Кодоминирование в генетике

Кодоминирование — это

Когда Грегор Мендель изучал полигенные признаки и их наследование. Согласно его закону наследования, аллель гена может быть либо рецессивной, либо доминантной. Если кто-то наследует два разных аллеля от каждого из родителей, а фенотип проявляется только по одному из них (например, цвет волос или глаз), то этот аллель является доминантным.

Когда один из родителей имеет две копии аллеля (назовем его «D»), что делает его доминантным, а другой родитель имеет две копии аллеля «d» (который является рецессивным), потомство наследует генотип «Dd» и доминантный фенотип.

Главный принцип: кодоминантный признак проявляется, когда оба аллеля гена экспрессируются одинаково, и, таким образом, образуются оба белковых продукта. Белки, производимые генами в процессе экспрессии генов, создают наблюдаемый фенотип организма.

Есть гомозиготная синяя птица и гомозиготная белая птица. Потомство гетерозиготно, но имеет голубые и белые перья. Ни один из аллелей не является доминантным, и в результате мы получаем совершенно разные фенотипы.

Источник: progen.ru

Отличие кодоминантности от неполной доминантности

Кодоминантность означает, что ни один из аллелей не может блокировать или маскировать проявление другого аллеля. Неполное доминирование — это состояние, при котором доминантный аллель не полностью маскирует эффекты рецессивного аллеля. Если это применить к приведенному выше примеру, то гетерозиготная птица будет иметь равномерные светло-голубые перья по всему телу (смесь голубого и белого фенотипов). При кодоминантном признаке исходные фенотипы не смешиваются. По-прежнему можно видеть участки голубого и участки белого цвета.

Кодоминантность была впервые обнаружена у кур Томасом Хантом Морганом и его командой в начале 1900-х годов. Они изучали наследование цвета шерсти у кур и заметили, что некоторые куры имеют смесь белых и черных перьев. Таких кур называли гибридными, и Морган со своей командой обнаружили, что ген белых перьев и ген черных перьев оба выражены в фенотипе гетерозигот. Это был первый случай обнаружения кодоминантности.

Кодоминантные аллели пишутся прописными буквами с подстрочными или надстрочными знаками.

Задачи

Кодоминирование очень полезно для существования видов. Это процесс, который является подпроцессом эволюции. В ее процессе определенный вид не превращается в новый вид за короткое время. Существует целая цепочка процессов, которые должны быть выполнены. Кодоминирование — как раз такой пример. Оно помогает создать вариативность в природе. Если в природе нет разнообразия, то не будет и шансов на комбинацию генов. Таким образом, вероятность мутационного процесса будет очень низкой. Кодоминирование помогает создавать новые вариации в существующих видах. Это поможет легко отличить один вид от другого. Кодоминантные маркеры позволяют отличать гетерозиготы от гомозигот и определять генотипы и частоты аллелей в локусах.

Сущность

Каждый родитель передает каждому ребенку один аллель, который является вариантом гена. Если аллели разные, то обычно проявляется доминантный аллель, а эффект слабого аллеля приглушен. Однако при кодоминировании ни один из аллелей не является рецессивным, и фенотипы обоих аллелей выражены. Различные гены наследуются и проявляются по-разному.

1. Гены — это сегменты ДНК, содержащие код для белков.
2. Аллели — это различные варианты одного и того же гена.
3. Генотип — это общая комбинация аллелей, которые человек наследует по всем генам.

Каждый человек наследует два аллеля для каждого гена, хотя для каждого гена может быть более двух вариантов аллелей. Фенотип описывает, как эти аллели проявляются в организме, и состоит из наблюдаемых качеств. В зависимости от ситуации различные аллели могут взаимодействовать по-разному.

Характеристика растения:

• Вид: Ночная красавица (рода Мирабилис);
• Признак: Окраска цветка;
• Фенотипы чистой линии: красный или белый цветок;
• Родительское скрещивание: Красный х Белый.

F1: В зависимости от того, какой аллель доминирует, мы ожидали бы красных или белых цветов в этом поколении. Но растения F1 дали розовые цветы. Как и в любом другом эксперименте такого рода, растения F1 подверглись самоопылению. Полученные результаты были следующими:

Фенотипическое соотношение F2: 1/4 красных: 1/2 розовых: 1/4 белых.

