Co je to epistasis? (S příklady)



epistasis, V genetice je to studium interakce mezi různými geny, které kódují stejný charakter. To znamená, že se jedná o projev zvláštnosti, která vyplývá z interakce mezi alelami genů různých lokusů.

Když hovoříme o vztazích, které vytvářejí alely stejného genu, označujeme alelické vztahy. To znamená, že se jedná o alely stejného lokusu nebo alelomorfní alely. Jedná se o známé interakce úplné dominance, neúplné dominance, kodominance a letality mezi alelami stejného genu..

Ve vztazích mezi alelami různých lokusů naopak hovoříme o non-alelomorfních alelách. Jedná se o tzv. Genové interakce, které jsou nějakým způsobem epistatické.

Epistasis umožňuje analyzovat, zda exprese jednoho genu určuje expresi jiného genu. V takovém případě by takový gen byl epistatický v průběhu druhého; druhá by byla hypostatická o první. Analýza epistasis také umožňuje určit pořadí, ve kterém působí geny, které definují stejný fenotyp.

Nejjednodušší epistasis analyzuje jak dva různé geny se ovlivňují, aby udělily stejný fenotyp. Ale samozřejmě může být mnohem více genů.

Pro analýzu jednoduché epistasis budeme vycházet z variací proporcí klasických křížení dihíbridos. To znamená, že jde o úpravy poměru 9: 3: 3: 1 a pro sebe.

Index

  • 1 Klasický poměr fenotypů 9: 3: 3: 1
  • 2 Odchylky, které nejsou takové
    • 2.1 Poměr 9: 3: 3: 1 (dvojitá dominantní epistasis)
    • 2.2 Poměr 15: 1 (duplikovaná genová akce)
    • 2.3 Poměr 13: 3 (dominantní delece)
    • 2.4 Poměr 9: 7 (duplikovaná recesivní epiztasa)
  • 3 Jiné epistatické fenotypové poměry
  • 4 Odkazy

Klasický poměr fenotypů 9: 3: 3: 1

Tento podíl vzniká kombinací analýzy dědičnosti dvou různých znaků. To je, to je produkt kombinace dvou nezávislých fenotypových segregací (3: 1) X (3: 1) \ t.

Když Mendel analyzoval například výšku rostliny nebo barvu semene, každý znak se oddělil 3 až 1. Když byl analyzován jako celek, i když se jednalo o dva různé znaky, každý z nich byl rozdělen na 3 až 1. To znamená, že byly rozděleny nezávisle.

Když však Mendel analyzoval postavy ve dvojicích, vyústily ve známé fenotypové třídy 9, 3, 3 a 1. Tyto třídy však byly dvoumístné. jiné. A nikdy, žádná postava neměla vliv na to, jak se druhý projevil.

Odchylky, které nejsou takové

Ten předchozí byl vysvětlení klasického mendelovského podílu. Proto nejde o případ epiztasy. Epistasis studuje případy dědičnosti stejného charakteru určeného několika geny.

Předchozí případ, nebo druhý zákon Mendela, byl dědičnost dvou různých charakterů. Ty, které jsou vysvětleny později, jsou opravdovými epistatickými proporcemi a zahrnují pouze nealelomorfní alely.

Poměr 9: 3: 3: 1 (dvojitá dominantní epistasis)

Tento případ je nalezen, když stejný znak má čtyři různé fenotypové projevy v poměru 9: 3: 3: 1. Proto nemůže být alelickou (monogenní) interakcí, která vede k výskytu čtyř různých krevních skupin v systému ABO.

Vezměme si například křížek mezi heterozygotním jedincem krevní skupiny A a heterozygotním jedincem krevní skupiny B. To znamená křížení JáAi X JáBi. To by nám dalo poměr 1: 1: 1: 1 JáAi (Typ A), JáAJáB (Typ AB), JáBi (Typ B) e. Obr ii (Typ O).

Naopak skutečný dominantní dvojitý epistatický vztah (9: 3: 3: 1) je pozorován ve formě kohouta. Jsou to čtyři fenotypové třídy, ale v poměru 9: 3: 3: 1.

Na jeho odhodlání a projevu se podílejí dva geny R a P. Bez ohledu na to, alely R a P ukazují úplnou dominanci nad alelami r a str, resp.

Z křižovatky RrPp X RrPp můžeme získat fenotypové třídy 9 R_P_, 3 R_pp, 3 rrP_ a 1 rrpp. Symbol "_" znamená, že alela může být dominantní nebo recesivní. Přidružený fenotyp zůstává stejný.

Třída 9 R_P_ je reprezentována kohouty s hřebeny ořechů, 3 R_pp s hřebeny růže. Kohouti s hřebenem hrachu by měli být třídy 3 rrP_; ty třídy rrpp mají jednoduchý hřeben.

V dvojitě dominantní epistasis, každá třída 3 vyplývá z účinku dominance R nebo P. gen Třída 9 reprezentuje to, ve kterém se projevují obě dominantní alely R a P. Konečně, ve třídě 1 rrpp, alely chybí. dominantní význam obou genů.

Poměr 15: 1 (duplikovaná genová akce)

V této epistatické interakci jeden gen nepotlačuje projev druhého. Naopak, oba geny kódují projev stejného charakteru, ale bez aditivního účinku.

Proto přítomnost alespoň jedné dominantní alely některého ze dvou genů z různých lokusů umožňuje projev charakteru ve třídě 15. Absence dominantních alel (dvojitá recesivní třída) určuje fenotyp třídy 1.

