Гени і ознаки організму

У розвитку багатьох ознак беруть участь два і більше генів. Розглянемо добре вивчений приклад розвитку забарвлення очі у плодової мушки Drosophila melanogaster. Темно-червоний колір очей, звичайний для цієї мухи, визначається поєднанням яскраво-червоного і коричневого пігментів, які незалежно синтезуються в клітинах.

При відсутності коричневого пігменту розвивається яскраво-червоне забарвлення. Для синтезу коричневого пігменту необхідна ланцюжок реакцій, кожну з яких здійснює свій фермент. Відсутність цих ферментів або хоча б одного з них призведе до формування яскраво-червоного забарвлення очі. Тобто для розвитку ознаки “наявність коричневого пігменту” необхідна спільна робота всіх генів, що кодують ферменти “біохімічного конвеєра”. Або, іншими словами, потрібна взаємодія неалельних генів.

Якщо ми згадаємо складну мережу біохімічних реакцій, що протікають в клітинах, то стане зрозуміло, що лише деякі ознаки визначаються одним геном, для розвитку же більшості ознак необхідна взаємодія генів, декількох або багатьох. Особливо велике кількість взаємодіючих генів при розвитку морфологічних ознак, наприклад, форми вух, очей та ін., Тому що тут потрібна взаємодія різних типів клітин і, отже, різних груп генів. Правильно було б говорити про вплив генотипу в цілому на розвиток тієї чи іншої ознаки або на прояв гена.

З впливом генотипу на розвиток ознаки пов’язано два цікавих явища. Одне з них – пенетрантность (від лат. Penetrantis – досягає). Це частота прояву ознаки. Якщо в залежності від генотипу організму ознака не виявляється, не дивлячись на те, що є відповідний ген, то про таку ознаку кажуть, що він володіє неповною пенетрантностью. У людини ознакою з неповною пенетрантностью є рідко зустрічається шестипалість.
Дуже часто ознаки з неповною пенетрантностью характеризуються варьирующей експресивністю (лат. Expressio – вираз): шестипалість, наприклад, може бути виражена, як у вигляді додаткових пальців, так і у вигляді тільки зайвих п’ясткових кісточок, які виявляються випадково на рентгенівському знімку.

Ознаки, обмежені статтю, – типовий приклад ознак, розвиток яких залежить від генотипу. Це ті ознаки, які не проявляються у представників однієї статі або проявляються, але в іншій мірі. Ви можете згадати численні приклади: яскраве забарвлення у деяких птахів і комах, бивні у слонів, роги у північного оленя – все це ознаки, що характеризують чоловічі особини, хоча гени, що їх визначають, знаходяться як у чоловічих, так і у жіночих особин, але у останніх вони не виявляються.
Існує термін – статевий диморфізм (грец. Di – двічі і morphe-форма), для позначення відмінностей ознак чоловічих і жіночих особин.
Взаємодія генів при розвитку ознаки – це одна сторона складної організації організму. Так само як кожен ознака розвивається під контролем багатьох генів, так і кожен ген впливає на розвиток багатьох ознак.
Вплив гена на розвиток багатьох ознак носить назву плейотропних дії гена, або плейотропії (грец. Pleion – більш численний, tropos – напрямок). Таким чином, взаємодія генів і плейотропія – це наслідок системної організації генотипу, тобто генотип організму, так само як і організм, – єдине ціле.

Плейотропний ефект гена може бути ніяк не пов’язаний з основним його дією. Наприклад, у домашньої кішки відомий ген, який забезпечує біле забарвлення шерсті і одночасно призводить до глухоти.

...
ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Біологічна регенерація