Usambazaji wa sifa kutoka kizazi hadi kizazi unatokana na mwingiliano kati ya jeni tofauti. Jeni ni nini, na ni aina gani za mwingiliano kati yake?
Jini ni nini?
Chini ya jeni kwa wakati huu, wanamaanisha kitengo cha usambazaji wa taarifa za urithi. Jeni ziko kwenye DNA na huunda sehemu zake za kimuundo. Kila jeni inawajibika kwa usanisi wa molekuli maalum ya protini, ambayo huamua udhihirisho wa sifa fulani kwa binadamu.
Kila jeni ina spishi ndogo au aleli kadhaa, ambazo husababisha sifa mbalimbali (kwa mfano, macho ya kahawia hutokana na aleli kuu ya jeni, ilhali bluu ni sifa ya kujirudia). Aleli ziko katika maeneo sawa ya kromosomu zenye homologous, na uenezaji wa kromosomu moja au nyingine husababisha udhihirisho wa sifa moja au nyingine.
Jeni zote huingiliana. Kuna aina kadhaa za mwingiliano wao - allelic na yasiyo ya allelic. Ipasavyo, mwingilianojeni za mzio na zisizo za alleliki. Je, wanatofautiana vipi na wanajidhihirishaje?
Historia ya uvumbuzi
Kabla ya aina za mwingiliano wa jeni zisizo za mzio kugunduliwa, ilikubaliwa kwa ujumla kuwa utawala kamili tu ndio unaowezekana (ikiwa kuna jeni kubwa, basi sifa itaonekana; ikiwa haipo, basi itawezekana. usiwe na tabia). Fundisho la mwingiliano wa allelic, ambalo kwa muda mrefu lilikuwa fundisho kuu la genetics, lilishinda. Utawala umetafitiwa kwa kina na aina kama vile utawala kamili na usio kamili, utawala mwenza na utawala wa kupita kiasi umegunduliwa.
Kanuni hizi zote zilikuwa chini ya sheria ya kwanza ya Mendel, ambayo ilieleza usawa wa mahuluti ya kizazi cha kwanza.
Kufuatia uchunguzi na utafiti zaidi, ilibainika kuwa si ishara zote zilizorekebishwa kwa nadharia ya utawala. Kwa uchunguzi wa kina, ilithibitishwa kuwa sio tu jeni sawa zinazoathiri udhihirisho wa sifa au kikundi cha mali. Kwa hivyo, aina za mwingiliano wa jeni zisizo za alleliki ziligunduliwa.
Matendo kati ya jeni
Kama ilivyosemwa, kwa muda mrefu fundisho la urithi mkuu lilitawala. Katika kesi hii, mwingiliano wa mzio ulifanyika, ambapo sifa hiyo ilijidhihirisha tu katika hali ya heterozygous. Baada ya aina mbalimbali za mwingiliano wa chembe za urithi zisizo za mzio kugunduliwa, wanasayansi waliweza kueleza hadi sasa aina ambazo hazijaelezewa za urithi na kupata majibu kwa maswali mengi.
Ilibainika kuwa udhibiti wa jeni ulitegemea moja kwa moja vimeng'enya. Enzymes hizi ziliruhusu jeni kuguswa tofauti. Wakati huo huo, mwingiliano wa jeni za alleliki na zisizo za alleliki uliendelea kulingana na kanuni na mifumo sawa. Hii ilisababisha hitimisho kwamba urithi hautegemei hali ambayo jeni huingiliana, na sababu ya uenezi usio wa kawaida wa sifa iko katika jeni zenyewe.
Muingiliano usio na mzio ni wa kipekee, unaowezesha kupata michanganyiko mipya ya sifa zinazobainisha kiwango kipya cha maisha na ukuaji wa viumbe.
Jeni zisizo mzio
Zisizo za aleli ni zile jeni ambazo zimejanibishwa katika sehemu tofauti za kromosomu zisizo homologous. Wana kazi moja ya awali, lakini husimba uundaji wa protini mbalimbali zinazosababisha ishara tofauti. Jeni kama hizo, zikijibu kwa kila mmoja, zinaweza kusababisha ukuaji wa sifa katika mchanganyiko kadhaa:
- Sifa moja itatokana na mwingiliano wa jeni kadhaa tofauti kabisa.
