Множественный аллелизм

Здравствуйте, уважаемые читатели блога репетитора биологии по Скайпу  biorepet-ufa.ru.

В этой статье постараемся разобраться с одним из типов взаимодействий аллельных генов: множественный аллелизм.

По своему опыту репетитора по биологии знаю, что основная сложность в понимании этого вопроса заключается в том, что не всем сразу становится понятно, почему же при таком типе взаимодействия генов мы продолжаем говорить,  что речь идет именно о взаимодействии аллельных генов.

И правда, мы ведь хорошо запомнили из опытов Менделя, что за каждый признак отвечает какой-то один ген, который в диплоидных клетках организма, то есть в его генотипе всегда находится в двух аллельных состояниях (либо одинаковых АА или аа — гомозигота, либо в разных Аа — гетерозигота). При этом, при полном доминировании мы будем наблюдать фенотипических два состояния этого признака: в генотипах АА или Аа — первое состояние признака, а в генотипе аа — второе состояние.

Да,  действительно, многие признаки организмов определяются как и признаки, изучаемые Менделем, одной парой аллельных генов,  Но есть признаки, например, окраска шерсти у кроликов, когда за проявление окраски  отвечают четыре разных аллеля, но в  каждом отдельном генотипе аллельных генов может быть все равно только  два.

Чтобы получше разобраться с таким явлением как множественный аллелизм, то есть понять как происходит наследование признака,  контролируемого   многими  аллелями, сначала разберем комплекс из пяти заданий по наследованию окраски меха у хорьков от исходной (через ряд аллельных форм)  к белой (не совсем правильно называемой в этих заданиях альбиносной), а затем еще несколько задач.

Привожу условия всех   заданий, чтобы вы  могли составить сначала свое собственное суждение о том, как вообще может происходить наследование окраски подобным образом и решить задачи самостоятельно.

1. При скрещивании двух цветных (соболиных) хорьков в потомстве был получен один альбинос. Как можно объяснить это явление? Ответ обоснуйте генотипами родителей.

2. При скрещивании цветного хорька и альбиноса в потомстве было 50% цветных и 50% альбиносов щенков. Объясните такое расщепление. Каковы генотипы родителей? Может ли появиться альбинос от скрещивания двух цветных хорьков из первого поколения? Если да, то с какой вероятностью?

3. При скрещивании пастелевого и цветного соболиного хорьков в потомстве были получены пастелевые, соболиные и альбиносы щенки. Как распределятся эти признаки среди 15 щенков? Напишите генотипы родителей и потомства.

4. Могут ли при скрещивании двух альбиносов появиться цветные щенки? Ответ обоснуйте.

5. При скрещивании серого хорька (c^ch) с пастелевым (c^p) в потомстве были получены 3 серых, 1 пастелевый и 1 альбинос щенки. Каковы генотипы родителей и потомства? Какое расщепление по фенотипам и генотипам следует ожидать при скрещивании хорьков из первого поколения: 1) серых между собой; 2) пастелевого и альбиноса; 3) альбиноса и серого хорька?

6. В серии множественных аллелей окраски шерсти у кроликов наблюдаются следующие взаимоотношения: С(агути)>C^ch(шиншилла)>C^h(гималайская). Какую часть потомства составят крольчата гималайской и шиншилловой окраски при скрещивании животных c генотипами СС^ch и C^chC^h?                                    

7. У кошек имеется серия множественных аллелей по гену С, определяющему окраску шерсти: С – дикий тип (серые), с^s – сиамские кошки (кремовые с черными ушами и черными лапками), с – белые кошки с красными глазами (альбиносы). Каждый из аллелей полно доминирует над следующим: С > с^s > c. От скрещивания серой кошки с сиамским котом родились два котенка: сиамский и альбинос. Какие еще фенотипы могли бы выщепиться в этом скрещивании? Какое расщепление следует ожидать в потомстве от скрещивания данного сиамского кота с белой красноглазой кошкой?

