Взаимодействие аллельных генов

Неполное доминирование

Аллельные гены – это гены, расположенные в идентичных локусах гомологичных хромосом, отвечают за развитие одного признака.

При неполном доминировании (промежуточное наследование) доминантный аллель не полностью подавляет действие рецессивного аллеля. У гибридов первого поколения наблюдается промежуточное наследование, а во втором поколении расщепление по фенотипу и генотипу одинаково 1:2:1 (проявляется доза действия генов). Например, если скрестить растения ночной красавицы с красными и белыми цветками первое поколение будет иметь розовые цветки.

А – красная окраска.

а – белая окраска.

Р АА х аа

Среди гибридов второго поколения расщепление составит 1:2:1 как по фенотипу, так и по генотипу. То есть, одна часть растений по фенотипу окажется с красной окраской цветков, а по генотипу гомозиготной, по доминантному гену (АА), две части всех растений по фенотипу будут с розовой окраской цветков, по генотипу окажутся гетерозиготными (Аа), и одна часть растений по фенотипу будет белой, по генотипу – гомозиготной по рецессивному гену (аа).

Задачи

1. Редкий ген - вызывает у человека анофтальмию (отсутствие глазных яблок). Аллельный ген А обусловливает нормальное развитие глазных яблок. У гетерозиготных особей глазные яблоки уменьшены. А) Мужчина с уменьшенными глазными яблоками женился на женщине с нормальным развитием глаз. Какое расщепление по фенотипу ожидается у потомков? Б) Муж и жена имеют уменьшенные глазные яблоки. Определить расщепление в их потомстве по генотипу и фенотипу.

2. Одна из форм цистинурии - нарушение метаболизма некоторых аминокислот (в моче больных обнаруживаются цистин, лизин и аргинин) наследуется как аутосомный рецессивный признак. У гетерозигот наблюдается лишь повышенное содержание цистина в моче, у гомозигот образуются цистиновые камни в почках. Определите возможные формы проявления цистинурии в семье, где один супруг страдал этим заболеванием, а другой имел лишь повышенное содержание цистина в моче. Какие формы цистинурии возможны у детей в семье, где один из супругов страдал камнями почек, а другой был нормален в отношении анализируемого признака?

3. Семейная гиперхолестеринемия наследуется как доминантный аутосомный признак. У гетерозигот это заболевание выражается в высоком содержании холестерина в крови, у гомозигот кроме того развиваются ксантомы (доброкачественная опухоль) кожи и сухожилий, атеросклероз. Определите возможность рождения детей с аномалией и степень ее развития в семье, где один из родителей, кроме высокого содержания холестерина в крови, имеет

развитые ксантомы и атеросклероз, а другой – нормален в отношении анализируемого признака. Определите возможную степень развития гиперхолестеринемии у детей в семье, где оба родителя имеют лишь повышенное содержание холестерина в крови.

4. Серповидноклеточная анемия – замена нормального гемоглобина HbА на HbS – гемоглобин, в результате чего эритроциты принимают форму серпа в условиях пониженного содержания кислорода в атмосфере. У гомозиготных индивидов заболевание приводит к смерти, обычно в раннем возрасте. Гетерозиготные люди жизнеспособны, их выявляют, помещая каплю крови в газовую среду без кислорода. Интересно, что малярийный плазмодий не может использовать для своего питания HbS-гемоглобин, поэтому люди, имеющие эту форму гемоглобина, не болеют малярией. Наибольшее распространение этот ген имеет в странах Средиземноморья.

Какова вероятность рождения детей, устойчивых к малярии, в семье, где один из родителей гетерозиготен по гену серповидноклеточной анемии, а другой нормален в отношении этого признака? Какова вероятность рождения детей, чувствительных к малярии, в семье, где оба родителя устойчивы к этому заболеванию.

5. Акаталазия (отсутствие каталазы в крови) обусловлена редким аутосомным рецессивным геном. Исследования активности каталазы показали, что у гетерозиготных людей она несколько понижена по сравнению с нормой. У обоих родителей и единственного сына в семье активность каталазы оказалась пониженной. Определите вероятность рождения в этой семье следующего ребенка, полностью здорового.

6. Талассемия - наследственное заболевание крови, при котором у гомозигот (tt) развивается тяжелая форма заболевания – большая талассемия, обычно смертельная в детском возрасте. У гетерозигот (Tt) проявляется менее тяжелая форма - малая талассемия.У родителей ребенок страдает малой талассемией. Каковы наиболее вероятные генотипы родителей?

Множественные аллели

Множественные аллели – явление, при котором один и тот же ген имеет три и более аллельных состояния. Возникают они в результате мутаций одного локуса. У каждой особи аллельных генов может быть не более двух , но в популяции их число практически неограниченно. Так наследуются группы крови человека по системе АВО.

Решение типовой задачи на наследование групп крови

Какая группа крови возможна у детей, один из родителей которых имеет 2 группу, а другой 3 гр. крови?

Ген групп крови обозначается буквой J, какую группу крови этот ген определяет, обозначается надстрочным индексом по системе АВ0.

J0 – первая группа крови.

JA– вторая группа крови.

JB– третья группа крови.

Данную задачу можно решить 4 способами, так как в условии не

уточняется зиготность генотипов родителей.

