что такое аллельные гены в биологии определение
Аллели
Аллели (аллельные гены) — это различные формы одного и того же гена. Аллель — это одна из форм определенного гена. У разных генов может быть разное количество аллелей. Если аллелей гена существует больше двух, то говорят о множественном аллелизме.
В диплоидных (содержащего двойной набор хромосом) клетках организма присутствует по два аллеля каждого гена. Аллели одного и того же гена находятся в одинаковых локусах (местах) гомологичных хромосом.
Если два аллеля одного гена в клетках организма одинаковы, то такой организм (или клетка) называется гомозиготным по данному признаку. Если аллели разные, то организм называется гетерозиготным.
Взаимодействие аллельных генов
Аллели одного гена, находясь в одном организме, взаимодействуют между собой, и от этого взаимодействия зависит, как проявит себя признак, обусловленный соответствующим геном.
Полное доминирование
Чаще всего встречается такой тип взаимодействия как полное доминирование, при котором один аллельный ген проявляется и полностью подавляет проявление другого аллельного гена. В данном случае первый называется доминантным, а второй — рецессивным.
В случае полного доминирования генотипы AA и Aa будут иметь одинаковый фенотип.
Полное доминирование наблюдается при проявлении, например, цвета семян гороха. У гетерозиготных ( Aa ) растений по этому признаку семена всегда желтые, как и у гомозиготных по доминантному аллелю ( AA ). Зеленый цвет определяется рецессивным аллелем и поэтому подавляется.
При множественном аллелизме отношения между аллелями могут быть неоднозначными. Если имеет место быть исключительно полное доминирование, то один ген может быть доминантным по отношению ко второму, но рецессивным по отношению к третьему. В таком случае строят ряды ( A > a’ > a» > …), в которых отражают отношения доминирования. Так, например, наследуется окраска шерсти у многих животных, цвет глаз.
Кроме полного доминирования встречаются и другие типы взаимодействия аллелей: неполное доминирование, кодоминирование, сверхдоминирование, комплементация аллелей и некоторые другие.
Неполное доминирование
В случае неполного доминирования гетерозиготный генотип будет иметь промежуточное значение признака. В этом случае доминантный аллель лишь частично подавляет рецессивный. В результате в фенотипе проявляется некое промежуточное значение признака.
Например, цвет цветков ночной красавицы с генотипом AA красный, aa — белый, Aa — розовый.
Кодоминирование
При кодоминировании два аллельных гена, оказавшись в одном организме, полностью проявляют себя. Ни один из них никак не подавляет другой. В случае кодоминирования отсутствуют доминантно-рецессивные отношения между аллелями. В итоге в организме синтезируется два разных белка, определяющих один и тот же признак. Нечто похожее происходит при сверхдоминировании и межаллельной комплиментации.
Сверхдоминирование
Сверхдоминирование — это такой тип взаимодействия аллельных генов, когда у гетерозиготных особей ( Aa ) признак сильнее проявляется, чем у обеих гомозиготных ( AA и aa ). Причина подобного явления лежит в достаточно сложных биохимических процессах, связанных с тем, что аллели кодируют несколько разные, но аналогичные по своим функциям полипептиды. В итоге признак как бы накапливается. Сверхдоминирование лежит в основе такого явления как гетерозис, когда дочерние организмы более жизнеспособны, чем родительские.
Помимо перечисленных существуют и другие более редкие типы взаимодействия аллелей.
Частота аллелей
Частота встречаемости аллельных генов в популяции может быть различной. Обычно рецессивные гены редки и по-сути являются мутациями доминантного аллеля. Многие мутации являются вредными. Однако именно мутантные гены создают материал для действия естественного отбора и как следствие процесса эволюции.
В гипотетической идеальной популяции (в которой не действует естественный отбор, которая имеет неограниченно большой размер, изолирована от других популяций и так далее) частота генотипов (по тому или иному гену) не меняется и подчиняется закону Харди-Вайнберга. Согласно этому закону распределение генотипов в популяции будет укладываться в уравнение: p 2 + 2pq + q 2 = 1. Здесь p и q — частоты (выраженные в долях единицы) аллелей в популяции, p 2 и q 2 — частоты соответствующих гомозигот, а 2pq — частота гетерозигот.
