"Биология. Общая биология. Профильный уровень", Захаров В.Б.
Аллельные гены — варианты одного гена, расположенные в одинаковых участках парных хромосом. Их взаимодействие определяет, какой признак проявится у организма с двумя разными аллелями. При полном доминировании заметен только доминантный вариант, при неполном возникает промежуточный признак, а при кодоминировании проявляются оба. Понимание этих различий помогает предсказывать признаки потомства и решать задачи на наследование.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Взаимодействие аллельных генов — проявление признака, которое зависит от сочетания разных аллелей одного гена в генотипе. Иными словами, результат определяется не только тем, какие варианты гена есть у организма, но и тем, как они проявляются вместе. Это понятие помогает связать генотип — набор аллелей — с наблюдаемым признаком.
Полное доминирование — взаимодействие, при котором у гетерозиготы проявляется признак доминантного аллеля так же, как у доминантной гомозиготы. Например, если A доминирует над a, то Aa и AA внешне не различаются по изучаемому признаку. Это правило позволяет предсказывать фенотип, даже когда генотип содержит два разных аллеля.
Неполное доминирование — взаимодействие, при котором у гетерозиготы проявляется промежуточный вариант признака между вариантами двух гомозигот. Например, при скрещивании красноцветковых и белоцветковых растений гетерозиготы могут иметь розовые цветки. Такое определение нужно, чтобы не считать любой признак гетерозиготы полностью доминантным.
Кодоминирование — взаимодействие, при котором у гетерозиготы одновременно и различимо проявляются признаки обоих аллелей. Ни один аллель не скрывает другой и не превращает сочетание в промежуточный вариант. Термин помогает описать, например, группу крови AB, где проявляются оба соответствующих аллеля.
Аллельные гены занимают один и тот же участок, или локус, в паре гомологичных хромосом. Гомологичные хромосомы содержат гены, отвечающие за одни и те же признаки, хотя варианты генов могут различаться. При оплодотворении один аллель поступает от матери, другой — от отца, поэтому для одного гена обычно записывают AA, Aa или aa.
При полном доминировании аллель A определяет фенотип гетерозиготы Aa. Поэтому внешний признак Aa совпадает с признаком AA: присутствия одного A достаточно для проявления доминантного варианта. При этом рецессивный аллель a не исчезает и может передаваться потомству, хотя у гетерозиготы его действие не видно.
При неполном доминировании ни один из двух аллелей полностью не задаёт фенотип гетерозиготы. В результате Aa занимает промежуточное положение между AA и aa, например розовая окраска оказывается между красной и белой. В скрещивании Aa × Aa генотипы AA, Aa и aa возникают в отношении 1:2:1, а поскольку каждому соответствует свой фенотип, таким же будет и фенотипическое расщепление.
При кодоминировании оба аллеля проявляют свои эффекты в гетерозиготе, поэтому их признаки можно различить одновременно. Например, аллели Iᴬ и Iᴮ определяют наличие разных антигенов на эритроцитах; у человека с генотипом IᴬIᴮ проявляются оба. Это не промежуточный вариант: в отличие от смешения признаков, оба исходных проявления сохраняются.
Тип взаимодействия меняет соотношение фенотипов у потомков, но не то, какие сочетания аллелей образуются при скрещивании Aa × Aa. Каждый родитель даёт гаметы A и a, поэтому возможны AA, Aa, Aa и aa. Отсюда генотипическое расщепление всегда равно 1:2:1, а фенотипическое при полном доминировании равно 3:1 и при двух других типах обычно равно 1:2:1.
| Тип взаимодействия | Фенотип гетерозиготы Aa | Фенотипическое расщепление |
|---|---|---|
| Полное доминирование | Как у AA, проявляется доминантный признак | 3:1 |
| Неполное доминирование | Промежуточный между AA и aa | 1:2:1 |
| Кодоминирование | Одновременно проявляются признаки обоих аллелей | 1:2:1 |
Сначала найдите строку, которая соответствует типу взаимодействия, а затем сравните фенотип гетерозиготы и ожидаемое соотношение потомков. Числа показывают доли фенотипических классов, а не обязательно точное количество организмов в небольшой семье или группе. При кодоминировании расщепление 1:2:1 предполагает, что AA, Aa и aa различимы по фенотипу.
У растения аллель A задаёт высокий рост и полностью доминирует над аллелем a, задающим низкий рост. Нужно определить фенотипы растений с генотипами AA, Aa и aa. Поскольку задано полное доминирование, у гетерозиготы будет тот же фенотип, что и у AA.
