Үеийн үеийн шинж чанар нь янз бүрийн генүүдийн харилцан үйлчлэлээс үүдэлтэй. Ген гэж юу вэ, тэдгээрийн хоорондын харилцан үйлчлэлийн төрлүүд юу вэ?
Ген гэж юу вэ?
Одоогийн үед генийн дор тэдгээр нь удамшлын мэдээллийг дамжуулах нэгж гэсэн үг юм. Генүүд нь ДНХ-д байрладаг бөгөөд түүний бүтцийн хэсгүүдийг бүрдүүлдэг. Ген бүр нь тодорхой уургийн молекулын нийлэгжилтийг хариуцдаг бөгөөд энэ нь хүний тодорхой шинж чанарын илрэлийг тодорхойлдог.
Ген бүр хэд хэдэн дэд зүйл эсвэл аллельтай байдаг бөгөөд тэдгээр нь янз бүрийн шинж чанарыг үүсгэдэг (жишээлбэл, бор нүд нь генийн давамгайлсан аллельтай холбоотой байдаг бол хөх нь рецессив шинж чанартай байдаг). Аллель нь гомолог хромосомын ижил бүсэд байрладаг бөгөөд нэг буюу өөр хромосомын дамжуулалт нь нэг буюу өөр шинж тэмдгийн илрэлийг үүсгэдэг.
Бүх генүүд хоорондоо харилцан үйлчилдэг. Тэдний харилцан үйлчлэлийн хэд хэдэн төрөл байдаг - аллелик ба аллелик бус. Үүний дагуу харилцан үйлчлэлаллель ба аллелийн бус генүүд. Тэд бие биенээсээ юугаараа ялгаатай, өөрсдийгөө хэрхэн илэрхийлдэг вэ?
Нээлтийн түүх
Аллелийн бус генүүдийн харилцан үйлчлэлийн төрлийг олж илрүүлэхээс өмнө зөвхөн бүрэн давамгайлах боломжтой гэж ерөнхийд нь хүлээн зөвшөөрдөг байсан (хэрэв давамгайлсан ген байвал шинж чанар гарч ирнэ, хэрэв байхгүй бол шинж тэмдэг илэрдэг. шинж чанаргүй байх). Удаан хугацааны туршид генетикийн гол сургаал болж байсан аллелийн харилцан үйлчлэлийн тухай сургаал давамгайлж байв. Давамгайллыг сайтар судалж, бүрэн ба бүрэн бус давамгайлал, хамтран давамгайлал, хэт давамгайлал зэрэг төрлүүдийг илрүүлсэн.
Эдгээр бүх зарчмууд нь нэгдүгээр үеийн эрлийзүүдийн нэгдмэл байдлыг тодорхойлсон Менделийн анхны хуульд захирагдаж байсан.
Цаашдын ажиглалт, судалгааны үр дүнд бүх шинж тэмдгүүд давамгайллын онолд тохируулагдаагүй нь ажиглагдсан. Гүнзгий судалгаагаар зөвхөн ижил генүүд нь шинж чанар эсвэл бүлгийн шинж чанарын илрэлд нөлөөлдөг болохыг нотолсон. Ийнхүү аллелийн бус генүүдийн харилцан үйлчлэлийн хэлбэрүүд нээгдэв.
Ген хоорондын урвал
Удаан хугацааны турш давамгайлсан өв залгамжлалын сургаал ноёрхож ирсэн гэж хэлсэн. Энэ тохиолдолд шинж чанар нь зөвхөн гетерозигот төлөв байдалд илэрдэг аллелийн харилцан үйлчлэл явагдсан. Аллель бус генүүдийн харилцан үйлчлэлийн янз бүрийн хэлбэрийг илрүүлсний дараа эрдэмтэд өнөөг хүртэл тайлагдаагүй удамшлын төрлүүдийг тайлбарлаж, олон асуултад хариулт авч чадсан.
Генийн зохицуулалт нь ферментээс шууд хамааралтай болох нь тогтоогдсон. Эдгээр ферментүүд нь генүүд өөр өөр хариу үйлдэл үзүүлэх боломжийг олгосон. Үүний зэрэгцээ аллель ба аллелийн бус генүүдийн харилцан үйлчлэл ижил зарчим, хэв маягийн дагуу явагдсан. Энэ нь удамшил нь генийн харилцан үйлчлэлийн нөхцлөөс хамаардаггүй бөгөөд шинж тэмдгүүдийн хэвийн бус дамжих шалтгаан нь генд байдаг гэсэн дүгнэлтэд хүргэсэн.
Аллелийн бус харилцан үйлчлэл нь өвөрмөц бөгөөд энэ нь организмын оршин тогтнох, хөгжлийн шинэ түвшинг тодорхойлдог шинж чанаруудын шинэ хослолыг олж авах боломжийг олгодог.
