La transmission des traits de génération en génération est due à l'interaction entre différents gènes. Qu'est-ce qu'un gène et quels sont les types d'interaction entre eux ?
Qu'est-ce qu'un gène ?
Sous le gène à l'heure actuelle, ils désignent l'unité de transmission de l'information héréditaire. Les gènes sont situés dans l'ADN et forment ses sections structurelles. Chaque gène est responsable de la synthèse d'une molécule protéique spécifique, qui détermine la manifestation d'un trait particulier chez l'homme.
Chaque gène a plusieurs sous-espèces ou allèles, qui provoquent une variété de traits (par exemple, les yeux bruns sont dus à l'allèle dominant du gène, tandis que le bleu est un trait récessif). Les allèles sont situés dans les mêmes régions de chromosomes homologues, et la transmission de l'un ou l'autre chromosome provoque la manifestation de l'un ou l'autre trait.
Tous les gènes interagissent les uns avec les autres. Il existe plusieurs types d'interactions - alléliques et non alléliques. En conséquence, l'interactiongènes alléliques et non alléliques. En quoi diffèrent-ils les uns des autres et comment se manifestent-ils ?
Historique des découvertes
Avant que les types d'interaction des gènes non alléliques ne soient découverts, il était généralement admis que seule une dominance complète est possible (s'il y a un gène dominant, alors le trait apparaîtra; s'il est absent, alors il y aura être aucun trait). La doctrine de l'interaction allélique, qui a longtemps été le dogme principal de la génétique, a prévalu. La dominance a fait l'objet de recherches approfondies et des types tels que la dominance complète et incomplète, la co-dominance et la sur-dominance ont été découverts.
Tous ces principes étaient soumis à la première loi de Mendel, qui affirmait l'uniformité des hybrides de première génération.
Suite à d'autres observations et recherches, il a été remarqué que tous les signes ne s'adaptaient pas à la théorie de la dominance. Avec une étude plus approfondie, il a été prouvé que non seulement les mêmes gènes affectent la manifestation d'un trait ou d'un groupe de propriétés. Ainsi, des formes d'interaction de gènes non alléliques ont été découvertes.
Réactions entre gènes
Comme on l'a dit, la doctrine de l'héritage dominant a longtemps prévalu. Dans ce cas, une interaction allélique a eu lieu, dans laquelle le trait ne s'est manifesté qu'à l'état hétérozygote. Après la découverte de diverses formes d'interaction de gènes non alléliques, les scientifiques ont pu expliquer des types d'hérédité jusque-là inexpliqués et obtenir des réponses à de nombreuses questions.
Il a été découvert que la régulation des gènes dépendait directement des enzymes. Ces enzymes ont permis aux gènes de réagir différemment. Dans le même temps, l'interaction des gènes alléliques et non alléliques s'est déroulée selon les mêmes principes et schémas. Cela a conduit à la conclusion que l'hérédité ne dépend pas des conditions dans lesquelles les gènes interagissent et que la raison de la transmission atypique des traits réside dans les gènes eux-mêmes.
L'interaction non allélique est unique, ce qui permet d'obtenir de nouvelles combinaisons de traits qui déterminent un nouveau degré de survie et de développement des organismes.
Gènes non alléliques
Non alléliques sont les gènes qui sont localisés dans différentes parties de chromosomes non homologues. Ils ont une fonction de synthèse, mais ils codent la formation de diverses protéines qui provoquent des signes différents. De tels gènes, réagissant les uns avec les autres, peuvent provoquer le développement de traits dans plusieurs combinaisons:
- Un trait sera dû à l'interaction de plusieurs gènes complètement différents.
- Plusieurs traits dépendront d'un gène.
Les réactions entre ces gènes sont un peu plus compliquées qu'avec l'interaction allélique. Cependant, chacun de ces types de réactions a ses propres caractéristiques et caractéristiques.
Quels sont les types d'interaction des gènes non alléliques ?
- Épistasie.
- Polymeria.
- Complémentarité.
- L'action des gènes modificateurs.
- Interaction pléiotropique.
Tout le mondede ces types d'interaction a ses propres propriétés uniques et se manifeste à sa manière.
Nous devrions nous attarder sur chacun d'eux plus en détail.
Épistasie
Cette interaction de gènes non alléliques - épistasie - est observée lorsqu'un gène supprime l'activité d'un autre (le gène suppresseur est appelé épistatique et le gène supprimé est appelé gène hypostatique).
La réaction entre ces gènes peut être dominante ou récessive. L'épistasie dominante est observée lorsque le gène épistatique (généralement désigné par la lettre I, s'il n'a pas de manifestation phénotypique externe) supprime le gène hypostatique (il est généralement noté B ou b). L'épistasie récessive se produit lorsque l'allèle récessif du gène épistatique inhibe l'expression de l'un des allèles du gène hypostatique.
Le fractionnement selon le trait phénotypique, avec chacun de ces types d'interactions, est également différent. Avec l'épistasie dominante, l'image suivante est plus souvent observée: à la deuxième génération, selon les phénotypes, la division sera la suivante - 13: 3, 7: 6: 3 ou 12: 3: 1. Tout dépend des gènes qui convergent.
Avec l'épistasie récessive, la division est: 9:3:4, 9:7, 13:3.