Понятие об аллельных генах: определение, за что отвечают, их роль
В генотип каждого живого организма входит огромное количество разнообразных генов. Аллельные гены – одни из них. Наравне с другими они образуют органическую совокупность, оказывают влияние на реализацию общих функций.
Что такое аллельные гены
Аллельными называются гены, занимающие идентичное местоположение в гомологичных хромосомах и отвечающие за развитие одного признака.
Наличие в диплоидном организме двух различных аллелей одного гена приводит к гетерозиготности. И, наоборот, присутствие ничем не отличающихся – признак гомозиготного организма.
Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.
Главное отличие аллельных генов от неаллельных заключается в их расположении. Неаллельные имеют привычку располагаться в разных местах. Кроме того, они призваны кодировать не один и тот же признак, а разные.
Где расположены гены
Все гены расположены в хромосомах – миниатюрных элементах, хранящих определяющий объем наследственной информации. В свою очередь, хромосомы привыкли находиться в ядре – самом крупном органоиде клетки.
В генетике для определения места положения гена принято использовать понятие «локус». Это своеобразные координаты, позволяющие находить интересующий объект на цитологической или генетической карте хромосомы.
Способы взаимодействия аллельных генов
Находясь в одном организме, аллели вынуждены взаимодействовать между собой. В большинстве случаев один из них подавляет проявление другого. Тогда говорят о том, что первый является доминантным, а второй – рецессивным. А сам процесс называют полным доминированием.
Однако за время изучения вопроса учеными было зафиксировано несколько разных видов взаимодействия. Несмотря на то, что они встречаются реже, каждый из них играет важную роль в реализации генетической информации, обуславливает необходимую для эволюции многовариантность.
Кодоминирование
Кодоминирование подразумевает полное отсутствие рецессивно-доминантных отношений. Это тот случай, когда оба аллеля проявляют себя в полной мере и никак не взаимодействуют друг с другом.
Простым примером является наследование человеком той или иной группы крови. Результатом кодоминирования здесь является получение гибридом нового, отличающегося от родительских признака, а не их усредненного варианта.
Сверхдоминирование
Сверхдоминированием называется такой тип взаимодействия, при котором фиксируется более яркое проявление подконтрольного признака у гетерозиготного организма, чем у любого гомозиготного.
Генетики считают, что именно он стал причиной формирования такого явления как гетерозис. Когда дочерний организм значительно превосходит родительские по плодовитости, жизнеспособности, продуктивности, выносливости, темпам роста.
Полное и неполное доминирование
При полном доминировании получившийся в результате скрещивания фенотип демонстрирует исключительно признак доминантного аллеля. В то время как неполное доминирование предполагает неполное подавление рецессивной формы.
Скрещивание цветка с красными лепестками и полностью белого цветка в результате дает получение однотонных розовых гибридов. При этом при последующем скрещивании гибридов можно получить красные, розовые и белые цветы.
За что отвечают аллельные гены
Обнаружить аллельные гены можно в организмах людей, рыб, животных, насекомых, грибов, растений. Они отвечают за передачу разнообразных наследственных характеристик. Например:
Зафиксированы ситуации, при которых аллельные гены отвечают за жизнь своего носителя. Такие аллели называются летальными и возникают из-за произошедшей мутации. Они могут проявлять себя в постэмбриональном и эмбриональном периодах, всегда ведут к развитию несовместимых с жизнью пороков. Печальным примером может служить отличающийся мутантным доминантным аллелем синдром Гентингтона.
Примеры взаимодействия аллельных генов в природе
Первым и самым известным примером взаимодействия аллельных генов в природе является результат опыта известного австрийского биолога, основоположника учения о наследственности Грегора Иоганна Менделя.
