Pewarisan sifat dari generasi ke generasi adalah disebabkan oleh interaksi antara gen yang berbeza. Apakah itu gen, dan apakah jenis interaksi antara mereka?
Apakah itu gen?
Di bawah gen pada masa ini, ia bermaksud unit penghantaran maklumat keturunan. Gen terletak dalam DNA dan membentuk bahagian strukturnya. Setiap gen bertanggungjawab untuk sintesis molekul protein tertentu, yang menentukan manifestasi sifat tertentu pada manusia.
Setiap gen mempunyai beberapa subspesies atau alel, yang menyebabkan pelbagai sifat (contohnya, mata coklat disebabkan oleh alel dominan gen, manakala biru ialah sifat resesif). Alel terletak di kawasan kromosom homolog yang sama, dan penghantaran satu atau kromosom lain menyebabkan manifestasi satu atau ciri lain.
Semua gen berinteraksi antara satu sama lain. Terdapat beberapa jenis interaksi mereka - allelic dan non-allelic. Sehubungan itu, interaksigen alel dan bukan alel. Bagaimanakah mereka berbeza antara satu sama lain dan bagaimana mereka menampakkan diri mereka?
Sejarah penemuan
Sebelum jenis interaksi gen bukan alel ditemui, diterima umum bahawa hanya dominasi lengkap yang mungkin (jika terdapat gen dominan, sifat itu akan muncul; jika tiada, maka akan ada. bukan sifat). Doktrin interaksi alel, yang untuk masa yang lama adalah dogma utama genetik, diguna pakai. Penguasaan telah dikaji secara meluas dan jenis seperti penguasaan lengkap dan tidak lengkap, penguasaan bersama dan penguasaan berlebihan telah ditemui.
Semua prinsip ini tertakluk kepada undang-undang pertama Mendel, yang menyatakan keseragaman hibrid generasi pertama.
Berikutan pemerhatian dan penyelidikan lanjut, didapati tidak semua tanda menyesuaikan diri dengan teori dominasi. Dengan kajian yang lebih mendalam, terbukti bahawa bukan sahaja gen yang sama mempengaruhi manifestasi sifat atau kumpulan sifat. Oleh itu, bentuk interaksi gen bukan alel ditemui.
Tindak balas antara gen
Seperti yang telah diperkatakan, sejak sekian lama doktrin pewarisan dominan berlaku. Dalam kes ini, interaksi alel berlaku, di mana sifat itu menunjukkan dirinya hanya dalam keadaan heterozigot. Selepas pelbagai bentuk interaksi gen bukan alel ditemui, saintis dapat menerangkan jenis warisan yang tidak dapat dijelaskan sehingga kini dan mendapat jawapan kepada banyak soalan.
Didapati bahawa pengawalan gen secara langsung bergantung kepada enzim. Enzim ini membenarkan gen bertindak balas secara berbeza. Pada masa yang sama, interaksi gen alel dan bukan alel berjalan mengikut prinsip dan corak yang sama. Ini membawa kepada kesimpulan bahawa pewarisan tidak bergantung pada keadaan di mana gen berinteraksi, dan sebab penghantaran sifat atipikal terletak pada gen itu sendiri.
Interaksi bukan alel adalah unik, yang membolehkan anda memperoleh gabungan ciri baharu yang menentukan tahap kemandirian dan perkembangan organisma baharu.
Gen bukan alel
Bukan alelik ialah gen yang disetempatkan di bahagian berlainan kromosom bukan homolog. Mereka mempunyai satu fungsi sintesis, tetapi mereka mengekod pembentukan pelbagai protein yang menyebabkan tanda yang berbeza. Gen sedemikian, bertindak balas antara satu sama lain, boleh menyebabkan perkembangan sifat dalam beberapa kombinasi:
- Satu sifat akan disebabkan oleh interaksi beberapa gen yang sama sekali berbeza.
- Berbilang sifat akan bergantung pada satu gen.
Tindak balas antara gen ini agak rumit berbanding interaksi alel. Walau bagaimanapun, setiap jenis tindak balas ini mempunyai ciri dan ciri tersendiri.
Apakah jenis interaksi gen bukan alel?
- Epistasis.
- Polymeria.
- Pelengkap.
- Tindakan gen pengubah suai.
- Interaksi pleiotropik.
Semua orangdaripada jenis interaksi ini mempunyai sifat uniknya sendiri dan menjelma dengan cara tersendiri.
Kita harus memikirkan setiap daripadanya dengan lebih terperinci.
Epistasis
Interaksi gen bukan alel ini - epistasis - diperhatikan apabila satu gen menyekat aktiviti gen yang lain (gen penindas dipanggil epistatik, dan gen yang ditindas dipanggil gen hipostatik).
Tindak balas antara gen ini boleh menjadi dominan atau resesif. Epistasis dominan diperhatikan apabila gen epistatik (biasanya dilambangkan dengan huruf I, jika ia tidak mempunyai manifestasi fenotip luaran) menindas gen hipostatik (biasanya ditandakan B atau b). Epistasis resesif berlaku apabila alel resesif gen epistatik menghalang ekspresi mana-mana alel gen hipostatik.
Pemisahan mengikut sifat fenotip, dengan setiap jenis interaksi ini, juga berbeza. Dengan epistasis yang dominan, gambar berikut lebih kerap diperhatikan: dalam generasi kedua, mengikut fenotip, pembahagian akan menjadi seperti berikut - 13:3, 7:6:3 atau 12:3:1. Semuanya bergantung pada gen mana yang bertumpu.
Dengan epistasis resesif, pembahagiannya ialah: 9:3:4, 9:7, 13:3.