Ответ: AA и Aa — высокие растения, aa — низкое. При таком типе взаимодействия по одному внешнему признаку нельзя отличить AA от Aa. Поэтому для определения генотипа высокого растения одного наблюдения за ростом недостаточно.
При неполном доминировании красные цветки имеют генотип AA, белые — aa, а розовые — Aa. Требуется определить потомство от скрещивания двух розовых растений. Каждый родитель Aa образует два типа гамет — A и a, поэтому нужно проверить все сочетания этих гамет.
Ответ: ¼ потомков будут красными, ½ — розовыми, ¼ — белыми; расщепление равно 1:2:1. Два сочетания дают гетерозиготу, поэтому розовых растений в ожидаемом потомстве вдвое больше, чем каждого из двух типов гомозигот. Это соотношение описывает вероятность, а в небольшой выборке фактические числа могут отличаться.
У человека аллели Iᴬ и Iᴮ кодоминантны, а аллель i рецессивен. Генотипы родителей — Iᴬi и Iᴮi; нужно найти возможные группы крови детей. Каждый родитель передаёт потомку только один из двух своих аллелей.
Ответ: возможны группы крови A, B, AB и O, каждая с вероятностью 25%. Группа AB возникает потому, что Iᴬ и Iᴮ проявляются одновременно, тогда как i не подавляет ни один из них. Результат показывает, почему при определении фенотипа важно учитывать и тип взаимодействия, и генотип.
Ошибка: считать, что доминантный аллель обязательно чаще встречается или полезнее. Так думают, потому что слово «доминантный» может звучать как характеристика силы или преимущества, но оно описывает проявление у гетерозиготы. Проверьте себя: в задаче доминирование позволяет сравнить Aa и AA, а не оценить распространённость или пользу аллеля.
Ошибка: принимать неполное доминирование за кодоминирование. В обоих случаях у гетерозиготы заметны особенности обоих аллелей, поэтому их легко смешать, но при неполном доминировании возникает промежуточный фенотип, а при кодоминировании оба проявления различимы одновременно. Проверьте, смешались ли признаки или каждый из них сохраняется отдельно.
Ошибка: полагать, что при неполном доминировании генотипическое расщепление меняется. Промежуточный фенотип кажется новым результатом скрещивания, однако гаметы A и a по-прежнему сочетаются в AA, Aa, Aa и aa. Проверьте решётку Пеннета: для Aa × Aa генотипическое соотношение остаётся 1:2:1.
Ошибка: путать аллели одного гена с разными генами. Это происходит, когда не учитывают, что аллели — альтернативные варианты одного признака, а не любые гены организма. Проверьте запись: аллельные варианты занимают одинаковый локус в гомологичных хромосомах, например A и a, а не два разных участка хромосомы.
Для понимания взаимодействия аллелей нужны понятия гена, генотипа, фенотипа, гомозиготы и гетерозиготы, а также знание того, как образуются гаметы. Эти знания связывают наследование аллелей от родителей с признаками потомства. Тема применяется в задачах на моногибридное скрещивание и при анализе наследования групп крови. Она также помогает отличать взаимодействие аллельных генов от взаимодействия неаллельных генов, расположенных в разных локусах.
Чем доминантный аллель отличается от рецессивного?
При полном доминировании доминантный аллель определяет признак у гетерозиготы, а рецессивный проявляется только при отсутствии доминантного аллеля. Это описание проявления аллелей, а не их распространённости или пользы.
Почему при неполном доминировании фенотипическое расщепление равно 1:2:1?
При скрещивании Aa × Aa образуются генотипы AA, Aa и aa в соотношении 1:2:1. При неполном доминировании каждый из этих генотипов имеет свой фенотип, поэтому фенотипическое соотношение совпадает с генотипическим.
Чем кодоминирование отличается от неполного доминирования?
При неполном доминировании гетерозигота имеет промежуточный признак между признаками двух гомозигот. При кодоминировании оба варианта признака проявляются одновременно и различимо, не смешиваясь.
Может ли доминантный аллель быть редким?
Да, доминантный аллель может встречаться редко. Слово «доминантный» показывает, как аллель проявляется у гетерозиготы, а не как часто он встречается в популяции.
Почему группа крови AB служит примером кодоминирования?
У человека с группой крови AB есть аллели Iᴬ и Iᴮ. Оба аллеля проявляются: на поверхности эритроцитов присутствуют соответствующие им признаки, поэтому ни один из них не скрывает другой.
9.5.1. Взаимодействие аллельных генов