В ходе работы над гибридизацией гороха ученый понял, что скрещивание растений с зелеными и желтыми горошинами приводит к выведению сорта исключительно с желтыми горошинами. Так была выведена первая теория о полном доминировании одного из алеллей.
Примеры неполного доминирования
Образцы влияния неполного доминирования на формирование конкретного признака можно наблюдать при наследовании окраски растениями: усредненные оттенки ягод, цветов.
Яркий пример – получение пшеницы с укороченными стеблями при скрещивании карликовых пород и растений с длинными стеблями.
В мире животных та же ситуация наблюдается при разведении куриц: скрещивание черных и белых особей приводит к получению однотонного серебристого потомства.
Примеры сверхдоминирования
К примерам сверхдоминирования могут относиться ситуации с биохимическими особенностями особей.
У популяции людей, проживающих в регионах с неблагоприятной эпидемиологической обстановкой по малярии, повышена частота мутантного аллеля-защитника. Имея его, гетерозиготный организм легко справляется с болезнью, находится в состоянии повышенной жизнеспособности.
У животных образцами сверхдоминирования могут считаться лучшая приспособленность к внешней среде, нежели у гомозиготных предков, повышенная выносливость, плодовитость.
Что такое аллельные гены: свойства, способы взаимодействия и множественный аллелизм.
Что такое аллельные гены?
Какие свойства есть у аллельных генов
Если рассмотреть генотип любого живого организма, то можно обнаружить, что он состоит из большого числа различных генов. Все вместе они образуют органическую совокупность и, являясь одним целым, выполняют общие функции.
Г. Менделем, которого считают основателем генетики, описана лишь одна возможность взаимодействия аллельных генов: когда одна полностью доминирует над другой. Аллель, которая подавляется, называют рецессивной.
Менделя считают отцом генетики как науки еще и потому, что он сформулировал все возможные закономерности наследования признаков. Сделал он это с помощью генетического метода, который и сегодня является наиболее перспективным. В основе метода лежит скрещивание организмов с определенными признаками и анализ проявлений этих признаков у потомства.
В этом месте нужно уточнить, что гены не всегда могут проявляться в виде признаков: при одинаковом генотипе у организмов могут быть фенотипические различия. Это объясняется тем, что на фенотип оказывает влияние то, как взаимодействуют генотип и окружающая среда.
Кроме того, фенотипическое проявление генов обусловлено не только одной парой генов: как минимум потому, что оно является результатом взаимодействия генотипической системы в целом.
Аллельное генотипическое взаимодействие — контакты белков и ферментов, а не генов.
Если принять и понять этот принцип, то можно избежать ошибок, проводя генетические исследования взаимодействия аллельных генов.
У методов Менделя есть определенные преимущества:
Чистая линия — это совокупность организмов, которые при длительном, на протяжении нескольких поколений, скрещивании друг с другом проявляют одинаковые признаки (расщепление отсутствует).
Ученый сформулировал 3 закона наследственности:
Эти законы позволяют описывать различные закономерности изменчивости и наследственности. Принципы, лежащие в основе этих законов, применяются в биологии и сегодня.
Способы взаимодействия аллельных генов
Согласно основам генетики, есть 2 варианта генотипического взаимодействия:
Исходя из этого, все живые организмы обладают парными аллельными генами. Внутри организма гены взаимодействуют 3 различными способами:
Кодоминирование
В случае такого взаимодействия аллельные гены проявляют свое действие независимо друг от друга.
Для варианта кодоминирования аллельных генов пример — это система групп крови ABO. Здесь гены A и B функционируют независимо.
Сверхдоминирование
В этой ситуации качество фенотипический проявлений доминантного гена увеличивается только тогда, когда он тесно связан с рецессивным.
В случае если в одной аллели находится два доминантных гена, то, как правило, их действие и проявление сильно хуже, чем в предыдущем варианте с одним доминантным и одним рецессивным геном.
Полное и неполное доминирование
При полном перекрытии доминантным геном рецессивного говорят о полном доминировании.
