Что такое доминирование в биологии
Виды доминантности генов: полное, неполное и кодоминирование
Доминирование генов
Вы когда-нибудь задумывались, почему у вас есть такой особый цвет глаз или тип волос? Все это связано с передачей генов. Как обнаружил Грегор Мендель, черты наследуются при помощи передачи генов от родителей к их потомкам. Гены представляют собой участки ДНК, расположенные на наших хромосомах. Они передаются от одного поколения к другому через половое размножение. Ген для конкретного признака может существовать в более чем одной форме или аллеле. Для каждой характеристики или признака клетки животных обычно наследуют два аллеля. Парные аллели могут быть гомозиготными (с идентичными аллелями) или гетерозиготными (с разными аллелями) для данного признака.
Когда пары аллелей одинаковы, генотип этого признака идентичен, а фенотип или характеристика, которая наблюдается, определяется гомозиготными аллелями. Когда парные аллели для признака различные или гетерозиготные, возможно несколько вариантов. Гетерозиготные аллели, которые обычно наблюдаются в клетках животных, включают полное доминирование, неполное доминирование и кодоминирование.
Полное доминирование
При этом виде доминирования один аллель является доминирующим, а другой рецессивным. Доминантный аллель полностью маскирует рецессивный. Фенотип определяется доминирующим аллелем. Например, гены для формы семени в растениях гороха существуют в двух формах: гладкая (R) и морщинистая (r). В растениях гороха, которые являются гетерозиготными по форме семени, гладкий горох является доминирующим по отношению морщинистому семени, а генотип является (Rr).
Неполное доминирование
При неполном доминировании один аллель для конкретного признака не является полностью доминирующим над другим аллелем. Это приводит к третьему фенотипу, в котором наблюдаемые характеристики представляют собой смесь доминирующих и рецессивных фенотипов. Пример неполного доминирования проявляется в наследовании типа волос. Кудрявый тип волос (CC) является доминирующим для прямого типа волос (сс). Человек, гетерозиготный по этому признаку, будет иметь волнистые волосы (Cc).
Доминирующая фигурная характеристика не полностью выражена по прямой характеристике, создавая промежуточную характеристику волнистых волос. При неполном доминировании одна характеристика может быть несколько более заметной, чем другая для данного признака. Например, у человека с волнистыми волосами может быть больше или меньше волн, чем у другого с волнистыми волосами. Это указывает на то, что аллель для одного фенотипа выражается немного больше, чем аллель для другого фенотипа.
Кодоминирование
При совместном доминировании ни один из аллелей не является доминирующим, но оба аллеля для конкретного признака полностью выражены. Это приводит к третьему фенотипу, в котором наблюдается более одного фенотипа. Пример кодоминирования наблюдается у индивидов с чертой серповидной клетки.
Наличие серповидной клетки связано с развитием эритроцитов с аномальной формой. Нормальные эритроциты имеют двояковогнутую, дискообразную форму и содержат огромное количество белка, называемого гемоглобином. Гемоглобин помогает красным клеткам крови связываться и переносить кислород в клетки и ткани организма. Серповидная клетка является результатом мутации гена гемоглобина. Этот гемоглобин считается ненормальным и заставляет клетки крови принимать серповидную форму.
Серповидные клетки часто застревают в кровеносных сосудах и блокируют нормальный кровоток. Те, которые несут черту серповидной клетки, гетерозиготные для гена гемоглобина и наследуют один нормальный ген гемоглобина и один серповидный ген гемоглобина. У них нет болезни, потому что аллель гемоглобина серпа и нормальный гемоглобиновый аллель являются кодоминантными по отношению к форме клеток. Это означает, что у носителей серповидных клеток образуются как нормальные эритроциты, так и серповидные.