Produkty genů se podílejí na manifestaci barvy zrna pšenice A a / nebo B. To znamená, že kterýkoliv z těchto produktů (nebo obou) může vést k biochemické reakci, která transformuje prekurzor na pigment.

Jedinou třídou, která nevytváří žádný z nich, je třída 1 aabb. Proto třídy 9 A_B_, 3 A_bb a 3 aaB_ budou produkovat pigmentovaná zrna a zbývající menšina nebude.

Poměr 13: 3 (dominantní delece)

Zde se nachází případ dominantního potlačení genu (hypostatického) přítomností alespoň jedné dominantní alely druhého (epistatického). To znamená, že formálně řečeno, jeden gen potlačuje působení druhého.

Pokud se zabýváme dominantním potlačením D nad K, měli bychom stejný fenotyp spojený s třídami 9 D_K_, 3 D_kk a 1 ddkk. Třída 3 ddK_ by byla jediná, která zobrazuje funkci, která nebyla odstraněna.

Dvojitá recesivní třída je přidána k třídám 9 D_K_ y3 D_kk, protože neprodukuje to, co kód hyponatického genu K kóduje, ne proto, že je potlačován D, což v žádném případě není, ale proto, že neprodukuje K.

Tento podíl se někdy také nazývá dominantní a recesivní epiztaza. Dominantní je K přes D / d. Recesivní epiztaza by byla ta dd přes K / K.

Například květy prvosenky vděčí za svou barvu projevu dvou genů. Gen K který kóduje produkci pigmentu malvidinu a gen D který kóduje suprese malvidinu.

Pouze rostliny ddKK o ddKk (tj. třída 3 ddK_) bude produkovat malvidin a bude modrá. Jakýkoliv jiný genotyp dá vzniknout rostlinám s tyrkysovými květy.

Poměr 9: 7 (duplikovaná recesivní epiztasa)

V tomto případě je vyžadována přítomnost alespoň jedné dominantní alely každého genu páru pro projevovaný znak. Řekněme, že jsou to geny C a P. To znamená homozygotní recesivní stav jednoho z genů páru (cc o pp) znemožňuje projevy charakteru.

Jinými slovy, pouze třída 9 C_P_ představuje alespoň jednu dominantní alelu C a dominantní alelu P. Pro projevený charakter musí být přítomny funkční produkty obou genů.

Tato interakce je epistatická, protože nedostatek exprese jednoho genu brání tomu, aby se jiný gen projevil. Je to dvojnásobek, protože reciproční je také pravdivá.

Klasickým příkladem, který ilustruje tento případ, je hrachových květů. Rostliny CCpp a rostliny ccPP Mají bílé květy. CcPp hybridy kříže mezi nimi představují fialové květy.

Pokud se kříží dva z těchto hybridních rostlin, získáme třídu 9 C-P_, která bude mít fialové květy. Třídy 3 C_pp, 3 ccP_ a ccpp budou bílé květy.

Jiné epistatické fenotypové poměry

Z podílu navrhovaného v Mendelově druhém zákoně máme další případy, které si zaslouží zmínku.

V modifikovaném poměru 9: 4: 3 to nazýváme recesivní epiztasu z dobrého důvodu. Když je gen homozygotní pro recesivní gen, vyhne se expresi jiného genu - i když je dominantní.

Jako příklad vezměte recesivní epizodu genotypu aa o genu B. Třída 9 je již rozpoznaná 9A_B_. Pro třídu 4, do třídy 1 aabb, musí být přidány se stejným fenotypem jako třídy 3 aaB_. Třída 3 by měla být třídy 3 A_bb.

Při epistatické interakci duplikovaných genů je pozorovaný poměr fenotypů 9: 6: 1. Všichni jedinci třídy 9 A_B_ mají alespoň jednu alelu každého genu A o B. Všichni mají stejný fenotyp.

Naopak ve třídách A_bb a 3 aaBb existují pouze dominantní alely buď A nebo B. V tomto případě existuje také jeden a stejný fenotyp - ale odlišný od ostatních. Konečně, ve třídě 1 aabb není přítomna žádná dominantní alela žádného z genů a představuje další fenotyp.

Možná, že třídou, kterou většina zmatků tvoří, je dominantní epistasis, která ukazuje poměr fenotypů 12: 3: 1. Zde dominance A (epistatická) nad B (hypostatická) způsobuje třídu 9 A-B_ ke třídě 3 A_bb.

Fenotyp B se projeví pouze tehdy, když A není přítomen ve třídě 3 aaB_. Dvojitě recesivní třída 1 aabb neprojeví fenotyp spojený s genem A / a ani s genem B / b.

Jiné epistatické fenotypové proporce, které nemají konkrétní jméno, jsou 7: 6: 3, 3: 6: 3: 4 a 11: 5.

Odkazy

  1. Brooker, R. J. (2017). Genetika: analýza a principy. McGraw-Hill vysokoškolské vzdělání, New York, NY, USA.
  2. Goodenough, U. W. (1984) Genetics. W. B. Saunders Co. Ltd., Pkiladelphia, PA, USA.
  3. Griffiths, A. J. F., Wessler, R., Carroll, S.B., Doebley, J. (2015). Úvod do genetické analýzy (11. vydání). New York: W. H. Freeman, New York, NY, USA.
  4. Miko, I. (2008) Epistas: Gene interakce a fenotyp účinky. Vzdělání přírody 1: 197. nature.com
  5. White, D., Rabago-Smith, M. (2011). Sdružení genotyp-fenotyp a barva lidského oka. Journal of Human Genetics, 56: 5-7.
  6. .