Özelliklerin nesilden nesile aktarımı, farklı genler arasındaki etkileşimden kaynaklanır. Gen nedir ve aralarındaki etkileşim türleri nelerdir?
Gen nedir?
Şu anda genin altında, kalıtsal bilgilerin iletildiği birim anlamına gelir. Genler DNA'da bulunur ve yapısal bölümlerini oluşturur. Her gen, insanlarda belirli bir özelliğin tezahürünü belirleyen belirli bir protein molekülünün sentezinden sorumludur.
Her genin çeşitli özelliklere neden olan birkaç alt türü veya aleli vardır (örneğin, kahverengi gözler genin baskın alelinden kaynaklanırken mavi çekinik bir özelliktir). Aleller, homolog kromozomların aynı bölgelerinde bulunur ve bir veya diğer kromozomun iletimi, bir veya başka bir özelliğin tezahürüne neden olur.
Tüm genler birbiriyle etkileşime girer. Etkileşimlerinin birkaç türü vardır - alelik ve alelik olmayan. Buna göre, etkileşimalelik ve alelik olmayan genler. Birbirlerinden nasıl farklıdırlar ve kendilerini nasıl gösterirler?
Keşif geçmişi
Alelik olmayan genlerin etkileşim türleri keşfedilmeden önce, genel olarak yalnızca tam baskınlığın mümkün olduğu kabul edildi (eğer baskın bir gen varsa, o zaman özellik ortaya çıkar; yoksa, o zaman olacaktır). özellik olmasın). Uzun süredir genetiğin ana dogması olan alelik etkileşim doktrini galip geldi. Baskınlık kapsamlı bir şekilde araştırılmış ve tam ve eksik baskınlık, ortak baskınlık ve aşırı baskınlık gibi türleri keşfedilmiştir.
Bütün bu ilkeler Mendel'in birinci nesil melezlerin tek biçimliliğini belirten birinci yasasına tabiydi.
İleri gözlem ve araştırmaların ardından, tüm işaretlerin baskınlık teorisine uymadığı fark edildi. Daha derin bir çalışma ile, sadece aynı genlerin bir özelliğin veya özellik grubunun tezahürünü etkilemediği kanıtlandı. Böylece alelik olmayan genlerin etkileşim biçimleri keşfedildi.
Genler arasındaki reaksiyonlar
Söylendiği gibi, uzun süre egemen miras doktrini hüküm sürdü. Bu durumda, özelliğin kendisini yalnızca heterozigot durumda gösterdiği bir alelik etkileşim gerçekleşti. Alelik olmayan genlerin çeşitli etkileşim biçimleri keşfedildikten sonra, bilim adamları şimdiye kadar açıklanamayan kalıtım türlerini açıklayabildiler ve birçok soruya yanıt aldılar.
Gen düzenlemesinin doğrudan enzimlere bağlı olduğu bulundu. Bu enzimler, genlerin farklı tepki vermesine izin verdi. Aynı zamanda, alelik ve alelik olmayan genlerin etkileşimi aynı ilke ve kalıplara göre ilerlemiştir. Bu, kalıtımın genlerin etkileşime girdiği koşullara bağlı olmadığı ve özelliklerin atipik aktarımının nedeninin genlerin kendisinde yattığı sonucuna yol açtı.
Alelik olmayan etkileşim benzersizdir, bu da organizmaların yeni bir hayatta kalma ve gelişme derecesini belirleyen yeni özellik kombinasyonlarının elde edilmesini mümkün kılar.
Alelik olmayan genler
Alelik olmayan, homolog olmayan kromozomların farklı bölümlerinde lokalize olan genlerdir. Bir sentez işlevi vardır, ancak farklı belirtilere neden olan çeşitli proteinlerin oluşumunu kodlarlar. Birbirleriyle reaksiyona giren bu tür genler, çeşitli kombinasyonlarda özelliklerin gelişmesine neden olabilir:
- Bir özellik, tamamen farklı birkaç genin etkileşiminden kaynaklanacak.
