Що таке епістаз? (З прикладами)



The Епістаз, У генетиці це дослідження взаємодії різних генів, що кодують один і той же характер. Тобто це прояв ознаки, що виникає в результаті взаємодії між алелями генів різних локусів.

Коли ми говоримо про відносини, які встановлюють алелі одного і того ж гена, ми звертаємося до алельних відносин. Тобто, до алелів одного локусу або алеломорфних алелей. Це відомі взаємодії повного домінування, неповного домінування, кодомінації та летальності між алелями одного і того ж гена.

У відносинах між алелями різних локусів, навпаки, ми говоримо про неаллеломорфних алелях. Це так звані генні взаємодії, які якимось чином все епістатічні.

Епістаз дозволяє аналізувати, якщо експресія одного гена визначає експресію іншого. У такому випадку такий ген буде епістастичним протягом другого; другий буде гіпостатичним щодо першого. Аналіз епістазу також дозволяє визначити порядок, в якому гени, що визначають один і той же фенотип, діють.

Найпростіший епістаз аналізує, як взаємодіють два різних гени, щоб надати той самий фенотип. Але, очевидно, може бути ще багато генів.

Для аналізу простого епістазу ми будемо базуватися в варіаціях на пропорції класичних пересічень дігібрідоз. Тобто до модифікацій співвідношення 9: 3: 3: 1 і до самої себе.

Індекс

  • 1 Класичне фенотипічне співвідношення 9: 3: 3: 1
  • 2 Відхилення, які не є такими
    • 2.1 Відношення 9: 3: 3: 1 (подвійний домінуючий епістаз)
    • 2.2 Коефіцієнт 15: 1 (дублюється дія гена)
    • 2.3 Коефіцієнт 13: 3 (домінуюче видалення)
    • 2.4 Співвідношення 9: 7 (дублюється рецесивний епістаз)
  • 3 Інші епістатичні фенотипічні пропорції
  • 4 Посилання

Класичне фенотипічне співвідношення 9: 3: 3: 1

Ця пропорція виникає в результаті поєднання аналізу наслідування двох різних символів. Тобто, це продукт поєднання двох незалежних фенотипічних сегрегацій (3: 1) X (3: 1).

Коли Мендель аналізував, наприклад, висоту рослини або колір насіння, кожен символ відокремлювався від 3 до 1. При аналізі в цілому, навіть якщо б вони були двома різними символами, кожен з них відокремлювався від 3 до 1. Тобто вони були розподілені незалежно один від одного..

Однак, коли Мендель проаналізував символи парами, вони привели до відомих фенотипових класів 9, 3, 3 і 1. Але ці класи були двосимвольними сумами. різні. І ніколи, жоден персонаж не вплинув на те, як проявляється інший.

Відхилення, які не є такими

Попередня була пояснення класичної менделівської пропорції. Тому це не є епістаз. Епістазіс вивчає випадки успадкування такого ж характеру, що визначаються кількома генами.

Попередній випадок, або другий закон Менделя, був успадкуванням двох різних символів. Ті, що пояснюються пізніше, є справжніми епістатичними пропорціями і включають лише неаллеломорфні алелі.

Коефіцієнт 9: 3: 3: 1 (подвійний домінуючий епістаз)

Цей випадок виявляється, коли один і той же персонаж має чотири різних фенотипічних прояви у співвідношенні 9: 3: 3: 1. Отже, це не може бути алельною (моногенною) взаємодією, що призводить до появи чотирьох різних груп крові в системі АВО..

Візьмемо, наприклад, перехрестя між гетерозиготними індивідуумами групи крові А і гетерозиготними індивідуумами групи крові Б. IAi X IBi. Це дало б нам співвідношення 1: 1: 1: 1 IAi (Тип A), IAIB (Тип AB), IBi (Тип B) e ii (Тип O).

Навпаки, справжнє домінуюче подвійне епістатичне відношення (9: 3: 3: 1) спостерігається у вигляді гребеня півня. Це чотири фенотипічні класи, але в пропорції 9: 3: 3: 1.

У його визначенні і прояві беруть участь два гени, назвемо їх R і P. Незважаючи на, алелі R і P показують повне панування над алелями r і стор, відповідно.

Від переправи RrPp X RrPp ми можемо отримати фенотипічні класи 9 R_P_, 3 R_pp, 3 rrP_ і 1 rrpp. Символ "_" означає, що алель може бути домінуючим або рецесивним. Зв'язаний фенотип залишається незмінним.

Клас 9 R_P_ представлений півнями з грецькими горіхами, 3 R_pp з гребенями троянди. Півні з гороховим гребенем - це класу 3 rrP_; ті з класу rrpp мають простий гребінь.

При подвійному домінантному епістазі кожен клас 3 виникає з домінуючого ефекту гена R або P. Клас 9 представляє те, в якому виявляються обидва домінантні алелі R і P. Нарешті, у класі 1 rrpp алелі відсутні. Домінанта обох генів.

Коефіцієнт 15: 1 (дублюється дія гена)

У цьому епістатичному взаємодії один ген не пригнічує прояв іншого. Навпаки, обидва гени кодують прояв одного і того ж характеру, але без адитивного ефекту.

Отже, наявність щонайменше одного домінуючого алеля будь-якого з двох генів з різних локусів дозволяє проявити характер у класі 15. Відсутність домінантних алелей (подвійний рецесивний клас) визначає фенотип 1 класу..

