La transmissió de trets de generació en generació es deu a la interacció entre diferents gens. Què és un gen i quins tipus d'interacció hi ha entre ells?
Què és un gen?
Sota el gen en l'actualitat, signifiquen la unitat de transmissió de la informació hereditària. Els gens es troben a l'ADN i formen les seves seccions estructurals. Cada gen és responsable de la síntesi d'una molècula de proteïna específica, que determina la manifestació d'un tret particular en humans.
Cada gen té diverses subespècies o al·lels, que provoquen una varietat de trets (per exemple, els ulls marrons es deuen a l'al·lel dominant del gen, mentre que el blau és un tret recessiu). Els al·lels es troben a les mateixes regions dels cromosomes homòlegs, i la transmissió d'un o un altre cromosoma provoca la manifestació d'un o altre tret.
Tots els gens interactuen entre ells. Hi ha diversos tipus de la seva interacció: al·lèlica i no al·lèlica. En conseqüència, la interacciógens al·lèlics i no al·lèlics. En què es diferencien entre si i com es manifesten?
Historial de descobriments
Abans de descobrir els tipus d'interacció de gens no al·lèlics, s'acceptava generalment que només és possible la dominació completa (si hi ha un gen dominant, apareixerà el tret; si està absent, hi haurà no ser cap tret). Prevalgué la doctrina de la interacció al·lèlica, que durant molt de temps va ser el principal dogma de la genètica. S'ha investigat àmpliament la dominació i s'han descobert tipus com ara la dominació completa i incompleta, la codominància i l'excés de domini.
Tots aquests principis estaven subjectes a la primera llei de Mendel, que afirmava la uniformitat dels híbrids de primera generació.
Després de més observacions i investigacions, es va observar que no tots els signes s'ajustaven a la teoria de la dominància. Amb un estudi més profund, es va demostrar que no només els mateixos gens afecten la manifestació d'un tret o grup de propietats. Així, es van descobrir formes d'interacció de gens no al·lèlics.
Reaccions entre gens
Com s'ha dit, durant molt de temps va prevaler la doctrina de l'herència dominant. En aquest cas, es va produir una interacció al·lèlica, en la qual el tret es va manifestar només en estat heterozigot. Després de descobrir diverses formes d'interacció de gens no al·lèlics, els científics van poder explicar tipus d'herència fins ara inexplicables i obtenir respostes a moltes preguntes.
Es va trobar que la regulació gènica depenia directament dels enzims. Aquests enzims van permetre que els gens reaccionessin de manera diferent. Al mateix temps, la interacció dels gens al·lèlics i no al·lèlics va procedir segons els mateixos principis i patrons. Això va portar a la conclusió que l'herència no depèn de les condicions en què els gens interactuen, i el motiu de la transmissió atípica de trets rau en els mateixos gens.
La interacció no al·lèlica és única, la qual cosa permet obtenir noves combinacions de trets que determinen un nou grau de supervivència i desenvolupament dels organismes.
Gens no al·lèlics
Els no al·lèlics són aquells gens que es localitzen en diferents parts dels cromosomes no homòlegs. Tenen una funció de síntesi, però codifiquen la formació de diverses proteïnes que causen signes diferents. Aquests gens, que reaccionen entre ells, poden provocar el desenvolupament de trets en diverses combinacions:
- Un tret serà degut a la interacció de diversos gens completament diferents.
- Múltiples trets dependran d'un gen.
Les reaccions entre aquests gens són una mica més complicades que amb la interacció al·lèlica. Tanmateix, cadascun d'aquests tipus de reaccions té les seves pròpies característiques i característiques.
Quins són els tipus d'interacció dels gens no al·lèlics?
- Epistasi.
- Polymeria.
- Complementarietat.
- L'acció dels gens modificadors.
- Interacció pleiotròpica.
Totsd'aquests tipus d'interacció té les seves pròpies propietats úniques i es manifesta a la seva manera.
Ens hem de fixar en cadascun d'ells amb més detall.
Epistasi
Aquesta interacció de gens no al·lèlics - epistasi - s'observa quan un gen suprimeix l'activitat d'un altre (el gen suprimidor s'anomena epistàtic, i el gen suprimit s'anomena gen hipostàtic).
La reacció entre aquests gens pot ser dominant o recessiva. L'epistasi dominant s'observa quan el gen epistàtic (generalment indicat amb la lletra I, si no té una manifestació fenotípica externa) suprimeix el gen hipostàtic (acostuma a indicar-se B o b). L'epistasi recessiva es produeix quan l'al·lel recessiu del gen epistàtic inhibeix l'expressió de qualsevol dels al·lels del gen hipostàtic.
La divisió segons el tret fenotípic, amb cadascun d'aquests tipus d'interaccions, també és diferent. Amb l'epistasi dominant, s'observa més sovint la següent imatge: a la segona generació, segons els fenotips, la divisió serà la següent: 13:3, 7:6:3 o 12:3:1. Tot depèn de quins gens convergeixen.
Amb epistasi recessiva, la divisió és: 9:3:4, 9:7, 13:3.
