Концептот на генска експресивност и пенетрација. Важноста на единството на надворешната и внатрешната средина во развојот на организмот. Пенетрација и експресивност. Што се случи? Фенотипски параметри на манифестацијата на генотипот: експресивност и пенетрација

Многумина генетски заболувањајасно дефинирани во семејството; тие. абнормалниот фенотип лесно се разликува од нормалниот. Од клиничкото искуство, сепак, познато е дека некои болести може да не се манифестираат иако лицето го има истиот генотип што ја предизвикува болеста кај другите членови на семејството. Во други случаи, истата болест може да има исклучително променлива презентација во однос на клиничката тежина, опсегот на симптоми или возраста на почетокот.

Фенотипски израз абнормален генотипможе да биде изменета од ефектите на стареењето, други генетски локуси или фактори на животната средина. Разликите во изразувањето честопати може да доведат до тешкотии во толкувањето на дијагнозата и педигрето. Постојат два различни механизми кои би можеле да ги објаснат разликите во изразувањето: намалена пенетрација и променлива експресивност.

Пенетрација- веројатноста дека генот ќе има некакви фенотипски манифестации. Ако фреквенцијата на изразување на фенотипот е помала од 100%, т.е. Има индивидуи кои го имаат соодветниот генотип без никакви манифестации, тие велат дека генот има нецелосна пенетрација. Пенетрацијата е концепт на се или ништо. Ова е процентот на луѓе со патолошки генотип и неговите манифестации, барем до одреден степен.

Експресивност- сериозноста на изразувањето на фенотипот кај индивидуи со еден патолошки генотип. Кога тежината на болеста се разликува меѓу луѓето кои го делат истиот генотип, се вели дека фенотипот има променлива експресивност. Дури и во рамките на истото педигре, две индивидуи кои носат исти мутантски гени може да имаат некои исти знаци и симптоми, а другите манифестации на болеста може да се разликуваат во зависност од засегнатите ткива и органи.

Некои тешкотииВо разбирањето на наследувањето на фенотиповите на болеста кои се јавуваат како резултат на пенетрацијата зависна од возраста и променливата експресивност, може да се земе предвид примерот на автосомно доминантна неврофиброматоза NF1. Неврофиброматозата тип 1 е честа болест на нервниот систем, очите и кожата, која се јавува кај приближно 1 од 3500 раѓања. Нема значајни разлики во инциденцата на болеста меѓу етничките групи.

Пример за наследување на неврофиброматоза тип 1 - NF1

Неврофиброматоза тип 1(NF1) се карактеризира со раст на бројни бенигни тумори, неврофиброми, во кожата; присуство на бројни рамни, неправилно пигментирани области на кожата познати како дамки од кафе или кафени дамки; растот на мали бенигни тумори (хамартоми) во ирисот на окото (Lisch јазли); понекогаш ментална ретардација, тумори на централниот нервен систем, дисеминирани плексиформни неврофиброми и развој на малигни тумори на нервниот систем или мускулите. Така, болеста има плеиотропен фенотип.

1 тип(NF1) првпат беше целосно опишан од лекарот фон Реклингхаузен во 1882 година, но болеста веројатно е позната уште од античко време. Иако возрасните хетерозиготи речиси секогаш имаат некои докази за болеста (т.е., 100% пенетрација кај возрасни), некои може да имаат само дамки од кафе, аксиларни пеги и Lisch јазли, додека други може да имаат бенигни тумори опасни по живот. кои влијаат на 'рбетниот мозок или малигни саркоми на екстремитетите.

Така постои променлива експресивност; Дури и во рамките на истото педигре, некои пациенти се сериозно погодени, додека други се само малку погодени. Дијагнозата станува потешка кај децата бидејќи симптомите се развиваат постепено со возраста. На пример, во периодот на новороденче, помалку од половина од сите заболени го имаат барем најблагиот знак на болеста, дамки од „кафе“. Затоа, пенетрацијата зависи од возраста.

ВО NF1 генОткриени се многу различни мутации кои предизвикуваат намалување на функцијата на генскиот производ, неврофибромин. Околу половина од случаите на NF1 се предизвикани од нова мутација, а не од наследна.

Главниот генетски проблем со советување семејства на пациенти со NF1- потребата да се избере помеѓу две подеднакво веројатни можности: пробанд-овата болест е спорадична, т.е. нова мутација или пациентот наследил клинички значајна форма на болеста од родител кај кој е присутен генот, но слабо се манифестира. Ако пробандот го наследи дефектот, ризикот дека некој од неговите или нејзините браќа и сестри исто така ќе ја наследи состојбата е 50%; но ако пробанот има нова мутација, ризикот за браќата и сестрите е многу мал.

Важно е дека и во двата случаи постои ризик дека пациентот ќе го пренесе генот потомството, е 50%. Со оглед на оваа несигурност, семејствата на пациенти со NF1 треба да знаат дека болеста може да се открие пресимптоматски, па дури и пренатално со помош на молекуларно генетско тестирање. За жал, молекуларната дијагностика обично може да одговори само на прашањето дали болеста ќе се развие, но не може да ја одреди нејзината тежина. Со исклучок на поврзаноста на целосното бришење на генот со дисморфија, ментална ретардација и голем број неврофиброми на рана возраст, не е идентификувана корелација помеѓу сериозноста на фенотипот и специфичните мутации во генот NF1.

