Взаимодействие неаллельных генов: эпистаз, полимерия, комплементарность, эффект положения, модифицирующее действие.
Неаллельные гены — гены, расположенные или в неидентичных локусах гомологичных хромосом, или в разных парах гомологичных хромосом.
Эффект положения – способ взаимодействия неаллельных генов при котором активность гена опеределяется характером соседнего гена в хромосоме. Пример: резус-фактор включает 3 белка (С Д Е), кодируются 3 генами, лежат в одной хромосоме рядом друг с другом. Если все аллели рецессивные – нет синтеза белков С Д Е. Если в одной хромосоме доминантные аллели С и Е то активность Е блокируется и синтезируется в двойной дозе белок С. Если доминантные аллели С и Е в разных хромосомах то синтезируется и белок С и белок Е. Ген FSHD (4 хромосома) – нормальное развиитие. Делеция участка хромосомы между геном FSHD и теломерой – изменение положения гена – развитие фасциальной лопаточно-плечевой дистрофии
Комплементарность – способ взаимодействия неаллельных генов, при котором доминантные аллели разных генов вместе определяют развиите НОВОГО признака. Пример:
1. Д – нормальное разитие улитки, д – патология развития улитки, Е - нормальное развиитие слуховго нерва, е- патология развиитя слухового нерва. Генотип ддЕЕ или ддЕе – патология улитки, глухота воспринимающего типа т.е нет нового признака-слуха. Генотип ДДее или Ддее – патология слухового нерва, глухота проводящего пути. Генотип ддее – патология слухового нерва и улитки, глухота смешанного типа. Генотип Д_Е_ - развитие нормального слуха.
2. Y B – ген SRY, отвечающий за развитие семенников и выработку тестостерона
X A – ген, отвечающий за образование рецепторов тестостерона на мембранах клеток
X a – отстутсвите рецеторов тестостерона на мембранах клеток
X A Y B – развитие мужского пола
X a Y B – развитие синдрома тестикулярное феминизации (синдрома Морриса) – имеются семенники, вырабатывается тестостерон, но клетки на него не реагируют. Фенотип по женскому типу – наружные половые органы по женскому типу, влагалище слепо замкнуто, аменорея, бесплодие
3. Выработка тиреотропного гормона
Тиреотропный гормон (ТТГ) состоит из а- и б-цепей.
A – ген а-цепи (расположен в 6 хромосоме)
A – аномалия а-цепи
B – ген б цепи (расположен в 1 хромосоме)
B – аномалия б-цепи
Для выработки ТТГ необходимо наличие в генотипе доминантных аллелей обоих генов (A-B-)
4. Интерферон человека
Молекула интерферона состоит из 2 полипептидных цепей, каждая из которых детерминируется отдельным геном.
Один из генов локализуется во 2 хромосоме, другой –в 5.
Для синтеза нормального интерферона необходимы доминантные аллели обоих генов.
Эпистаз - это способ взаимодействия неаллельных генов, при котором один ген подавляет экспрессию другого неаллельного гена
Ген-подавитель называют эпистатическим геном (супрессором)
Подавляемый ген называют гипостатическим геном.
Доминантный эпистаз – эпистатический ген проявляет свои ингибируюие свойства как в гомозиготном, так ив гетерозиготном состоянии.
Блокада синтеза б-частицы ТТГ (териотропного гормона)
A – синтез б-частицы ТТГ (ген лежит в первой хромосоме).
а – нарушение синтеза б-частицы ТТГ.
B – синтез неактивного белка pit-1, (ген лежит в третьей хромосоме).
b – синтез активного белка pit-1.
AAbb или Aabb – эпистаза нет-белок pit-1 прикрепляется к ДНК и активируеттранскрипцию гена A-> синтез б-частицы ТТГ.
A_B_ - есть эпистатическое действие – синтезируется неактивный белок pit-1, который связывается с ДНК, но блокирует транскипцию гена A-> б-частица ТТГ не синтезируется -> клетки гипофиза не вырабатывают ТТГ
Рецессивный эпистаз – эпистатический ген проявляет свои ингибирующие свойства только в гомозиготном состоянии.
ген a, находясь в состоянии аа, препятствует проявлению генов B или b, а в состоянии АА или Аа – не препятствует.
I 0 ,I A ,I B –аллели гена, контролирующего формирование групп крови системы AB0
H – выработка вещества-предшественника АГ А и B по системе AB0, эпистаза нет.
h – предшественник АГ не образуется, АГ А и В не синтезируются, есть эпистаз
В гомозиготном состоянии hh-> препятствует проявлению генов I A и I B поэтому у людей с генотипами: I B I 0 hh, I A I A hh, I A I 0 hh, I B I B hh, I A I B hh на мембранах эритроцитов не образуется АГ А и В
Фенотип – при определении группы крови выявляется 0(I) группа.
«Бомбейский феномен» был впервые описан в Индии на примере семьи, в которой родители имели А(II) и первую 0(I) группу крови, а их дети AB(IV) и первую 0(I).
«Бомбейский феномен» имет частоту 1 на 13 000 среди индусов, говорящих на языке махарти и живущих в окрестностях Бомбея. Он распространен также в изоляте на острове Реюньон.
Полимерия – способ взаимодействия неаллельных генов, при котором гены различных аллельных пар воздействую на формирование одного и того же признака.
Признаки, детерминируемые полимерными генами, называются полигенными.
Полимерные гены принято обозначать одной буквой латинского алфавита (отвечаютза один и тот же признак), но с разными цифровыми индексами(являются разными парами генов).
Взаимодействие – суммирование действия генов
Формируется признак с непрерывным распределением
Соотношение фенотипов при полимерии: 15 : 1 с постепенным переходом от наиболее сильной выраженности признака к слабой.
За выработку меланина клетками кожи отвечают 4 пары генов (Р).
Рост, масса тела, величина артериального давления, цвет кожи, умственные способности и др.
Степень проявления признаков зависит от количества доминантных аллелей (чем их больше, тем сильнее выраженпризнак), а также от влиянияусловий среды.
Мультифакториальные заболевания – гепертоническая болезнь, ожирение, шизофрения и др.
Данные признаки при благоприятных условиях среды могут и непроявляться илибыть слабо выраженными, поэтому изменение условий среды + профилактические мероприятия - > снижение частоты и степени выраженности заболеваний.
Модифицирующее действие генов – в формировании признака принимают участие структурные гены и гены-модификаторы
Структурные гены- детерминируют развитие какого-либо признака
Гены-модификаторы – обеспечивают регуляцию активности структурных генов
Энхансеры – ускоряют транскрипцию структурных генов
Сайленсеры – замедляют транскрипцию
Пример: В – брахидактилия, в – нормодактилия. Н – ген-модификатор, ославбляющий проявление гена В, н – ген-модификатор, усиливающий проявление гена В. Ввнн-резкое укорочение пальцев. ВвНН и ВвНн – слабовыраженная брахидактилия.