Неполное доминирование — вариант взаимодействия генов, когда рецессивный ген не подавляется полностью и может оказывать влияние (хотя бы минимальное) на фенотипическое проявление признака. В таком случае фенотипическое проявление признака является промежуточным — между родительскими формами.
Пример неполного доминирования — наследование окраски венчика цветка ночной красавицы. Здесь родительские формы имеют белый и красный цвета, а промежуточным будет розовый.
Множественный аллелизм
В генетике встречается такое явление как множественный аллелизм. В каждом организме есть два аллельных гена, при этом самих аллелей может быть больше двух. При таком раскладе только одна пара аллелей может проявлять фенотипические признаки: другие гены не задействуются. Гомологичные аллели, то есть одинаковые, «работают» над развитием одного и того же признака. При этом качество его проявления будет различаться.
При множественном аллелизме формы взаимодействия генов могут быть различными. Даже несмотря на то, что они отвечают за один и тот же признак. Дело в том, что проявляют они этот признак по-разному и при помощи различных способов (описанных выше).
Самый простой пример — окраска шерсти кролика. Здесь могут быть следующие варианты: белая, гималайская, шиншилловая, черная и коричневая. И это при том, что есть целая серия разных аллелей генов, ответственных за окрас. И таких примеров в биологии достаточно.
Несмотря на всю парадоксальность множественного аллелизма, в половую клетку живого существа проникает только одна пара гомологичных аллелей, и какая именно — вопрос случая. Так обеспечивается изменчивость каждого отдельного вида, играющая важнейшую роль в эволюции.
Благодаря изучению аллельных генов, становятся понятными закономерности наследования признаков. А еще это помогает исключить негативные последствия изменения наследственного набора организма.
Аллели
Алле́ли (от греч. ἀλλήλων — друг друга, взаимно) — различные формы одного и того же гена, расположенные в одинаковых участках (локусах) гомологичных хромосом и определяющие альтернативные варианты развития одного и того же признака. В диплоидном организме может быть два одинаковых аллеля одного гена, в этом случае организм называется гомозиготным, или два разных, что приводит к гетерозиготному организму. Термин «аллель» предложен В. Иогансеном (1909 г.) [1]
Нормальные диплоидные соматические клетки содержат два аллеля одного гена (по числу гомологичных хромосом), а гаплоидные гаметы — лишь по одному аллелю каждого гена. Для признаков, подчиняющихся законам Менделя, можно рассматривать доминантные и рецессивные аллели. Если генотип особи содержит два разных аллеля (особь — гетерозигота), проявление признака зависит только от одного из них — доминантного. Рецессивный же аллель влияет на фенотип, только если находится в обеих хромосомах (особь — гомозигота). В более сложных случаях наблюдаются другие типы аллельных взаимодействий (см. ниже).
Содержание
Типы аллельных взаимодействий
Множественные аллели
Множественный аллелизм — это существование в популяции более двух аллелей данного гена. В популяции оказываются не два аллельных гена, а несколько. Возникают в результате разных мутаций одного локуса. Гены множественных аллелей взаимодействуют между собой различным образом.
В популяциях как гаплоидных, так и диплоидных организмов обычно существует множество аллелей, для каждого гена. Это следует из сложной структуры гена — замена любого из нуклеотидов или иные мутации приводят к появлению новых аллелей. Видимо, лишь в очень редких случаях любая мутация столь сильно влияет на работу гена, а ген оказывается столь важным, что все его мутации приводят к гибели носителей. Так, для хорошо изученных у человека глобиновых генов известно несколько сотен аллелей, лишь около десятка из них приводит к серьёзным патологиям.
Летальные аллели
Летальными называются аллели, носители которых погибают из-за нарушений развития или заболеваний, связанных с работой данного гена. Между летальными аллелями и аллелями, вызывающими наследственные болезни, есть все переходы. Например, больные хореей Хантингтона (аутосомно-доминантный признак) обычно умирают в течение 15—20 лет после начала заболевания от осложнений, и в некоторых источниках предлагается считать этот ген летальным.