Complementarietat
La interacció de gens no al·lèlics, en què, quan es combinen al·lels dominants de diversos trets, es forma un fenotip nou, fins ara inèdit, i s'anomena complementarietat.
Per exemple, aquest tipus de reacció entre gens és més comú a les plantes (especialment les carabasses).
Si el genotip de la planta té un al·lel dominant A o B, aleshores el vegetal adquireix una forma esfèrica. Si el genotip és recessiu, la forma del fetus sol ser allargada.
Si hi ha dos al·lels dominants (A i B) al genotip al mateix temps, la carbassa pren forma de disc. Si continuem creuant (és a dir, continuem aquesta interacció de gens no al·lèlics amb carbasses de línia pura), aleshores a la segona generació podeu obtenir 9 individus amb forma de disc, 6 amb forma esfèrica i una carbassa allargada.
Aquest encreuament us permet obtenir noves formes híbrides de plantes amb propietats úniques.
En els humans, aquest tipus d'interacció provoca el desenvolupament normal de l'audició (un gen per al desenvolupament de la còclea, l' altre per al nervi auditiu) i en presència d'un sol tret dominant apareix la sordesa.
Polymeria
Sovint, la manifestació d'un tret no es basa en la presència d'un al·lel dominant o recessiu d'un gen, sinó en el seu nombre. La interacció de gens no al·lèlics (polimeria) és un exemple d'aquesta manifestació.
L'acció polimèrica dels gens pot procedir amb un efecte acumulatiu (acumulatiu) o sense. Durant l'acumulació, el grau de manifestació d'un tret depèn de la interacció global del gen (com més gens, més pronunciat és el tret). La descendència amb un efecte similar es divideix de la següent manera: 1: 4: 6: 4: 1 (el grau d'expressió del tret disminueix, és a dir, en un individu el tret és màximament pronunciat, en d' altres s'observa la seva extinció fins a la completa desaparició.).
Si no s'observa cap acció acumulada, aleshoresla manifestació d'un tret depèn dels al·lels dominants. Si hi ha almenys un d'aquests al·lels, el tret tindrà lloc. Amb un efecte similar, la divisió de la descendència es produeix en una proporció de 15:1.
L'acció dels gens modificadors
La interacció de gens no al·lèlics, controlada per l'acció dels modificadors, és relativament rara. Un exemple d'aquesta interacció és el següent:
- Per exemple, hi ha un gen D responsable de la intensitat del color. En l'estat dominant, aquest gen regula l'aparició del color, mentre que en la formació d'un genotip recessiu per a aquest gen, encara que hi hagi altres gens que controlen directament el color, apareixerà l'"efecte de dilució del color", que sovint s'observa en ratolins blancs lletosos.
- Un altre exemple d'aquesta reacció és l'aparició de taques al cos dels animals. Per exemple, hi ha el gen F, la funció principal del qual és la uniformitat de la coloració de la llana. Amb la formació d'un genotip recessiu, el pelatge es colorarà de manera desigual, amb l'aparició, per exemple, de taques blanques en una o altra zona del cos.
Aquesta interacció de gens no al·lèlics en humans és força rara.
Pleiotropia
En aquest tipus d'interacció, un gen regula l'expressió o afecta el grau d'expressió d'un altre gen.
En els animals, la pleiotropia es manifesta de la següent manera:
- En els ratolins, el nanisme és un exemple de pleiotropia. S'ha observat que en creuar ratolins fenotípicament normalsA la primera generació, tots els ratolins van resultar nans. Es va concloure que el nanisme és causat per un gen recessiu. Els homozigots recessius van deixar de créixer, els seus òrgans interns i glàndules estaven poc desenvolupats. Aquest gen del nanisme va afectar el desenvolupament de la glàndula pituïtària dels ratolins, la qual cosa va provocar una disminució de la síntesi d'hormones i va provocar totes les conseqüències.
- Coloració platí en guineus. La pleiotropia en aquest cas es va manifestar per un gen letal que, quan es va formar un homozigot dominant, va provocar la mort dels embrions.
- En humans, s'ha demostrat una interacció pleiotròpica en la fenilcetonúria, així com en la síndrome de Marfan.
El paper de les interaccions no al·lèliques
En termes evolutius, tots els tipus d'interacció anteriors de gens no al·lèlics tenen un paper important. Les noves combinacions de gens provoquen l'aparició de noves característiques i propietats dels organismes vius. En alguns casos, aquests signes contribueixen a la supervivència de l'organisme, en d' altres, al contrari, provoquen la mort d'aquells individus que destacaran significativament de la seva espècie.
La interacció no al·lèlica dels gens s'utilitza àmpliament en la genètica de cria. Algunes espècies d'organismes vius es conserven a causa d'aquesta recombinació gènica. Altres espècies adquireixen propietats molt apreciades en el món modern (per exemple, criar una nova raça d'animals amb major resistència i força física que els seus pares).
S'està treballant sobre l'ús d'aquest tipus d'herència en humans pereliminant els trets negatius del genoma humà i creant un genotip nou sense defectes.