Аллелийн бус генүүд
Аллель бус гэдэг нь гомолог бус хромосомын янз бүрийн хэсэгт нутагшсан генүүд юм. Тэд нэг синтезийн функцтэй боловч өөр өөр шинж тэмдэг үүсгэдэг янз бүрийн уураг үүсэхийг кодлодог. Ийм генүүд бие биетэйгээ урвалд орсноор хэд хэдэн хослолын шинж чанарыг хөгжүүлэхэд хүргэдэг:
- Нэг шинж чанар нь хэд хэдэн тэс өөр генүүдийн харилцан үйлчлэлээс шалтгаална.
- Олон шинж чанар нь нэг генээс хамаарна.
Эдгээр генүүдийн хоорондох урвал нь аллелийн харилцан үйлчлэлээс арай илүү төвөгтэй байдаг. Гэсэн хэдий ч эдгээр төрлийн урвал тус бүр өөрийн онцлог, шинж чанартай байдаг.
Аллелийн бус генүүдийн харилцан үйлчлэлийн төрлүүд юу вэ?
- Эпистаз.
- Полимер.
- Нэмэлт.
- Өөрчлөгч генийн үйлдэл.
- Плейотропын харилцан үйлчлэл.
БүгдЭдгээр төрлийн харилцан үйлчлэл нь өөрийн гэсэн өвөрмөц шинж чанартай бөгөөд өөрийн гэсэн хэлбэрээр илэрдэг.
Бид тус бүр дээр илүү дэлгэрэнгүй ярих хэрэгтэй.
Эпистаз
Аллель бус генүүдийн энэхүү харилцан үйлчлэл - эпистаз нь нэг ген нь нөгөө генийн үйл ажиллагааг дарангуйлах үед ажиглагддаг (дарангуйлагч генийг эпистатик, дарангуйлагдсан генийг гипостатик ген гэж нэрлэдэг).
Эдгээр генүүдийн хоорондын урвал давамгайлсан эсвэл рецессив байж болно. Эпистатик ген (хэрэв энэ нь гадаад, фенотип шинж тэмдэггүй бол ихэвчлэн I үсгээр тэмдэглэгддэг) гипостатик генийг дарах үед давамгайлсан эпистаз ажиглагддаг (энэ нь ихэвчлэн B эсвэл b гэж тэмдэглэгддэг). Эпистатик генийн рецессив аллел нь гипостатик генийн аль аллелийн илэрхийлэлийг дарангуйлах үед рецессив цус алдалт үүсдэг.
Эдгээр төрлийн харилцан үйлчлэл бүртэй фенотипийн шинж чанарын дагуу хуваагдах нь мөн өөр өөр байдаг. Давамгайлсан эпистазтай бол дараахь зураг илүү их ажиглагддаг: хоёр дахь үед фенотипийн дагуу хуваагдал дараах байдалтай байна - 13:3, 7:6:3 эсвэл 12:3:1. Энэ бүхэн аль ген нийлэхээс хамаарна.
Рецессив эпистазтай бол хуваагдал нь: 9:3:4, 9:7, 13:3.
Нэмэлт
Аллель бус генүүдийн харилцан үйлчлэл, үүнд хэд хэдэн шинж чанарын давамгайлсан аллель нийлснээр шинэ, өнөөг хүртэл үл үзэгдэх фенотип үүсэх ба үүнийг нэмэлт гэж нэрлэдэг.
Жишээ нь, ген хоорондын ийм төрлийн урвал нь ургамалд (ялангуяа хулуунд) хамгийн түгээмэл байдаг.
Хэрэв ургамлын генотип нь давамгайлсан аллель А эсвэл В байвал хүнсний ногоо бөмбөрцөг хэлбэртэй болно. Хэрэв генотип нь рецессив байвал ургийн хэлбэр ихэвчлэн уртассан байдаг.
Хэрэв генотипэд нэгэн зэрэг хоёр давамгайлсан аллель (А ба В) байвал хулуу нь диск хэлбэртэй болдог. Хэрэв бид үргэлжлүүлэн гаталж байвал (өөрөөр хэлбэл, аллелийн бус генүүдийн цэвэр хулуутай харилцан үйлчлэлийг үргэлжлүүлбэл) хоёр дахь үед та диск хэлбэртэй 9, бөмбөрцөг хэлбэртэй 6, сунасан хулууг авч болно.
Ийм эрлийзжүүлэлт нь өвөрмөц шинж чанартай ургамлын шинэ, эрлийз хэлбэрийг авах боломжийг олгодог.
Хүмүүст ийм төрлийн харилцан үйлчлэл нь сонсголын хэвийн хөгжилд хүргэдэг (нэг ген нь чихний дунгийн хөгжил, нөгөө нь сонсголын мэдрэл) бөгөөд зөвхөн нэг давамгайлсан шинж тэмдэг байгаа тохиолдолд дүлийрэл үүсдэг.
Полимер
Ихэвчлэн шинж тэмдгийн илрэл нь генийн давамгайлсан эсвэл рецессив аллель байгаа эсэхээс бус харин тэдгээрийн тоон дээр суурилдаг. Аллелийн бус генүүдийн харилцан үйлчлэл - полимер нь ийм илрэлийн нэг жишээ юм.