                       Итак, повторим , что означает термин «множественные аллели»

Это когда за определенный признак (в данном случае  цвет хорьков) отвечает не одна пара аллельных генов, а несколько. То есть кроме основных аллелей (С — доминантного и с — рецессивного) в генотипах каких то других особей могут присутствовать в тех же локусах другие аллельные гены ( с^сh, c^p), находящиеся по силе влияния между этими двумя основными генами. 

Да, в каждом определенном  генотипе только  одна пара аллельных генов, но всего таких аллельных генов, отвечающих за один признак может быть не одна пара, а две и более пар — множество аллелей одного признака.

Эти другие аллельные гены «ведут» себя по разному: по отношению к доминантному они ведут себя как рецессивные, а по отношению к рецессивному — как доминантные.

Например, в данных задачах мы введем следующие обозначения аллелей: мех цветных (соболиных) хорьков обозначим аллельным геном C — большое, серые —c^cp , пастелевые cp и белые альбиносы c — малая. Причем я  расположил их сразу  по силе влияния друг на друга в случае совместного нахождения  их в каком-либо определенном генотипе: C>cch>cp>c.

Таким образом, как теперь будут выглядеть отдельные генотипы различных особей:

CC, Cc^cp, Ccp, Cc — все четыре типа особей с такими парами аллельных генов будут с главной цветной (соболиной) окраской меха.

c^cpc^cp, c^cpcp, c^cpc — все три такие типы особей будут с серой окраской меха.cpcp, cpc — такие два типа организмов будут с пастелевой окраской меха.

cc — только один тип организмов будет белым. 

1. При скрещивании двух цветных (соболиных) хорьков в потомстве был получен один альбинос. Как можно объяснить это явление? Ответ обоснуйте генотипами родителей.

P: Cc x Cc 

F: CC,2Cc,cc — три цветных : один белый.

Генотип исходных родителей в этом задании должен быть только гетерозиготным у обоих, иначе не получилось бы белых альбиносов.

2. При скрещивании цветного хорька и альбиноса в потомстве было 50% цветных и 50% альбиносов щенков. Объясните такое расщепление. Каковы генотипы родителей? Может ли появиться альбинос от скрещивания двух цветных хорьков из первого поколения? Если да, то с какой вероятностью?

а) P: Cc x cc 

F: Cc,cc – цветные и альбиносы по 50%. (Чтобы от скрещивания цветных с альбиносами появилось альбиносов поровну с цветными, генотип цветных должен быть только гетерозиготен).

б) Это как и задача 1, да может, так как Cc x Cc и альбиносов будет 25%

3. При скрещивании пастелевого и цветного соболиного хорьков в потомстве были получены пастелевые, соболиные и альбиносы щенки. Как распределятся эти признаки среди 15 щенков? Напишите генотипы родителей и потомства.

P: c^pc * Cc

F: c^pc, Cc^p ,Cc,cc, 

так как появились и альбиносы, то генотипы обоих родителей должны быть гетерозиготными и иметь по одному с — аллелю). Из 15 щенков (выборка маленькая и теоретическое расщепление 1:2:1 не будет соблюдаться полностью) могло быть 4 пастелевых, 7 цветных и 4 белых.

4. Могут ли при скрещивании двух альбиносов появиться цветные щенки? Ответ обоснуйте.

При скрещивании двух альбиносов, генотипы которых могут быть только cc, родиться могут только альбиносные особи, так как в них не от куда взяться ни одному доминирующему над ними аллелю. 

5. При скрещивании серого хорька c^ch— с пастелевым c^p— в потомстве были получены 3 серых, 1 пастелевый и 1 альбинос щенки. Каковы генотипы родителей и потомства? Какое расщепление по фенотипам и генотипам следует ожидать при скрещивании хорьков из первого поколения: 1.Серых между собой. 2. Пастелевого и альбиноса. 3. Альбиноса и серого хорька.