Complémentarité
L'interaction de gènes non alléliques, dans laquelle, lorsque les allèles dominants de plusieurs caractères sont combinés, un nouveau phénotype jusqu'alors inédit se forme et est appelé complémentarité.
Par exemple, ce type de réaction entre les gènes est le plus courant chez les plantes (en particulier les citrouilles).
Si le génotype de la plante a un allèle dominant A ou B, alors le légume prend une forme sphérique. Si le génotype est récessif, la forme du fœtus est généralement allongée.
S'il y a deux allèles dominants (A et B) dans le génotype en même temps, la citrouille prend la forme d'un disque. Si nous continuons à croiser (c'est-à-dire continuer cette interaction de gènes non alléliques avec des citrouilles d'une lignée pure), alors dans la deuxième génération, vous pouvez obtenir 9 individus avec une forme en forme de disque, 6 avec une forme sphérique et une citrouille allongée.
Un tel croisement vous permet d'obtenir de nouvelles formes hybrides de plantes aux propriétés uniques.
Chez l'homme, ce type d'interaction provoque le développement normal de l'audition (un gène pour le développement de la cochlée, l'autre pour le nerf auditif), et en présence d'un seul trait dominant, la surdité apparaît.
Polymeria
Souvent, la manifestation d'un trait n'est pas basée sur la présence d'un allèle dominant ou récessif d'un gène, mais sur son nombre. L'interaction de gènes non alléliques - polymeria - est un exemple d'une telle manifestation.
L'action polymérique des gènes peut procéder avec un effet cumulatif (cumulatif) ou sans effet. Au cours du cumul, le degré de manifestation d'un trait dépend de l'interaction globale des gènes (plus il y a de gènes, plus le trait est prononcé). La progéniture avec un effet similaire est divisée comme suit - 1: 4: 6: 4: 1 (le degré d'expression du trait diminue, c'est-à-dire que chez un individu le trait est prononcé au maximum, chez d'autres son extinction est observée jusqu'à la disparition complète).
Si aucune action cumulative n'est observée, alorsla manifestation d'un trait dépend des allèles dominants. S'il existe au moins un tel allèle, le trait aura lieu. Avec un effet similaire, la division de la progéniture se déroule dans un rapport de 15:1.
L'action des gènes modificateurs
L'interaction de gènes non alléliques, contrôlée par l'action de modificateurs, est relativement rare. Voici un exemple d'une telle interaction:
- Par exemple, il existe un gène D responsable de l'intensité de la couleur. Dans l'état dominant, ce gène régule l'apparition de la couleur, tandis que dans la formation d'un génotype récessif pour ce gène, même s'il existe d'autres gènes qui contrôlent directement la couleur, apparaîtra «l'effet de dilution de la couleur», qui est souvent observé dans souris blanches laiteuses.
- Un autre exemple d'une telle réaction est l'apparition de taches sur le corps des animaux. Par exemple, il y a le gène F dont la fonction principale est l'uniformité de la coloration de la laine. Avec la formation d'un génotype récessif, le pelage sera coloré de manière inégale, avec l'apparition, par exemple, de taches blanches dans l'une ou l'autre zone du corps.
Une telle interaction de gènes non alléliques chez l'homme est assez rare.
Pléiotropie
Dans ce type d'interaction, un gène régule l'expression ou affecte le degré d'expression d'un autre gène.
Chez les animaux, la pléiotropie se manifeste comme suit:
- Chez la souris, le nanisme est un exemple de pléiotropie. Il a été observé que lors du croisement de souris phénotypiquement normales dansDans la première génération, toutes les souris se sont avérées naines. Il a été conclu que le nanisme est causé par un gène récessif. Les homozygotes récessifs ont cessé de croître, leurs organes internes et leurs glandes étaient sous-développés. Ce gène du nanisme a affecté le développement de l'hypophyse chez la souris, ce qui a entraîné une diminution de la synthèse hormonale et causé toutes les conséquences.
- Coloration platine chez les renards. La pléiotropie dans ce cas s'est manifestée par un gène mortel qui, lorsqu'un homozygote dominant s'est formé, a provoqué la mort des embryons.
- Chez l'homme, une interaction pléiotropique a été démontrée dans la phénylcétonurie ainsi que dans le syndrome de Marfan.
Le rôle des interactions non alléliques
En termes d'évolution, tous les types d'interactions de gènes non alléliques ci-dessus jouent un rôle important. De nouvelles combinaisons de gènes provoquent l'apparition de nouvelles caractéristiques et propriétés des organismes vivants. Dans certains cas, ces signes contribuent à la survie de l'organisme, dans d'autres, au contraire, ils provoquent la mort des individus qui se démarqueront de manière significative de leur espèce.
L'interaction non allélique des gènes est largement utilisée dans la sélection génétique. Certaines espèces d'organismes vivants sont préservées grâce à une telle recombinaison de gènes. D'autres espèces acquièrent des propriétés très appréciées dans le monde moderne (par exemple, élever une nouvelle race d'animaux avec une plus grande endurance et une plus grande force physique que ses parents).
Des travaux sont en cours sur l'utilisation de ces types d'héritage chez l'homme pouréliminer les traits négatifs du génome humain et créer un nouveau génotype sans défaut.
