Взаимодействие неаллельных генов

1. Комплементарное взаимодействие – два доминантных неаллельных гена, находясь в генотипе, определяют появление нового варианта признака. В виде схемы это можно выразить так:

Ген 1 → фермент 1 → признак 1

признак 3

Ген 2 → фермент 2 → признак 2

Пример. У человека нормальный слух обусловлен двумя доминантными неаллельными генами D и Е. Ген D определяет развитие улитки, ген Е – слухового нерва. Рецессивные гены d и e в гомозиготном состоянии приводят соответственно к недоразвитию улитки и слухового нерва. Люди, у которых есть два доминантных гена (D-Е-), будут иметь нормальный слух, а при генотипах D-ее, ddE-, ddee – будут глухими. При таком комплементарном взаимодействии генов у глухих родителей с разными формами глухоты могут рождаться дети с нормальным слухом.

2. Эпистаз – ген из одной аллельной пары подавляет действие гена из другой аллельной пары. Подавляющий ген (супрессор) может быть как доминантным, так и рецессивным.

У человека описан «бомбейский феномен» в наследовании групп крови по системе АВ0. Женщина получила от матери ген I^B, а фенотипически у нее проявилась I (0) группа крови. Установили, что действие гена I^B было подавлено рецессивным эпистатическим геном χ (хи) в гомозиготном состоянии. Далее было установлено, что I^A также может подавляться аллелем χи у человека проявляется I (0) группа крови.

3. Полимерия – различные доминантные неаллельные гены усиливают проявление одного и того же признака. Такие гены называются полимерными. Полимерные гены обозначают одной буквой латинского алфавита с цифровыми индексами, например, А₁А₁А₂А₂а₃а₃ и т.д. Признаки, которые определяются полимерными генами, называются полигенными. У человека многие количественные и некоторые качественные признаки контролируются полимерными генами. Это рост, масса тела, величина артериального давления, цвет кожи и др.

Важная особенность полимерии – суммирование действия неаллельных генов в развитии признака. Чем больше доминантных генов в генотипе, тем сильнее выражен признак. Схематически полимерное взаимодействие генов можно выразить так:

Ген1 Ген2 Ген3

признак1 + признак1 + признак1 = Σпризнаков1

Необходимо также учитывать, что развитие полигенных признаков существенно зависит от влияния условий среды.

Плейотропия – один ген определяет развитие нескольких признаков.

Например, у человека известно наследственное заболевание – синдром Марфана (арахнодактилия). Заболевание проявляется сочетанием нескольких аномальных признаков: разрастание соединительной ткани, очень длинные и тонкие пальцы ног и рук («паучьи пальцы» – арахнодактилия), дефект хрусталика, пороки сердечно-сосудистой системы. Тип наследования – аутосомно-доминантный.

Плейотропное действие гена может быть первичным и вторичным. При первичной плейотропии ген одновременно проявляет свое множественное действие (например, синдром Марфана). При вторичной плейотропии имеется первичное фенотипическое проявление гена, а за ним последовательно развиваются другие признаки. Например, ген серповидно-клеточной анемии → аномальный гемоглобин → эритроциты серповидной формы → слипание и разрушение эритроцитов → анемия → увеличение селезенки → нарушение функции почек, сердца, мозга.

Многие гены, кроме своего основного действия, вследствие плейотропии, оказывают влияние на формирование других признаков, то есть модифицируют их. Это модифицирующее действие генов – взаимодействие неаллельных генов через первичные и вторичные продукты их активности.

Схема действия плейотропных генов