Друг пример на автосомно доминантна малформација со нецелосна пенетрација е прекршување на одвојувањето на рацете како што е ектродактилија. Малформацијата се јавува во шестата или седмата недела од развојот, кога се формираат рацете и стапалата. Болеста покажува хетерогеност на локусот. Најмалку пет локуси се идентификувани, иако вистинскиот одговорен ген е потврден само во неколку од нив. Нецелосната пенетрација во педигре со дефекти на раката може да резултира со прескокнати генерации, а тоа го комплицира генетското советување бидејќи личноста со нормални раце сепак може да го пренесе генот на болеста и на тој начин да влијае на децата.

Иако воопшто правилата за наследување моногени заболувањаможе лесно да се класифицира како автосомно или X-поврзано и доминантно или рецесивно, наследувањето во индивидуално педигре може да биде прикриено од различни други фактори кои го отежнуваат толкувањето на моделот на наследување.

Дијагностички тешкотии може да произлезат од нецелосни пенетрацијаили променлива експресивност на болеста; Експресијата на гените може да биде под влијание на други гени и фактори на животната средина; некои генотипови не преживуваат до раѓање; може да нема точни информации за присуството на болеста во роднините или семејните односи; доминантните и Х-поврзани болести може да предизвикаат нови мутации; и конечно, со малата големина на семејството типична за повеќето развиени земји денес, пациентот може случајно да биде единственото болно лице во семејството, што го отежнува одлучувањето за видот на наследството.

Генетска болестможе да се појави во секое време во текот на животот на една личност, од раниот развој на фетусот до староста. Некои од нив може да бидат смртоносни во матката, други може да го попречат нормалниот развој на фетусот и да се детектираат пренатално (на пример, ултрасонографија), но се компатибилни со живо раѓање; други може да се идентификуваат само по раѓањето. (Генетските и вродените болести често се мешаат.

K (P) = x 100%, каде K (P) е пенетрација, n е бројот на потомци кои ја покажале карактеристиката, N е вкупниот број на потомци.

Експресивносте степенот на фенотипска манифестација на особина контролирана од даден ген. На пример, интензитетот на пигментацијата на кожата кај луѓето, која се зголемува со зголемување на бројот на доминантни алели (A 1, A 2, A 3, A 4) во системот на полимерните гени: доминантни алели кои го одредуваат развојот на црна кожа - A 1, A 2, A 3, A 4, рецесивни алели на бела кожа - a 1, a 2, a 3, a 4 Бела - a 1 a 1 a 2 a 2, A 1 a 1 a 2 a 2 - мулато со светла кожа, А 1 А 1 а 2 а 2 - темно мулато,

A 1 A 1 A 2 a 2 - темно мулато, A 1 A 1 A 2 A 2 - црн црнец.

Влијанието на факторите на околината се изразува со зголемување на степенот на пигментација на кожата кај лице со еден генотип - A 1 a 1 a 2 a 2 под влијание на ултравиолетовите зраци.

Дозата на генот го одразува развојот на шизофренија - кај хомозиготите е 100% пенетрација, а кај хетерозиготите е 20%. Текот и развојот на патолошки состојби може да се забележат во форма на благи и тешки манифестации - хипертензија, дијабетес мелитус и други знаци.

Српеста анемија- Станува збор за наследна хемоглобинопатија, наследена на автосомно рецесивен начин. Причината за болеста е патолошкиот ген „s“, кој формира абнормален хемоглобин (HbS), чија молекула содржи валин наместо глутаминска киселина на 6-та позиција на ß-ланецот. Генетски дефект е точкаст генска мутација која се јавува во структурниот ДНК ген кој ги кодира ß-синџирите на хемоглобинот. Патолошкиот хемоглобин го добил името S - хемоглобин од зборот „sicsle“ - срп, бидејќи црвените крвни зрнца што го носат овој абнормален протеин добиваат срп форма.

Под микроскоп, неисправните крвни клетки имаат скратен круг или облик на полумесечина, за разлика од нормалните кружни клетки. Ова е причината зошто оваа форма на хемоглобинопатија се нарекува српеста анемија. Црвените крвни зрнца во форма на срп предизвикуваат зголемување на вискозноста на крвта и создаваат механичка бариера во малите артериоли и капилари. Тие не се во состојба да се наведнуваат и да поминат низ ситни тесни садови, поради што некои ткива и органи не ги добиваат потребните материи и кислород. Покрај тоа, српестите еритроцити се помалку отпорни на механички стрес, што доведува до нивна хемолиза. Масовното уништување на клетките го активира системот за згрутчување на крвта. Тромбозата се зголемува. Тромбоза во различни органи, вкл. во слезината, која постепено атрофира по хипертрофија.

Постојат повеќе од 26 опции за замена во алфа синџирот и 31 опција во ланецот бета. Замена на најмалку една амино киселина ја менува примарната структура на протеинот, просторното уредување на неговите делови и, соодветно, функцијата на хемоглобинот. Полиморфизмот на хемоглобинот очигледно има адаптивно значење.

Интеракцијата на алели кои го одредуваат развојот на хемоглобинопатиите се определува со различни форми на интеракција на алелните гени (нецелосна доминација, супердоминација и кодоминација).

По тип на нецелосна доминацијаСе манифестираат хетерозиготни Ss носители на генот за хемоглобин НbS (НbАНbS).

