Genové interakce

• • genové produkty řady genů spolu interagují, na sebe navazují, ve fenotypu se překrývají apod.

  • pokud budeme sledovat konečný produkt jejich působení (výsledný fenotyp), odhalíme změny ve fenotypových štěpných poměrech

  • nejlépe k tomu poslouží analýza potomstva v F2 generaci – změna počtu fenotypových tříd i číselných poměrů

přehled genových interakcí

• • reciproká interakce

  • epistáze

    • recesivní

    • dominantní

  • inhibice

  • komplementarita

  • multiplicita

    • duplicita nekumulativní

    • duplicita kumulativní

      • s dominancí

      • bez dominance

reciproká interakce (9:3:3:1)

• • alely dvou nebo více alelových párů se podílejí na vzniku řady forem odpovídajícího znaku a každá kombinace těchto alel má samostatný fenotypový projev

  • příklady:

    • tvar hřebínku u kohoutů kura domácího

    • zbarvení peří u andulky

    • barva lusků u papriky

    • barva pokožky u užovky Elaphe guttata

recesivní epistáze (9:3:4)

• • při tomto typu genové interakce je recesivně homozygotní konstituce epistatického genu nadřazena nad jakoukoliv konstitucí druhého (hypostatického) genu

  • gen B je hypostatický vůči A, je závislý na funkci a produktu dominantní alely epistatického genu A

  • produkt 1 je substrátem pro enzym 2, ve fenotypu ho lze detekovat

  • příklady:

    • barva květu u šalvěje je řízena 2 geny: gen P je zodpovědný za syntézu antokyanů, gen V za přeměnu červeného barviva na fialové – PV fialové, Pv růžové, pV a pv bílé květy

    • barva srsti u myši, bílá, černá a aguti, je podmíněna 2 geny

    • barva srsti u labradorů, černá, žlutá, čokoládová, je podmíněna 2 geny

    • Bombay fenotyp: fenotypový projev alel pro krevní skupiny I^A a I^B je ovlivněn alelou h: recesivní homozygoti v genu H/h netvoří prekurzor antigenů AB0 systému a mají tedy fenotyp shodný s jedinci krevní skupiny 0

dominantní epistáze 12:3:1

• • dominantní alela epistatického genu potlačuje projev dominantní alely druhého hypostatického genu

    • produkty se ve fenotypu překrývají

    • enzymy mají společný substrát, produkt epistatického genu je výkonnější

  • příklady:

    • žlutá, pastelově žlutá a bílá barva květu jiřiny

    • bílá barva kočky způsobena alelou W-, želvovinová kočka je genotypu ww

inhibice (13:3)

• • v podstatě obdoba dominantní epistáze

  • dominantní alela jednoho genu potlačuje fenotypový projev jiného genu, ale inhibiční alela zde nemá kromě tohoto potlačování dominantní alely žádný jiný účinek na fenotyp

  • inhibovaná alela se fenotypově projeví pouze tehdy, když jsou inhibiční alely v recesivně homozygotním stavu

  • příklady:

    • barva plodu u dýně – inhibice s recesivní epistází:

      • gen C (dominantní alela) je inhibitor genu P = všechny rostliny s genotypy CC a Cc mají bílé plody, genotyp cc může mít barevné (není inhibice P)

      • produkt genu P mění bílý prekurzor na zelený pigment, alela p je ale epistatická vůči genu G (genotyp pp – pořád bílé plody)

      • produkt genu G mění zelené barvivo na žluté (pokud není kombinace pp – nebylo by pak co měnit)

      • fenotypy: CPG, CPg, CpG bílé plody, cPg zelené plody, cPG žluté plody

komplementarita (komplementace) (9:7)

• • jde o spolupráci dominantních alel dvou a více spolupůsobících genů

  • každá z dominantních alel sama o sobě znak nevyvolá

  • příklady:

    • barva květu hrachoru: přítomnost obou genových produktů je nezbytná k vytvoření fialového barviva (de facto extrémní typ recesivní epistáze)

    • sluch je u člověka i králíka podmíněn 2 geny, přičemž přítomnost alespoň jedné dominantní alely od každého genu je nezbytná pro sluch

multiplicita

• • řada fenotypů je výsledkem působení více genů, tzv. multiplicitních faktorů

  • charakteristickým rysem těchto typů genových interakcí je stejnosměrné působení dominantních alel různých genů

  • tyto alely bývají označovány jako aktivní, zatímco recesivní alely jsou zpravidla funkčně neutrální

  • vzhledem ke stejnosměrnému působení bývají takovéto geny označovány stejným písmenem a rozlišení párů alel se vyjádří číselnými indexy (A1A1A2A2...AnAn)

  • podle toho, kolik alelických párů působí na vznik daného znaku, hovoříme o faktorech duplicitních, triplicitních atd. až obecně multiplicitních.

duplicita nekumulativní (15:1)

• • k vyvolání určitého fenotypu stačí přítomnost jenom jedné dominantní alely z kteréhokoliv alelického páru

  • jediným možným dalším fenotypem je nepřítomnost dominantní alely (a1a1 a2a2)

  • příklady:

    • tvar plodu u kokošky pastuší tobolky závisí na 2 genech: stačí pouze 1 dominantní alela, aby se vytvořila trojúhelníková tobolka místo oválné, nepočítá se přitom, kolik je přítomno aktivních alel

duplicita kumulativní s dominancí (9:6:1)

• • je totéž jako duplicita nekumulativní, ale navíc je intenzita znaku odstupňována podle počtu dominantních alel

  • ve fenotypovém štěpném poměru v F2 generaci lze rozlišit 3 fenotypy:

    • fenotyp vzniká jako výsledek kumulativního účinku alespoň dvou dominantních alel, přičemž nejméně jedna je z každého alelického páru (A1-A2-)

    • fenotypy podmíněné genotypy A1-a2a2, a1a1A2- nelze navzájem rozlišit

    • homozygotně recesivní stav v obou genech

duplicita kumulativní bez dominance (1:4:6:4:1 pro 2 geny)

• • účinky jednotlivých aktivních alel se sčítají bez ohledu na příslušnost k jednotlivým genům, rozhodující je celkový počet aktivních alel

  • takto nasčítaný výsledek působení jednotlivých genů označujeme jako aditivní účinek genů

  • tento typ genové interakce vede ke zvýšení počtu fenotypů v F2 generaci, počet tříd je úměrný multiplicitě, tj. počtu genů

  • genotypová hodnota závisí na počtu aktivních alel v genotypu, frekvence fenotypů vyjadřuje binomická věta

  • kumulativní faktory bez dominance jsou přechodem od monogenní k polygenní dědičnosti a od alternativní, diskontinuitní proměnlivosti k proměnlivosti spojité, kontinuitní a konečně od znaků kvalitativních, ke znakům kvantitativním (více viz v článku Monogenní, polygenní dědičnost a ***Kvantitativní genetika)

  • příklady:

    • u králíků je délka uší ovládána třemi geny: přítomnost každé dominantní alely v genotypu podmiňuje prodloužení boltce o 2 cm (recesivní homozygot má délku uší 10 cm, králík - dominantní homozygot ve všech třech genech má délku uší 22 cm)