Неполное доминирование и кодоминирование
Люди часто путают неполное доминирование и кодоминирование. Хотя они и являются примерами наследования, но отличаются выражением генов. Ниже перечислены некоторые различия между ними:
Экспресивность аллеля
Зависимость аллелей
Фенотип
Наблюдаемые характеристики
Краткий вывод
При неполном доминировании один аллель для конкретного признака не является полностью доминирующим над другим аллелем. Это приводит к третьему фенотипу, в котором наблюдаемые характеристики представляют собой смесь доминирующих и рецессивных фенотипов.
При кодоминировании ни один аллель не является доминирующим, но оба аллеля для конкретного признака полностью выражены. Это приводит к третьему фенотипу, в котором наблюдается более одного фенотипа.
Типы доминирования в генетике
Вы будете перенаправлены на Автор24
Доминирование – это форма взаимоотношений между аллелями одного гена, при которой один из них подавляет проявление другого.
Различные типы доминирования в генетике
По сведениям основоположника генетики, Г. Менделя различие черты организма наследуются при передаче генов от родительских особей к потомкам. Гены являются участками ДНК и расположены в хромосомах организма. Они передаются из поколения в поколение при помощи процесса полового размножения. Ген, отвечающий за развитие каждого признака, может быть представлен более, чем одной аллелью. Для каждого признака организма чаще всего существует две аллели. В зависимости от соотношения аллелей выделяют различные типы доминирования и проявления признаков в генотипе.
Г. Мендель – ученый, основоположник генетики, который сформулировал фундаментальные законы наследования признаков.
Основные характеристики различных типов доминирования
Парные аллели могут быть одинаковыми, т. е. гомозиготными или различными, т. е. гетерозиготными. Если пары аллелей одинаковы, то генотип указанного признака идентичен. Если же аллели признака различны, то возможно несколько вариантов проявления генотипа. Гетерозиготные аллели, наблюдаемые в клетках животных, могут включать три типа доминирования:
Полное доминирование — это вид взаимодействия аллельных генов, при котором фенотип гетерозигот не отличается от фенотипа гомозигот по доминанте, то есть в фенотипе гетерозигот присутствует продукт доминантного гена.
Готовые работы на аналогичную тему
Полное доминирование широко распространено в природе, имеет место при наследовании, например, окраски и формы семян гороха, цвета глаз и цвета волос у человека, резус-антигена и мн. др.
При полном доминировании один аллель преобладает над другим и является доминантным, другой аллель подавляется и является рецессивным. Доминантный аллель в фенотипе полностью маскирует рецессивный и в конченом итоге фенотип определяется именно доминантной аллелью. Например, гены для формы семени в растениях гороха существуют в двух формах: гладкая (R) и морщинистая (r). В растениях гороха, которые являются гетерозиготными по форме семени, гладкий горох является доминирующим по отношению морщинистому семени, а генотип является (Rr).
Что касается неполного доминирования, то в такой ситуации ни один аллель не является доминирующим. Это приводит к возникновению третьего фенотипического проявления, а именно смешанного фенотипа по отношению к родительским формам. Ярким примером неполного доминирования можно признать наследование типа волос. Кудрявый тип волос является доминирующим. А при этом волнистый тип волос будет наблюдаться у тех особей, которые имеют гетерозиготный генотип. Также волнистые волосы могут иметь различную степень «закрученности» в зависимости от того, насколько сильно проявляется доминирование.
Также примером неполного доминирования может служить появление розовой окраски у гибридов первого поколения растения ночная красавица. Подобные явления наблюдаются часто в мире флоры и фауны.
Также возможна такая ситуация как кодоминирование. Она проявляется при совместном доминировании одной из аллелей, но одну из аллелей нельзя назвать доминирующей. Обе аллели для указанного признака выражаются полностью. При этом возникает появление третьего фенотипа. Примером кодоминирования выступают серповидные клетки. Эти клетки являются эритроцитами аномальной формы.
Также существует ошибочное мнение о том, что доминирование и кодоминирование являются тождественными понятиями. К основным отличиям между ними относят:
Фенотип также содержит ряд отличий при сравнении неполного доминирования и кодоминирования. При неполном доминировании гибридный фенотип является смесью обеих аллелей и приводит к появлению промежуточного фенотипа.
