KAS YRA EPISTAZĖ? (SU PAVYZDŽIAIS) - BIOLOGIJA - 2025

Epistaza , genetika, yra tarp skirtingų genų, koduojančių paties pobūdžio sąveikos tyrimas. Tai yra, bruožo pasireiškimas, atsirandantis dėl genų alelių sąveikos skirtinguose lokusuose.

Kai mes kalbame apie santykius, kurie nustato to paties geno alelius, mes kalbame apie alelinius ryšius. Tai yra, to paties lokuso aleliai arba allelomorfiniai aleliai. Tai yra žinoma visiško dominavimo, nepilno dominavimo, suderinimo ir mirtingumo sąveika tarp to paties geno alelių.

Plikimo genas yra epistatinis tiems, kurie turi raudonus ar šviesius plaukus. Thomas Shafee, iš „Wikimedia Commons“

Santykiuose tarp skirtingų lokalių alelių, atvirkščiai, mes kalbame apie neallelomorfinius alelius. Tai yra vadinamoji genų sąveika, kurie tam tikru būdu yra epistatiniai.

Epistasis leidžia analizuoti, ar vieno geno raiška lemia kito raišką. Tokiu atveju antrasis toks genas būtų epistatinis; antrasis būtų hipostatiškas dėl pirmojo. Epistazės analizė taip pat leidžia nustatyti tvarką, kuria veikia genai, apibūdinantys tą patį fenotipą.

Paprasčiausias epistazė analizuoja, kaip du skirtingi genai sąveikauja, kad suteiktų tą patį fenotipą. Bet akivaizdu, kad tai gali būti daug daugiau genų.

Analizuodami paprastą epistazę, remsimės klasikinių dihidridinių kryžių proporcijų variacijomis. T. y., Santykiui 9: 3: 3: 1 pakeisti ir sau pačiam.

Klasikinis fenotipinis santykis 9: 3: 3: 1

Ši proporcija susidaro derinant dviejų skirtingų ženklų paveldimumą. T. y., Tai yra dviejų nepriklausomų fenotipinių segregacijų (3: 1) X (3: 1) derinio produktas.

Kai Mendelis išanalizavo, pavyzdžiui, augalo derlių ar sėklos spalvą, kiekvienas veikėjas atskyrė nuo 3 iki 1. Kai jis analizavo juos kartu, net jei jie buvo du skirtingi ženklai, kiekvienas atskyrė nuo 3 iki 1. Tai reiškia, kad jie pasiskirstė atskirai.

Tačiau kai Mendelis analizavo personažus poromis, jie sudarė gerai žinomus fenotipinius 9, 3, 3 ir 1 klases. Bet šios klasės buvo dviejų skirtingų simbolių sumos. Ir niekada nė vienas personažas nepaveikė to, kaip pasireiškė kitas.

Gametos ir proporcijos kryžminant du genus. Paimta iš m.wikipedia.org

Nukrypimai, kurie nėra tokie

Ankstesnis buvo klasikinės Mendelio proporcijos paaiškinimas. Todėl tai nėra epistazės atvejis. Epistasis tiria to paties charakterio paveldėjimo atvejus, kuriuos lemia keli genai.

Ankstesnis atvejis, arba antrasis Mendelio įstatymas, buvo dviejų skirtingų veikėjų paveldėjimas. Vėliau paaiškintos tikrosios epistatinės proporcijos ir apima tik ne alelelomorfinius alelius.

Santykis 9: 3: 3: 1 (dviguba dominuojanti epistazė)

Šis atvejis aptinkamas, kai tas pats veikėjas turi keturis skirtingus fenotipinius pasireiškimus santykiu 9: 3: 3: 1. Todėl tai negali būti alelinė (monogeninė) sąveika, tokia, kuri lemia keturių skirtingų kraujo grupių atsiradimą ABO sistemoje.

Paimkime kaip pavyzdį kryžmą tarp A tipo heterozigotinio individo ir B tipo heterozigotinio individo, tai yra, kryžiaus I ^A i XI ^B i. Tai suteiktų I ^A i (A tipas), I ^A I ^B (AB tipas), I ^B i (B tipas) ir ii (O tipas) individų santykį 1: 1: 1: 1 .

