В.И. Иванов - Генетика (1117686), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Тяжелая форма этого заболевания НЬН (гепато номегалия, гипертрофия костей, кардиомеплия) вызвана отсугствием трех генов. летальному исходу приводит выпадение всех четырех генов (водянка плода с 11!' Ван-гемоглобином, состоящим из четырех у-цепей). другой пример. делеция в миелиновом гене рМр22 на хромосом~ 17 Размером и 1,5 млн п.н. вызывает наследственную нейропатию с предрасположе""остью к пара личам от сдавления, наследуемую по доминантному типу, В последние десятилетия благодаря использованию современных методов весле дования появляется все больше сведений о молекулярных механизмах доминантно Часть!.
Обиьан генетика ти и рецессивности.!!ервичными продуктами шна, синтезированными в процессе читывания информации с РН К на белок (трансляция) являются структурные бел.и и ферменты. У гетерозигот синтезируются как нормальные, так и мутантные по~инептидные цепи, кодируемые разными аллелями одного гена. При этом очень ажно, какого количества белка, кодируемого нормальным геном, достаточно для 1беспечения нормального фенотипа. Рецессивные мутации не проявляются у гетею ьигот ~1ри синтезе примерно половины нормального белка.
И, напротив, гетеро|и1 оты по доминантным мутациям обладают мутантным фенотипом, если сингезихлицшый нормальный белок не может компенсировать присутствие мутантного )елка. В случае мультимерных или субъединичных белков, состоящих из нескольких ;убъединиц, важно какие именно нарушения произошли в структуре белка. При доиинантных заболеваниях чаще, встречается нарушение агрегации субъединиц бельа, недостаточный синтез белка или полное его отсутствие, дефекты клеточных рецсц ~ ь ров и белков мембраны.
Однако различные изменения, происходящие с одним и тем же белком, могут наследоваться по-разному. Например, замена аминокислот в ~емоглобине характерна для многих рецессивно наследуемых гемоглобинопатий, а ~~ед<1сгтпочный синтез гемоглобина НЬА или полное его отсутствие наследуется по чоми| ьц ~тному типу (а-талассемии). Рецессивные заболевания, связанные с нару- и ~е1~ ив ми обмена веществ, как правило, вызваны недостаточной активностью ферменпвк например: алкаптонурия, галактоземия, фенилкетонурия (подробнее обо всех перечисленных в этом разделе заболеваниях, см. в гл. 21). Рецессивные патологии могут обусловливаться и дефектами неферментнъгх белков (спинальная мышечная атрофия, ~ ыщюлственные моторно-сенсорные нейропатии), атом числе мембранных (муковис|цгдоз, мышечнаядистрофияДюшенна(Бекера).
Данные, приведенные в монографии С.Н. Иллариошкина, посвященной наследственным заболеваниям нервной системы, свидетельствуют о том, что сходные нарушения структурных белков и ферментов имеюг место при разных типах наследования. 5.2, ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НЕАЛЛЕЛЬНЫХ ГЕНОВ )Ьнотип любого организма представляет собой сложную систему взаимодействующих генов как аллельных, так и неаллельных.
При этом число генов, существенно влияющих на какой-либо признак, по-видимому, ограничено, иначе повреждение только одного гена, а их у человека не менее 30 ООО, приводило бы к изменению всей генетической системы. 5.2Л. КОМПЛЕМЕНТАРНОСТЬ Под ком плементарностью понимают такой тип взаимодействия генов, при котором лва гена вместе обусловливают развитие нового признака, отличного от родительских вариантов. Существует не менее трех типов комплементарности: ч! Глава 5.
Взиимодвйствт ~ ~ альных и неаллелыва гиии (Из: с пгйгйв еС а1. 1993) ПРостой Орвховидный Гороховидный Рововидяый ° доминантные гены различаются по фенотипическому проявлению; ° доминантные гены имеют сходное фенотипическое проявление; ° и доминантные, и рецессивные гены имеют самостоятельное фенотипическое проявление. Если доминантные вплели двух генов обусловливают разный фенотип, то в Р наблюдается расщепление 9:3:3:1.