При кодоминировании гибридный фенотип является комбинацией выраженных аллелей, что приводит к появлению третьего фенотипа, который включает в себя оба фенотипа. Наконец, при неполном доминировании фенотип в гибриде выражается в разной степени, а при кодоминировании оба фенотипа выражены в гибриде в равной степени.
Таким образом, при неполном доминировании одна аллель конкретного признака не является полностью доминирующей над другой аллелью. Все это приводит к появлению третьего фенотипа, в котором все, указанные изначально характеристики, по сути, являются смесью доминирующих и рецессивных признаков.
Кодоминирование характеризуется тем, что ни одну аллель не называют доминирующей и обе аллели выражаются в одном фенотипе.
Некоторые ученые выделяют такой тип доминирования признаков, как аллельное исключение. По сути, такая ситуация называется отсутствием или инактивацией одного гена из пары и в этом случае в фенотипе можно наблюдать продукт деятельности другого гена. Аллельным исключением называют гемизиготность, делецию, гетерохроматизацию того участка хромосомы, в котором находится тот или иной нужный ген.
Иногда можно выделить такой тип доминирования, как сверхдоминирование. У гибридов первого поколения в таких случаях проявляется гетерозис. Например, потомки коров превосходят их в жизнеспособности, плодовитости, продуктивности родителей.
Наконец, явление, которое характеризуется взаимодействием двух аллельных генов, каждый из которых меняется в результате мутации и возникать в виде нового аллельного гена. Это явление получило название «множественного аллелизма». Примером этого явления у человека может являться система наследования групп крови АВО, имеющая 3 аллельных гена (А, В, О).
Доминантность
Домина́нтность (доминирование) — форма взаимоотношений между аллелями одного гена, при которой один из них (доминантный) подавляет (маскирует) проявление другого (рецессивного) и таким образом определяет проявление признака как у доминантных гомозигот, так и у гетерозигот.
Рецесси́вный ген (англ. recessive gene ) — генетическая информация, которая может подавляться воздействием доминантного гена и не проявляется в фенотипе. Рецессивный ген способен обеспечить проявление определяемого им признака только в том случае, если находится в паре с соответственным рецессивным геном. Если же он находится в паре с доминантным геном, то он не проявляется, так как доминантный ген подавляет его. Свойства, представленные рецессивными генами, проявляются в фенотипе у потомка лишь в том случае, если у обоих родителей присутствует рецессивный ген.
Содержание
Полное доминирование
При полном доминировании фенотип гетерозиготы не отличается от фенотипа доминантной гомозиготы. Видимо, в чистом виде полное доминирование встречается крайне редко или не встречается вовсе. Например, люди, гетерозиготные по гену гемофилии А (сцепленный с Х-хромосомой рецессивный ген), имеют половинное количество нормального фактора свертывания по сравнению с гомозиготными по нормальному аллелю людьми, и активность фактора свертывания VIII у них в среднем вдвое ниже, чем у здоровых людей. В то же время у здоровых людей активность этого фактора варьирует от 40 до 300 % по сравнению со средней для популяции. Поэтому наблюдается значительное перекрывание признаков у здоровых и носителей-гетерозигот. При фенилкетонурии (аутосомно-рецессивный признак) гетерозиготы обычно считаются здоровыми, однако активность печёночного фермента фенилаланин-4-гидроксилазы у них вдвое ниже нормы, а содержание фенилаланина в клетках повышено, что, по некоторым данным, приводит к снижению IQ и повышенному риску развития некоторых психотических расстройств.
