Біохімічні механізми взаємодії генів

Взаємодія генів здійснюється, як правило, на рівні генних продуктів – РНК або відповідних поліпептидів. Білковий продукт домінантного гена більш активний, ніж рецесивного, або є рецесивний ген кодує неактивний продукт. Кодомінантність – продукти обох генів функціонально активні. Взаємодія продуктів мутантних генів деколи призводить до міжалельної комплементації, тобто взаємодія мутантних субодиниць білка сприяє поліпшенню його конформації і функції. Причиною компліментарності генів може бути взаємодія продуктів різних (неалельних) генів на рівні четвертинної структури білка. Комплементарною є також взаємодія продуктів неалельних генів, що каталізують різні стадії синтезу або розщеплення певної сполуки. Гени-модифікатори регулюють синтез продуктів структурних генів, біохімічну модифікацію цих продуктів після їх синтезу. Плейотропний ефект полягає в тому, що продукт гена приймає участь у численних реакціях і процесах.

2. Відхилення, що спостерігаються при зчепленному успадкуванні.

а) відхилення, пов’язані із зчепленим успадкуванням генів;

Зчеплене успадкування є однією із причини відхилень від флокул менделівського розщеплення. Суть в тому, що незалежне розходження неалельних генів у різні гамети за мейотичного поділу клітин не завжди можливе і чимало генів успадковуються сумісно, або зчеплено. Гени, що належать одній хромосомі, складають одну групу зчеплення. Кількість груп зчеплення у диплоїда мусить дорівнювати кількості пар хромосом або (що одне і те ж) кількості хромосом галоїдного набору. Розуміння суті цього явища стало можливим лише після досліджень Т.Моргана та його співробітників. Хромосома, за Т.Морганом, являє собою окрему матеріальну і функціональну одиницю в процесі мейозу. Всі гени, що знаходяться в одній хромосомі, зв’язані один з одним субстратом хромосоми і їх успадкування визначається поведінкою цієї хромосоми в мейозі.

Крайнім проявом зчепленого успадкування є так зване повне зчеплення, за якого будь-які переміщення генів між хромосомами виключаються. Проте повне зчеплення в природі зустрічається дуже рідко. Переважній більшості генів властива неповна зчепність. Це пояснюється тим, що алель ні гени гомологічної пари хромосом можуть обмінюватися місцями, тобто гени батьківської хромосоми можуть переміщуватися у материнські і навпаки. Реципрокний обмін генетичним матеріалом між двома гомологічними хромосомами називають генетичною рекомбінацією. Процес обміну генами або гомологічними ділянками гомологічних хромосом називають ще кросинговером або перехрестям хромосом. Перехрестя хромосом, як правило, здійснюється в профазі І мейозу. Тому його називають мейотичним кросинговером. Іноді перехрестя трапляється під час мітозу в соматичних клітинах, - це так званий мітотичний або соматичний кросинговер. Це рідкісне явище, що має значення в індукуванні комбінативної мінливості у видів, які втратили статеву стадію розвитку, але перекомбінація генетичного матеріалу в них відбувається завдяки парасексуальному процесу (незавершені гриби, багато прокаріотів, рослини-апомікти, рослини, які в природі розмножуються вегетативно).

Мейотичне перехрестя здійснюється після утворення бівалентів у зиготенну стадію профази І, коли кожна хромосома представлена двома сестринськими хроматидами. Перехрестя і реципрокний обмін генетичним матеріалом фактично здійснюється не хромосомами, а хроматидами. В обмін можуть втягуватися як сестринські, так і несестринські хроматиди, що вносить внесок у збільшення комбінаційної мінливості.

Успадкування незчеплених і зчеплених АВ-ознак в аналізуючому схрещуванні.

Р₁ АВ х ав Р₁ А В х а в

АВавА Ва в

Гамети АВав Гамети А Ва в

F₁ АВ F₁ А В

ава в

Р₂ АВ х ав Р₂ А В х а в

авава ва в

Гамети АВ, ав,ав Гамети А В, а ва в