А доминантен ген е отговорен за определянето на "доминиращите" характеристики на фенотип при индивиди. Терминът "фенотип" съответства на множеството от всички характеристики, които могат да бъдат наблюдавани, измерени и количествено определени в жив организъм. Характеристиката, изразена от доминиращ ген, ще бъде тази, която може да се наблюдава най-често в дадена популация.
Например при популации от мечки гризли тъмнокафява козина се получава от експресията на доминиращ ген, докато червеникавата козина се получава от експресията на рецесивен ген. Следователно е много по-често да се наблюдават индивиди с кафява козина, отколкото червеникав цвят при мечки популации.
Пример за доминиращи гени: тъмнокафява козина на мечка Гризли (Източник: Gregory "Slobirdr" Smith чрез Wikimedia Commons)
Терминът "доминант" е използван за първи път в контекста на класификацията на фенотипите от монаха Грегор Мендел през 1856 г. при описанието на работата му с грахови растения. Мендел е известен като бащата на съвременната генетика.
Мендел определи, че лилавият фенотип в граховите цветя е доминиращ над белия фенотип. Това той наблюдавал, когато правел кръстоски на грахови растения с лилаво цвете с бели цветя.
Това, което Мендел не можеше да определи, е, че този доминиращ лилав фенотип се дължи на произход от доминиращ ген.
Генетични принципи
Мендел в своите експерименти наблюдава, че фенотипите се предават от "фактори", които се намират по двойки при всеки индивид. Тези "фактори" вече са известни като гени, които могат да бъдат доминиращи или рецесивни.
Гените са основните единици на наследствеността. Преди нашето време думата "ген" се използваше за обозначаване на сегмент от ДНК, който съдържаше информацията, необходима за кодиране на протеин. Въпреки това, днес се знае, че е много повече от това.
В експериментите на Мендел едното растение, което действало като родител, носи два доминиращи гена, докато другото растение, с което се е кръстосало, имало два рецесивни гена; с други думи, Мендел работи с доминиращи и рецесивни хомозиготни (хомо = равни) растения.
Когато този изследовател направи кръстовете на родителите и получи първото поколение (F1), всички получени растения бяха хетерозиготни (хетеро = различни), тоест всеки индивид наследи по един ген от всеки тип родители, един доминиращ и един рецесивен.,
Въпреки това, всички растения, принадлежащи към популацията на F1, имаха лилави цветя, което днес се знае, че се дължи на доминирането на лилавото над бялото.
Този феномен на "доминиране" е интерпретиран от Грегор Мендел като изразът на един от определящите "фактори" на фенотипа, маскиращ израза на другия.
Методи на изследване
В момента методът за изследване на доминиращи гени се състои в извършване на кръстоски между индивиди от един и същи вид, тъй като следвайки законите на Мендел за наследяване, гените могат да представят алтернативни форми, които влияят на фенотипа.
Мендел нарече алтернативните форми на ген (за всеки морфологичен характер) „ алели “. Алелите могат да конфигурират цвета на цветята, формата на семената, формите на листата, цвета на козината на мечката гризли и дори цвета на очите при хората (както и много други характеристики, които не можем да видим.).
При хората и повечето животни всяка черта, предавана чрез наследяване, се контролира от два алела, тъй като те са диплоидни организми. Диплоидното условие е всички клетки да имат два набора от автозомни хромозоми.
Хромозомите са структури на протеинови и нуклеинови киселини, в които се открива по-голямата част от генетичната информация на индивидите. Това са силно организирани структури и се виждат ясно дефинирани само по време на клетъчната митоза (делене).
Индивидите, които се възпроизвеждат в популация, действат като "носители", които "увековечават" различните алели (доминиращи и рецесивни гени), които могат да бъдат открити в хромозомите на тази популация.
Фактори, влияещи върху генетичното доминиране
Не всички черти, които зависят от доминиращите гени, точно следват модела на наследяване, открит от Мендел. Много гени представят непълно господство, това означава, че при хетерозиготни индивиди с тези гени полученият фенотип е междинен.
Пример за това са карамфилите. Карамфилите, които имат два гена за цвят бял, изразяват цвета бял. Карамфилите обаче, които носят гените за цвета бял и за червения цвят, изразяват цвят, получен от двата алела, тоест те са розови.
Пример за непълно господство (Източник: Sciencia58 чрез Wikimedia Commons)
Друга много честа вариация е генетичната кодоминация. Когато индивидът е хетерозиготен (притежаващ рецесивен ген и доминиращ ген), той изразява чертите, получени от двата гена.
Такъв е случаят с кръвните групи при хората. Гените за кръвна група О са рецесивни, гените за кръвна група А и В са кодоминантни. Следователно, A и B гените са доминиращи над гена тип O.
По този начин, човек, който наследява алели на А и алели на В, има кръвна група тип AB.
Примери
По принцип фенотипният продукт на доминиращите гени е два пъти по-често срещан от фенотипите на рецесивните гени, тъй като, когато анализираме фенотипичните черти като единичен ген, получаваме, че:
Доминиращ ген + доминиращ ген = доминиращ фенотип
Доминиращ ген + рецесивен ген = доминиращ фенотип
Рецесивен ген + рецесивен ген = рецесивен фенотип
Рецесивните гени обаче могат да присъстват в популация с много високи честоти.
Цветът на очите е пример за доминиращи и рецесивни гени. Хората със светлоочен фенотип са продукт на рецесивни гени, докато хората с тъмноочен фенотип са продукт на доминиращи гени.
В Скандинавия повечето хора имат светли очи, затова казваме, че рецесивните гени за светли очи са много по-чести и често срещани от доминиращите гени за тъмен цвят на очите.
Доминиращите алели не са по-добри от рецесивните алели, но те могат да имат отражение върху годността (репродуктивната ефективност) на хората.
Препратки
- Anreiter, I., Sokolowski, HM, & Sokolowski, MB (2018). Взаимодействие между ген и среда и индивидуални различия в поведението. Ум, мозък и образование, 12 (4), 200-211.
- Griffiths, AJ, Miller, JH, Suzuki, DT, Lewontin, RC, & Gelbart, WM (2000). Експериментите на Мендел Въведение в генетичния анализ. 7-мо издание. WH Freeman.
- Herrera - Estrella, L., De Block, M., Messens, EHJP, Hernalsteens, JP, Van Montagu, M., & Schell, J. (1983). Химерни гени като доминиращи селективни маркери в растителните клетки. Списание EMBO, 2 (6), 987-995.
- Мендел, Г. (2015). Експерименти в манастирска градина. Американски зоолог, 26 (3), 749-752.
- Nakagawa, Y., и Yanagishima, N. (1981). Рецесивни и доминиращи гени, контролиращи индуцируема сексуална аглутинабилност при Saccharomyces cerevisiae. Молекулярна и обща генетика MGG, 183 (3), 459-462