- Учителю
- лекция по биологии 'Множественный аллелизм' 10 класс
лекция по биологии 'Множественный аллелизм' 10 класс
Лекция
Множественный аллелизм
Демонстрация рисунка, на котором представлены глаза мушки дрозофилы разного цвета. **** Опишите данный рисунок. Какой вывод вы можете сделать?
Число аллелей любого гена не обязательно ограничивается лишь двумя. В результате мутаций появляются новые аллели, в этом случае говорят о множественном аллелизме. Большинство генов состоят из сотен нуклеотидных последовательностей ДНК. Мутации приводят к замене или утрате нуклеотидов и это может происходить в разных участках гена.
****Какую необходимо по минимальным размерам нужно иметь группу организмов, чтобы изучить наследование множественных аллелей?
Наследование множественных аллелей можно изучить только в популяции. Так как диплоидные организмы обычно несут по два аллеля в двух гомологичных генных локусах. Однако среди организмов одного вида имеется много альтернативных форм (аллелей) одного гена.
Простейшим примером множественного аллелизма является три аллеля одного гена, допустим, аллели гена, определяющие группу крови АВО, описанную в 1900-х годах Карлом Ландштайнером. Для типа АВО, как и для группы MN, характерны специфические антигены эритроцитов. Антигены А и В отличаются от антигенов MN и определяются различными генами, локализованными на хромосоме 9. Как и в случае типа MN, аллели группы АВО наследуются кодоминантно. При тестировании человеческой крови с помощью специфических антисывороток, содержащих антитела против антигена А или антигена В, было обнаружено 4 фенотипа. Встречались индивиды либо с антигеном А или с антигеном В, либо с двумя этими антигенами (АВ), а также не имеющие никаких из этих антигенов (О).
В 1924 году появилось предположение, что все обнаруженные фенотипы контролируются тремя аллелями одного гена. Такое предположение возникло в результате анализа типов крови у множества представителей различных семей. Все аллели одного и того же гена обозначают одной буквой с разными индексами. Для обозначения аллелей используют следующие символы, например I А , I В , I О. Буква I означает антиген изоглютиноген, аллели I А , I В определяют (детерминируют) антигены А и В, а аллель I О -- ни одного антигена. Поэтому все возможные генотипы и соответствующие фенотипы этой группы крови можно записать в следующем виде:
Генотип
Антиген
Фенотип
I АI А
А
2 группа крови (А)
I АI О
А
2 группа крови (А)
I ВI В
В
3 группа крови (В)
I ВI О
В
3 группа крови (В)
I АI В
А, В
4 группа крови (АВ)
I ОIО
нет
1 группа крови (О)
Аллели I А и I В доминантны по отношению к аллелю I О и кодоминантны по отношению друг к другу. Знания о группах крови важны для медицинской практики, особенно для определения совместимости при переливании крови.
Группа крови АВО хорошо исследована биохимически. Известно, что антигены А и В представляют собой карбогидратные группы (углеводные остатки), связанные с жирными кислотами, молекулы которых выступают над поверхностью мембраны эритроцитов. Специфичность этих антигенов обусловлена концевым остатком карбогидратной цепи. Оба антигена происходят из одного и того же предшественника, или Н - вещества, к молекулам которого затем добавляется один или два концевых углеводных остатка сахара.
**В крайне редких случаях, например, у женщины из Бомбея (Индия) имеется дефектное Н - вещество, которое не связывается с ферментом, добавляющим концевые углеводные остатки. У носителей группы крови О это приводит к фенотипу Бомбей. Оказалось, что этот дефект обусловлен рецессивной мутацией h в локусе, не гомологичном локусам А и В. Поэтому при наличии у человека аллелей I А и /или I В вместе с генотипом hh антигены А и В в крови не обнаруживаются. Вот почему у одной из жительниц Бомбея с генотипом hh определили первую группу крови, хотя ее родители имели группу крови АВ, а сын был носителем аллеля I В.
I А- Х АВ
II АВ, О Х А, В
III АВ, А, В
Схема. Часть родословной женщины с фенотипом крови Бомбей. Генетически она имеет группу крови В, но из-за отсутствия антигенов В ее кровь отнесена к группе О.
У растений и животных известно немало признаков, которые контролируются несколькими аллелями. Множественный аллелизм характерен для большинства генов дрозофилы. В 1912 году Томас Хант Морган и Кальвин Бриджес описали у мушки дрозофилы рецессивную мутацию белоглазости. Затем в этом локусе были обнаружены другие мутантные гены, которые определяют различный цвет глаз: от белого (полное отсутствие пигмента при наличии аллелей white) до бледно-розового, светло-оранжевого и желтоватого.
Аллели локуса white у дрозофилы и соответствующая окраска глаз у мух
Аллель
Название признака
Цвет глаз
W
Кирпично-красный
w a
white-apicot
Светло-оранжевый
w bf
White-buff
желтоватый
w bi
white -biood
Светло-алый
w cf
white-coffee
Кофе с молоком
w e
white-eosin
эозин
w mo
white-mottled orange
Белый с оранжевыми крапинками
w sat
white-Satsuma
Бледно-розовый
w sp
white-spotted
Мелкозернистый с желтыми пятнами
w t
white-tinged
Светло-кремовый
Множественный аллелизм наблюдается у кроликов по генам окраски шерсти. Гены, отвечающие у них за окраску, аллельны и находятся в гомологичных хромосомах в одних и тех же локусах. Ген дикой черной окраски (С) доминирует над всеми остальными окрасками. Ген шиншилловой (с ch) и гималайской (с c) окрасок доминирует над геном альбинизма (с). Гетерозиготы от шиншилловой и гималайской окрасок (с chс c) дают светло-серую окраску агути.
Множественный аллелизм характеризует разнообразие генофондов вида и имеет большое значение в эволюции.