а) Кога надворешните услови на животната средина се менуваат на нивото на морето, хетерозиготите имаат нормален облик на еритроцити и нормална концентрација на хемоглобин во крвта (целосна доминација на S над s).

б) На големи надморски височини (повеќе од 2,5-3 илјади m), хетерозиготите имаат намалена концентрација на хемоглобин, се појавуваат црвени крвни зрнца во форма на срп (нецелосна доминација на S над s) и се забележани клинички манифестации на анемија. Овој пример покажува дека доминацијата може да зависи не само од генотипот, туку и од условите на животната средина.

Прекумерна доминацијазабележани кај Ss хетерозиготите со HbAHbS форми на хемоглобин, тие се помалку подложни на маларија и се карактеризираат со отпорност на маларија, хомозиготите со HbAHbA форми на хемоглобин се поподложни на маларија. Во тропска Африка и други области каде маларијата е честа појава, сите три генотипови се постојано присутни во човечката популација - SS, Ss и ss (20-40% од популацијата е хетерозиготна - Ss). Се покажа дека зачувувањето на смртоносниот алел (и) кај човечката популација се должи на фактот дека хетерозиготите (Ss) се поотпорни на маларија и анемијата немаат клинички манифестации од хомозиготите за нормалниот ген; нивниот генотип е SS, формата на хемоглобинот е HbA / HbA - се подложни на маларија (тешката болест често е фатална), и затоа имаат селективна предност. Поединци со HbS/HbS хемоглобин и ss генотип (смртоносна - тешка форма на анемија). Така, поединци со црвени крвни зрнца HbA / HbS - генотип Ss - добиваат приоритет:

HbA/HbA < HbА /HbS > HbS/HbS.

Конечно, во еритроцитите на носителите на HbAHbS, двете варијанти на бета-глобински синџири се присутни во еднакви количини - нормален А и мутант S, односно се забележува кодоминација.

Таласемија- Ова е исто така наследно нарушување на крвта и е автосомно рецесивна мутација. Телото на лице со таласемија не може да произведе доволно хемоглобин, кој се наоѓа во црвените крвни зрнца и носи кислород низ телото. Ако нема доволно хемоглобин во црвените крвни зрнца, кислородот не допира до сите делови на телото. На органите им недостасува кислород и не можат да функционираат нормално. Постојат два типа на таласемија - алфа и бета - именувани по двата протеински синџири кои го сочинуваат нормалниот хемоглобин. И алфа и бета таласемија имаат акутни и неакутни форми. Рецесивните хомозиготи за таласемија се смртоносни, но хетерозиготите се остварливи. Слично на српеста анемија, таа е поврзана со хемоглобинопатии

НЕАЛЕЛИЧНИ ГЕНИ– тоа се гени лоцирани во различни локуси (локации) хомологни и нехомологни хромозоми. Неалелните гени се означени со различни букви (A, B, C).

ПЕНЕТРАНЦА ПЕНЕТРАНЦИЈА

(од латински penetrans, родот penetrantis - продорен, достигнување), зачестеноста на манифестацијата на алелот на одреден ген кај различни индивидуи на сродна група на организми. Терминот „П“. предложен во 1927 година од Н.В. Тимофеев-Ресовски. Се прави разлика помеѓу целосниот P. (алелот се манифестира кај сите индивидуи) и нецелосниот P. (алелот не се манифестира кај некои индивидуи). P. се изразува квантитативно како процент на индивидуи кај кои се манифестира овој алел (100% - целосен P.). За манифестацијата на множина е карактеристично нецелосното P.. гени. На пример, кај луѓето P. вродена дислокација на колкот е 25%, P. дефект на окото - колобома - прибл. 50%. Нецелосното P. може да се заснова на двата генетски фактори. причините и надворешното влијание. Услови. Познавањето на механизмите на P. и природата на P. на одредени алели е важно во медицинската генетика. советување и утврдување на можниот генотип на „здрави“ луѓе чии роднини имале наследство или болести. Посебни случаи на нецелосно P. може да се сметаат за манифестација на гени кои ги контролираат особини ограничени со пол (на пример, боја на пердуви, производство на јајца, производство на маснотии млеко), како и особини зависни од пол. На пример, алел на ген кој предизвикува ќелавост кај мажи хетерозиготни за овој алел не се појавува кај хетерозиготни жени. Кога е хомозиготен, овој алел предизвикува ќелавост кај мажите и проретчена коса кај жените. (види ЕКСПРЕСИВНОСТ).

.(Извор: „Биолошки енциклопедиски речник“. Главен уредник М. С. Гилјаров; Редакциски одбор: А. А. Бабаев, Г. Г. Винберг, Г. А. Заварзин и други - второ издание, поправено - М.: Сов. Енциклопедија, 1986 година.)

Погледнете што е „ПЕНЕТРАНЦИЈА“ во другите речници:

- (популациона генетика) показател за фенотипската манифестација на алел кај популацијата. Се дефинира како однос (обично како процент) на бројот на индивидуи кај кои се забележани фенотипски манифестации на присуството на алелот со вкупниот број на индивидуи во ... ... Википедија

- (од латинскиот penetrans родот penetrantis penetrantis), фреквенцијата на манифестација на ген, одредена од бројот на индивидуи (во сродна група организми) во кои се манифестира особина контролирана од даден ген... Голем енциклопедиски речник

Пенетрација. Видете генска експресија. (Извор: „Англиско-руски објаснувачки речник на генетски термини“. Арефиев В.А., Лисовенко Л.А., Москва: Издавачка куќа ВНИРО, 1995) ... Молекуларна биологија и генетика. Речник.