Похоже, что красный и белый аллели взаимодействуют в гетерозиготе и приводят к появлению розовых цветков. Другой пример кодоминантности можно увидеть, рассмотрев биохимический фенотип.

Предположим, что интересующий нас ген расположен на фрагменте ДНК размером 3,0 кб у первого родителя и 2,0 кб у второго. Когда мы скрещиваем двух родителей, от каждого из них появляется по одной хромосоме, несущей ген. Поскольку наш метод распознает обе копии гена в родителях, сигнал родителей будет в два раза сильнее, чем сигнал F1, который содержит одну хромосому, а значит, и одну копию ДНК определенного размера, от каждого родителя. В поколении F2 будет происходить сегрегация по трем различным генотипам в соотношении 1:2:1.

Источник: ndsu.edu

Генотипические обозначения могут быть даны для каждого из аллелей. Например, если фрагмент 3,0 кб обозначен как аллель A1, генотип родителя 1 будет A1A1. Для фрагмента 2,0 кб будет использовано обозначение аллеля A2, а генотип родителя 2 будет A2A2. Поскольку F1 гетерозиготен, его генотип будет A1A2. Наконец, генотипы поколения F2 будут сегрегационно соответствовать 1A1A1:2A1A2:1A2A2.

Часто уровень экспрессии у особи может достигать определенной интенсивности независимо от того, является ли она гомозиготой или гетерозиготой. Например, растения гороха, гетерозиготные по аллельной паре высокий/карликовый, имеют тот же размер, что и гомозиготный высокий родитель. Но экспрессия не учитывается при использовании ДНК-маркеров, поскольку мы контролируем наличие или отсутствие определенного фрагмента ДНК. Поэтому фрагменты ДНК являются истинным примером кодоминантности, когда каждый аллель одинаково выражен у особи F1.

Механизмы

Каждый признак, возникающий у вида, является результатом комбинации различных аллелей. Доминантные и рецессивные признаки также являются комбинациями различных аллелей.

Гетерогенное взаимодействие означает наличие двух различных признаков. Допустим, при гетерогенном взаимодействии один ген показывает результат в виде черной кожи. С другой стороны, другой ген показывает результат в виде белой кожи. Присутствие обоих генов будет выглядеть как гетерогенное взаимодействие.

Но при доминантном взаимодействии будут присутствовать гомогенные взаимодействия. Это означает, что будут присутствовать сходные типы аллелей. То есть оба аллеля будут представлять одни и те же признаки. Но в случае гетерогенного взаимодействия должны присутствовать два разных признака. И наличие этих истинных различий в конечном итоге способствует развитию кодоминантности между видами.

Примеры

Некоторые примеры кодоминантных признаков человека включают в себя:

• системы групп крови: ABO, Duffy, Kell, Kidd, MNS, Rhesus;
• ферменты эритроцитов: кислая фосфатаза, аденилат киназа;
• сывороточные белки: гаптоглобулины;
• антигены клеточной поверхности: человеческий лейкоцитарный антиген (HLA).

 Аутосомно-кодоминантное наследование может быть продемонстрировано, если учитывать группы крови ABO:

• если у двух людей с группой крови АВ рождаются дети, то дети могут быть группы А, В или АВ;
• возможные фенотипы: А, АВ и В. Существует соотношение фенотипов 1A:2AB:1B — это сравнимо с соотношением фенотипов 3:1, когда один аллель доминантен, а другой рецессивен.

У некоторых животных кодоминирование проявляется в смешении окрасов шерсти у потомства родителей с разными окрасами шерсти. Например, при скрещивании черношерстного кобеля и белошерстной самки. Это приводит к появлению потомства с черно-белой шерстью. Это говорит о том, что признаки окраса шерсти обоих родителей являются доминантными, поскольку в потомстве оба аллеля проявились вместе.

Как и цвет шерсти животных, цвет перьев птиц также является примером. В случае с птицами два или более доминантных аллеля сливаются в комбинации. В результате птица может иметь разное количество цветов в своем оперении. У родителей потомства может быть разная комбинация цветов. При кодоминировании в перьях птицы будут присутствовать все цвета.

Серповидноклеточная анемия — это заболевание, при котором красные кровяные тельца становятся тонкими и вытянутыми. Если у человека одна копия серповидно-клеточного аллеля, то половина его эритроцитов приобретает аномальную форму. В этом случае возникает кодоминантность, поскольку в крови смешиваются и видны как нормальные, так и серповидные формы.