chaque gène est responsable de la synthèse d'une molécule protéique spécifique, qui détermine la manifestation d'un trait particulier chez l'homme.

Chaque gène possède plusieurs sous-types ou allèles, qui provoquent divers traits (par exemple, la couleur des yeux marron est causée par l'allèle dominant du gène, tandis que la couleur bleue est un trait récessif). Les allèles sont situés dans des zones identiques et la transmission de l'un ou l'autre chromosome détermine la manifestation de l'un ou l'autre trait.

Tous les gènes interagissent les uns avec les autres. Il existe plusieurs types de leur interaction - alléliques et non alléliques. En conséquence, l'interaction des gènes alléliques et non alléliques est distinguée. En quoi diffèrent-ils les uns des autres et comment se manifestent-ils ?

Histoire de la découverte

Avant la découverte des types d'interaction de gènes non alléliques, il était généralement admis que cela n'était que possible (s'il existe un gène dominant, alors le trait apparaîtra ; s'il n'est pas là, alors le trait n'existera pas). La doctrine dominante concernait l'interaction allélique, qui pendant longtempsétait le dogme principal de la génétique. La dominance a été étudiée en profondeur et des types tels que la dominance complète et incomplète, la codominance et la surdominance ont été découverts.

Tous ces principes étaient soumis au premier, qui affirmait l'uniformité des hybrides de première génération.

Après des observations et des recherches plus approfondies, il a été remarqué que tous les signes ne correspondent pas à la théorie de la dominance. Après une étude plus approfondie, il a été prouvé que ce ne sont pas seulement les gènes identiques qui influencent la manifestation d'un trait ou d'un groupe de propriétés. Ainsi, des formes d'interaction entre gènes non alléliques ont été découvertes.

Réactions entre gènes

Comme nous l’avons dit, la doctrine de l’héritage dominant a prévalu pendant longtemps. Dans ce cas, il y avait une interaction allélique dans laquelle le trait ne se manifestait qu’à l’état hétérozygote. Après la découverte de diverses formes d'interaction entre gènes non alléliques, les scientifiques ont pu expliquer des types de transmission jusqu'alors inexplicables et obtenir des réponses à de nombreuses questions.

Il a été constaté que la régulation des gènes dépendait directement des enzymes. Ces enzymes permettaient aux gènes de réagir de différentes manières. Dans ce cas, l'interaction des gènes alléliques et non alléliques s'est déroulée selon les mêmes principes et schémas. Cela a conduit à la conclusion que l'héritage ne dépend pas des conditions dans lesquelles les gènes interagissent et que la raison de la transmission atypique des traits réside dans les gènes eux-mêmes.

L'interaction non allélique est unique, ce qui permet d'obtenir de nouvelles combinaisons de caractéristiques qui déterminent un nouveau degré de survie et de développement des organismes.

Gènes non alléliques

Les gènes non alléliques sont ceux localisés dans différentes régions de chromosomes non homologues. Ils ont la même fonction de synthèse, mais ils codent pour la formation de diverses protéines qui déterminent différents signes. Ces gènes, réagissant les uns avec les autres, peuvent déterminer le développement de traits selon plusieurs combinaisons :

• Un trait sera déterminé par l’interaction de plusieurs gènes de structure complètement différente.
• Plusieurs traits dépendront d’un seul gène.

Les réactions entre ces gènes sont un peu plus complexes qu'avec l'interaction allélique. Cependant, chacun de ces types de réactions a ses propres caractéristiques et caractéristiques.

Quels types d’interactions de gènes non alléliques existe-t-il ?

• Épistase.
• Polymérisme.
• Complémentarité.
• Action des gènes modificateurs.
• Interaction pléiotropique.

Chacun de ces types d'interaction a son propre propriétés uniques et se manifeste à sa manière.

Il vaut la peine de s'attarder plus en détail sur chacun d'eux.

Épistase

Cette interaction de gènes non alléliques - l'épistasie - est observée lorsqu'un gène supprime l'activité d'un autre (le gène suppresseur est appelé gène épistatique et le gène supprimé est appelé gène hypostatique).