- Birden çok özellik bir gene bağlı olacaktır.
Bu genler arasındaki reaksiyonlar, alelik etkileşimden biraz daha karmaşıktır. Ancak bu reaksiyon türlerinin her birinin kendine has özellikleri ve özellikleri vardır.
Alelik olmayan genlerin etkileşim türleri nelerdir?
- Epistasis.
- Polimer.
- Tamamlayıcılık.
- Değiştirici genlerin eylemi.
- Pleiotropik etkileşim.
HerkesBu etkileşim türlerinin kendine has özellikleri vardır ve kendini kendi yolunda gösterir.
Her biri üzerinde daha ayrıntılı durmalıyız.
Epistasis
Alelik olmayan genlerin bu etkileşimi - epistasis - bir gen diğerinin aktivitesini baskıladığında gözlemlenir (bastırıcı gene epistatik ve bastırılmış gene hipostatik gen denir).
Bu genler arasındaki reaksiyon baskın veya çekinik olabilir. Baskın epistasis, epistatik gen (genellikle harici, fenotipik bir tezahürü yoksa I harfi ile gösterilir) hipostatik geni baskıladığında gözlenir (genellikle B veya b ile gösterilir). Çekinik epistasis, epistatik genin çekinik aleli, hipostatik genin alellerinden herhangi birinin ekspresyonunu engellediğinde meydana gelir.
Bu etkileşim türlerinin her biri ile fenotipik özelliğe göre bölme de farklıdır. Baskın epistasis ile, aşağıdaki resim daha sık görülür: ikinci nesilde, fenotiplere göre bölünme şu şekilde olacaktır - 13:3, 7:6:3 veya 12:3:1. Her şey hangi genlerin birleştiğine bağlı.
Resesif epistasis ile bölünme: 9:3:4, 9:7, 13:3.
Tamamlayıcılık
Alelik olmayan genlerin etkileşimi, burada birkaç özelliğin baskın alelleri birleştirildiğinde, şimdiye kadar görülmemiş yeni bir fenotip oluşur ve buna tamamlayıcılık denir.
Örneğin, genler arasındaki bu tür reaksiyon en çok bitkilerde (özellikle kabaklarda) görülür.
Bitkinin genotipinde baskın bir A veya B alel varsa, sebze küresel bir şekil alır. Genotip çekinik ise, fetüsün şekli genellikle uzar.
Genotipte aynı anda iki baskın alel (A ve B) varsa, balkabağı disk şeklinde olur. Çaprazlamaya devam edersek (yani, alelik olmayan genlerin saf bir çizginin balkabağıyla bu etkileşimine devam edersek), ikinci nesilde disk şeklinde 9, küresel şekilli 6 ve bir uzun balkabağı alabilirsiniz.
Bu tür melezleme, benzersiz özelliklere sahip yeni, melez bitki formları elde etmenizi sağlar.
İnsanlarda bu tür bir etkileşim normal işitme gelişimine neden olur (bir gen koklea gelişimi için, diğeri işitsel sinir için) ve yalnızca bir baskın özelliğin varlığında sağırlık ortaya çıkar.
Polimer
Genellikle bir özelliğin tezahürü, bir genin baskın veya çekinik alelinin varlığına değil, sayılarına dayanır. Alelik olmayan genlerin - polimerinin - etkileşimi böyle bir tezahürün bir örneğidir.
Genlerin polimerik etkisi, kümülatif (kümülatif) bir etkiyle veya onsuz devam edebilir. Kümülasyon sırasında, bir özelliğin tezahür derecesi, genel gen etkileşimine bağlıdır (genler ne kadar fazlaysa, özellik o kadar belirgindir). Benzer bir etkiye sahip olan yavrular aşağıdaki gibi bölünür - 1: 4: 6: 4: 1 (özelliğin ifade derecesi azalır, yani. bir bireyde özellik maksimum olarak telaffuz edilir, diğerlerinde tamamen yok olana kadar neslinin tükendiği gözlenir).