Продукція генів бере участь у прояві кольору зерна пшениці A та / або B. Тобто будь-який з цих продуктів (або обох) може призвести до біохімічної реакції, яка перетворює попередник у пігмент.

Єдиний клас, який не виробляє жодного з них, - це клас 1 aabb. Отже, класи 9 A_B_, 3 A_bb і 3 aaB_ будуть виробляти пігментовані зерна, а решта меншості не буде.

Коефіцієнт 13: 3 (домінуюче видалення)

Тут ми знаходимо випадок домінуючого придушення гена (гіпостатичного) за наявності принаймні одного домінуючого алеля іншого (епістатика). Тобто, формально кажучи, один ген пригнічує дію іншого.

Якщо ми маємо справу з домінуючим придушенням D над K, ми мали б той самий фенотип, пов'язаний з класами 9 D_K_, 3 D_kk і 1 ddkk. Клас 3 ddK_ був би єдиним, який покаже невидалену функцію.

Подвійний рецесивний клас додається до класів 9 D_K_ y3 D_kk, оскільки він не виробляє те, що кодує гіпонативний ген K, не тому, що він пригнічується D, що ні в якому разі не є, а тому, що він не виробляє K.

Ця частка іноді також називається домінантним і рецесивним епістазом. Домінуючим є K над D / d. Рецесивний епістаз був би таким dd над K / K.

Наприклад, квіти первоцвіту зобов'язані своїм кольором прояву двох генів. Ген K які кодують продукцію пігменту мальвідина, і ген D які кодують для придушення мальвидина.

Тільки рослини ddKK o ddKk (тобто клас 3 ddK_) продукує мальвідин і буде синім. Будь-який інший генотип дасть початок рослинам з бірюзовими квітами.

Співвідношення 9: 7 (повторюваний рецесивний епістаз)

У цьому випадку наявність щонайменше одного домінуючого алеля кожного гена пари потрібно для того, щоб характер проявлявся. Припустимо, що це гени C і P. Тобто гомозиготне рецесивне стан одного з генів пари (куб o с) робить прояв характеру неможливим.

Іншими словами, тільки клас 9 C_P_ представляє принаймні один домінуючий алель C і домінуючий алель P. Для прояву характеру повинні бути присутні функціональні продукти двох генів.

Ця взаємодія є епістатичною, оскільки відсутність експресії одного гена запобігає прояву іншого гена. Вона є подвійною, тому що взаємність також є вірною.

Класичним прикладом, який ілюструє цей випадок, є квітка гороху. Рослини CCpp і рослини ccPP Вони мають білі квіти. Гібриди CcPp хрестів між ними представляють пурпурні квіти.

Якщо два з цих дигібридних рослин перетинаються, ми отримаємо клас 9 C-P_, який буде мати пурпурні квіти. Класи 3 C_pp, 3 ccP_ і ccpp будуть білими квітками.

Інші епістатичні фенотипічні пропорції

З частки, запропонованої в другому законі Менделя, ми маємо інші додаткові справи, які заслуговують на згадку.

При модифікованому співвідношенні 9: 4: 3 ми називаємо це рецесивним епістазом з поважної причини. Коли ген є гомозиготним для рецесивного гена, він уникає експресії іншого гена - навіть якщо він є домінуючим.

Візьмемо в якості прикладу рецесивний епістаз генотипу аа про ген B. Клас 9 вже визнаний 9 A_B_. Для класу 4, до класу 1 aabb, вони повинні бути додані, з тим же фенотипом, що і класу 3 aaB_. Клас 3 був би клас 3 A_bb.

При епістатичної взаємодії дубльованих генів спостережуване фенотипічне співвідношення становить 9: 6: 1. Всі особини класу 9 A_B_ мають щонайменше один алель кожного гена A o B. Всі вони мають однаковий фенотип.

Навпаки, у класах 3 A_bb і 3 aaBb є лише домінуючі алелі або A або B. У цьому випадку існує також один і той же фенотип - але відрізняється від інших. Нарешті, в класі 1 aabb не присутній домінантний алель будь-якого з генів і являє собою інший фенотип.

Можливо, клас, який найбільше заплутує, полягає в домінуючому епістазі, який показує фенотипову частку 12: 3: 1. Тут домінування A (епістатика) над B (гіпостатичне) змушує клас 9 A-B_ приєднатися до класу 3 A_bb.

Фенотип B буде проявлятися тільки тоді, коли A не присутній в класі 3 aaB_. Подвійний рецесивний клас 1 aabb не виявить фенотипу, пов'язаного з геном A / a ні з геном B / b.

Інші епістатичні фенотипічні пропорції, які не мають особливої ​​назви, 7: 6: 3, 3: 6: 3: 4 і 11: 5.

Список літератури

  1. Брукер, Р. Дж. (2017). Генетика: аналіз і принципи. McGraw-Hill Вища освіта, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США.
  2. Goodenough, U. W. (1984) Генетика. W. B. Saunders Co. Ltd, Pkiladelphia, PA, США.
  3. Griffiths, A.J.F., Wessler, R., Carroll, S.B., Doebley, J. (2015). Введення в генетичний аналіз (11-е видання). Нью-Йорк: У. Г. Фрімен, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США.
  4. Miko, I. (2008) Епістаз: Взаємодія генів та фенотипні ефекти. Природа Освіта 1: 197. nature.com
  5. White, D., Rabago-Smith, M. (2011). Асоціації генотипів-фенотипу та колір людського ока. Журнал генетики людини, 56: 5-7.
  6. .