Что такое эпистаз? (С примерами)



эпистаз, В генетике это изучение взаимодействия между различными генами, которые кодируют один и тот же персонаж. То есть это проявление признака, возникающего в результате взаимодействия аллелей генов разных локусов..

Когда мы говорим об отношениях, которые устанавливают аллели одного и того же гена, мы имеем в виду аллельные отношения. То есть к аллелям того же локуса или аллеломорфным аллелям. Это известные взаимодействия полной доминантности, неполной доминантности, кодоминантности и летальности между аллелями одного и того же гена.

В отношениях между аллелями разных локусов, напротив, мы говорим о неаллеломорфных аллелях. Это так называемые генные взаимодействия, которые как-то все эпистатические.

Эпистаз позволяет анализировать, определяет ли экспрессия одного гена экспрессию другого. В таком случае такой ген будет эпистатическим в течение второго; второй будет ипостасным о первом. Анализ эпистазиса также позволяет определить порядок, в котором действуют гены, определяющие один и тот же фенотип..

Самый простой эпистаз анализирует, как два разных гена взаимодействуют, чтобы придать один и тот же фенотип. Но очевидно, что может быть гораздо больше генов.

Для анализа простого эпистаза мы будем базироваться на вариациях пропорций классических перекрестков дихибридос. То есть к изменениям соотношения 9: 3: 3: 1 и к себе.

индекс

  • 1 Классическое фенотипическое соотношение 9: 3: 3: 1
  • 2 Отклонения, которые не такие
    • 2.1 Соотношение 9: 3: 3: 1 (двойной доминантный эпистаз)
    • 2.2 Соотношение 15: 1 (дублированное действие гена)
    • 2.3 Соотношение 13: 3 (доминирующее удаление)
    • 2.4 Соотношение 9: 7 (дублированный рецессивный эпистаз)
  • 3 Другие эпистатические фенотипические пропорции
  • 4 Ссылки

Классическое фенотипическое соотношение 9: 3: 3: 1

Эта пропорция возникает из-за комбинации анализа наследования двух разных символов. То есть это продукт сочетания двух независимых фенотипических сегрегаций (3: 1) X (3: 1).

Когда Мендель, например, анализировал высоту растения или цвет семени, каждый символ был разделен от 3 до 1. При анализе в целом, даже если они были двумя разными символами, каждый из них был отделен от 3 до 1. То есть они были распределены независимо.

Однако, когда Мендель проанализировал символы в парах, они привели к известным фенотипическим классам 9, 3, 3 и 1. Но эти классы были суммами из двух символов другой. И никогда, ни один персонаж не влиял на то, как проявился другой.

Отклонения, которые не такие

Предыдущий был объяснением классической менделевской пропорции. Таким образом, это не случай эпистаз. Эпистаз изучает случаи наследования одного и того же признака, определяемого несколькими генами.

Предыдущий случай, или второй закон Менделя, был наследованием двух разных персонажей. Те, которые объясняются позже, представляют собой истинные эпистатические пропорции и включают только неаллеломорфные аллели.

Соотношение 9: 3: 3: 1 (двойной доминантный эпистаз)

Этот случай обнаруживается, когда один и тот же персонаж имеет четыре разных фенотипических проявления в соотношении 9: 3: 3: 1. Следовательно, это не может быть аллельное (моногенное) взаимодействие, например, приводящее к появлению четырех разных групп крови в системе АВО..

Возьмем, например, помесь гетерозиготного индивидуума группы крови A и гетерозиготного индивида группы крови B. То есть скрещивания ЯЯ X ЯВЯ. Это даст нам соотношение индивидуумов 1: 1: 1: 1. ЯЯ (Тип А), ЯЯВ (Тип AB), ЯВЯ (Тип Б) е б (Тип О).

Наоборот, истинно доминирующее двойное эпистатическое отношение (9: 3: 3: 1) наблюдается в форме гребня петуха. Это четыре фенотипических класса, но в пропорции 9: 3: 3: 1.

В его определении и проявлении участвуют два гена, назовем их R и P. Независимо от того, аллели R и P показать полное доминирование над аллелями р и р, соответственно.

От пересечения RRPP X RRPP мы можем получить фенотипические классы 9 R_P_, 3 R_pp, 3 rrP_ и 1 rrpp. Символ «_» означает, что аллель может быть доминантным или рецессивным. Связанный фенотип остается тем же.

Класс 9 R_P_ представлен петухами с гребнями грецкого ореха, 3 R_pp с гребнями роз. Петухи с гороховым гребнем были бы 3 класса rrP_; те из класса rrpp имеют простой гребень.

При двойном доминантном эпистазе каждый класс 3 возникает из-за эффекта доминирования гена R или P. Класс 9 представляет собой тот, в котором проявляются оба доминантных аллеля R и P. Наконец, в rrpp класса 1 аллели отсутствуют. доминанта обоих генов.

Соотношение 15: 1 (дублированное действие гена)

В этом эпистатическом взаимодействии один ген не подавляет проявление другого. Наоборот, оба гена кодируют проявление одного и того же символа, но без аддитивного эффекта.

Таким образом, наличие по крайней мере одного доминантного аллеля любого из двух генов из разных локусов позволяет проявить характер в классе 15. Отсутствие доминантных аллелей (двойной рецессивный класс) определяет фенотип класса 1..

