Wielu z nas słyszało o genach dominujących i recesywnych – niektórych łańcuchach nukleotydów ukrytych w naszym genomie, które są odpowiedzialne za cechy dziedziczne. Jak wchodzą ze sobą w interakcję? Czym jest dominacja i jak to się dzieje? Dlaczego allele recesywne nie zawsze są tłumione przez allele dominujące? Te pytania zajmowały naukowców od czasu odkrycia genów.
Historia badań
Interakcja alleli zawsze była bardzo interesująca dla genetyków. W trakcie badań stwierdzono, że istnieją różne rodzaje interakcji genów – całkowita dominacja, naddominacja, wielokrotny allelizm, niepełna dominacja i kodominacja.
Słusznie nazywany ojcem współczesnej genetyki, Gregor Mendel jako pierwszy zainteresował się prawami przenoszenia cech dziedzicznych. W trakcie swoich słynnych eksperymentów z hybrydyzacją roślin grochu Mendel zauważył, że krzyżowanie żółtego i zielonego groszku nie dało cechy pośredniej. Na początkupokolenie, cały groszek był żółty. Sam Mendel nie potrafił wtedy wyjaśnić wyników swojego genialnego eksperymentu. Podstawy teoretyczne pojawiły się znacznie później, po ożywieniu zainteresowania genetyką i odkryciu elementarnej jednostki dziedziczności – genu. Od niego zależy kolor grochu, kształt nosa, kolor oczu, wzrost, obecność chorób dziedzicznych u ludzi.
Wróćmy do eksperymentu Mendla. Gen A odpowiada za żółty kolor grochu, a gen za kolor zielony. Podczas przekraczania dwóch różnych czystych linii podział będzie następujący:
R: AA x aa
F1: Aa Aa Aa Aa
Pomimo tego, że w genotypie wszystkich powstałych roślin był gen zarówno dla żółtego, jak i zielonego, w końcu pojawił się tylko żółty. Innymi słowy, cecha dominująca całkowicie zagłuszyła cechę recesywną. W ten sam sposób odziedziczony został kształt grochu - gładki przeważał nad pomarszczonym. To właśnie ten przykład pokazuje całkowitą dominację genów - tłumienie cechy recesywnej przez cechę dominującą w obecności obu z nich w genotypie.
Przykłady całkowitej dominacji
Skrzyżowanie różnych kolorów to nie jedyny obszar, w którym pojawia się całkowita dominacja. Przykłady tego typu interakcji można również przytoczyć z dziedziny genetyki człowieka: jeśli jedno z rodziców ma brązowe oczy, drugie niebieskie, a obaj są homozygotyczni pod względem tych cech, to wszystkie dzieci będą miały brązowe oczy.
Podobnie, obecność czynnika Rh, polidaktylia,piegi, ciemny kolor włosów. Wszystkie te cechy są dominujące i nie pozwolą na pojawienie się recesywnego fenotypu.
Pełna dominacja ma ogromne znaczenie w dziedziczeniu chorób genetycznych. Większość z nich (choroba Tay-Sachsa, choroba Urbacha-Wite'a, choroba Gunthera) jest dziedziczona w sposób autosomalny recesywny, to znaczy, jeśli genotyp zawiera prawidłowy (dominujący) gen, zmutowany allel się nie ujawni.
O niepełnej dominacji
Niepełna dominacja to jeden z rodzajów interakcji genów, często spotykany w przyrodzie. Dzięki temu allel recesywny nie jest całkowicie tłumiony przez dominujący, aw fenotypie pojawia się nowa, pośrednia cecha. Uderzającym przykładem niepełnej dominacji jest kolorystyka kwiatów kosmosu. Jeśli krzyżujesz roślinę czerwoną z białą, to w pierwszym pokoleniu podział fenotypowy będzie następujący: 1 (AA): 2 (Aa): 1 (aa). Oznacza to, że jeden kwiat będzie czerwony, jeden biały i dwa różowe. Te ostatnie są przykładem niepełnej dominacji, ponieważ cecha dominująca, czerwona, nie tłumiła całkowicie recesywnej. W rezultacie wpływ obu genów przejawia się w organizmie.
Niepełna dominacja jest typowa nie tylko dla cosmei, ale także dla wielu innych kwiatów: lwia paszczy, tulipanów, goździków.
Dominacja
Naddominacja to interesujący i nieco paradoksalny rodzaj interakcji genów, w którym dominujący gen w fenotypie organizmu heterozygotycznego (BB) przejawia się intensywniej niż w fenotypie homozygoty (BB). Przewaga nie występuje w naturzeczęsto jako całkowita dominacja. Przykładem jest mutacja w genie HBB, która zmniejsza ryzyko zachorowania na malarię.
Współdominacja
Istnieje kilka innych interesujących rodzajów interakcji genów, a jednym z nich jest kodominacja. W tym przypadku allel dominujący nie maskuje ani nie tłumi allelu recesywnego, a obie cechy ujawniają się w pewnym stopniu w fenotypie.
Najłatwiej zrozumieć zjawisko współdominacji na przykładzie czerwono-białych kwiatów rododendronów, czyli nocnego piękna. Zabarwienie to uzyskuje się przez skrzyżowanie czerwonych i białych kwiatów i chociaż dominuje czerwony pigment, nie zagłusza allelu odpowiedzialnego za biały kolor. W ten sposób uzyskuje się niezwykłe dwukolorowe kwiaty o genotypie Aa.
Przykładem kodominacji jest mechanizm dziedziczenia grup krwi. Niech jeden z rodziców ma drugą grupę krwi (IAIA), a drugi ma trzecią (IВ IB), wtedy dziecko będzie miało czwartą grupę, która nie jest pośrednia między drugą a trzecią, z genotypem IA IB.