La réaction entre ces gènes peut être dominante ou récessive. L'épistasie dominante est observée lorsqu'un gène épistatique (généralement désigné par la lettre I, s'il n'a pas de manifestation phénotypique externe) supprime un gène hypostatique (généralement noté B ou b). L'épistasie récessive est observée lorsque l'allèle récessif d'un gène épistatique inhibe l'expression de l'un des allèles du gène hypostatique.

Fractionnement par trait phénotypique, pour chaque type de ces interactions, est également différent. Avec l'épistasie dominante, l'image suivante est le plus souvent observée : dans la deuxième génération, la division selon les phénotypes sera la suivante - 13 :3, 7 :6 :3 ou 12 :3 :1. Tout dépend des gènes réunis.

En épistase récessive, la division est la suivante : 9:3:4, 9:7, 13:3.

Complémentarité

L’interaction de gènes non alléliques, dans laquelle la combinaison d’allèles dominants de plusieurs caractères produit un nouveau phénotype jusqu’alors inconnu, est appelée complémentarité.

Par exemple, ce type de réaction entre gènes est plus courant chez les plantes (en particulier les citrouilles).

Si le génotype de la plante contient un allèle dominant A ou B, alors le légume prend une forme sphérique. Si le génotype est récessif, la forme du fruit est généralement allongée.

Si deux allèles dominants (A et B) sont présents simultanément dans le génotype, la citrouille acquiert une forme en forme de disque. Si vous continuez à croiser (c'est-à-dire continuez cette interaction de gènes non alléliques avec des citrouilles de lignée pure), alors dans la deuxième génération, vous pouvez obtenir 9 individus de forme discoïde, 6 de forme sphérique et une citrouille allongée.

Un tel croisement permet d'obtenir de nouvelles formes hybrides de plantes aux propriétés uniques.

Chez l'homme, ce type d'interaction détermine le développement normal de l'audition (un gène est le développement de la cochlée, l'autre est le développement du nerf auditif), et en présence d'un seul trait dominant, la surdité apparaît.

Polymérisme

Souvent, la base de la manifestation d'un trait n'est pas la présence d'un allèle dominant ou récessif d'un gène, mais leur nombre. L'interaction de gènes non alléliques - la polymérisation - est un exemple d'une telle manifestation.

L'action polymère des gènes peut se produire avec ou sans action cumulative. Lors du cumul, le degré de manifestation d'un trait dépend de l'interaction générale des gènes (plus il y a de gènes, plus le trait est exprimé fortement). La progéniture avec un tel effet est divisée comme suit - 1 : 4 : 6 : 4 : 1 (le degré d'expression du trait diminue, c'est-à-dire que chez un individu, le trait est exprimé au maximum, chez d'autres, il s'efface jusqu'à disparaître complètement) .

Si aucun effet cumulatif n’est observé, alors la manifestation du trait dépend des allèles dominants. S’il existe au moins un de ces allèles, le trait se produira. Avec un effet similaire, le clivage de la progéniture se produit dans un rapport de 15 : 1.

Action des gènes modificateurs

L'interaction de gènes non alléliques, contrôlée par l'action de modificateurs, est observée relativement rarement. Un exemple d’une telle interaction est le suivant :

Une telle interaction de gènes non alléliques chez l'homme se produit assez rarement.

Pléiotropie

Avec ce type d’interaction, un gène régule l’expression ou influence le degré d’expression d’un autre gène.

Chez les animaux, la pléiotropie se manifestait de la manière suivante :

• Chez la souris, un exemple de pléiotropie est le nanisme. Il a été remarqué que lors du croisement de souris phénotypiquement normales de la première génération, toutes les souris se sont révélées naines. Il a été conclu que le nanisme est causé par un gène récessif. Les homozygotes récessifs ont cessé de croître, leur sous-développement a été observé les organes internes et les glandes. Ce gène du nanisme a influencé le développement de l'hypophyse chez la souris, ce qui a entraîné une diminution de la synthèse hormonale et en a entraîné toutes les conséquences.
• Coloration platine chez le renard. La pléiotropie dans ce cas s'est manifestée génome mortel, qui provoquait la mort des embryons lors de la formation d'un homozygote dominant.
• Chez l'homme, l'interaction pléiotropique est démontrée par l'exemple de la phénylcétonurie, ainsi que

Le rôle de l'interaction non allélique

En termes d'évolution, tous les types d'interactions de gènes non alléliques ci-dessus jouent un rôle important. De nouvelles combinaisons de gènes provoquent l’apparition de nouvelles caractéristiques et propriétés des organismes vivants. Dans certains cas, ces signes contribuent à la survie de l'organisme, dans d'autres, au contraire, ils provoquent la mort des individus qui se démarqueront de manière significative parmi leur espèce.