Priešingai, pastebimas tikras dominuojantis dvigubas epistatinis santykis (9: 3: 3: 1) gaidžio formos pavidalu. Yra keturios fenotipinės klasės, bet santykiu 9: 3: 3: 1.

Jo nustatyme ir pasireiškime dalyvauja du genai, vadinkime juos R ir P. Nepaisant to, R ir P aleliai turi visišką dominavimą atitinkamai su r ir p aleliais.

Iš RrPp X RrPp kryžiaus galime gauti fenotipo klases 9 R_P_, 3 R_pp, 3 rrP_ ir 1 rrpp. Simbolis „_“ reiškia, kad tas alelis gali būti dominuojantis arba recesyvinis. Susijęs fenotipas išlieka tas pats.

9 klasei R_P_ atstovaujamos gaidys su graikinių riešutų skiautėmis, 3 R_pp - gaidys su rožių žieve. Žirnių kukurūzų gaidžiai būtų 3 klasės rrP_; tų rrpp klasių mokiniai turi vieną apvalkalą.

„Cockscomb“ kelis kartus genetiškai išanalizuota. Paimta iš „maxpixel.net“

Dvigubos dominuojančios epistazės metu kiekviena 3 klasė atsiranda dėl R arba P geno dominavimo efekto. 9 klasę apibūdina tas, kuriame pasireiškia ir R, ir P dominuojantys aleliai. Pagaliau 1 klasės rrpp alelių nėra. dominuoja abu genai.

Santykis 15: 1 (dvigubas geno veikimas)

Šioje epistatinėje sąveikoje vienas genas neslopina kito pasireiškimo. Priešingai, abu genai koduoja tą patį bruožą, tačiau neturi jokio adityvaus poveikio.

Todėl bent vieno iš abiejų genų iš skirtingų lokusų dominuojančio alelio buvimas leidžia pasireikšti 15 klasės bruožui. Dominuojančių alelių nebuvimas (dviguba recesyvinė klasė) lemia 1 klasės fenotipą.

A ir (arba) B genų produktai dalyvauja pasireiškiant kviečių grūdų spalvai. T. y., Bet kuris iš šių produktų (arba abu) gali sukelti biocheminę reakciją, kuri pirmtaką paverčia pigmentu.

Vienintelė klasė, kuri negamina nė vieno iš jų, yra 1 klasės šabolas. Todėl 9 A_B_, 3 A_bb ir 3 aaB_ klasės gamins pigmentinius grūdus, o likusi mažuma - ne.

13: 3 santykis (dominuojantis slopinimas)

Čia aptinkamas dominuojančio geno (hipostatinio) ištrynimo atvejis, kai yra bent vienas kito dominuojantis alelis (epistatinis). Tai yra, formaliai kalbant, vienas genas slopina kito veiksmus.

Jei tai yra vyraujantis D slopinimas virš K, mes turėtume tą patį fenotipą, susijusį su 9 D_K_, 3 D_kk ir 1 ddkk klasėmis. 3 klasė ddK_ būtų vienintelė, parodanti neslopintą bruožą.

Dviguba recesyvinė klasė pridedama prie 9 D_K_ ir 3 D_kk klasių, nes ji negamina to, ką koduoja hipostatinis genas K. Ne todėl, kad jį slopina D, kurio nėra bet kokiu atveju, bet todėl, kad jis negamina K.

Šis santykis kartais dar vadinamas dominuojančia ir recesyvine epistaze. Dominuoja K santykis virš D / d. Recesyvinė epistazė būtų tokia, kokia yra dd virš K / k.

Pavyzdžiui, raktažolių gėlės yra skolingos dėl savo spalvos, kad pasireiškia dviem genais. K genas, koduojantis pigmento malvidino gamybą, ir D genas, koduojantis malvidino slopinimą.

Tik ddKK arba ddKk augalai (ty 3 klasės ddK_) gamins malvidiną ir bus mėlynos spalvos. Bet koks kitas genotipas sukels augalus su turkio spalvos gėlėmis.

9: 7 santykis (dviguba recesyvinė epistazė)

Tokiu atveju požymiui pasireikšti būtinas bent vienas dominuojantis kiekvieno geno alelis poroje. Tarkime, kad tai C ir P genai. Tai yra, dėl homozigotinės recesyvinės vieno iš poros genų (cc arba pp) būsenos pasireiškimo neįmanoma.

