|
Mo?tenirea caracterelor în cazul interac?iunii genelor
Teza c? o gen? determin? un singur caracter ?i un num?r relativ mic de gene din fiecare cromozom nu poate s? explice marea diversitate de caractere care se mo?tenesc ereditar. În acela?i timp este bine cunoscut faptul c? genotipul fiec?rui organism reprezint? un sistem complex. Genele interac?ioneaz? între ele, fapt determinat de organizarea genomic? a materialului ereditar.
Se deosebesc dou? tipuri principale de interac?iune a genelor: interac?iunea genelor alele ?i interac?iunea genelor nealele.
1. Interac?iunea genelor alele.
S? ne amintim c? se numesc alele acele gene care ocup? aceia?i loci (locusuri) în cromozom. Se disting urm?toarele variet??i de interac?iune a genelor alele:
a) domina?ia complet?;
b) domina?ia incomplet?;
c) letalitatea;
d) codominarea;
e) alelism multiplu.
a) Domina?ia complet?.
În cazul domina?iei complete o gen? domin? complet o alt? gen?. În acest? situa?ie sunt valabile legile lui G.Mendel, iar homozigo?ii ?i heterozigo?ii nu se disting fenotipic. Drept exemplu de domina?ie complet? poate servi mo?tenirea culorii galbene ?i verzi a bobului de maz?re (gena culorii galbene domin? gena culorii verzi), mo?tenirea culorii ochilor la om (gena culorii ochilor c?prui domin? gena culorii ochilor alba?tri) etc.
b) Domina?ia incomplet?.
Dominan?a incomplet? este un fenomen de interac?iune dintre genele alele, care determin? la formele heterozigote (Aa), apari?ia unui fenotip intermediar al formelor homozigote parentale (AA, aa). Acest fenomen vine în concordan?? cu legile lui G.Mendel ?i a fost descris chiar de C.Correns la planta “barba împ?ratului” (Mirabilis jalapa). La încruci?area plantelor cu flori ro?ii (AA) ?i a plantelor cu flori albe (aa), în prima genera?ie (F1) to?i heterozigo?ii (Aa) aveau plante cu flori roze. La încruci?area hibrizilor F1 (Aa) între ei, în genera?ia a doua s-a ob?inut o descenden?? alc?tuit? din circa 25% de plante cu flori ro?ii, 50% de plante cu flori roze ?i 25% de plante cu flori albe (fig.1).
În cazul domina?iei incomplete raportul de segregare fenotipic? coincide cu raportul de segregare genotipic?: 1AA : 2Aa : 1aa.
Fenomene similare de mo?tenire a caracterelor au fost descoperite ?i la alte organisme, inclusiv la plante (culoarea boabelor de porumb, culoarea florilor de gura-leului etc.) ?i la animale (culoarea penajului g?inilor de Andaluzia, tipul p?rului la om etc.).
Fig.1 Segregarea în cazul domina?iei incomplete în baza
variet??ilor de Mirabilis jalapa (barba împ?ratului).
c) Letalitatea.
Raportule de segregare mendeliene sunt condi?ionate de faptul dac? game?ii care poart? alelele unei gene se unesc între ei randomizat ?i dac? game?ii ?i zigo?ii sunt în egal? m?sur? de viabili ?i viguro?i. Letalitatea condi?ioneaz? abaterea de la segregarea clasic? mendelian?. Ea reprezint? moartea zigotului sau a unor organisme în diferite etape din dezvoltarea lor, înainte de a ajunge la vârsta reproducerii.
Fenomenul de letalitate este provocat de ac?iunea unor gene care se împart în mod conven?ional în:
• gene letale (cauzeaz? o mortalitate de peste 90%);
• gene semiletale (cauzeaz? o mortalitate între 50% ?i 90%);
• gene subvitale (au o letalitate între 10% ?i 50%);
• gene cvasinormale (au o letalitate sub 10%).
De regul?, genele letale cauzeaz? moartea organismului în primele stadii de dezvoltare. Celelalte grade de letalitate sunt determinate de natura genomului, interac?iunea dintre gene, condi?iile mediului.
Genele care provoac? fenomenul de letalitate pot fi dominante sau recesive, în stare homozigot? sau heterozigot?.
Letalitatea determinat? de gene homozigot dominante a fost descris? înc? în anul 1905 de c?tre L.Cuénot. La încruci?area ?oarecilor de culoare galben? în F1 a rezultat o segregare dup? culoare, de 2:1 (în loc de cea teoretic? a?teptat? de 3:1). 2/3 din descenden?i aveau culoarea galben?, iar 1/3 – culoarea neagr? (fig.2).
Acest raport conduce spre concluzia c? 25% din descenden?? de culoare galben? au decedat pân? la na?tere, fapt ce s-a confirmat mai apoi în urma disec?iilor f?cute la femelele gravide de ?oareci galbeni. Din embrionii forma?i, 1/4 (cu genotipul GG) se opre?te din dezvoltare ?i se resoarbe, în timp ce restul embrionilor se dezvolt? normal generând pui viabili.
Fenomenul de letalitate complet? s-a constatat ?i la alte animale: vulpile platinate, oile Karakul cu blan? brum?rie, crapii oglind? etc.
Fig. 2. Letalitatea determinat? de gene homozigote dominante la
încruci?area între ?oareci de culoare galben?.
Letalitatea determinat? de gene homozigot recesive a fost semnalat? de E.Baur în 1930 la Antirrhinum majus. În cadrul acestei specii de plant? cu frunze verzi exist? o varietate “aurea” cu frunze de culoare verde-g?lbuie.
La încruci?area unor plante “aurea” în F1, s-au ob?inut trei tipuri de plante: aurea, de culoare verde ?i de culoare galben? (fig.3).
Fig.3. Letalitatea determinat? de gene recesive homozigote la
încruci?area Antirrhinum majus var. aurea
Plantele cu frunzele de o culoare galben? (aa) pier în primele faze ale vie?ii, dup? epuizarea substan?elor de rezerv? din semin?e.
Letalitatea poate fi determinat? ?i de gene în stare heterozigot?. De exemplu, gena Epiloia la om, într-o singur? doz?, determin? cre?terea anormal? a pielii, multe afec?iuni mintale ?i tumori, astfel c? organismul heterozigot pentru aceast? gen? moare foarte tân?r.
De men?ionat c? letalitatea poate fi influen?at? ?i de condi?iile de mediu (raze ionizate, temperatura etc.).
d) Codominarea.
În cazul codomin?rii, genele unei perechi alele au o valoare semnificativ?.
O gen? nu suprim? ac?iunea altei gene, iar dac? ambele sunt prezente în genotip, atunci ambele se exprim? fenotipic.
Drept exemplu tipic de codominare, poate servi mo?tenirea grupelor sanguine în cadrul sistemelor ABO ?i MN.
Cele patru grupe sanguine, în sistemul ABO, sunt determinate de prezen?a a trei alele a unei gene, ?i anume: IO, IA, IB. În acest caz, grupa I(O) sanguin? este determinat? de gena recesiv? IO(IOIO), grupa II (A) – de gena IA(IAIA sau IAIO), grupa III (B) – de gena IB(IBIB sau IBIO), iar grupa IV (AB) – de genele IA ?i IB (IAIB).
Gena recesiv? IO nu determin? sinteza proteinelor specifice (antigenelor) în eritrocite. Gena IA este dominant? în raport de IO ?i determin? sinteza în eritrocite a antigenei A. Gena IB domin? asupra genei IO ?i determin? sinteza în eritrocite a antigenei B. |