L'interaction des gènes non alléliques est largement utilisée dans génétique de sélection. Certaines espèces d'organismes vivants sont préservées grâce à une telle recombinaison génétique. D'autres espèces acquièrent des propriétés très appréciées dans monde moderne(par exemple, élever une nouvelle race d'animal qui a une plus grande endurance et une plus grande force physique que ses parents).

Des travaux sont en cours pour utiliser ces types d'héritage chez l'homme afin d'éliminer les traits négatifs et de créer un nouveau génotype sans défaut.

Complémentarité

Article principal : Complémentarité (génétique)

L'action génique complémentaire (supplémentaire) est un type d'interaction de gènes non alléliques dont les allèles dominants, lorsqu'ils sont combinés dans un génotype, déterminent une nouvelle manifestation phénotypique de traits. Dans ce cas, la division des hybrides F2 selon le phénotype peut se produire dans les rapports 9:6:1, 9:3:4, 9:7, parfois 9:3:3:1. Un exemple de complémentarité est l’héritage de la forme du fruit de la citrouille. La présence de gènes dominants A ou B dans le génotype détermine la forme sphérique du fruit et la forme allongée des gènes récessifs. Si le génotype contient à la fois les gènes dominants A et B, la forme du fruit sera discoïde. Lors du croisement de lignées pures avec des variétés ayant une forme de fruit sphérique, dans la première génération hybride F1, tous les fruits auront une forme de disque, et dans la génération F2, il y aura une division du phénotype : sur 16 plantes, 9 aura des fruits en forme de disque, 6 - sphériques et 1 - allongés.

Épistase

L'épistasie est l'interaction de gènes non alléliques, dans laquelle l'un d'eux est supprimé par l'autre. Le gène suppresseur est appelé épistatique, le gène supprimé est appelé hypostatique. Si un gène épistatique n'a pas sa propre manifestation phénotypique, il est alors appelé inhibiteur et est désigné par la lettre I. L'interaction épistatique de gènes non alléliques peut être dominante et récessive. Dans l'épistasie dominante, la manifestation du gène hypostatique (B, b) est supprimée par le gène épistatique dominant (I > B, b). Le clivage phénotypique au cours de l'épistasie dominante peut se produire dans le rapport 12:3:1, 13:3, 7:6:3. L'épistasie récessive est la suppression par un allèle récessif d'un gène épistatique des allèles d'un gène hypostatique (i > B, b). Le clivage phénotypique peut se produire dans le rapport 9:3:4, 9:7, 13:3.

Polymérisme

Le polymérisme est l'interaction de plusieurs gènes non alléliques qui influencent de manière unique le développement du même trait ; Le degré de manifestation d'un trait dépend du nombre de gènes. Les gènes polymères sont désignés par les mêmes lettres et les allèles du même locus ont le même indice.

L'interaction polymère de gènes non alléliques peut être cumulative et non cumulative. Avec la polymérisation cumulative (accumulative), le degré de manifestation du trait dépend de l'action sommative des gènes. Plus les allèles génétiques sont dominants, plus un trait particulier est prononcé. Le clivage phénotypique F2 se produit dans le rapport 1:4:6:4:1.

Avec une polymérisation non cumulative, le trait se manifeste en présence d'au moins un des allèles dominants des gènes du polymère. Le nombre d’allèles dominants n’affecte pas le degré d’expression du trait. La ségrégation phénotypique se produit dans un rapport de 15 : 1.