ПЕНЕТРАНЦИЈА- (од латински penetro продирам, достигнувам), фреквенцијата со која доминантен или рецесивен ген во хомозиготна состојба се манифестира фенотипски. Терминот беше воведен од Н.В. Тимофеев Ресовски (1927). Еколошки енциклопедиски речник. Кишињев: Дома…… Еколошки речник

пенетрација- и, ѓ. продор f. Биол. sl. 377... Историски речник на галицимите на рускиот јазик

пенетрација- генска манифестација Фреквенцијата на манифестација на одреден алел во група сродни организми (степенот на неговата манифестација кај поединецот се нарекува експресивност); со целосен П., алелот се манифестира кај сите индивидуи во примерокот, мнозинството... ... Водич за технички преведувач

Пенетрација- * пенетрација * фреквенција на пенетрација или веројатност за манифестација на ген (алел) во група сродни организми под соодветни услови на животната средина. P. се определува со процентот на поединци (во%) носители на генот (алел) што се проучува во кој тој... ... Генетика. енциклопедиски речник

ПЕНЕТРАНЦИЈА- (повторување) фреквенцијата со која дадена особина е контролирана од одреден ген. Целосна пенетрација е забележана во случаи кога дадена особина е присутна кај сите индивидуи чии тела содржат одреден ген. Ако…… Објаснувачки речник на медицината

- (од латински penetrans, genus penetrantis penetrantis), фреквенција на генска манифестација, одредена од бројот на индивидуи (во сродна група организми) кај кои се манифестира особина контролирана од даден ген. * * * ПЕНЕТРАНЦИЈА…… енциклопедиски речник

- (од латински пенетро продирам, достигнувам) квантитативен показател за фенотипската варијабилност на генската манифестација. Се мери (обично во %) со односот на бројот на индивидуи во кои даден ген се манифестирал во Фенотипот со вкупниот број на единки во генотипот... ... Голема советска енциклопедија

Предавање на тема „Наследување на карактеристики кај монохибридни, дихибридни и полихибридни вкрстувања. Интеракција меѓу гените. Пенетрација и експресивност на гените“, за специјалитетот Општа медицина, ЕП. 05 ЧОВЕЧКА ГЕНЕТИКА СО ОСНОВИ НА МЕДИЦИНСКА ГЕНЕТИКА

Преземи:

Преглед:

ПРЕДАВАЊЕ

ТЕМА: Наследување на особини кај монохибридни, дихибридни и полихибридни вкрстувања. Интеракција помеѓу гените. Пенетрација и експресивност на гените.

ПЛАН.

1. Генотип и фенотип.
2. Интеракција на алелни и неалелни гени: целосна и нецелосна доминација, кодоминација, епистаза, комплементарност, полимерија, плејотропија.

1. Суштината на законите за наследување на особините кај луѓето.

Основните модели на наследување на особините во генерации ги открил чешкиот истражувач Г. Мендел, кој објавил во 1866 година.

Пред Г. Мендел, теоријата за таканаречената „споена“ наследност беше општо прифатена. Нејзината суштина беше во тоа што за време на оплодувањето, машкиот и женскиот „почеток“ се мешаа „како бои во чаша вода“, предизвикувајќи нов организам.

Г. Мендел ја постави основата за идеите за дискретната природа на наследната супстанција и нејзината дистрибуција за време на формирањето на герминативните клетки кај хибридите.

Во секој експеримент, тој го концентрирал вниманието на една карактеристика, а не на растението како целина, и ги избирал оние особини во кои растенијата јасно се разликувале.

Пред да ги вкрсти растенијата едни со други, тој се уверил дека тие припаѓаатчисти линии. За да го направи тоа, Г. Мендел одгледувал различни сорти грашок две години со цел да ги избере оние линии каде што карактеристиката секогаш се репродуцирала кај потомството од генерација на генерација (боја на котиледони, распоред на цвеќиња, должина на растението итн.).

Прво Во експериментите, Г. Мендел зел предвид само еден пар карактеристики. Овој премин се нарекувамонохибрид.

Монохибрид се нарекува вкрстување, во кое се земаат предвид моделите на наследување на еден пар контрастни, алтернативни карактеристики.

Потпишете - која било карактеристика на организам, т.е. која било индивидуална особина или својство по која може да се разликуваат две единки. Кај растенијата, ова е обликот на королата (на пример, симетрично-асиметрична) или нејзината боја (виолетова-бела), брзината на созревање на растенијата (рано зреење-доцно зреење), отпорност или подложност на болести итн.

• Првично, карактеристиките беа наречени алели. Подоцна, зборовите „алел“ и „ген“ почнаа да се користат како синоними. Алелните гени (гени кои ја одредуваат истата особина) се наоѓаат во истиот локус на хомологни хромозоми. Еден диплоиден организам може да има не повеќе од два алели од истиот ген. Да потсетиме дека од секој од родителите се добива по еден ген.

Слика 16 Алелни гени.

Монохибриден крст.

При вкрстување на растенија со жолти семиња со растенија со зелени семиња во првата генерација на хибриди, се добиваат растенија со само жолти семиња.

Немаше преодни форми кај потомството.

Тие, пак, вкрстувајќи се едни со други, доведоа до потомство составено од растенија со жолти и зелени семиња. Односот на жолти и зелени семиња беше 3:1.