Генүүдийн полимер үйлдэл нь хуримтлагдсан (хуримтлагдсан) нөлөөгөөр эсвэл үүнгүйгээр үргэлжилж болно. Хуримтлуулах явцад шинж чанарын илрэлийн зэрэг нь генийн ерөнхий харилцан үйлчлэлээс хамаардаг (илүү олон ген байх тусам шинж чанар нь илүү тод илэрдэг). Ижил төстэй үр удмыг дараах байдлаар хуваана - 1: 4: 6: 4: 1 (шинж чанарыг илэрхийлэх зэрэг нь буурч, нэг хүний хувьд шинж чанар нь хамгийн их илэрхийлэгддэг, бусад хүмүүст түүний устах нь бүрэн алга болох хүртэл ажиглагддаг.).
Хэрэв хуримтлагдсан үйлдэл ажиглагдаагүй болшинж тэмдгийн илрэл нь давамгайлсан аллелуудаас хамаардаг. Хэрэв дор хаяж нэг ийм аллель байгаа бол шинж чанар нь явагдана. Үүнтэй ижил үр дүнтэй үр удамд хуваагдах нь 15:1 харьцаатай явагдана.
Өөрчлөгч генийн үйлдэл
Өөрчлөгчдийн үйлчлэлээр хянагддаг аллелийн бус генүүдийн харилцан үйлчлэл харьцангуй ховор байдаг. Ийм харилцан үйлчлэлийн жишээ нь дараах байдалтай байна:
- Жишээ нь өнгөний эрчмийг хариуцдаг D ген байдаг. Давамгай байдалд энэ ген нь өнгөний харагдах байдлыг зохицуулдаг бол энэ генийн рецессив генотип үүсэх үед өнгийг шууд хянадаг бусад генүүд байсан ч "өнгө шингэлэх эффект" гарч ирдэг бөгөөд энэ нь ихэвчлэн ажиглагддаг. сүүн цагаан хулгана.
- Ийм хариу үйлдэл үзүүлэх өөр нэг жишээ бол амьтны биед толбо үүсэх явдал юм. Жишээлбэл, F ген байдаг бөгөөд түүний гол үүрэг нь ноосны өнгөний жигд байдал юм. Рецессив генотип үүсэх үед цув нь жигд бус өнгөтэй болж, жишээлбэл, биеийн аль нэг хэсэгт цагаан толбо гарч ирнэ.
Хүнд аллелийн бус генүүдийн ийм харилцан үйлчлэл маш ховор тохиолддог.
Плеиотропи
Энэ төрлийн харилцан үйлчлэлийн үед нэг ген нь өөр генийн илэрхийлэлийг зохицуулдаг эсвэл илэрхийлэгдэх зэрэгт нөлөөлдөг.
Амьтанд плейотропи дараах байдлаар илэрдэг:
- Хулганад одой болох нь плейотропийн жишээ юм. Фенотипийн хувьд хэвийн хулганыг гатлах үед энэ нь ажиглагдсанЭхний үед бүх хулгана одой болсон. Одойжилт нь рецессив генээс үүдэлтэй гэж дүгнэсэн. Рецессив гомозиготууд өсөхөө больж, дотоод эрхтнүүд, булчирхайнууд нь дутуу хөгжсөн. Энэхүү одой ген нь хулганын өнчин тархины булчирхайн хөгжилд нөлөөлж, дааврын нийлэгжилт буурч, бүх үр дагаварт хүргэсэн.
- Үнэг дэх цагаан алтны өнгө. Энэ тохиолдолд плейотропи нь үхлийн аюултай генээр илэрч, давамгайлсан гомозигот үүсэх үед үр хөврөлийн үхэлд хүргэсэн.
- Хүнд плейотропын харилцан үйлчлэл нь фенилкетонури болон Марфаны хам шинжийн үед илэрсэн.
Аллелийн бус харилцан үйлчлэлийн үүрэг
Хувьслын хувьд дээрх бүх төрлийн аллелийн бус генүүдийн харилцан үйлчлэл чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Шинэ генийн хослолууд нь амьд организмын шинэ шинж чанар, шинж чанарыг бий болгодог. Зарим тохиолдолд эдгээр шинж тэмдгүүд нь организмын оршин тогтноход хувь нэмрээ оруулдаг бол зарим тохиолдолд эсрэгээр төрөл зүйлээсээ эрс ялгарах хүмүүсийн үхэлд хүргэдэг.
Генүүдийн аллелийн бус харилцан үйлчлэлийг үржлийн генетикэд өргөн ашигладаг. Ийм генийн рекомбинацын улмаас зарим төрлийн амьд организм хадгалагдан үлддэг. Бусад зүйл нь орчин үеийн ертөнцөд өндөр үнэлэгдсэн шинж чанарыг олж авдаг (жишээлбэл, эцэг эхээсээ илүү тэсвэр тэвчээр, бие бялдрын хүч чадал бүхий шинэ үүлдрийн амьтныг үржүүлэх).
Эдгээр төрлийн өв залгамжлалыг хүмүүст ашиглах ажил хийгдэж байна.хүний геномоос сөрөг шинж чанаруудыг устгаж, шинэ согоггүй генотипийг бий болгох.