P: c^cpc x c^pc

F: c^cpcp, c^cpc, cpc,cc

Два серых (а не три,  так как это результат теоретического скрещивания для большой выборки, а не реальные результаты, полученные в описываемой задаче), один пастелевый и один альбинос.

1.  а) P: c^cpc^p x c^cpcp

F: c^cpc^cp, 2c^cpcp, c^pc^p  – три серых : один пастелевый.

б) P: c^cpc^p x c^cpc

F: c^cpc^cp, c^cpcp, c^cpc, cpc — 3 серых : 1 пастель.

b) P: c^cpc x c^cpc

F: c^cpc^cp, 2c^cpc, cc – 3 серых : 1 белый.

2. P: c^pc x cc

F: c^pc, cc – 1 пастель : 1 белый.

3. а) P: c^cpc^p x cc

F: c^cpc, c^pc — серые : пастель 1 : 1.

б) P: c^cpc x cc

F: c^cpc, cc – серые : белые 1 : 1

                                                 Задача 6. Разводим кроликов

В серии множественных аллелей окраски шерсти у кроликов наблюдаются следующие взаимоотношения: С(агути)>C^ch(шиншилла)>C^h(гималайская). Какую часть потомства составят крольчата гималайской и шиншилловой окраски при скрещивании животных c генотипами СС^ch и C^chC^h?

Прежде всего надо дать пояснение почему эта задача про кроликов не на ди- или даже тригибридное скрещивание, а на моногибридное? Как видим из условия задачи, хотя и указываются как-будто «три» признака, на самом деле то речь идет лишь об одном признаке — это признак окраски шерсти кроликов.

За окраску шерсти у кроликов в данной задаче отвечают не два аллеля гена окраски (как чаще всего бывает), а  три. Таким образом, это задача на взаимодействие аллельных генов (вариант — множественный аллелизм). Причем аллельный ген С доминирует над C^ch и оба они доминируют над аллелем C^h при совместном присутствии в зиготе.

Итак, при скрещивании кроликов с генотипами:

P:            СС^ch      x     C^chC^h

G:         С    С^ch    и    C^ch    C^h

F₁: СС^ch, CC^h, C^chС^ch, C^chC^h или по фенотипу это будут только агути и  шиншиллы по 50% и не будет в потомстве кроликов с гималайской окраской шерсти.

                                    Задача 7. Похожая на предыдущую, но про кошек

У кошек имеется серия множественных аллелей по гену С, определяющему окраску шерсти: С – дикий тип (серые), с^s – сиамские кошки (кремовые с черными ушами и черными лапками), с – белые кошки с красными глазами (альбиносы). Каждый из аллелей полно доминирует над следующим: С > с^s > c. От скрещивания серой кошки с сиамским котом родились два котенка: сиамский и альбинос. Какие еще фенотипы могли бы выщепиться в этом скрещивании? Какое расщепление следует ожидать в потомстве от скрещивания данного сиамского кота с белой красноглазой кошкой?

Поскольку сказано, что от серой кошки (значит в её генотипе хотя бы один из  аллельных генов окраски должен быть С-большое) и сиамского кота (значит в его генотипе точно нет С-большого и есть хотя бы один аллельный ген с^s), родились альбиносный — сс и сиамский — с^s— котята, то оба родителя должны были иметь аллели с-малое.

Р:      Cc     x       c^sc

G:   C   c     и     c^s   c

F₁: c^sc, cc,  Cc^s, Cc, то есть, кроме сиамского и альбиносного котят могут родиться еще и серые котята в количестве 50%.

 От этого же сиамского кота и альбиносной кошки с генотипами   с^sc   и  сс могут родиться только такие же точно  котята с генотипами с^sc   и  сс, то есть  сиамские и альбиносы в соотношении 1:1.                                                     

************************************

У кого будут вопросы по статье к репетитору биологии по Скайпу, обращайтесь в комментарии. У меня на блоге вы можете приобрести  ответы на все тесты ОБЗ ФИПИ за все годы проведения экзаменов  по ЕГЭ и ОГЭ (ГИА).