Со сумирање на голем број експерименти за различни карактеристики на грашок, беа формулирани основните закони на Мендел.

1. Закон на доминација или Закон на униформностхибриди од првата генерација.

При вкрстување на поединци кои се разликуваат едни од други по една карактеристика, во првата генерација на хибриди се добиваат униформни потомци, слични на само еден од родителите.

Соодветниот знак на другиот родител не се појавува.

Особината што се појавува кај првата генерација хибриди се нарекувадоминантна, и онаа што не се манифестира -рецесивна особина.

Кај луѓето, типичен пример за доминантна особина е брахидактилија (еднакво скратување на прстите), а рецесивна карактеристика е отсуството на ензимот фенилаланин хидроксилаза, што доведува до развој на сериозна болест - фенилкетонурија.

1. Закон за разделувањекај втората генерација на хибриди се забележува појава на индивидуи со доминантни и рецесивни особини во сооднос 3:1.

Г. Мендел ги воведе симболите: А - за доминантна и а - за рецесивна особина, што имплицира дека самите особини се одредени од дискретни фактори на наследноста - склоности (подоцна тие биле нареченигени).

Гаметите на секој родител носат по еден таков ген.

Во експериментите со грашок, во гаметите на едниот од родителите постои ген што ја предизвикува жолтата боја на семето, а кај другиот зелената боја на семето. Таквите гени кои одговараат еден на друг се нарекуваат алелни гени.

• Алел (од грчкиот a11e1op - друго, различно) - една од двете или повеќе алтернативни форми на ген, кој има специфична локација на хромозомот и единствена нуклеотидна секвенца.

Обично се означува со азбучни симболи:

1. матични организми - P,
2. првата генерација на хибриди - Ф1и втора генерација - F2, добиени од вкрстување на поединци од првата генерација едни со други.

Родителските растенија кои припаѓаат на чисти линии имаат или два доминантни (АА) или два рецесивни (аа) алели и произведуваат само еден вид гамети (А или а, соодветно).

Таквите организми се нарекуваатхомозиготни.

Сите нивни потомци се Ф1ќе го носи и генот на доминантна и генот на рецесивна особина, т.е. тоа ќехетерозиготна.

Во буквалното претставување изгледа вака:

Ако ја земеме предвид бојата на семките од грашок, тогаш родителските жолти семиња ќе бидат хомозиготни, додека жолтите семиња што произлегуваат од вкрстувањето ќе бидат хетерозиготни, т.е. тие ќе имаат различни генотипови (Аа).

Кај луѓето, пример за монохибридно вкрстување е мнозинството бракови помеѓу хетерозиготни носители на рецесивни патолошки алели одговорни за различни форми на метаболички нарушувања (галактоземија, фенилкетонурија, итн.)

Сè што е опишано погоре се однесува на наследувањето на алтернативни манифестации на една карактеристика.

Дихибриден крст.

1. Закон за независно наследување на знаци: со ди- и полихибридВо хибридните вкрстувања, секој пар на особини се наследува независно еден од друг, се дели во сооднос 3:1 и може независно да се комбинира со други особини.

Во еден од експериментите, Г. Мендел вкрстил растенија со кружни жолти семиња (доминантни) со растенија чии семиња биле зелени и збрчкани (рецесивни).

Гените кои ја одредуваат тркалезната форма на семињата и нивната жолта боја (ги означуваме со буквите K и Z, соодветно) доминираат над нивните алели кои ја одредуваат збрчканата форма (k) и зелената боја (g).

Односот на четирите типа на семиња во втората генерација на хибриди F2 беше следен: 315 кружни жолти, 108 кружни зелени, 101 збрчкани жолти и 32 збрчкани зелени, соодветно. Овој резултат добро се вклопува со очекуваната дистрибуција 9:3:3:1 врз основа на хипотезата за независна трансмисија на особини, бидејќи односот 3:1 добро се држи за секоја поединечна особина.

Сличен пример на вкрстување на два хетерозигота кај луѓето може да биде бракот на две миопијци со нормална пигментација, бидејќи кај луѓето генот за миопија (А) е доминантен над нормалниотм албинизам (а), а генот што ја одредува нормалната пигментација (Б) доминира над албинизмот (в). Во таков брак и двајцата родители ќе го имаат генотипот AaBb и ќе формираат четири типа гамети: AB, Av, aB, av. Фенотипското распаѓање кај децата ќе биде како што следува: 9 - миопија, со нормална пигментација; 3 - миопија, албино; 3 - нормален вид, нормална пигментација; 1 - нормален вид, албино. Но, ако ги земеме предвид сите потомци според само еден пар на особини, тогаш излегува дека секоја особина е поделена во сооднос 3:1, т.е. знаците се однесуваат независно.

1. Генотип и фенотип.

Генотипот е тоталитетотгени што го карактеризира овој организам.

Фенотип - тоталитетотзнаци , се манифестира како резултатакции гени во одредениУслови животната средина. Овој термин може да се користи и во врска соеден од алтернативните знаци.

1. Интеракција на алелни и неалелни гени:

целосна и нецелосна доминација,

кодоминација, епистаза,

комплементарност,

полимер, плејотропија.

Интеракција на алелни гени

Оваа форма на интеракција на алелни гени, како што се доминација и рецесивност, е пример за алелни интеракции.

