ДОМИНАНТНЫЙ ГЕН: ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ, МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ, ФАКТОРЫ - БИОЛОГИЯ - 2024

Доминантный ген является ответственным за определение «доминирующую» характеристики фенотипа у индивидуумов. Термин «фенотип» соответствует набору всех характеристик, которые можно наблюдать, измерять и количественно определять в живом организме. Характеристика, выраженная доминантным геном, будет наиболее часто наблюдаться в данной популяции.

Например, в популяциях медведей гризли темно-коричневый мех возникает из-за экспрессии доминантного гена, а красноватый мех возникает из-за экспрессии рецессивного гена. Поэтому в популяциях медведей гораздо чаще встречаются особи с коричневой шерстью, чем с красноватой окраской.

Пример доминантных генов: темно-коричневый мех медведя гризли (Источник: Грегори «Слобердр» Смит через Wikimedia Commons)

Термин «доминантный» был впервые использован в контексте классификации фенотипов монахом Грегором Менделем в 1856 году при описании его работы с растениями гороха. Мендель известен как отец современной генетики.

Мендель определил, что фиолетовый фенотип у цветов гороха преобладает над белым фенотипом. Это он наблюдал при скрещивании растений гороха с пурпурными цветками и растений с белыми цветками.

Чего Мендель не мог определить, так это того, что этот доминирующий фиолетовый фенотип произошел от доминантного гена.

Генетические принципы

Мендель в своих экспериментах заметил, что фенотипы передаются «факторами», которые были обнаружены парами у каждого человека. Эти «факторы» теперь известны как гены, которые могут быть доминантными или рецессивными.

Гены - это фундаментальные единицы наследственности. До нашего времени слово «ген» использовалось для обозначения сегмента ДНК, который содержал информацию, необходимую для кодирования белка. Однако сегодня известно, что это гораздо больше.

В экспериментах Менделя одно из растений, выступавших в роли родителя, несло два доминантных гена, в то время как другое растение, с которым оно скрещивалось, имело два рецессивных гена; другими словами, Мендель работал с доминантными и рецессивными гомозиготными (гомо = равными) растениями.

Когда этот исследователь сделал скрещивание родителей и получил первое поколение (F1), все полученные растения были гетерозиготными (гетеро = разные), то есть каждая особь унаследовала один ген от каждого типа родителей, один доминантный и один рецессивный. ,

Тем не менее, все растения, принадлежащие к популяции F1, имели пурпурные цветы, что сегодня, как известно, связано с преобладанием пурпурного над белым.

Грегор Мендель интерпретировал этот феномен «доминирования» как то, что выражение одного из определяющих «факторов» фенотипа маскировало выражение другого.

Методы исследования

В настоящее время метод изучения доминантных генов заключается в скрещивании особей одного вида, поскольку, следуя законам наследования Менделя, гены могут представлять альтернативные формы, влияющие на фенотип.

Мендель называл альтернативные формы гена (для каждого морфологического признака) « аллелями ». Аллели могут настраивать цвет цветов, форму семян, форму листьев, цвет шерсти медведя гризли и даже цвет глаз людей (а также многие другие характеристики, которые мы не видим. ).

У людей и большинства животных каждый признак, передающийся по наследству, контролируется двумя аллелями, поскольку они являются диплоидными организмами. Диплоидное состояние заключается в том, что все клетки имеют два набора аутосомных хромосом.

Хромосомы - это структуры белков и нуклеиновых кислот, в которых находится большая часть генетической информации людей. Это высокоорганизованные структуры, четко определяемые только во время митоза (деления) клетки.

Особи, которые размножаются в популяции, действуют как «носители», которые «увековечивают» различные аллели (доминантные и рецессивные гены), которые можно найти в хромосомах этой популяции.

Факторы, влияющие на генетическое доминирование

Не все признаки, зависящие от доминантных генов, в точности следуют паттерну наследования, открытому Менделем. Многие гены демонстрируют неполное доминирование, это означает, что у гетерозиготных людей с этими генами производный фенотип является промежуточным.

Пример тому - гвоздики. Гвоздики, у которых есть два гена белого цвета, выражают белый цвет. Однако гвоздики, несущие гены белого и красного цветов, выражают цвет, полученный от обоих аллелей, то есть они розовые.

Пример неполного доминирования (Источник: Sciencia58 через Wikimedia Commons)

Еще одна очень частая вариация - генетическая кодоминантность. Когда индивидуум гетерозиготен (обладает рецессивным геном и доминантным геном), он проявляет черты, полученные от обоих генов.

Так обстоит дело с группами крови у людей. Гены группы крови O рецессивные, гены группы крови A и B кодоминантны. Следовательно, гены A и B доминируют над геном типа O.

Таким образом, человек, унаследовавший аллели A и аллели B, имеет группу крови AB.

Примеры

Как правило, продукт фенотипа доминантных генов встречается в два раза чаще, чем фенотипы рецессивных генов, поскольку при анализе фенотипических признаков как одного гена мы получаем, что:

Доминантный ген + Доминантный ген = Доминантный фенотип

Доминантный ген + рецессивный ген = Доминантный фенотип

Рецессивный ген + рецессивный ген = рецессивный фенотип

Однако рецессивные гены могут присутствовать в популяции с очень высокой частотой.

Цвет глаз - это пример доминантных и рецессивных генов. Люди с фенотипом со светлыми глазами являются продуктом рецессивных генов, а люди с фенотипом темных глаз являются продуктом доминантных генов.

В Скандинавии у большинства людей светлые глаза, поэтому мы говорим, что рецессивные гены светлых глаз встречаются гораздо чаще и распространены, чем доминантные гены темного цвета глаз.

Доминантные аллели не лучше рецессивных аллелей, но они могут иметь последствия для приспособленности (репродуктивной эффективности) людей.

Ссылки

1. Анрейтер И., Соколовский Х.М. и Соколовский М.Б. (2018). Ген - взаимодействие среды и индивидуальные различия в поведении. Разум, мозг и образование, 12 (4), 200-211.
2. Гриффитс, AJ, Миллер, JH, Suzuki, DT, Lewontin, RC, & Gelbart, WM (2000). Эксперименты Менделя. Во введении в генетический анализ. 7-е издание. WH Freeman.
3. Эррера - Эстрелла, Л., Де Блок, М., Мессенс, EHJP, Херналстинс, Дж. П., Ван Монтагу, М., и Шелл, Дж. (1983). Химерные гены как доминантные селектируемые маркеры в растительных клетках. Журнал EMBO, 2 (6), 987-995.
4. Мендель, Г. (2015). Эксперименты в монастырском саду. Американский зоолог, 26 (3), 749-752.
5. Накагава Ю. и Янагишима Н. (1981). Рецессивные и доминантные гены, контролирующие индуцируемую сексуальную агглютинируемость у Saccharomyces cerevisiae. Molecular and General Genetics MGG, 183 (3), 459-462.