«Азы» генетики, открытые Грегором Иоганном Менделем в XIX веке, проверялись и дополнялись многими учеными в XX веке. Их опыты подтверждали, что базовые закономерности Менделем были прослежены верно. Однако появились и новые данные, не вполне соответствующие выкладкам Менделя. В частности, обнаружилось, что числовые соотношения при расщеплении второго и последующих поколений гибридных особей не всегда соблюдаются.
Стало понятным, что связи между генами более сложны, чем представлялось на заре генетики. Если Мендель думал, что один ген (он употреблял понятие «фактор) отвечает за развитие лишь одного признака, то ученые выяснили, что один и тот же ген оказывает влияние на развитие сразу нескольких признаков. К тому же оказалось, что один признак может развиться под влиянием нескольких разных генов.
С этими положениями связан популярный вопрос ЕГЭ по биологии: «Докажите, что генотип — целостная система». Что здесь необходимо указывать, чтобы получить все три балла?
1. Во-первых, гены взаимодействуют друг с другом, и проявление целого ряда признаков зависит от действия нескольких генов одновременно (полимерия); также один конкретный ген может повлиять на развитие нескольких признаков (множественное действие гена).
2. Во-вторых, существует взаимодействие аллельных (полное, неполное доминирование и кодоминирование) и неаллельных (комплементарность, эпистаз, полимерия) генов.
3. В-третьих, в геноме есть регуляторные гены, которые контролируют деятельность структурных. Мы упоминали об этом в разделе «Цитология» в теме «Регуляция транскрипции и трансляции».
Тонкости первого и второго пунктов будут раскрыты ниже.
Действительно, генотип — это не просто множество генов, каждый из которых работает (или не работает) сам по себе. Гены постоянно взаимодействуют. Произнося слово «взаимодействие», можно представить себе некие «соприкасания», «встречи» генов, как будто они ходят друг к другу в гости. Однако взаимодействуют не сами гены непосредственно, а их продукты, и этот процесс имеет биохимическую природу. Продуктом гена эукариот может являться белок, тРНК или рРНК.
Существует два типа взаимодействия генов.
1. Взаимодействие аллельных генов.
2. Взаимодействие неаллельных генов.
Известно, что всякий ген занимает в молекуле ДНК строго определенное место. Он не может поменять «прописку», как человек, живущий в квартире по определенному адресу, не может вдруг взять и вселиться в любое помещение с другим адресом, заявив, чтоб хозяева потеснились. Однако ген (аллель) может иметь брата-близнеца (аллель в гомологичной хромосоме), который живет в соседнем городке (в идентичном локусе). У этих двух аллелей очень похожий адрес (лежат в одинаковых локусах гомологичных хромосом). Они могут обменяться друг с другом местами при кроссинговере!
Итак, аллельные гены — это гены, которые «прописались» в идентичных локусах (участках) гомологичных хромосом.
Неаллельные гены — гены, которые находятся либо в разных локусах гомологичных хромосом, либо в разных парах негомологичных хромосом.
Поля помеченные * являются обязательными для заполнения
Поля помеченные * являются обязательными для заполнения
Поля помеченные * являются обязательными для заполнения