Меѓутоа, набргу по секундарното откривање на законите на Мендел, беа откриени факти кои укажуваат на постоење на други форми на меѓугенски односи во генотипскиот систем.

Така, се покажа дека доминацијата на некои особини над другите е широко распространет, но не и универзален феномен.

Во некои случаи постоинецелосна доминација: Ф1 хибридот се карактеризира со посредна карактеристика помеѓу родителите. Пример за ова е појавата на розови цветови на шмек при вкрстување на црвени и бели цветови. Во овој случај, разликите во бојата се должат на пар алелни гени во кои нема доминација.

Многу, можеби дури и сите, гени постојат во повеќе од две алелни форми кај различни организми, иако еден диплоиден организам не може да носи повеќе од два алели. Овој феноменповеќекратен алелизам.

Повеќекратни алели првпат беа откриени на белиот локус во Дрософила од Т. Морган и неговите соработници. Особеноста на алелните врски е тоа што алелите можат да се наредени по ред по опаѓачки редослед на доминација.

Така, генот со црвени очи - див (најчест во природата) тип - ќе доминира над сите други алели. Ги има вкупно околу 15. Секој следен член на серија алели ќе доминира со сите други членови освен претходниот. Егзистенцијаповеќе алелисамо по себе укажува на релативната природа на доминацијата, како и на фактот дека таа се манифестира во специфични услови на животната средина.

Има случаи кога нема односи на доминација и рецесивност и двата алели се манифестираат во фенотипот. Тука зборуваме зако-доминација.

На пример, ако еден од родителите има крвна група А, а другиот - Б, тогаш во крвта на нивните деца има антигени карактеристични и за групата А и за групата Б. Таквите гени се нарекуваат кодоминантни гени. Тие се претставени со два или повеќе алели.

Интеракција на не-алелни гени:комплементарност, епистаза и полимеризација.

Пример за комплементарна генска интеракција кај луѓето е формирањето во имунокомпетентните клетки на телото на специфичен интерферонски протеин поврзан со интеракцијата на два не-алелни гени локализирани на различни хромозоми.

Епистаза - супресија на еден ген од друг, не-алеличен ген.

Супресорен ген е супресор кој делува на потиснатиот ген според принцип близок до доминација - рецесивност. Разликата е во тоа што тие не се алелни, т.е. заземаат различни локуси на хомологните и нехомологните Х хромозоми.

Пример за епистаза кај луѓето е таканаречениот „бомбај фенотип“. Познато е дека наследувањето на крвните групи АБО кај луѓето е под контрола на еден ген (I), во кој се разликуваат 3 алели - 1а, јас б, јас о . За да се реализираат информациите за секој алел, неопходно е присуство на доминантниот алел H на друг генски локус.

Ако поединецот е хомозиготен за H-системот (т.е. hh), тогаш алелот Iб системот АБО не може да го изврши својот ефект. Лицето со генетска конституција на BB и VO мора да има крвна група III. Ако тој е исто така hh хомозигот, тогаш алелот Б нема да се појави во реакцијата на аглутинација и лицето ќе биде препознаено дека ја има првата крвна група.

Полимеризам.

Се вели дека полимеризмот се јавува кога има неколку гени кои подеднакво влијаат на една карактеристика.

Нивното дејство е најчесто кумулативно

Манифестација. Оваа акција ќе зависи од бројот на доминантни алели.

Така, со адитивен ефект, фенотипот ќе биде поизразен со генотипот AABB отколку со AaBB. На пример, пигментацијата на човечката кожа варира од бела до црна. Браковите меѓу црнците и белците создаваат деца со средна боја на кожа, таканаречените мулати. Во случај на бракови меѓу мулати, потомците можат да имаат каква било боја на кожа - од црна до бела. Се претпоставува дека разликата во пигментацијата на кожата меѓу белите и црните луѓе се должи на дејството на три или четири не-алелни гени, од кои секој има приближно ист квантитативен ефект врз бојата на кожата.

Плеиотропен ефект на гените -независно или автономно дејство на генот во различни органи и ткива, со други зборови, влијанието на еден ген врз формирањето на неколку особини.

Примарна плејотропијае предизвикана од биохемиските механизми на дејство на мутантниот протеин или ензим - примарните производи на мутантните алели. За да ја илустрираме оваа поента, даваме примери.

Мутантните алели на различни гени кои ја контролираат синтезата на колаген и фибрилин доведуваат до нарушување на својствата на сврзното ткиво.

Бидејќи сврзното ткиво е основата на сите органи и ткива, повеќекратното влијание на овие мутации врз клиничката слика (фенотип) на таквите наследни болести на сврзното ткиво како, на пример, синдромот Елерс-Данлос и Марфанов синдром, се манифестираат, особено, со карактеристични промени во скелетниот систем е разбирливо. , пролапс на митралната валвула на срцето, проширување на аортниот лак, сублуксација на леќата (поради слабост на лигаментот на Зин).

Друг пример се повеќекратните лезии на телото при неврофиброматоза, кога резултатот од примарниот плеиотропен ефект на мутантниот ген ќе биде оштетување на нервниот и скелетниот систем, кожата и органот на видот и други симптоми.

Друг пример за примарниот плеиотропен ефект на генот може да се сметаат за карактеристични симптоми на таков наследен синдром како Барде-Бидловиот синдром, манифестиран со комбинација на дебелина, раце и/или стапала со шест прсти, неразвиеност на гениталните органи, ментална ретардација и карактеристично оштетување на органот на видот кај болните лица.