Pelengkap
Interaksi gen bukan alel, di mana, apabila alel dominan beberapa sifat digabungkan, fenotip baharu yang sehingga kini tidak kelihatan terbentuk, dan dipanggil saling melengkapi.
Sebagai contoh, jenis tindak balas antara gen ini paling kerap berlaku pada tumbuhan (terutamanya labu).
Jika genotip tumbuhan mempunyai alel A atau B yang dominan, maka sayuran itu mendapat bentuk sfera. Jika genotip resesif, maka bentuk janin biasanya memanjang.
Jika terdapat dua alel dominan (A dan B) dalam genotip pada masa yang sama, labu menjadi berbentuk cakera. Jika kita terus menyeberang (iaitu meneruskan interaksi gen bukan alel ini dengan labu garis tulen), maka pada generasi kedua anda boleh mendapatkan 9 individu dengan bentuk berbentuk cakera, 6 dengan bentuk sfera dan satu labu memanjang.
Pembiakan kacukan sebegini membolehkan anda mendapatkan bentuk tumbuhan hibrid baharu dengan ciri unik.
Pada manusia, jenis interaksi ini menyebabkan perkembangan normal pendengaran (satu gen untuk perkembangan koklea, satu lagi untuk saraf pendengaran), dan dengan kehadiran hanya satu sifat dominan, pekak muncul.
Polymeria
Selalunya manifestasi sifat bukan berdasarkan kehadiran alel dominan atau resesif gen, tetapi pada bilangannya. Interaksi gen bukan alel - polimeria - adalah contoh manifestasi sedemikian.
Tindakan polimer gen boleh diteruskan dengan kesan kumulatif (kumulatif) atau tanpanya. Semasa terkumpul, tahap manifestasi sesuatu sifat bergantung kepada interaksi gen keseluruhan (semakin banyak gen, sifat yang lebih ketara). Keturunan dengan kesan yang sama dibahagikan seperti berikut - 1: 4: 6: 4: 1 (tahap ekspresi sifat berkurangan, iaitu dalam satu individu sifat itu dinyatakan secara maksimum, pada orang lain kepupusannya diperhatikan sehingga hilang sepenuhnya.).
Jika tiada tindakan kumulatif diperhatikan, makamanifestasi sesuatu sifat bergantung pada alel dominan. Sekiranya terdapat sekurang-kurangnya satu alel sedemikian, sifat itu akan berlaku. Dengan kesan yang sama, perpecahan dalam anak berlaku dalam nisbah 15:1.
Tindakan gen pengubah suai
Interaksi gen bukan alel, dikawal oleh tindakan pengubah, agak jarang berlaku. Contoh interaksi sedemikian adalah seperti berikut:
- Sebagai contoh, terdapat gen D yang bertanggungjawab untuk keamatan warna. Dalam keadaan dominan, gen ini mengawal penampilan warna, manakala dalam pembentukan genotip resesif untuk gen ini, walaupun terdapat gen lain yang mengawal warna secara langsung, "kesan pencairan warna" akan muncul, yang sering diperhatikan dalam tikus putih susu.
- Contoh lain tindak balas sedemikian ialah penampilan tompok pada badan haiwan. Sebagai contoh, terdapat gen F, fungsi utamanya ialah keseragaman pewarna bulu. Dengan pembentukan genotip resesif, kot akan diwarnakan tidak sekata, dengan penampilan, contohnya, bintik-bintik putih di satu atau bahagian lain badan.
Interaksi gen bukan alel seperti itu pada manusia agak jarang berlaku.
Pleiotropy
Dalam jenis interaksi ini, satu gen mengawal ekspresi atau mempengaruhi tahap ekspresi gen lain.
Pada haiwan, pleiotropi memanifestasikan dirinya seperti berikut:
- Pada tikus, dwarfisme ialah contoh pleiotropi. Telah diperhatikan bahawa apabila melintasi tikus yang secara fenotip normal masukPada generasi pertama, semua tikus ternyata kerdil. Disimpulkan bahawa dwarfisme disebabkan oleh gen resesif. Homozigot resesif berhenti berkembang, organ dan kelenjar dalaman mereka kurang berkembang. Gen dwarfisme ini menjejaskan perkembangan kelenjar pituitari pada tikus, yang membawa kepada penurunan sintesis hormon dan menyebabkan semua akibatnya.
- Pewarnaan platinum pada musang. Pleiotropi dalam kes ini ditunjukkan oleh gen maut, yang, apabila homozigot dominan terbentuk, menyebabkan kematian embrio.
- Pada manusia, interaksi pleiotropik telah ditunjukkan dalam fenilketonuria serta sindrom Marfan.
Peranan interaksi bukan alel
Dalam istilah evolusi, semua jenis interaksi gen bukan alel di atas memainkan peranan penting. Gabungan gen baru menyebabkan kemunculan ciri dan sifat baharu organisma hidup. Dalam sesetengah kes, tanda-tanda ini menyumbang kepada kemandirian organisma, sebaliknya, ia menyebabkan kematian individu yang akan menonjol dengan ketara daripada spesies mereka.
Interaksi gen bukan alel digunakan secara meluas dalam genetik pembiakan. Sesetengah spesies organisma hidup dipelihara kerana penggabungan semula gen tersebut. Spesies lain memperoleh sifat yang sangat bernilai di dunia moden (contohnya, membiak baka baharu haiwan dengan stamina dan kekuatan fizikal yang lebih besar daripada ibu bapanya).
Pekerjaan sedang dijalankan mengenai penggunaan jenis warisan ini pada manusia untukmenghapuskan sifat negatif daripada genom manusia dan mencipta genotip baharu yang bebas kecacatan.