В качестве примера данного типа взаимодействия генов можно привести наследование формы гребня у кур (рис. 54.). У гибридов первого поколения (Р,) доминантные гены А и В дополняютдругдруга и вместе обусловливают ореховидную форму гребня, которой не было у родительских форм. При скрещивании гибридов Р,: АаВЬ х АиВЬ во втором поколении, наряду с орехонидной, розовидной и гороховидной появляется простая форма гребня в соотношении: 9 А В: 3 А ЬЬ; 3 аа В: 1 аа ЬЬ (»» означает, что аллель в гомологичной хромосоме может быть как доминантным, так и рецессивным).
В отличие от менделевского расщепления, наблюдаемого во втором поколении дигибридного скрещивания, в данном случае и первом поколении дна гена действуют на один признак. При другом варианте комплементарности доминантные вплели двух взаимодействующих генов не имеют собственного фенотипичес кого проявления: новый фенотип у гибридов определяется одновременным присутствием в генотипе двух неаллельных доминантных генов. Так, у тутового шелкопряда ВотЬух топ желтая окраска кокона определяется наличием в генотипе двух доминантных генов — А и В, при наличии в геноплпе только одного из этих генов, а также у двойных гомозигот ааЬЬ вЂ” окраска кокона белая, Поэтому в Р у 7/16 коконов окраска белая, а у 9/16 А  — желтая. Р ААЬЬ х ааВВ белые коконы белые коконы Р, АаВЬ желтые коконы Р 9/16 А В: 3/16 А ЬЬ: 3/16 аи В: 1/16 аа ЬЬ желтые коконы (9) белые коконы (7) 5.2,2.
ДОМИНАНТНЫЙ И РЕЦЕССИВНЫЙ ЭПИСТАЗ При эпистазе происходит подавление действия одного гена другим, не аллельным геном: А > В или А > ЬЬ. Гены, подавляющие действие других генов, называют ииги- Чисть 6 Ыотиол сенеииско орами или суоресеорами. Они могут быть как доминантными, так и рецессивны- При домннантном эпнстазе один дом инантный ген подавляет проявление друго- оминантного гена. )озможны два варианта доминантного эпистаза !.
1ймозиготы по рецессивным аллелям фенотипически отличаются от генотипов ми| ~нитными аллелями. У тыквы Сисис(йга реро окраска плода может быть желтой (А) и зеленой (а). Эта аска может подавляться доминантным ингибитором (1), в результате чего плоды 4; / иа) получаются белыми. Р: !ИА х йао 1елая зеленая йАа белая Рз.'9/16 с' А;3/!61 аа; 3/!бйА белые (12) желтые (3) 1/16 й аа зеленые (1) й описанном и аналогичных случаях в Р имеет место расщепление по фенотипу ;1.
1. Гбмозиготы по рецессивным аллелям йаа не отличаются по фенотипу от 1 А г аа. Например, у кукурузы Уеа сиауз окраска зерна может быть пурпурной (А) мой (а). У 9/1б растений 1 А при наличии доминантного ингибитора с пигмент не син~рустся. У 3/16 растений с генотипом с' ои и у 1/16 й оа отсутствует ген пурпурокр;юки, поэтому зерна в початках кукурузы также белые. И только у 3/16 й А аска зерен пурпурная, поскольку в генотипе есть ген окраски, а ингибитор предпсн рецессивным аллелем.
Таким образом, в Р соотношение растений с окраи номи и неокрашенными зернами! 3:3. Р. 'УАА х йаа белая белая Р,: ВАа белая Р 9/!6с А;3/16 1 аа;1/16йаа; 3/16йА белые (! 3) пурпурные (3) При репесснвном эпнстазе рецессивный аллель одного гена подавляет действие ллельного доминантного гена аи > В, а между доминантными генами наблюда- ~ комплементарносгь. Например, у льна Етиси игйгаизйписи аллель А определяет окрашенный венчик, - ~неокрашенный (белый),  — голубой, йй — розовый.
По-видимому, ген А необим ~цш синтеза предшественника пигмента, без которого ни голубой, ни розовый менты не образуются. Гетерозиготные растения А В имеют голубую окраску чика (комплементарность доминантных генов), Аайй — розовую, тогда как рецесные аллели гена о в гомозиготном состоянии подавляют синтез как голубого пиг- 93 Глава 5. Взаимпдаи и~иве аллел лепил и пеаллеллпнх лепил мента в генотипах а»ВВ и иаВЛ, так и розового»игмента у аа ЛЬ (рецессивный эпистаз). Вследствие двух типов взаимодействия генов у льна в Р наблюдается расщепление 9:3:4.