Неполное доминирование
При неполном доминировании гетерозиготы имеют фенотип, промежуточный между фенотипами доминантной и рецессивной гомозиготы. Например, при скрещивании чистых линий львиного зева и многих других видов цветковых растений с пурпурными и белыми цветками особи первого поколения имеют розовые цветки. При скрещивании чистых линий андалузских кур чёрной и белой окраски в первом поколении рождаются куры серой окраски. На молекулярном уровне самым простым объяснением неполного доминирования может быть как раз двукратное снижение активности фермента или другого белка (если доминантный аллель дает функциональный белок, а рецессивный — дефектный). Например, за белую окраску может отвечать дефектный аллель, который дает неактивный фермент, а за красную — нормальный аллель, который дает фермент, производящий красный пигмент. При половинной активности этого фермента у гетерозигот количество красного пигмента снижается вдвое, и окраска розовая. Могут существовать и другие механизмы неполного доминирования.
При неполном доминировании во втором поколении моногибридного скрещивания наблюдается одинаковое расщепление по генотипу и фенотипу в соотношении 1:2:1.
Кодоминирование
При кодоминировании, в отличие от неполного доминирования, у гетерозигот признаки, за которые отвечает каждый из аллелей, проявляются одновременно (смешанно). Типичный пример кодоминирования — наследование групп крови системы АВ0 у человека. Всё потомство людей с генотипами АА (вторая группа) и ВВ (третья группа) будет иметь генотип АВ (четвертая группа). Их фенотип не является промежуточным между фенотипами родителей, так как на поверхности эритроцитов присутствуют оба агглютиногена (А и В). При кодоминировании назвать один из аллелей доминантным, а другой — рецессивным нельзя, эти понятия теряют смысл: оба аллеля в равной степени влияют на фенотип. На уровне РНК и белковых продуктов генов, видимо, подавляющее большинство случаев аллельных взаимодействий генов — это кодоминирование, ведь каждый из двух аллелей у гетерозигот обычно кодирует РНК и/или белковый продукт, и оба белка или РНК присутствуют в организме.
Относительный характер доминирования
Как уже отмечалось выше, характер доминирования зависит от уровня анализа признака. Рассмотрим это на примере серповидно-клеточной анемии. Гетерозиготные носители гена гемоглобина S (AS) на уровне моря имеют нормальную форму эритроцитов и нормальную концентрацию гемоглобина в крови (полное доминирование А над S). На больших высотах (более 2,5-3 тыс. м) у гетерозигот концентрация гемоглобина понижена (хотя и намного выше, чем у больных), появляются эритроциты серповидной формы (неполное доминирование А над S). Этот пример показывает, что доминантность может зависеть от условий. Гетерозиготы AS и гомозиготы SS обладают примерно одинаковой устойчивостью к малярии, гомозиготы АА подвержены малярии в большей степени. По данному проявлению ген S доминирует над А. Наконец, в эритроцитах носителей АS в равных количествах присутствуют оба варианта бета-глобиновых цепей — нормальный А и мутантный S (то есть наблюдается кодоминирование).
Эволюция доминантности
Новые мутации могут, конечно, сразу обладать доминантным проявлением в фенотипе диплоидных особей, но вероятность выживания мутантов вообще невелика, и поэтому преимущественно сохраняются именно рецессивные мутации. Впоследствии, если при каких-либо изменениях внешних условий новый признак окажется благоприятным, обусловливающий его мутантный аллель может вторично приобрести доминантное фенотипическое выражение (следует подчеркнуть, что доминантны и рецессивны, собственно говоря, не сами аллели, а их проявления в фенотипе). Переход аллеля от рецессивного к доминантному состоянию может быть обусловлен различными механизмами, действующими на разных уровнях преобразований наследственной информации в онтогенезе. Генетически такой переход может быть достигнут через отбор особых генов-модификаторов, влияющих на фенотипическое проявление мутантного аллеля (гипотеза Р.Фишера), или же через отбор аллелей с большей физиологической активностью (обеспечивающих более интенсивный синтез ферментов), чем первоначальный рецессивный вариант (гипотезы С.Райта и Д.Холдейна). В сущности, эти гипотезы не исключают, а взаимно дополняют друг друга, и эволюция доминантности может происходить путем отбора малых мутаций как структурных генов, так и генов- модификаторов.