Секундарна плејотропија -оштетувањето на телото може да биде предизвикано од компликации на примарните патолошки процеси, меѓу кои може да се следи врската.

На пример, кај едно од моногените, автосомно рецесивно наследни болести - цистична фиброза - е забележана грешка во синтезата на трансмембрански протеин кој обезбедува транспорт на јони во клеткитеегзокрините жлезди.

Повреда на транспортот на јони на Na и Cl доведува до формирање на густа слуз во бронхиите, егзокриниот панкреас и/или други егзокрини жлезди (генитални и пот), што повлекува секундарни воспалителни процеси, блокада на екскреторните канали, нарушена дигестија на храната. и развој на секундарни воспалителни процеси .

1. Пенетрација и експресивност на гените кај луѓето.

Пенетрацијата е веројатноста генот да се манифестира во неговите познати носители. Ако фенотипската манифестација е забележана кај сите носители, тие зборуваат за целосна, 100% пенетрација. Меѓутоа, кај многу болести тоа не се случува, но се забележува нецелосна пенетрација. Во овие случаи, тие зборуваат за предиспозиција (за дијабетес, шизофренија, кардиоваскуларни заболувања итн.); дури и носител на соодветниот ген може да биде здрав. Современите дијагностички методи овозможуваат во многу случаи да се идентификува превозот на неисправни гени.

Концептот на експресивност го одразува степенот на изразување на некоја особина.

Генската експресивност карактеризира различни степени на сериозност на болеста за ист генотип.Генската експресивност карактеризира различни степени на сериозност на болеста за ист генотип.

На пример, кај еден од автосомно доминантните синдроми - Холт-Орам синдром (синдром на рака-срце) - карактеристичното оштетување на скелетниот систем може да варира од малку неразвиен радиус до негово отсуство со формирање на радијална шапка.

Пример за различната експресивност на болеста се и разликите во тежината на таквата честа наследна автосомно доминантна болест како неврофиброматоза. Многу често, дури и во едно семејство, има пациенти со благ тек (присуство на пигментни дамки, мал број на неврофиброми, „пеги“ во наборите на кожата) и тежок тек на болеста (со тумори на централен нервен систем, малигнитет на неврофиброми и други опасни симптоми).

Практична лекција

Решавање проблеми со моделирање монохибридно, дихибридно, полихибридно вкрстување

И двата концепта беа воведени во 1926 година. О. Фогтда се опише варијацијата во мутантните фенотипови.

Експресивност- Ова степен на манифестацијамутантна карактеристика во фенотипот. На пример, мутација без очикај Drosophila предизвикува намалување на окото, чиј степен варира кај различни индивидуи.

Пенетрација -Ова фреквенција,или веројатноста за појавамутантен фенотип кај сите индивидуи кои ја носат оваа мутација. На пример, 100% пенетрација на рецесивна мутација значи дека кај сите хомозиготни индивидуи се манифестира во фенотипот. Ако фенотипски се открие само кај половина од индивидуите, тогаш пенетрацијата на мутацијата е 50%.

Условни мутации

Овие мутации се појавуваат само кога се исполнети одредени услови.

Мутации чувствителни на температура. Мутантите од овој тип живеат и се развиваат нормално под една ( попустлив) температура и откривање отстапувања на друга ( рестриктивни). На пример, Drosophila е чувствителна на ладно (на 18°C) ts -мутации (чувствителни на температура) и чувствителни на топлина (на 29°C) ts -мутации. На 25°C останува нормалниот фенотип.

Мутации на чувствителност на стрес. Во овој случај, мутантите се развиваат и надворешно изгледаат нормално ако не се подложени на никакви стресни влијанија. Да, мутанти sesB (чувствителна на стрес) Дрософила во нормални услови не покажува никакви абнормалности.

Меѓутоа, ако нагло ја протресете епрувета, мувите почнуваат да се грчат и не можат да се движат.

Авксотрофни мутации кај бактериите. Тие преживуваат само на целосен медиум или на минимален медиум, но со додавање на една или друга супстанција (амино киселина, нуклеотид, итн.).

Методи за сметководство за мутации

Карактеристики на методите за сметководство на мутации. Методите за откривање на мутации мора да се разликуваат во зависност од тоа како се репродуцира организмот. Видливите морфолошки промени лесно се земаат предвид; Потешко е да се утврдат физиолошките и биохемиските промени кај повеќеклеточните организми. Најлесно за откривање видлива доминантнамутациите кои може да изгледаат хетерозиготни во првата генерација се потешки за анализа рецесивни мутации, тие се неопходни направи хомозиготна.

За предмети кои се добро проучени генетски (дрозофила, пченка, голем број микроорганизми), проучувањето на нова мутација е прилично лесно. На пример, за Дрософила се развиени посебни методи за да се земе предвид зачестеноста на мутациите.

Метод СlВ. Молерсоздаде линија на овошни мушички СlВ (Си Ел Би) кој има еден од X-хромозомот е означен со доминантен ген Лента (Б) И инверзија, именуван СО . Оваа инверзија го спречува преминувањето и е рецесивна. смртоносен ефект – л. Затоа линијата е именувана СlВ .

Женките од ова линија на анализаторвкрстени со мажи од испитуваниот примерок. Ако се земаат машки од природно население, тогаш можеме да ја процениме зачестеноста на летовите во него. Или земаат мажјаци, третирани со мутаген. Во овој случај, се проценува зачестеноста на смртоносните мутации предизвикани од овој мутаген.

