ДОМІНАНТНИЙ ГЕН: ГЕНЕТИЧНІ ПРИНЦИПИ, МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ, ФАКТОРИ - БІОЛОГІЯ - 2025

Домінантний ген є відповідальним за визначення «домінуючу» характеристики фенотипу у індивідуумів. Термін "фенотип" відповідає сукупності всіх характеристик, які можна спостерігати, вимірювати та кількісно визначати в живому організмі. Характерною ознакою, вираженою з домінантного гена, буде та, яка може спостерігатися найчастіше в даній популяції.

Наприклад, у популяціях ведмедів гризлі темно-коричневе хутро походить від експресії домінантного гена, тоді як червонуватий хутро походить від експресії рецесивного гена. Тому набагато частіше спостерігати особин з коричневим хутром, ніж червонуватого кольору у ведмедях.

Приклад домінантних генів: темно-коричневе хутро ведмедя Грізлі (Джерело: Григорій "Слобідр" Сміт через Wikimedia Commons)

Термін «домінант» вперше в контексті класифікації фенотипів був використаний ченцем Грегором Менделем у 1856 р. При описі його роботи з рослинами гороху. Мендель відомий як батько сучасної генетики.

Мендель визначив, що пурпуровий фенотип у квітках гороху домінує над білим фенотипом. Це він спостерігав, роблячи хрестики фіолетових рослин гороху з білосніжними рослинами.

Те, що Мендел не міг визначити, це те, що цей домінантний фіолетовий фіолетовий пояснюється похідним від домінантного гена.

Генетичні принципи

Мендель у своїх експериментах зауважив, що фенотипи передаються "факторами", які були знайдені парами у кожної людини. Ці "фактори" зараз відомі як гени, які можуть бути домінантними або рецесивними.

Гени - основні одиниці спадковості. До нашого часу слово "ген" використовувалося для позначення сегмента ДНК, який містив інформацію, необхідну для кодування білка. Однак сьогодні відомо, що це набагато більше того.

У експериментах Менделя одна з рослин, яка виступала в ролі батьків, мала два домінантні гени, а інша рослина, з якою вона схрещувалася, мала два рецесивні гени; Іншими словами, Мендель працював з домінантними та рецесивними гомозиготними (гомо = рівними) рослинами.

Коли цей дослідник зробив схрещування батьків і отримав перше покоління (F1), всі отримані рослини були гетерозиготними (гетеро = різними), тобто кожна особа успадкувала один ген від кожного типу батьків, один домінантний і один рецесивний. .

Однак усі рослини, що належать до популяції F1, мали фіолетові квіти, що сьогодні, як відомо, пов’язане з домінуванням фіолетового над білим.

Цей феномен «домінування» був інтерпретований Грегором Менделем як вираження одного з визначальних «факторів» фенотипу, що маскує вираз іншого.

Методи дослідження

В даний час метод дослідження домінантних генів складається з схрещування між особинами одного виду, оскільки, слідуючи законам спадкування Менделя, гени можуть представляти альтернативні форми, що впливають на фенотип.

Мендель назвав альтернативні форми гена (для кожного морфологічного персонажа) " алелями ". Алелі можуть налаштувати колір квітів, форму насіння, форму листя, колір хутра ведмедя гризлі та навіть колір очей у людей (як і багато інших характеристик, яких ми не можемо побачити. ).

У людини та більшості тварин кожна ознака, що передається у спадок, контролюється двома алелями, оскільки вони є диплоїдними організмами. Диплоїдна умова полягає в тому, що всі клітини мають два набори аутосомних хромосом.

Хромосоми - це структури білкової та нуклеїнової кислот, де знайдена більшість генетичної інформації особин. Це високоорганізовані структури і їх чітко визначено лише під час мітозу клітин (поділу).

Особи, які відтворюються в популяції, діють як "носії", які "увічнюють" різні алелі (домінантні та рецесивні гени), які можна знайти в хромосомах цієї популяції.

Фактори, що впливають на генетичне домінування

Не всі риси, що залежать від домінантних генів, точно відповідають схемі успадкування, виявленій Мендел. Багато генів мають неповне домінування, це означає, що у гетерозиготних особин з цими генами похідний фенотип є проміжним.

Прикладом цього є гвоздики. Гвоздики, які мають два гени для білого кольору, виражають колір білий. Однак гвоздики, які несуть гени як для білого кольору, так і для червоного кольору, виражають колір, похідний від обох алелів, тобто рожевий.

Приклад неповного домінування (Джерело: Sciencia58 через Wikimedia Commons)

Ще одна дуже часта варіація - генетична кодомінантність. Коли людина є гетерозиготною (має рецесивний ген і домінантний ген), він виражає риси, похідні від обох генів.

Так буває з групами крові у людини. Гени для групи крові O є рецесивними, гени для крові А та В - кодомінантними. Тому гени A і B є домінуючими над геном типу O.

Таким чином, людина, яка успадковує алелі А та алелі В, має групу крові типу АВ.

Приклади

Як правило, продукт фенотипу домінантних генів удвічі частіше, ніж фенотипи рецесивних генів, оскільки, аналізуючи фенотипічні ознаки як єдиний ген, ми отримуємо, що:

Домінантний ген + домінантний ген = домінантний фенотип

Домінантний ген + рецесивний ген = домінантний фенотип

Рецесивний ген + рецесивний ген = рецесивний фенотип

Однак рецесивні гени можуть бути присутніми в популяції з дуже високою частотою.

Колір очей - приклад домінантних та рецесивних генів. Люди зі світлооким фенотипом є продуктом рецесивних генів, тоді як люди з темнооким фенотипом є продуктом домінантних генів.

У Скандинавії більшість людей мають світлі очі, тому ми говоримо тоді, що рецесивні гени для світлих очей набагато частіше і поширеніші, ніж домінуючі гени для темного кольору очей.

Домінуючі алелі не кращі, ніж рецесивні алелі, але це може мати вплив на придатність (репродуктивну ефективність) людей.

Список літератури

1. Anreiter, I., Sokolowski, HM, & Sokolowski, MB (2018). Взаємозв'язок гена - середовища та індивідуальні відмінності в поведінці. Розум, мозок та освіта, 12 (4), 200-211.
2. Griffiths, AJ, Miller, JH, Suzuki, DT, Lewontin, RC, & Gelbart, WM (2000). Експерименти Менделя. Вступ до генетичного аналізу. 7-е видання. WH Freeman.
3. Herrera - Estrella, L., De Block, M., Messens, EHJP, Hernalsteens, JP, Van Montagu, M., & Schell, J. (1983). Химерні гени як домінуючі селективні маркери в клітинах рослин. Журнал EMBO, 2 (6), 987-995.
4. Мендель, Г. (2015). Експерименти в монастирському саду. Американський зоолог, 26 (3), 749-752.
5. Nakagawa, Y., і Yanagishima, N. (1981). Рецесивні та домінантні гени, що контролюють індуковану статеву аглютінацію у Saccharomyces cerevisiae. Молекулярна та загальна генетика МГГ, 183 (3), 459-462