Ген как единица наследственности. Генотип и фенотип. Единица наследственной информации получила название гена

Единица наследственной информации получила название гена. Поскольку все свойства организма так или иначе определяются белками, то ген соответствует последовательности нуклеотидов, на базе которой синтезируется одна молекула белка. Ген неделим в функциональном отношении, т.е. все мутации одного гена изменяют один и тот же наследственный признак.

Таким образом, достаточно протяженная молекула нуклеиновой кислоты, входящая в состав хромосомы, состоит из множества генов. Наследственные задатки, расположенные в пределах одной хромосомы, передаются потомкам более-менее сцеплено. Нарушения сцепления связаны с тем, что в процессе мейоза (редукционного деления) гомологичные хромосомы могут переплетаться и обмениваться участками (такой обмен носит название кроссинговера). Чем ближе в хромосоме располагаются гены, тем меньше вероятность обмена, поэтому сила сцепления позволяет оценить расстояние между генами и составить карту хромосомы.

Уникальное свойство генов состоит в том, что они сочетают высокую устойчивость (неизменность в ряду поколений) со способностью к наследуемым изменениям - мутациям.

генотип - совокупность наследственных задатков особи - воплощается в ее фенотип - совокупность всех ее признаков и свойств, - еще крайне мало изучена. Один ген может влиять на несколько признаков, несколько генов участвовать в формировании одного свойства. Кроме того, ген в любом случае задает не конкретное проявление, а пределы, в которых может варьировать тот или иной признак, так называемую норму реакции.

9. Наследование признаков при взаимодействии неаллельных генов: комплементарность, эпистаз, криптомерия, полимерия. Особенности наследования качественных и количественных признаков у собак

Поскольку сами гены непосредственно влиять друг на друга не могут, взаимодействие происходит в цитоплазме на уровне белков или ферментов, синтез которых данные гены определяют, или между веществами, образующимися в результате работы данных ферментов.

В том случае, когда признак появляется только при сочетании двух доминантных аллелей разных генов (например, А и В) их взаимодействие называют комплементарностью, а сами гены комплементарными (дополняющими друг друга). При этом каждый из взаимодействующих неаллельных генов в отсутствии другого не обеспечивает формирова- ния признака. Комплементарное взаимодействие двух генов можно обозначить в виде формулы: Аа В

Эпистаз (от греч. epístasis – остановка, препятствие), взаимодействие двух неаллельных (т. е. относящихся к разным локусам) генов, при котором один ген, называемый эпистатичным или геном- супрессором, подавляет действие другого гена, называемого гипостатичным. Гены-супрессоры известны у животных (млекопитающих, птиц, насекомых) и у растений

Эпистатическое взаимодействие генов по своему характеру противоположно комплементарному. В случае комплементарного взаимодей ствия происходит дополнение одного гена другим. Эпистатическое действие генов по своему характеру очень похоже на явление доминирования, разница состоит лишь в том, что при доминировании аллель подавляет проявление рецессивного аллеля, принадлежащего той же самой аллеломорфной паре. При эпистазе же аллель одного гена подавляет проявление аллеля из другой аллеломорфной пары, т. е. неаллельного гена.

В рассмотренных до сих пор типах взаимодействия генов мы касались альтернативных, т. е. качественно различающихся, признаков. Однако такие свойства организмов, как рост, масса, яйценоскость кур, количество молока и его жирность у скота, длина шерсти у овец, количество белка в эндосперме зерна кукурузы и пшеницы, содержание витаминов в растениях, скорость протекания биохимических реакций, свойства нервной деятельности животных и т. п., нельзя разложить на чет- кие фенотипические классы. Такие признаки необходимо оценивать в количественном выражении, поэтому они чаще всего называются количественными, или мерными. Анализ характера расщепления позволил установить, что в данном случае красную окраску зерен определяют два доминантных аллеля двух разных генов, а сочетание их рецессивных аллелей в гомозиготном состоянии определяет отсутствие окраски. Интенсивность окраски зерен зависит от числа доминантных генов, присутствующих в генотипе. Полимерия присуща генам, которые представлены самостоятельными единицами, т.е. являются неаллельными, однако их продукты выполняют одну и ту же функцию. Такие гены были названы полимерными

Помимо действия одних генов на другие, в результате чего наблю- дается изменение признаков последних, существует еще фактор влия- ния внешней среды на генотип (особенно в отношении количественных признаков). Хорошо известна формула: генотип + окружающая среда = фенотип Например, у примулы окраска цветка розовая (Р-) только при тем- пературе 15–20 °С. Если температуру поднять до 30–35 °С окраска цветков станет белой. Вместе с тем даже при 30 °С проявление окраски может варьировать. Такая картина различий в проявлении признаков в зависимости от температуры, т. е. условий среды называется пене- трантностью. Это явление подразумевает возможность проявления или не проявления признака у организмов, одинаковых по генотипу. Пенетрантность выражается долей особей, проявляющих исследуемый признак среди всех особей одинакового генотипа. Сте- пень проявления варьирующего признака называется экспрессив- ностью. Экспрессивность выражают количественно. Способность гена (или генов) проявляться в различных усло- виях среды отражает норму реакции, т. е. способность реагировать на внешние условия среды. Таким образом, мы рассмотрели основные законы расщеплений, открытые Г. Менделем и типы отклонений в наследовании признаков при их взаимодействии.