ВО F 1изберете женски СlВ/+, хетерозиготна за мутација Бар, и крстот поединечно (секоја женка во посебна цевка со мажјак од див тип). Ако во хромозомот што се тестира нема мутација, тогаш потомството ќе има две класи на женски и една класа на мажјаци ( Б+), бидејќи од машки пол СlВумираат поради присуството на летање л , т.е. општа родова поделба ќе биде 2:1 (види слика).

Ако во експерименталниот хромозом постои смртоносна мутација л м , потоа во F 2 ќе бидат само женски, бидејќи мажјаците од двете класи ќе умрат - во еден случај, поради присуството на летање внатре X-хромозом СlВ, во друга – поради присуството на летање л м во експериментални X-хромозом (види слика). Дефинирање на односот на броеви X-хромозоми (епрувети со индивидуални вкрстувања) во кои настанала смртоносна, до вкупниот број на проучувани X-хромозоми (епрувети), пресметајте ја зачестеноста на смртоносните мутации во одредена група.

Молер постојано го менуваше својот метод за идентификација на смртоносни во X- Drosophila хромозом, што резултира со појава на такви линии - анализатори, Како Му-5 , а подоцна - линии - балансери Basc, Бинсни сл.

Метод Cy L/Pm . Да се ​​земат предвид смртоносните мутации во автозомиовошните муви користат линии избалансирани смртоносни. За да се појави рецесивна смртоносна мутација во автосом, исто така е неопходно тоа да биде во хомозиготна состојба. За да го направите ова, неопходно е да се направат два крста и да се води евиденција за потомците F 3. За откривање на летање второлинија за употреба на хромозомите Cy L/Pm (CyLP Em) (види слика).

Мувите од оваа линија имаат вториот хромозомпостојат две доминантни мутации Cy (Кадрава – криви крилја ) И Л (Лобус – мали лобуларни очи ) , од кои секоја во хомозиготна состојба предизвикува смртоносен ефект. Мутациите се обемни инверзиина различни краци на хромозомот. Двајцата заклучен» преминување преку. Хомологниот хромозом содржи и доминантна мутација - инверзија ПМ (Слива - Кафени очи). Анализираниот мажјак е вкрстен со женка од линијата CyL/Pm (не сите потомци се прикажани на сликата).

ВО F 1изберете мажи Cy L/Pm + И поединечновкрстете ги со женки од оригиналната линија Cy L/Pm . ВО F 2изберете мажи и жени Сај Л , во кој хомологниот хромозом е тест хромозом. Како резултат на нивно вкрстување едни со други, се добиваат три класи на потомци. Еден од нив умира поради хомозиготност за мутации Cy И Л , друга класа на потомци се хетерозиготи Cy L/Pm +, како и класата на хомозиготи за тестираниот хромозом. Крајниот резултат е муви Сај Л И Cy+L+ во врска со 2:1 .

Ако тест хромозомот има смртоносна мутација, потомството од последниот премин ќе само муви Сај Л . Користејќи го овој метод, можно е да се земе предвид фреквенцијата на рецесивни смртоносни мутации на вториот хромозом на Drosophila.

Сметководство за мутации во други објекти. Слични методи за откривање мутации се развиени и за други објекти. Тие се засноваат на истите принципи:

1) откријте рецесивенмутацијата може да се претвори во хомо-или хемизиготнадржава,

2) можно е точно да се земе предвид фреквенцијата на настанатите мутации само под услов недостаток на премин прекукај хетерозиготни индивидуи.

За цицачи(глувче, зајак, куче, свиња и сл.) развиена е методологија за евидентирање на зачестеноста на појавата доминантна смртоноснамутации. Зачестеноста на мутациите се оценува според разликата помеѓу бројот жолти телаво јајниците и во развој ембрионикај бремена жена на обдукција.

Земајќи ја предвид зачестеноста на мутациите кај луѓетомногу тешко, сепак генеалошка анализа , т.е. анализа на педигре ни овозможува да се утврди појавата на нови мутации. Ако одредена особина не била пронајдена во педигрето на сопружниците неколку генерации, но се појавила кај едно од децата и почнала да се пренесува на следните генерации, тогаш мутацијата се појавила во гаметата на еден од овие сопружници.

Сметководство за мутации во микроорганизми. Многу е погодно да се проучуваат мутации кај микроорганизмите, бидејќи тие ги имаат сите гени еднинаа веќе се појавуваат мутации првата генерација.

Мутантите лесно се откриваат метод на отпечаток од прст, или реплики, што беше предложено од сопружниците Е.И Ј. Ледерберг.

За да се идентификуваат мутациите на отпорност на бактериофагот Т1 кај E. coli, бактериите се сеат на хранлив агар за да формираат посебни колонии. Потоа, со помош на кадифена реплика, овие колонии повторно се печатат на плочи обложени со суспензија од честички на фагот Т1. Повеќето од клетките на оригиналните чувствителни ( TonS ) културите нема да формираат колонии, бидејќи тие се лизирани од бактериофагот. Ќе растат само индивидуални мутантни колонии ( TonR ), отпорен на фаг. Со броење на бројот на колонии во контролните и експерименталните (на пример, по зрачење со ултравиолетова светлина) варијанти, лесно е да се одреди фреквенцијата на индуцираните мутации.