По мере накопления научного опыта появились противоречия третьему закону независимого наследования Менделя. Потомство делилось по фенотипу в соотношении 15:1 или 9:7 вместо менделевского 9:16. Это указывает на определенные взаимоотношения между неаллельными генами.

Механизм

Неаллельные гены расположены в разных участках хромосом и кодируют разные типы белков. Гены не влияют друг на друга напрямую, поэтому взаимодействие происходит в цитоплазме на уровне белков, кодируемых определенными генами.

Взаимодействие между неаллельными генами

Рис. 1. Неаллельные гены.

Механизм взаимодействия может протекать по одному из трех сценариев:

  • одновременное действие двух ферментов, кодирующих два неаллельных гена;
  • один неаллельный ген продуцирует белок, который влияет на работу другого неаллельного гена (репрессирует или активирует);
  • два белка, кодируемые двумя неаллельными генами, действуют на один и тот же процесс, усиливая или восстанавливая один и тот же признак.

Один ген может отвечать за несколько фенотипических признаков или несколько генов могут обуславливать один признак.

Виды

Существует несколько типов взаимодействия неаллельных генов, наиболее важные из которых подробно описаны в таблице.

Взаимодействие между неаллельными генами

Рис. 2. Дополнительность.

Вид

Описание

Пример

Дополнительность

Признак, обусловленный двумя разными генами, проявляется только при сочетании двух доминантных аллелей. Такие гены называются комплементарными. Признак не формируется при отсутствии одного гена. Распределение фенотипических признаков в F2 происходит в соотношении 9:7, 9:6:1, 9:3:4

Скрещенный душистый горошек с белыми цветками. В F1 все потомки имеют фиолетовые цветки из-за комбинации доминантных генов A и B, кодирующих антоциан, который придает фиолетовый цвет. Отдельные гены не образуют фиолетовый цвет. В F2 происходит расщепление – 9 фиолетовых (АВ), 7 белых (3 – Аbb, 3 – ааВ, 1 – аабб)

Эпистаз

Одна пара генов подавляет другую, не давая проявиться фенотипическому признаку. Супрессирующий ген называется эпистатическим (геном-супрессором или ингибитором), репрессированный ген — гипостатическим. Ингибитор обозначается буквой I, т.е эпистаз может быть доминантным – подавление доминантного гена (I>B,b) и рецессивным – подавление рецессивного гена (i>B,b). При доминантном проявлении деление гена происходит в соотношении 7:6:3, 12:3:1, 13:3, при рецессивном проявлении — 9:3:4, 9:7, 13:3

Цвет зерен овса: А – черный, Б – серый. В F1 все зерна будут черными, если ген А является эпистатическим (АаВВ или IiBB). В F2 будет разделение по цвету зерна – 12 черных, 3 серых и 1 белое. У 12 растений обязательно присутствует ген I, у 3 он будет в рецессивном состоянии — т.е растение получит гены iibb (отсутствие черного и серого цветов), поэтому оно будет белым

Полимеризм

Количественные или размерные характеристики, которые невозможно четко разделить по фенотипу (рост, надои, жирность поголовья), определяются набором генов. Бывают накопительные и некумулятивные. В первом случае проявление признака зависит от суммы действий генов (чем больше доминантных генов, тем ярче признак). Во втором случае признак проявляется при доминантном гене; количество генов не влияет на проявление фенотипа. В накопительной форме в F2 расщепление наблюдается в соотношении 1:4:6:4:1, в некумулятивной форме – 15:1. Гены полимеров обозначаются одной буквой (А, а, В, б и т д.), а аллели — цифрой. Например А1а1А2а2

Цвет кожи человека зависит от действия четырех генов: A1A1A2A2 — черный, a1a1a2a2 — белый, A1A1A2a2, A1a1A2A2, A1a1A2a2, A1A1a2a2, a1a1A2A2, A1a1a2a2, a1a1a2a2, a1a1A2a2, a1a1A2a2, a1a1A2a2, a1a1A2amos средний уровень освещенности (настолько темный, даже черный

Взаимодействие между неаллельными генами

Рис. 3. Эпистаз.

Множественное действие генов называется плейотропией. Действие одного гена, как правило, обусловлено взаимодействием с другими генами. Таким эффектом обладает большинство генов, поэтому генотип представляет собой систему взаимодействующих генов.

Что мы узнали?

Мы кратко узнали о типах взаимодействия неаллельных генов. Различают три типа взаимодействия – комплементарность, эпистаз, полимеризация. Для комплементарного проявления признака необходимо наличие двух доминантных генов. Эпистаз характеризуется подавлением одного гена действием другого гена. Полимер – это взаимодействие набора генов. Взаимодействие между многими генами называется плейотропией.