Как вы считаете, генотип – это просто совокупность генов или целостная система?
Взаимодействие генов в генотипе. Генотип представляет собой совокупность всех генов, локализованных в хромосомах данного организма. Генотип – это целостная система, элементы которой (гены) постоянно взаимодействуют. В результате такого взаимодействия у организмов формируются те или иные признаки.
Примером взаимодействия аллельных генов может служить явление доминирования (см. § 41). Однако активно взаимодействовать между собой могут и гены, расположенные в разных локусах (участках) гомологичных хромосом, и гены, находящиеся в негомологичных хромосомах, т. е. неаллельные гены. Один ген может контролировать развитие одного или нескольких различных признаков. В то же время большинство признаков организмов представляют собой результат совместного действия многих генов.
Взаимодействие генов изучено у многих видов живых организмов. Явление взаимодействия обусловливает отклонения от закономерностей, установленных Г. Менделем для гибридного скрещивания. Основные типы взаимодействия неаллельных генов – комплементарное взаимодействие, эпистаз и полимерия.
Комплементарное взаимодействие происходит между комплементарными генами. Комплементарными генами называют такие неаллельиые гены, которые при совместном действии обусловливают развитие нового признака. Возникает так называемое «новообразование при скрещивании». Например, у душистого горошка окраска цветков (белая или красная) зависит от двух пар неаллельиых генов.
Красная окраска цветков душистого горошка возникает только в том случае, когда имеется хотя бы один доминантный аллель в каждой из двух разных пар неаллельных генов (возможные генотипы: AABB, AaBb, AABb, AaBb). В остальных случаях цветок будет иметь белую окраску (возможные генотипы: AAbb, Aabb, aaBb, aaBB, aabb). При скрещивании разных сортов душистого горошка с белыми цветками можно получить потомство только с красными цветками:
Все потомки гибридов первого поколения гетерозиготны, они имеют по одному доминантному аллелю A и B. Присутствие этих аллелей обусловливает формирование нового признака у гибридов – красной окраски цветков.
Эпистаз. Значительные отклонения от численных соотношений фенотипов могут возникать в тех случаях, когда две или более пар генов действуют на развитие одного и того же признака. В этом случае проявляется взаимодействие генов, называемое эпистазом. Это такое взаимодействие неаллельных генов, при котором вплели одного гена подавляют проявление аллелей других генов. В определенном смысле эпистаз противоположен комплементарному взаимодействию. Например, окраска шерсти у кроликов определяется двумя парами генов, локализованных в разных парах гомологичных хромосом.
Полимерия. Различные неаллельные гены могут оказывать действие на один и тот же признак, усиливая его проявление. Такие гены получили название полимерных.
Полимерия наблюдается в том случае, когда проявление признака зависит от количества доминантных аллелей, вносящих вклад в его развитие. Многие из самых заметных признаков организмов (например, масса и размеры тела, плодовитость) представляют собой результат совместного действия комплекса генов.
Факты, свидетельствующие о взаимодействии генов, доказывают, что генотип обладает целостностью и не может рассматриваться как сумма отдельных генов. Вместе с этим факт расщепления в потомстве гибридов позволяет утверждать, что генотип, представляя собой систему, слагается из отдельных элементов – генов.
Вопросы и задания
- Каковы возможные типы взаимодействия генов?
- В чем заключается комплементарное взаимодействие? Приведите пример.
- Исходя из понимания системы как совокупности взаимодействующих между собой элементов, докажите, что генотип – это целостная система.
