Współdziałanie genów i dziedziczenie wielogenowe | Genetyka klasyczna

Współdziałanie genów i dziedziczenie wielogenowe

Genetyka klasyczna uczy nas, że cechy organizmów nie zawsze zależą od jednego, konkretnego genu. Bardzo często mamy do czynienia z dziedziczeniem wielogenowym, gdzie jedna cecha jest warunkowana przez dwa lub więcej genów współdziałających ze sobą. Przykładem takiego mechanizmu jest ubarwienie węża zbożowego, za które odpowiadają dwa różne geny autosomalne:

• Gen A: odpowiada za barwnik pomarańczowy.
• Gen B: odpowiada za barwnik czarny.

Dzięki różnym kombinacjom alleli, węże te mogą przyjmować ubarwienie typu dzikiego (oba barwniki), pomarańczowe, czarne lub albinotyczne (brak obu barwników).

Geny epistatyczne i hipostatyczne

Kolejnym fascynującym zjawiskiem jest epistaza. Polega ona na tym, że produkty jednego genu wpływają na działanie innych genów, które nie są ich allelami. W tym mechanizmie wyróżniamy:

• Gen epistatyczny: gen, który maskuje ekspresję innego genu.
• Gen hipostatyczny: gen, którego działanie jest maskowane.

Doskonałym przykładem jest barwa sierści u myszy. Gen epistatyczny C decyduje o tym, czy barwnik w ogóle powstanie (allel dominujący C na to pozwala, recesywny c powoduje albinizm). Dopiero gdy barwnik jest produkowany, do głosu dochodzi gen hipostatyczny A, który decyduje o jego rozmieszczeniu (jednolitym lub typu agouti).

Geny dopełniające się (komplementarne)

O genach dopełniających się mówimy wtedy, gdy efekt fenotypowy ujawnia się tylko przy jednoczesnej obecności alleli dominujących obu genów. Mechanizm ten często opiera się na szlakach metabolicznych, gdzie każdy gen koduje inny enzym niezbędny do wytworzenia końcowego barwnika z bezbarwnego substratu. Jeśli zabraknie choć jednego allelu dominującego, barwnik nie powstanie, co w pokoleniu F2 daje charakterystyczny stosunek fenotypów 9:7.

Geny kumulatywne i cechy ilościowe

Wiele cech, takich jak wzrost, masa ciała czy kolor skóry człowieka, nie dzieli się na proste kategorie, lecz wykazuje ciągłe stopniowanie. Są to cechy ilościowe, warunkowane przez geny kumulatywne.

W tym przypadku wartość cechy zależy od sumy efektów działania wszystkich alleli dominujących w genotypie. W kontekście koloru skóry człowieka biorą w tym udział trzy geny (A, B, C):

• Każdy allel dominujący zwiększa produkcję melaniny i przyciemnia skórę.
• Genotyp AABBCC (6 alleli dominujących) skutkuje skórą bardzo ciemną.
• Genotyp aabbcc (0 alleli dominujących) oznacza skórę bardzo jasną.
• Genotypy pośrednie odpowiadają za całą paletę odcieni skóry.