Обозначение аллелей
Обычно в качестве обозначения аллеля применяют сокращение названия соответствующего гена до одной или нескольких букв; чтобы отличить доминантный аллель от рецессивного, первую букву в обозначении доминантного пишут заглавной.
См. также
Интересные факты
Примечания
Литература
 |
 Генетика | |
|---|---|
| Введение • История • Связанные темы • Список организаций • Список генетических терминов | |
| Ключевые компоненты | Хромосома • ДНК • Нуклеотид • РНК • Геном |
| Поля генетики | Классическая генетика · Консервационная генетика · Экологическая генетика · Иммуногенетика · Молекулярная генетика · Популяционная генетика · Квантитативная генетика |
| Археогенетика | Северной и Южной Америки · Британских островов · Европы · Италии · Ближнего Востока · Южной Азии |
| Связанные темы | Генетик · Геномика · Генетический код • Медицинская генетика · Молекулярная эволюция · Обратная генетика • Генетическая инженерия • Генетическое разнообразие • Наследственность • Генетический мониторинг |
Полезное
Смотреть что такое «Аллели» в других словарях:
АЛЛЕЛИ — (от греч. allelon друг друга взаимно) (аллеломорфы), различные формы одного и того же гена, расположенные в одинаковых участках (локусах) гомологичных (парных) хромосом; определяют варианты развития одного и того же признака. В нормальной… … Большой Энциклопедический словарь
Аллели — альтернативные варианты генов одного и того же локуса хромосомы (Источник: «Словарь терминов микробиологии») … Словарь микробиологии
Аллели — (греч. allēlōn взаимно) одно из альтернативных (двух или более) состояний гена, каждое из которых характеризуется уникальной последовательностью нуклеотидов. Аллели гена находятся в локусах (гомологичных участках) гомологичных (парных) хромосом и … Физическая Антропология. Иллюстрированный толковый словарь.
Аллели — I Аллели (греч. allēlōn взаимно) различные формы состояния генов, занимающих в гомологичных хромосомах идентичные локусы; аллельная пара генов образуется при оплодотворении и может состоять из идентичных или неидентичных аллелей см. Ген. II… … Медицинская энциклопедия
АЛЛЕЛИ — Формы состояния гена, вызывающие фенотипические различия, локализованные в одном локусе гомологических хромосом. Для одних локусов могут быть две аллельные формы, для других до 20 и более. Множественные аллели возникали путем мутации исходного… … Термины и определения, используемые в селекции, генетике и воспроизводстве сельскохозяйственных животных
аллели — (от греч. allēlōn друг друга, взаимно) (аллеломорфы), различные формы одного и того же гена, расположенные в одинаковых участках (локусах) гомологичных (парных) хромосом; определяют варианты развития одного и того же признака. В нормальной… … Энциклопедический словарь
аллели — (греч. allelon друг друга, взаимно; син.: аллеломорфы, гены аллельные) формы состояния одного и того же гена, занимающие идентичные локусы гомологичных хромосом и обусловливающие фенотипические различия особей … Большой медицинский словарь
Аллели — (от греч. allēlōn друг друга, взаимно) наследственные задатки (Гены), расположенные в одинаковых участках гомологичных (парных) хромосом и определяющие направление развития одного и того же признака. Термин введён датским учёным В.… … Большая советская энциклопедия
АЛЛЕЛИ — (от греч. друг друга, взаимно) (аллеломорфы), разл. формы одного и того же гена, расположенные в одинаковых участках (локусах) гомологичных (парных) хромосом; определяют варианты развития одного и того же признака. В нормальной диплоидной клетке… … Естествознание. Энциклопедический словарь
АЛЛЕЛИ — (от греч. allēlōn друг друга взаимно), аллеломорфы, две (или несколько) формы одного и того же гена. А. расположены в одинаковых участках гомологичных (парных) хромосом и определяют наследственные варианты развития одного и того же… … Ветеринарный энциклопедический словарь