Продукты генов участвуют в проявлении цвета зерна пшеницы и / или В. То есть любой из этих продуктов (или оба) может привести к биохимической реакции, которая превращает предшественник в пигмент.

Единственный класс, который не производит ни одного из них - это класс 1 aabb. Поэтому классы 9 A_B_, 3 A_bb и 3 aaB_ будут производить пигментированные зерна, а оставшееся меньшинство не будет.

Соотношение 13: 3 (доминирующая делеция)

Здесь мы находим случай доминантного подавления гена (гипостатический) за счет присутствия по крайней мере одного доминантного аллеля другого (эпистатического). То есть, формально говоря, один ген подавляет действие другого.

Если мы имеем дело с доминантным подавлением D над K, у нас будет тот же фенотип, связанный с классами 9 D_K_, 3 D_kk и 1 ddkk. Class 3 ddK_ будет единственным, который показывает не удаленную функцию.

Двойной рецессивный класс добавляется к классам 9 D_K_ y3 D_kk, потому что он не производит то, что кодирует гипонатический ген K. Не потому, что он подавляется D, который в любом случае нет, а потому, что он не производит K.

Эту пропорцию иногда также называют доминантным и рецессивным эпистазом. Доминирующим является К на Д / д. Рецессивный эпистаз будет дд на К / К.

Например, цветы первоцвета обязаны своим цветом проявлению двух генов. Ген К который кодирует для производства пигмента мальвидина и гена D какие коды для подавления мальвидина.

Только растения ddKK или ddKk (т.е. класс 3 ddK_) будет производить мальвидин и будет синим. Любой другой генотип породит растения с бирюзовыми цветами.

Соотношение 9: 7 (дублированный рецессивный эпистаз)

В этом случае наличие по крайней мере одного доминантного аллеля каждого гена пары необходимо для проявления характера. Скажем, они гены С и P. То есть гомозиготное рецессивное состояние одного из генов пары (куб.см или стр) делает невозможным проявление персонажа.

Другими словами, только класс 9 C_P_ представляет по меньшей мере один доминантный аллель С и доминантный аллель P. Чтобы персонаж проявил себя, должны присутствовать функциональные продукты двух генов..

Это взаимодействие является эпистатическим, потому что отсутствие экспрессии одного гена препятствует проявлению другого гена. Это двойное, потому что обратное тоже верно.

Классический пример, который иллюстрирует этот случай, - это цветы гороха. Растения WACC и растения WACC У них белые цветы. Гибриды CcPp скрещивания между ними представляют фиолетовые цветы.

Если два из этих дигибридных растений пересекутся, мы получим класс 9 C-P_, у которого будут фиолетовые цветы. Классы 3 C_pp, 3 ccP_ и ccpp будут белыми цветами.

Другие эпистатические фенотипические пропорции

Из доли, предложенной во втором законе Менделя, у нас есть другие дополнительные случаи, которые заслуживают упоминания.

При измененном соотношении 9: 4: 3 мы называем это рецессивным эпистазом по уважительной причине. Когда ген является гомозиготным по рецессивному гену, он избегает экспрессии другого гена, даже если он является доминантным.

Возьмем в качестве примера рецессивный эпистаз генотипа аа о гене В. Класс 9 - это уже признанный 9 A_B_. Для класса 4 к классу 1 aabb они должны быть добавлены с тем же фенотипом, что и для класса 3 aaB_. Класс 3 будет классом 3 A_bb.

При эпистатическом взаимодействии дуплицированных генов наблюдается фенотипическое соотношение 9: 6: 1. Все особи класса 9 A_B_ имеют по крайней мере один аллель каждого гена или В. Все имеют одинаковый фенотип.

Напротив, в классах 3 A_bb и 3 aaBb присутствуют только доминантные аллели либо A, либо B. В этом случае также существует один и тот же фенотип, но отличающийся от других. Наконец, в 1-м классе aabb доминантный аллель ни одного из генов отсутствует и представляет другой фенотип.

Возможно, класс, который больше всего смущает, - это доминирующий эпистаз, который показывает фенотипическую пропорцию 12: 3: 1. Здесь доминирование A (эпистатическое) над B (гипостатическое) заставляет класс 9 A-B_ присоединиться к классу 3 A_bb.

Фенотип B проявится только тогда, когда A не присутствует в классе 3 aaB_. Двойной рецессивный класс 1 aabb не будет проявлять фенотип, связанный с геном A / A ни с геном Б / б.

Другими эпистатическими фенотипическими пропорциями, которые не имеют конкретного названия, являются 7: 6: 3, 3: 6: 3: 4 и 11: 5.

ссылки

  1. Брукер Р.Дж. (2017). Генетика: анализ и принципы. McGraw-Hill Higher Education, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США.
  2. Goodenough, U. W. (1984) Genetics. W. B. Saunders Co. Ltd, Пкиладелия, Пенсильвания, США.
  3. Griffiths A.J.F., Wessler R., Carroll S.B., Doebley J. (2015). Введение в генетический анализ (11-е изд.). Нью-Йорк: У. Х. Фриман, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США.
  4. Miko, I. (2008) Epistasis: взаимодействие генов и фенотипические эффекты. Природоведческое образование 1: 197. nature.com
  5. Уайт Д., Рабаго-Смит М. (2011). Генотип-фенотипические ассоциации и цвет глаз человека. Журнал генетики человека, 56: 5-7.
  6. .