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Modification de l'interaction génique- * gène uzaemadzeyanneў madіkavalnaya * interaction génique modificative renforçant ou affaiblissant l'action des gènes principaux (q.v.) par l'action d'autrui, de gènes non alléliques ou de gènes modificateurs (q.v.). Dans le même temps, des gènes modificateurs qui renforcent l'effet du principal... La génétique. Dictionnaire encyclopédique

banque de gènes génomique- bibliothèque génomique, banque de gènes * bibliothèque génomique, banque de gènes * bibliothèque génomique ou banque de gènes un ensemble de fragments d'ADN clonés représentant un génome individuel (groupe, espèce). Les mammifères (y compris les humains) ont de grands génomes... ... La génétique. Dictionnaire encyclopédique

Interaction de plusieurs gènes non alléliques qui influencent de manière unidirectionnelle le développement du même trait ; Le degré de manifestation d'un trait dépend du nombre de gènes. Les gènes polymères sont désignés par les mêmes lettres, et les allèles du même locus... ... Wikipédia

Interaction de gènes dans laquelle l'activité d'un gène est influencée par un autre (des gènes) qui ne lui est pas allélique. Un gène qui supprime les manifestations phénotypiques d’un autre est appelé épistatique ; un gène dont l'activité est altérée ou supprimée... ... Wikipédia

Les lois fondamentales de l'héritage ont été développées pour la première fois par Gregor Mendel. Tout organisme possède de nombreuses caractéristiques héréditaires. G. Mendel a proposé d'étudier l'héritage de chacun d'eux indépendamment de ce qui est hérité des autres. Ayant prouvé la possibilité d'hériter d'un trait indépendamment des autres, il a ainsi montré que l'hérédité est divisible et que le génotype est constitué d'unités distinctes qui déterminent des traits individuels et sont relativement indépendants les uns des autres. Il s’est avéré que, d’une part, le même gène peut influencer plusieurs traits différents et, d’autre part, que les gènes interagissent les uns avec les autres. Cette découverte est devenue la base du développement théorie moderne, qui considère le génotype comme un système intégral de gènes en interaction. Selon cette théorie, l’influence de chaque gène individuel sur un trait dépend toujours du reste de la constitution génétique (génotype) et le développement de chaque organisme est le résultat de l’influence du génotype entier. Les idées modernes sur l'interaction des gènes sont présentées dans la Fig. 1.

Riz. 1. Schéma d'interaction génique ()

Gènes alléliques- des gènes qui déterminent le développement du même trait et sont situés dans des régions identiques de chromosomes homologues.

À domination totale le gène dominant supprime complètement la manifestation du gène récessif.

Dominance incomplète est de nature intermédiaire. Avec cette forme d’interaction génétique, tous les homozygotes et hétérozygotes sont très différents les uns des autres en termes de phénotype.

Codominance- un phénomène dans lequel les hétérozygotes présentent les deux traits parentaux, c'est-à-dire que le gène dominant ne supprime pas complètement l'effet du trait récessif. Un exemple est la couleur du pelage des vaches Shorthorn, la couleur dominante est le rouge, la couleur récessive est le blanc et les hétérozygotes ont une couleur rouan - une partie des poils est rouge et une partie des poils. fleurs blanches(Fig.2).

Riz. 2. Couleur du pelage des vaches Shorthorn ()

Ceci est un exemple de l’interaction de deux gènes.

D'autres formes d'interaction sont également connues, lorsque trois gènes ou plus interagissent - ce type d'interaction est appelé allélisme multiple. Plusieurs gènes sont responsables de la manifestation de ces traits, dont deux peuvent être localisés dans les loci chromosomiques correspondants. L'héritage des groupes sanguins chez l'homme est un exemple d'allélisme multiple. Le groupe sanguin d'une personne est contrôlé par un gène autosomique, son locus est désigné par I, ses trois allèles sont désignés par A, B, 0. A et B sont codominants, O est récessif pour les deux. Sachant que sur trois allèles dans un génotype, il ne peut y en avoir que deux, on peut supposer que les combinaisons peuvent correspondre aux quatre groupes sanguins (Fig. 3).

Riz. 3. Groupes sanguins humains ()

Pour consolider le matériel, résolvez le problème suivant.

Déterminez quels groupes sanguins un enfant né d'un mariage entre un homme du premier groupe sanguin - I (0) et une femme du quatrième groupe sanguin - IV (AB) peut avoir.

Gènes non alléliques- ce sont des gènes situés dans différentes parties des chromosomes et codant pour différentes protéines. Les gènes non alléliques peuvent interagir les uns avec les autres. Dans tous les cas d'interaction génétique, les schémas mendéliens sont strictement observés, soit un gène déterminant le développement de plusieurs traits, soit, à l'inverse, un trait se manifestant sous l'influence d'une combinaison de plusieurs gènes. L'interaction des gènes non alléliques se manifeste sous quatre formes principales : l'épistasie, la complémentarité, la polymérisation et la pléiotropie.