Так или иначе, степень доминантности фенотипического проявления аллелей может эволюционировать, повышаясь под контролем отбора, если данный аллель становится благоприятным для его носителя при изменениях внешних условий. Примером этого может служить повышение доминантности аллеля, контролирующего темную окраску бабочек березовой пяденицы (Biston betu-laria), которое, по некоторым данным, произошло в течение последних ста лет в индустриальных районах Европы (явление, получившее название «индустриальный меланизм») (Н. Н. Иорданский «Эволюция жизни»)
Что такое экологическое доминирование?
экологическое доминирование оно определяется как осуществление превосходного контрольного влияния одного или нескольких видов на все другие виды, обитающие в той же экосистеме. Выше, в силу их количества, размера, производительности или связанных с ними видов деятельности.
Это растение или животное, которые особенно распространены в данной области или контролируют значительную часть потока энергии в сообществе..
Фактически, большинство экологических сообществ определяются их доминирующими видами..
Например, мангровые леса известны под этим названием из-за преобладания мангровых лесов в их.
Доминирующие виды влияют на местную среду, определенным образом распределяя пространственную структуру места и регулируя существование природных ресурсов..
Даже доминирующие виды также влияют на распространение других живых организмов. Поэтому они помогают определить экосистему и ее характеристики.
Какие характеристики делают вид доминирующим в экосистеме?
Доминирование некоторых видов над другими происходит, когда некоторые живые существа процветают в определенных условиях благодаря их совместимости с климатом и природными ресурсами, которые делают жизнь в этом месте.
Адаптивность вида к переменным и их склонность к размножению также являются ключевыми факторами..
Кроме того, доминирующий вид обычно превосходит добывающие ресурсы, обладает большей устойчивостью к болезням и успешно противостоит конкурентам или хищникам других видов, фиксируя свое доминирующее положение на всем сообществе..
Например, чтобы выжить в пустыне, организмам необходимо адаптироваться к условиям жизни засушливых районов..
Таким образом, они должны быть обеспечены, чтобы сделать жизнь с очень небольшим количеством воды и постоянным воздействием солнца, учитывая нехватку деревьев, которые обеспечивают тень.
Ввиду этого крупные млекопитающие не распространены в пустынных районах, так как они не способны хранить воду или выдерживать экстремальные тепловые условия.
В пустыне Сонора в Северной Америке сагуаро, колючий и бочковый кактус являются одними из самых распространенных овощей.
Со своей стороны, крыса кенгуру особенно хорошо приспособлена к жизни в пустыне и, следовательно, имеет относительно большое количество населения в этом районе.
Имеет диету на основе семян пустынной травы, которая обеспечивает достаточное количество влаги, чтобы выжить без питьевой воды.
Кроме того, поскольку крысы-кенгуру не потеют, как многие другие животные, они не теряют воду из своего тела..
Они имеют исключительный слух и могут прыгать более 2,7 метров в высоту, что позволяет им легко убежать от хищников этого места.
Полное доминирование – определение и примеры
Полное определение доминирования
Полное доминирование происходит, когда один аллель – или «версия» – ген полностью маскирует другое. Выраженная черта описывается как «доминирующая» над не выраженной чертой.
Большинство организмов диплоид То есть они получают две копии каждого гена, по одной от каждого из своих родителей. Наличие двух копий каждого гена защищает от вредного воздействия мутаций – во многих случаях организм может иметь ген, который испытал вредное мутация, но все же сможет функционировать, потому что у него также есть здоровая копия гена.
Поскольку у большинства организмов, в том числе и у вас, есть по две копии каждого имеющегося у них гена, ученые говорят о «доминантных» и «рецессивных» генах, чтобы выразить, какой из них выражен в форме признака.
коричневый глаза Например, это черта, которая демонстрирует полное доминирование: у кого-то с копией гена карие глаза всегда будут карие глаза.