P1: ♀JAJA x ♂ JBJB

G: JA JB

F1: JAJB (100%),

Ответ: у детей от данного брака возможна только четвертая группа крови

P1: ♀JAJ0 x ♂ JBJB

G: JA, J0 JB

F1: JAJB (50%), JBJ0 (50%)

Ответ: у детей от данного брака возможна четвертая и третья группа крови.

P1: ♀JAJA x ♂ JBJ0

G: JA JB, J0

F1: JAJB (50%), JAJ0(50%)

Ответ: у детей от данного брака возможна четвертая и вторая группа крови.

P1: ♀JAJ0 x ♂ JBJ0

G: JA, J0 JB, J0

F1: JAJB (25%), JAJ0 (25%), JВJ0 (25%), J0J0 (25%)

Ответ: у детей от данного брака возможны четвертая, третья, вторая и первая группа крови.

По типу множественных аллелей наследуется окраска шерсти у кроликов. У кроликов сплошная темная окраска обусловлена доминантным аллелем А, гомозиготные рецессивные животные (аа) белые. Но существует еще несколько аллельных состояний этого гена, имеющих собственный фенотип шиншилловой и гималайской окраски. Ген шиншилловой окраски по отношению к гену черной окраски выступает как рецессивный, а по отношению к гену гималайской и белой окраски как доминантный. Ген гималайской окраски является доминантным только по отношению к гену белой окраски.

А – окраска агути (темная сплошная)

аch – шиншилловая окраска

аh – гималайская (горностаевая) окраска

а – белая окраска (альбинос)

Зная, как взаимодействуют между собой аллельные гены определяющие окраску, можно написать все возможные генотипы кроликов.

аа – белый кролик;

аhаh, аhа – гималайские кролики;

аchаch, аchаh, аchа – шиншилловые кролики;

АА, Ааch, Ааh, Аа – кролики агути.

Задачи

1. Какие группы крови возможны у детей, если у их матери - первая группа, а у отца - вторая?

2. У мальчика I группа крови (0), а у его сестры - IV (АВ). Что можно сказать о группах крови и генотипах их родителей?

3. В родильном доме в одну и ту же ночь родилось четыре младенца, обладавшие, как впоследствии было установлено, группами крови 0, A, В и АВ. Группы крови четырех родительских пар были: 1) 0 и 0; 2) АВ и 0; 3) А и В; 4) В и В. Четырех младенцев можно с полной достоверностью распределить по родительским парам. Как это сделать?

4. Известно, что кровь 0 группы можно переливать всем людям, кровь A группы - только лицам А и АВ групп, кровь В группы - только лицам В и АВ групп, а кровь АВ группы - только людям АВ группы. Всегда ли возможно переливание крови матери детям? A крови сестры – ее родному брату?

5. В семье мужчины с группой крови АВ и женщины с группой крови A было трое детей с группами крови В, АВ и 0. Определите генотипы родителей и детей. Нет ли, по вашему мнению, каких-либо сомнительных фактов в условии задачи?

6. В родильном доме перепутали двух мальчиков. Родители одного из них имеют 0 и А группы крови, родители другого – А и АВ. Исследование показало, что дети имеют 0 и A группы крови. Определите, кто чей сын. Возможно, ли это сделать при других комбинациях групп крови? Приведите примеры. В каких случаях можно было бы обойтись без исследования групп крови отцов?

7. Дедушка индивида со стороны матери имеет группу крови АВ, а все остальные его бабушки и дедушки имеют группу крови 0. Какова вероятность для данного индивида иметь группу крови А, В, АВ и 0?

8. Укажите, какие группы крови могли быть у матерей, имеющих детей с группами крови A, В и АВ, и какие группы крови не могли быть у их отцов. У матери I группа крови, а у отца – IV. Могут ли дети унаследовать группу крови одного из родителей?

9. Какие мужчины - 0, A, В или АВ, несправедливо обвиненные в отцовстве, имеют больше всего шансов на оправдание, если допустить, что частота всех трех аллелей одинакова и споры об отцовстве возникают одинаково часто по отношению детей с группами крови 0, А, В и АВ?

Аргументируйте свой выбор.

10. У кроликов гены нескольких типов окраски находятся

в одних и тех же локусах и являются видоизменениями доминантного гена, дающего дикий (сплошной) тип окраски. Ген дикой окраски (С) доминирует над всеми остальными окрасками. Ген шиншилловой (С1) и гималайской (С2) доминирует над геном альбинизма (с). Гетерозиготы от шиншилловой и гималайской окраски дают светло-серую окраску. Определите генотипы и фенотипы потомков F1и F2 при скрещивании кроликов шиншилловой и гималайской окрасок. Можно ли создать стадо из кроликов светло-серой

окраски при скрещивании таких кроликов между собой? Составьте генотипы скрещиваемых животных и их потомков.

11. В суд поступило заявление о взыскании алиментов в пользу двух детей. При исследовании групп крови оказалось, что мать имеет первую группу крови, дети вторую и третью; у предполагаемого отца четвертая группа крови. Какое заключение может дать судебный эксперт.

12. Какая группа крови возможна у детей, один из родителей которых имеет вторую группу, а другой – третью группу крови?

13. Какая группа крови возможна у детей, если один из родителей имеет третью, а второй первую группы крови