Complémentarité- un type d'interaction génétique dans lequel un trait peut se manifester si deux gènes ou plus sont trouvés dans le génotype. Ainsi, deux enzymes participent à la formation de la chlorophylle chez l'orge ; si elles sont présentes ensemble dans le génotype, la chlorophylle développera une couleur verte ; si un seul gène est présent, la plante aura une couleur jaune. Si les deux gènes sont absents, la plante aura couleur blanche et ne sera pas viable.

Épistase- interaction de gènes, dans laquelle un gène non allélique supprime les manifestations d'un autre gène non allélique. Un exemple est la couleur du plumage des poulets Leghorn blancs, qui est contrôlée par deux groupes de gènes :

gène dominant - A, responsable de la couleur blanche ;

gène récessif - a, pour la couleur ;

gène dominant - B, responsable de la couleur noire ;

gène récessif - in, pour la couleur brune.

Où couleur blanche supprime la manifestation du noir (Fig. 4).

Riz. 4. Exemple d'épistase des leghorns blanches ()

En croisant l'esprit d'hétérozygotes, une poule blanche et un coq blanc, on voit dans le réseau de Punnett les résultats du croisement : répartition par phénotype dans le rapport

12 poulets blancs : 3 poulets noirs : 1 poulet brun.

Polymérisme- un phénomène dans lequel le développement des traits est contrôlé par plusieurs gènes non alléliques situés sur des chromosomes différents.

Plus les allèles d’un gène donné sont dominants, plus ce trait est grave. Un exemple de polymérisation est l’héritage de la couleur de la peau chez l’homme. Deux paires de gènes sont responsables de la couleur de la peau humaine :

si les quatre allèles de ces gènes sont dominants, alors une couleur de peau de type négroïde apparaîtra ;

si l’un de leurs gènes est récessif, la couleur de la peau sera mulâtre foncée ;

si deux allèles sont récessifs, la couleur correspondra au mulâtre moyen ; s'il ne reste qu'un seul allèle dominant, la couleur sera mulâtre clair ; si les quatre allèles sont récessifs, la couleur correspondra au type de peau caucasienne (Fig. 5).

Riz. 5. Polymeria, héritage de la couleur de la peau par l'homme ()

Pour consolider le matériel, résolvez le problème.

Le fils d’une femme blanche et d’un homme noir a épousé une femme blanche. Un fils né d'un tel mariage peut-il s'avérer plus sombre que son père ?

Pléiotropie- une interaction dans laquelle un gène contrôle le développement de plusieurs traits, c'est-à-dire qu'un gène est responsable de la formation d'une enzyme qui affecte non seulement sa propre réaction, mais affecte également les réactions de biosynthèse secondaires.

Un exemple est le syndrome de Marfan (Fig. 6), qui est causé par un gène mutant entraînant un développement altéré du tissu conjonctif.

Riz. 6. Syndrome de Marfan ()

Ce trouble conduit une personne à développer une luxation du cristallin, des anomalies valvulaires cardiaques, des doigts longs et fins, des malformations vasculaires et des luxations fréquentes des articulations.

Aujourd’hui, nous avons appris qu’un génotype n’est pas un simple ensemble de gènes, mais un système d’interactions complexes entre eux. La formation d’un trait est le résultat de l’action combinée de plusieurs gènes.

Bibliographie

1. Mamontov S.G., Zakharov V.B., Agafonova I.B., Sonin N.I. La biologie. Modèles généraux. - Outarde, 2009.
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3. Pasechnik V.V., Kamensky A.A., Kriksunov E.A. La biologie. Introduction à biologie générale et écologie : Manuel pour la 9e année, 3e éd., stéréotype. - M. : Outarde, 2002.

1. Volna.org ().
2. Bannikov.narod.ru ().
3. Studopedia.ru ().

Devoirs

1. Définir gènes alléliques, nommez leurs formes d’interaction.
2. Définir les gènes non alléliques et nommer leurs formes d'interaction.
3. Résolvez les problèmes proposés pour le sujet.