Андрей Шляхов - Генетика на пальцах

Примером доминантного эпистаза является наследование белой окраски у плодов тыквы. Ген В отвечает за желтую окраску плодов, ген b – за зеленую окраску, а доминирующий эпистатичный ген I подавляет гены В и b, вызывая белую окраску. Рецессивный ген i не оказывает влияния на окраску плодов. А вот у мышей белая окраска шерсти определяется по механизму рецессивного эпистаза – рецессивный эпистатичный ген i подавляет гены А и а, отвечающие соответственно за серую и черную окраску шерсти. Доминантный ген I на окраску шерсти не влияет.

Явление эпистаза было открыто на основании множества «ошибок» в селекции лошадей. Селекционеры скрещивали лошадей так, как было нужно по науке, с учетом доминирования генов, для того чтобы получить в потомстве желаемую масть и ряд других признаков, но результат получался непредсказуемым. Одну-две ошибки можно списать на конюха: недоглядел, лентяй этакий, или спутал, короче говоря, подпустил к кобыле не того жеребца. Но если ошибок много [52]   При доминантном эпистазе, обусловленном действием доминирующего аллеля, может наблюдаться расщепление по фенотипу в соотношении 12:3:1, 13:3 и 7:6:3, а при рецессивном – 9:3:4, 9:7 или 13:3. В качестве тренировки вы можете расписать «расклады» для каждого из случаев самостоятельно. , да вдобавок они укладываются в некую статистическую закономерность, то надо искать причину. Ученые поискали и нашли.

Неаллельные гены могут не только враждовать, подавляя друг друга, но и сотрудничать, обеспечивая проявление одного признака в результате совместных усилий. Такое позитивное явление (а сотрудничество во имя благих целей может быть только позитивным) называют полимерией. Одним из самых распространенных примеров полимерии является наследование цвета кожи у людей. Ведущую роль в этом процессе играют четыре гена, эффект действия которых суммируется. Слово «ведущую» было употреблено не случайно, поскольку с точным количеством генов, определяющих цвет кожи, ученые пока еще не определились. Содружественные гены принято обозначать одной и той же буквой (одним и тем же кодом), несмотря на их принадлежность к разным аллелям, ведь определяют они один и тот же признак. Для отличия к буквенному коду добавляются цифры.

О том, что цвет кожи определяется целым набором генов, а не одной парой аллелей, ученые догадывались и до открытия явления полимерии. Уж больно много оттенков имеет человеческая кожа (никакого сравнения с цветом семян гороха, который использовал в своих экспериментах Грегор Мендель).

Если ограничиться только четырьмя ведущими генами, то мы получим девять комбинаций, определяющих цвет кожи человека:

1. А1А1А2А2

2. А1а1А2А2

3. А1А1А2а2

4. А1а1А2а2

5. А1А1а2а2

6. а1а1А2А2

7. А1а1а2а2

8. а1а1А2а2

9. а1а1а2а2

Генотип А1А1А2А2 определяет наиболее темный цвет кожи, а генотип а1а1а2а2 – самый светлый.

Вот вам задание, последнее в этой главе. Дайте аргументированный ответ на вопрос, может ли у пары мулатов с одинаковыми генотипами А1а1А2а2 родиться совершенно белокожий ребенок. При условии, что сцепленного наследования в этом случае нет. Ответа в конце главы не ищите, его не будет. Проверьте правильность своего решения самостоятельно, вы уже можете это сделать.

В генетике существует термин «возвратное скрещивание», который непосвященному человеку может показаться абсурдным.

В самом деле, как может скрещивание быть возвратным?

Оно к чему-то возвращается? Но как такое может быть? Ведь любое скрещивание – это движение вперед, к грядущему потомству…

Оно что-то возвращает? Но это тем более странно…

Возвратным скрещиванием, или беккроссом генетики называют скрещивание гетерозиготных гибридов первого поколения (Аа), полученных от гомозиготных родителей (АА или аа), с родительскими особями или же с гомозиготными особями, сходными по генотипу с родительскими.

В чем смысл подобного скрещивания?

В том, чтобы дополнить (генетики употребляют слово «насытить») генотип гибрида генами одного из родителей. Скрещивание возвратное, поскольку генотипы стараются вернуть к исходным вариантам. Условно говоря, сначала получаем от АА и аа генотип Аа, а затем возвращаем его к АА или аа.

Для насыщения генотипа нужно проводить многократные возвратные скрещивания с одной и той же гомозиготой. В принципе, можно было бы назвать возвратное скрещивание «очищающим скрещиванием», поскольку в результате серии таких скрещиваний «грязные» гетерозиготные генотипы (Аа) очищаются от «примесей» – от другого аллельного гена.

Разновидностью возвратного скрещивания можно считать анализирующее скрещивание, о котором было сказано выше.

ОТВЕТ НА ВОПРОС. При помощи кроссинговера, обмена тождественными участками между гомологичными хромосомами.

В организме взрослого человека насчитывается более двухсот различных типов клеток. И все они такие разные…

Но при этом во всех клетках любого организма, хоть одноклеточного, хоть многоклеточного, содержится один и тот же набор хромосом с одинаковым набором генов. Одна-единственная генетическая программа, созданная при оплодотворении яйцеклетки сперматозоидом, определяет столь масштабное разнообразие. Одна последовательность букв или одна последовательность нот дает одно литературное или музыкальное произведение, а одни и те же гены кодируют образование разных белков для совершенно разных клеток.

Было время, когда ученые считали, что разные клетки имеют разные геномы. Мол, в процессе развития организма «ненужные» гены из исходного набора, полученного при слиянии сперматозоида и яйцеклетки, утрачиваются клетками, а остаются только непосредственно нужные для жизнедеятельности. Вообще-то, на первый взгляд, такое предположение кажется логичным, поскольку от ненужного в организме положено избавляться. Например, ненужные белки расщепляются на аминокислоты, из которых затем синтезируются нужные белки. А зачем, к примеру, клеткам слизистой оболочки желудка нужны гены, обеспечивающие развитие мышечных волокон?

Но вы уже, наверное, привыкли к тому, что все, кажущееся правильным и логичным на первый взгляд, на второй уже таковым не кажется. Клеткам для нормальной жизнедеятельности необходим полный набор хромосом, присущий данному биологическому виду. Полный набор хромосом со всеми положенными генами. Точка [53]   То, что в процессе индивидуального развития организма (по-научному – онтогенеза) все клетки сохраняют полный геном, было доказано почти шестьдесят лет назад при помощи весьма убедительного эксперимента. Собственные ядра в яйцеклетках лягушки заменили на ядра эпителиальных клеток, выстилающих изнутри кишечник головастика. Гаплоидное ядро яйцеклетки, содержащее одинарный набор хромосом, заменили на диплоидное ядро эпителиальной клетки, в котором набор хромосом был двойным. То есть оплодотворять такую яйцеклетку не требовалось. С точки зрения оценки хромосомного набора эпителиальной клетки эксперимент был чистейшим – никаких посторонних хромосом, только свои. Примерно из одного процента яйцеклеток развились полноценные взрослые особи! Здесь был важен не процент успешных развитий, а полноценность хотя бы одной особи. Если фенотип получился полным, значит, и генотип эпителиальной клетки был полным. Эпителиальные клетки, выстилающие поверхность нашего тела и его полости, – это весьма и весьма «узкоспециализированные» клетки, которые имеют ограниченный набор функций. Если бы клетки организма избавлялись от ненужных генов, то эпителиальные клетки непременно лишились бы довольно весомой части своего генома. Исходя из этого соображения они и были выбраны для участия в эксперименте. !