- Sifa nyingi zitategemea jeni moja.
Mitikio kati ya jeni hizi kwa kiasi fulani ni ngumu zaidi kuliko mwingiliano wa mzio. Hata hivyo, kila moja ya aina hizi za miitikio ina vipengele na sifa zake.
Ni aina gani za mwingiliano wa jeni zisizo za aleli?
- Epistasis.
- Polymeria.
- Kusaidiana.
- Kitendo cha jeni za kurekebisha.
- Maingiliano ya Pleiotropic.
Kila mtuya aina hizi za mwingiliano ina sifa zake za kipekee na hujidhihirisha kwa njia yake yenyewe.
Tunapaswa kuzingatia kila moja yao kwa undani zaidi.
Epistasis
Muingiliano huu wa jeni zisizo za aleli - epistasis - huzingatiwa wakati jeni moja inakandamiza shughuli ya nyingine (jeni inayokandamiza inaitwa epistatic, na jeni iliyokandamizwa inaitwa hypostatic).
Mwitikio kati ya jeni hizi unaweza kutawala au kupita kiasi. Epistasis kubwa huzingatiwa wakati jeni la epistatic (kawaida inaonyeshwa na barua I, ikiwa haina udhihirisho wa nje, phenotypic) inakandamiza jeni ya hypostatic (kawaida inaashiria B au b). Epistasisi kijirudia hutokea wakati aleli ya nyuma ya jeni ya epistatic inazuia usemi wa aleli zozote za jeni haipotuli.
Kugawanyika kulingana na sifa ya phenotypic, na kila moja ya aina hizi za mwingiliano, pia ni tofauti. Na epistasis kubwa, picha ifuatayo inazingatiwa mara nyingi zaidi: katika kizazi cha pili, kulingana na phenotypes, mgawanyiko utakuwa kama ifuatavyo - 13:3, 7:6:3 au 12:3:1. Yote inategemea ni jeni gani huungana.
Na epistasis recessive, mgawanyiko ni: 9:3:4, 9:7, 13:3.
Kusaidiana
Muingiliano wa jeni zisizo za aleli, ambapo, aleli kuu za sifa kadhaa zinapounganishwa, aina mpya, ambayo haijaonekana hadi sasa huundwa, na inaitwa ukamilishano.
Kwa mfano, aina hii ya majibu kati ya jeni ni ya kawaida zaidi katika mimea (hasa maboga).
Ikiwa aina ya jeni ya mmea ina aleli A au B inayotawala, basi mboga hiyo hupata umbo la duara. Ikiwa aina ya jeni ni ya kupindukia, basi umbo la fetasi kwa kawaida huwa ndefu.
Iwapo kuna aleli mbili kuu (A na B) katika aina ya jenoti kwa wakati mmoja, malenge huwa na umbo la diski. Ikiwa tutaendelea kuvuka (i.e. endelea mwingiliano huu wa jeni zisizo za allelic na maboga ya mstari safi), basi katika kizazi cha pili unaweza kupata watu 9 wenye sura ya umbo la disc, 6 na sura ya spherical na malenge moja ya vidogo.
Ufugaji kama huo hukuruhusu kupata aina mpya, mseto za mimea yenye sifa za kipekee.
Kwa wanadamu, aina hii ya mwingiliano husababisha ukuaji wa kawaida wa kusikia (jeni moja kwa ukuaji wa koklea, lingine kwa neva ya kusikia), na mbele ya sifa moja tu kuu, uziwi huonekana.
Polymeria
Mara nyingi udhihirisho wa sifa hautegemei uwepo wa aleli kuu ya jeni, lakini juu ya idadi yao. Mwingiliano wa jeni zisizo za alleliki - polima - ni mfano wa udhihirisho kama huo.
Kitendo cha polimeri cha jeni kinaweza kuendelea na athari limbikizi (jumla) au bila hiyo. Wakati wa mkusanyiko, kiwango cha udhihirisho wa sifa hutegemea mwingiliano wa jumla wa jeni (jeni zaidi, sifa inayotamkwa zaidi). Mzao aliye na athari kama hiyo imegawanywa kama ifuatavyo - 1: 4: 6: 4: 1 (kiwango cha kujieleza kwa sifa hupungua, i.e. kwa mtu mmoja sifa hiyo inatamkwa kwa kiwango kikubwa, kwa wengine kutoweka kwake kunazingatiwa hadi kutoweka kabisa.)