Hiçbir kümülatif eylem gözlenmezse, o zamanbir özelliğin tezahürü baskın alellere bağlıdır. Böyle en az bir alel varsa, özellik gerçekleşecektir. Benzer bir etkiyle, yavrularda bölünme 15:1 oranında ilerler.
Değiştirici genlerin eylemi
Değiştiricilerin etkisiyle kontrol edilen alelik olmayan genlerin etkileşimi nispeten nadirdir. Böyle bir etkileşime örnek şu şekildedir:
- Örneğin, renk yoğunluğundan sorumlu bir D geni vardır. Baskın durumda, bu gen rengin görünümünü düzenlerken, bu gen için çekinik bir genotip oluşumunda, doğrudan rengi kontrol eden başka genler olsa bile, sıklıkla gözlenen “renk seyreltme etkisi” ortaya çıkacaktır. sütlü beyaz fareler.
- Böyle bir reaksiyonun bir başka örneği, hayvanların vücudunda lekelenmenin ortaya çıkmasıdır. Örneğin, ana işlevi yün renginin tekdüzeliği olan F geni vardır. Çekinik bir genotip oluşumu ile, kaplama, örneğin vücudun bir veya başka bir bölgesinde beyaz lekelerin görünümü ile düzensiz bir şekilde renklenecektir.
İnsanlarda alelik olmayan genlerin böyle bir etkileşimi oldukça nadirdir.
Pleiotropi
Bu tür bir etkileşimde, bir gen başka bir genin ifadesini düzenler veya ifade derecesini etkiler.
Hayvanlarda pleiotropi kendini şu şekilde gösterdi:
- Farelerde cücelik, pleiotropinin bir örneğidir. Fenotipik olarak normal fareleri çaprazlarkenİlk nesilde tüm farelerin cüce olduğu ortaya çıktı. Cüceliğin çekinik bir genden kaynaklandığı sonucuna varıldı. Çekinik homozigotların büyümesi durmuştur, iç organları ve bezleri gelişmemiştir. Bu cücelik geni farelerde hipofiz bezinin gelişimini etkileyerek hormon sentezinde azalmaya yol açtı ve tüm sonuçlara neden oldu.
- Tilkilerde platin renklenme. Bu durumda pleiotropi, baskın bir homozigot oluştuğunda embriyoların ölümüne neden olan öldürücü bir gen tarafından kendini gösterdi.
- İnsanlarda, fenilketonüride ve Marfan sendromunda pleiotropik bir etkileşim gösterilmiştir.
Alelik olmayan etkileşimlerin rolü
Evrimsel terimlerle, alelik olmayan genlerin yukarıdaki etkileşim türlerinin tümü önemli bir rol oynar. Yeni gen kombinasyonları, canlı organizmaların yeni özelliklerinin ve özelliklerinin ortaya çıkmasına neden olur. Bazı durumlarda bu işaretler organizmanın hayatta kalmasına katkıda bulunur, bazılarında ise tam tersine türlerinden önemli ölçüde öne çıkacak bireylerin ölümüne neden olurlar.
Genlerin alelik olmayan etkileşimi, üreme genetiğinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bazı canlı organizma türleri, bu tür gen rekombinasyonu nedeniyle korunur. Diğer türler, modern dünyada çok değer verilen özellikler kazanırlar (örneğin, ebeveynlerinden daha fazla dayanıklılığa ve fiziksel güce sahip yeni bir hayvan türü yetiştirmek).
İnsanlarda bu tür kalıtımın kullanılması üzerine çalışmalar devam etmektedir.insan genomundan negatif özellikleri ortadan kaldırmak ve yeni, hatasız bir genotip yaratmak.