Kitaip tariant, tik 9 klasės C_P_ turi bent vieną dominuojantį C alelį ir vieną dominuojantį P alelį. Kad bruožas pasireikštų, turi būti dviejų genų funkciniai produktai.

Ši sąveika yra epistatinė, nes vieno geno ekspresijos stoka trukdo pasireikšti kitam genui. Tai dviguba, nes atvirkščiai taip pat yra tiesa.

Klasikinis pavyzdys, iliustruojantis šį atvejį, yra žirnių gėlės. CCpp ir ccPP augalai turi baltas gėles. Tarp jų esančių kryžių CcPp hibridai turi purpurines gėles.

Jei du iš šių dihibridinių augalų bus kryžminami, gausime 9 C-P_ klasę, kurioje bus purpurinės gėlės. 3 klasės C_pp, 3 ccP_ ir ccpp klasės bus baltos gėlės.

Gėlių spalvos paveldėjimo tyrimas daug padėjo epistazei suprasti. Paimta iš „maxpixel.net“

Kiti epistatiniai fenotipiniai santykiai

Iš proporcijos, pasiūlytos Mendelio antrajame įstatyme, turime ir kitų papildomų atvejų, kuriuos verta paminėti.

Dėl geros priežasties modifikuotą santykį 9: 4: 3 vadiname recesyvine epistaze. Kai genas yra homozigotinis recesyviniam genui, jis apsaugo nuo kito geno ekspresijos, net jei jis yra dominuojantis.

Paimkite kaip pavyzdį aa genotipo recesyvinę epistazę, palyginti su B genu. 9 klasė yra jau pripažinta 9 A_B_. 4 klasei pridedami 1 klasės aabai, turintys tą patį fenotipą, kaip ir 3 klasės aaB_. 3 klasė būtų 3 klasės A_bb klasė.

Iš epistatinės dubliuotų genų sąveikos stebimas fenotipinis santykis yra 9: 6: 1. Visi 9 A_B_ klasės individai turi bent po vieną kiekvieno A arba B geno alelį. Jie visi turi tą patį fenotipą.

Priešingai, 3 A_bb ir 3 aaBb klasėse yra tik dominuojantys A arba B aleliai. Šiuo atveju taip pat yra vienas ir tas pats fenotipas - tačiau skiriasi nuo kitų. Galiausiai, 1 klasės aabyje nėra jokio dominuojančio alelio nei viename iš genų ir jis apibūdina kitą fenotipą.

Ko gero, labiausiai paini klasė yra dominuojanti epistazė, parodanti fenotipinį santykį 12: 3: 1. Dėl A (epistatinės) dominavimo prieš B (hipostatinį) 9 klasės A-B_ klasės jungiasi prie 3 A_bb klasės.

B fenotipas pasireikš tik tada, kai A nėra 3 klasėje aaB_. Dvigubai recesyvus 1 klasės aabidas neišreikš nei fenotipo, susijusio su A / a genu, tiek su B / b genu.

Kiti epistatiniai fenotipiniai santykiai, neturintys konkretaus pavadinimo, yra 7: 6: 3, 3: 6: 3: 4 ir 11: 5.

Nuorodos

1. Brookeris, RJ (2017). Genetika: analizė ir principai. McGraw-Hill aukštasis mokslas, Niujorkas, NY, JAV.
2. Goodenough, UW (1984) genetika. „WB Saunders Co. Ltd“, Pkiladelphia, PA, JAV.
3. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). Įvadas į genetinę analizę (11-asis leidimas). Niujorkas: WH Freeman, Niujorkas, NY, JAV.
4. Miko, I. (2008) Epistasis: Genų sąveika ir fenotipo poveikis. Gamtos ugdymas 1: 197. gamta.com
5. White, D., Rabago-Smith, M. (2011). Genotipo ir fenotipo asociacijos ir žmogaus akių spalva. Žmogaus genetikos žurnalas, 56: 5–7.
6. Xie, J., Qureshi, AA, Li., Y., Han, J. (2010) ABO kraujo grupė ir odos vėžio dažnis. PLOS ONE, 5: e11972.