Ikiwa hakuna hatua limbikizi inayozingatiwa, basiudhihirisho wa sifa hutegemea aleli zinazotawala. Ikiwa kuna angalau aleli moja kama hiyo, sifa itafanyika. Kwa athari sawa, kugawanyika kwa watoto huendelea kwa uwiano wa 15:1.
Kitendo cha jeni za kurekebisha
Muingiliano wa jeni zisizo za alleliki, unaodhibitiwa na kitendo cha virekebishaji, ni nadra sana. Mfano wa mwingiliano kama huu ni kama ifuatavyo:
- Kwa mfano, kuna jeni D inayohusika na ukubwa wa rangi. Katika hali kuu, jeni hili linadhibiti kuonekana kwa rangi, wakati katika malezi ya genotype ya jeni hii, hata ikiwa kuna jeni zingine zinazodhibiti rangi moja kwa moja, "athari ya dilution ya rangi" itaonekana, ambayo mara nyingi huzingatiwa. panya weupe wa maziwa.
- Mfano mwingine wa mwitikio kama huo ni kuonekana kwa madoa kwenye mwili wa wanyama. Kwa mfano, kuna jeni la F, kazi kuu ambayo ni sare ya kuchorea pamba. Pamoja na kuundwa kwa genotype ya recessive, kanzu itakuwa na rangi isiyo sawa, na kuonekana, kwa mfano, ya matangazo nyeupe katika eneo moja au jingine la mwili.
Muingiliano kama huu wa jeni zisizo za mzio kwa binadamu ni nadra sana.
Pleiotropy
Katika aina hii ya mwingiliano, jeni moja hudhibiti usemi au huathiri kiwango cha mwonekano wa jeni nyingine.
Katika wanyama, pleiotropy ilijidhihirisha kama ifuatavyo:
- Katika panya, dwarfism ni mfano wa pleiotropy. Imeonekana kuwa wakati wa kuvuka panya za kawaida za kawaida ndaniKatika kizazi cha kwanza, panya wote waligeuka kuwa kibete. Ilihitimishwa kuwa dwarfism husababishwa na jeni la recessive. Homozigoti za kupindukia ziliacha kukua, viungo vyao vya ndani na tezi hazikuwa na maendeleo. Jeni hili la dwarfism liliathiri ukuaji wa tezi ya pituitari katika panya, ambayo ilisababisha kupungua kwa usanisi wa homoni na kusababisha matokeo yote.
- Rangi ya platinamu katika mbweha. Pleiotropy katika kesi hii ilidhihirishwa na jeni hatari, ambayo, wakati homozigoti kuu ilipoundwa, ilisababisha kifo cha kiinitete.
- Kwa binadamu, mwingiliano wa pleiotropiki umeonyeshwa katika phenylketonuria na pia ugonjwa wa Marfan.
Jukumu la mwingiliano usio na mzio
Kwa maneno ya mageuzi, aina zote zilizo hapo juu za mwingiliano wa jeni zisizo alleliki zina jukumu muhimu. Mchanganyiko mpya wa jeni husababisha kuonekana kwa vipengele vipya na mali ya viumbe hai. Katika baadhi ya matukio, ishara hizi huchangia kuishi kwa viumbe, kwa wengine, kinyume chake, husababisha kifo cha watu hao ambao watajitokeza kwa kiasi kikubwa kutoka kwa aina zao.
Muingiliano usio na mzio wa jeni hutumika sana katika kuzaliana jenetiki. Aina fulani za viumbe hai huhifadhiwa kwa sababu ya mchanganyiko kama huo wa jeni. Spishi nyingine hupata mali zinazothaminiwa sana katika ulimwengu wa kisasa (kwa mfano, kuzaliana aina mpya ya wanyama wenye stamina na nguvu za kimwili kuliko wazazi wake).
Kazi inaendelea juu ya matumizi ya aina hizi za urithi kwa wanadamu ilikuondoa sifa hasi kutoka kwa jenomu ya binadamu na kuunda aina mpya ya jeni isiyo na kasoro.
