Понятие генотип, фенотип, доминантные и рецессивные гены
Генотип — это совокупность всех генов данной клетки, данного организма. Генотип состоит из хромотипа и плазмотипа. Генотип (идеотип) — это генетическая конституция, наследственная система, которая обусловливает развитие фенотипа. Так как генотип есть единая сложная система взаимодействующих генов, проявление каждого гена зависит от других генов, от генетической среды. Проявление гена зависит также от факторов внешней среды. Поэтому генотип определяет наследование нормы реакции по всем признакам. Вследствие этого организмы с одинаковыми генотипами, при развитии в различных условиях, имеют отличающиеся признаки. Например, красный цвет лепестков примулаимеет привыращивании притемпературе 15—20° С, белый — при выращивании при 30-35° С. Количество генов в генотипе разных организмов различно: у вирусов — десятки-сотни, у бактерий - тысячи, удрозофилы - 5—15 тыс., а у человека — 20—100 тыс. Генотип - это целостная, исторически сложившаяся система. Эти качества генотип приобрел в процессе эволюции.
Генотип каждого организма, через фенотип, постоянно контролируется естественным отбором: выживают и дают более многочисленное и плодовитое потомство лишь те организмы, у которых взаимодействие генов между собой и условиями среды наиболее гармонично.
Фенотип — совокупность признаков и свойств организма, которая формируется в онтогенезе в процессе взаимодействия генотипа и условий внешней среды. Фенотип - это проявление части генотипа в виде признаков. Признак — это любая особенность морфологии, физиологии, этологии, биохимии. Ранние генетики представляли взаимоотношения гена и признака просто: "Один ген контролирует развитие одного признака". Позднее, после работ Бидла и Татума (1945), общепринятой стала концепция "один ген — один белок", "один ген — один фермент". В настоящее время общепринятой есть концепция "один ген - одна полипептидная цепь". Процессу формирования признака присуща многоэтапность. Например, окраска волос млекопитающих зависит от пигмента меланина. Этот пигмент синтезируется из аминокислот фенилаланина и тирозина. Фенилаланин гидроксилазой превращается в тирозин. Тирозиназа превращает тирозин вДОФА. Затем следует еще 6 промежуточных синтезов, и только после этого образуется меланин. Но синтез ферментов также определяется генами. К тому же под генетическим контролем находится время, количество и место синтеза пигмента. Гены также контролируют распределение меланина по длине волоса (равномерное - черный цвет, неравномерное — серый) и по его толщине.
На фенотипическое проявление гена влияют:
• Состояние аллеля (рецессивный аллель проявляется только в доминатном состоянии).
• Полное доминирование доминантного аллеля.
• Неполное доминирование доминантного аллеля.
• Кодоминирование.
• Сверхдоминирование.
• Множественность аллелей данного гена.
• Пенетрантность.
• Экспрессивность.
• Полигения.
• Взаимодействие неаллельных генов (комплементарность, эпистаз).
• Воздействие генов-ингибиторов, генов-регуляторов, геновмодификаторов.
• Плейотропное воздействие гена.
Таким образом, наследуются не признаки, а гены. Признак детерминируется генами, но признак появляется медленно; он формируется в онтогенезе, в процессе взаимодействия с условиями среды.
Фенотип любого организма различен в эмбриональном периоде, после рождения, во время полового созревания, в старости. В отличие от генотипа, фенотип формируется в процессе онтогенеза.
Ген доминантный — это Г., сходно проявляющийся в гетеро — и гомозиготном состоянии и подавляющий проявление других аллелей этого гена.
Рецесси́вный ген (Recessive) — генетическая информация, которая может подавляться воздействием доминантного гена и не проявляется в фенотипе. Рецессивный ген способен обеспечить проявление определяемого им признака только в том случае, если находится в паре с соответственным рецессивным геном. Если же он находится в паре с доминантным геном, то он не проявляется, так как доминантный ген подавляет его. Свойства, представленные рецессивными генами, проявляются в фенотипе у потомка лишь в том случае, если у обоих родителей присутствует рецессивный ген.
Значение работ Моргана для изучения наследственности. Сцепленное наследование.
Сцепленное наследование — феномен скоррелированного наследования определённых состояний генов, расположенных в одной хромосоме.
Полной корреляции не бывает из-за мейотического кроссинговера, так как сцепленные гены могут разойтись по разным гаметам. Кроссинговер наблюдается в виде расцепления у потомства тех аллелей генов и, соответственно, состояний признаков, которые были сцеплены у родителей.
Наблюдения, проведённые Томасом Морганом, показали, что вероятность кроссинговера между различными парами генов разная, и появилась идея создать генные карты на основании частот кроссинговера между разными генами. Первая генная карта была построена студентом Моргана, Альфредом Стёртевантом (англ.) в 1913 году на материале Drosophila melanogaster.
Расстояние между генами, расположенными в одной хромосоме, определяется по проценту кроссинговера между ними и прямо пропорционально ему. За единицу расстояния принят 1 % кроссинговера (1 морганида или 1 сантиморганида). Чем дальше гены находятся друг от друга в хромосоме, тем чаще между ними будет происходить кроссинговер. Максимальное расстояние между генами, расположенными в одной хромосоме, может быть равно 49 сантиморганидам.
главные положения хромосомной теории наследственности, сформулированной Т.Г. Морганом, заключаются в следующем.
1. Гены размещаются в хромосомах; разные хромосомы содержат неодинаковое число генов каждой из негомологичных хромосом уникален.
2. Аллельные гены занимают определенные и идентичные локусы гомологичных хромосом.
3. В хромосоме гены размещаются в определенной последовательности по её длине в линейном порядке.
4. Гены одной хромосомы образуют группу сцепления, благодаря чему имеет место сцепленное наследование неких признаков; сила сцепления находится в обратной зависимости от расстояния меж генами.
5. каждый биологический вид характеризуется специфичным набором хромосом кариотипом.