Р ААЬЬ х паВВ розовый белый Р, АиВЬ голубой Рз: 9!16А В; 3/16 аа В; 1!16 аа ЛЛ голубые (9) белые (4) 3!16 А ЛЛ; розовые (3) 5.2.3. ДВОЙНОЙ РЕЦЕССИВНЫЙ ЭПИСТАЗ Генотипы Р и Рр Р: 9 Ьге"/Ь е'; лг/лг х 8 Ьы/Ьге; лг«/лг« Р,: 'л' Ьи+/Ьге; лг/лг+ х 8 Лги+/Ьъ; лг/Ы" Обозначения: / — гомологичные хромосомы; верхние индексы «+и над символами мутаций — нормальные вплели генов; Лгивп, Лв — коричневые глаза, мутация второй хромосомы; лсаг!еа.гг — ярко-красные глаза, мугация третьей хромосомы.
При таком варианте эпистатического взаимодействия рецессивные аллели имеют собственное феноти»ическое проявление; в двойных гомозиготах рецессивные аллели взаимно подавляют друг друга: аа > ЬЬ, а ЬЬ > аа Примером может служить взаимодействие мутации дрозофилы Лгал, Ьв (коричневые глаза) с мутациями гегтйоп, г; с(ппиЬаг, еп; веайей лг и еаггйпа(, сг(, каждая из которых фенотипически проявляется как ярко-красные глаза. Мутации Ью и сп локализованы во второй хромосоме, гл — в третьей, г — в первой хромосоме. Мутации различных генов: сп, лй и и им подобные Х. Нахтсхайм (1946) стал называть геноковиями, поскольку они имеют сходный фенотип. Ранее Н й. Тимофеев-Ресовский называл такие мутации гетерогенными группами генов.
Соотношение по фенотипу в Рз от скрещиваний мутантов Ью х лй Ьв х в зависит от локализации этих генов. При локализации взаимодействующих генов в различных аутосомах (Ью и лг) наблюдается расщепление по фенотипу — 9 Ью+ и+: 3 Ью+ лг: 3 Ьге лг+: 1 Ьюлг (см. схему). В такой форме записи указаны только те вплели, которые проявляются на фенотипическом уровне, индексы «+в означают нормальные вплели (или вплели дикого типа), доминантные по отношению к Ьв, г, и лг.
При этом последовательность записи генов в фенотипе и генотипе соответствует порядковому номеру хромосомы. Например, ген Ьв локализован во второй хромосоме, а лг — в третьей, поэтому ген Ью в генотипе Лю/Лв; вг/лг записывается раньше гена ль Ч»г>пь ИХ>м >л м»Л>вики Расщепление по фенотипу в Г можно рассчи гать по формуле, исхоля из гетеро.>тности самок и самцов по генам Ьж и зд и независимого наследования этих ге, локализованных в разных хромосомах: (ЗЬи '+ (Ьи ) х (3 зг>+ 1 аг) Фе>ютипы Ез: 9 Ь>«'зг' — темно-красные глаза (нормальные) 3 Ьж зг' — коричневые глаза 3 Ь>«'зг — ярко-красные глаза 1 Ь>«>л — белые глаза В случае сцепленного с полом наследования одной из мутаций (ч) отношение по ютипу в Г будет иным: 3 + +: 3 т +:1+ Ьи '.
1г Ьи (см. схему). При скрещивании юк «е«л>!(>ои с самцами Ь«г>ил в первом поколении самки имеют нормальный фе! и~ >, а самцы — > е«лнУ>ои. Исходя из генотипов самок и самцов Г, по генам ге«лн(- — «/« ' х «/«и Л«г>и а — Л>«/Ля + х Ли /Ли+ можно рассчитать по формуле ожидаемое л>гс>иение по фенотипу в Е (1г'" + 1г) х (3 Ли ь + 1 Ь>«) = 3 >/" Ли +: 3 г Ь>«+ .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