Голубые глаза, с другой стороны, являются рецессивными: если присутствует копия гена для карие глаза, голубоглазый ген будет полностью замаскирован.
Другие доминирующие черты у людей включают темные волосы, ямочки, двойное соединение и иммунитет к ядовитому плющу.
Удивительно, но некоторые редкие черты могут быть доминирующими. Если в гене не так много копий Население эта черта останется редкой, даже если ген для нее является доминирующим.
Примеры полного доминирования
Цвет глаз
Цвет глаз является одним из наиболее часто упоминаемых примеров доминирующих черт. Хотя на цвет глаз на самом деле влияют несколько генов, и глаза могут быть разных оттенков, в синих и карие глаза можно найти простую доминантную / рецессивную модель наследования.
Это было одной из загадок, которые вдохновляли ранних ученых, которые думали о том, как работает наследование признаков. Почему родители с карими глазами могли родить голубоглазого ребенка? Почему у некоторых детей у кареглазых родителей были голубые глаза, а у большинства – нет?
Карие глаза вызваны выработкой коричневого пигмента меланина в радужной оболочке. Люди с голубыми глазами на самом деле имеют мутацию, при которой меланин в сетчатке не вырабатывается успешно.
В результате люди с одной копией работающего меланин-продуцирующего гена смогут производить меланин, и у них будут карие глаза. Это также означает, что кареглазые люди могут быть «носителями» гена голубоглазых и могут иметь голубоглазых детей, если ребенок получает рецессивный голубоглазый ген от каждого родителя.
На рисунке ниже показано, как рецессивные черты могут проявляться у детей родителей, которые являются «носителями» рецессивная черта, Эта иллюстрация с использованием красного и белого цветов может быть в равной степени применена к цвету глаз или другим признакам с полным доминантным / рецессивным наследованием:
Поскольку это было полезно, голубоглазая мутация, возможно, распространилась среди населения Северной Европы, став общей чертой, даже если она была рецессивной.
Ученые еще не до конца уверены, что именно поэтому голубые глаза широко распространены в Европе, несмотря на то, что они представляют собой рецессивную мутацию, но эта теория согласуется с выводами о том, что европейские неандертальцы, возможно, также разработали мутации, помогающие при слабом зрении, когда они двигались на север.
карликовость
Возможно, вас удивит тот факт, что ген наиболее распространенного типа карликовости – относительно редкого состояния, при котором кости рук и ног очень короткие – является доминирующим.
Человек с одной копией гена карликовости будет иметь карликовость. Это означает, что дети родителей с карликовостью имеют по меньшей мере 50/50 шансов на то, чтобы самим иметь карликовость, но это также означает, что два родителя с карликовостью могут иметь ребенка без карликовости, если оба являются носителями гена для нормального роста конечностей.
Этот принцип доминантного / рецессивного наследования можно увидеть в семье Ролофф, звездах реалити-шоу Little People, Big World. Родители Ролоффа, оба из которых имеют карликовость, имеют двоих детей, у которых есть карликовость, и двух детей, у которых этого нет.
Карликовость, возможно, оставалась редкой, несмотря на доминирующая черта потому что это может вызвать проблемы со здоровьем. В древние времена, например, люди с карликовостью, возможно, не могли эффективно охотиться или заниматься сельским хозяйством из-за своих коротких конечностей.
Сравните это с голубыми глазами, где рецессивная черта могла распространиться и стать распространенной, потому что это помогло выжить.
Горох Менделя
Грегор Мендель, один из первых, кто научился наследовать научным путем, породил идею доминантных и рецессивных признаков.
Он разводил растения гороха и наблюдал, какое потомство может давать разные пары. Он обнаружил, что некоторые черты были «доминирующими» – они были гораздо более выраженными, чем «рецессивные» черты. Но «рецессивные» признаки могут пропустить поколения – два растения гороха с «доминирующим» признаком могут иметь потомство с «рецессивным» признаком.
В конце концов Мендель сделал математику, чтобы точно определить, что происходит. Он понял, что увидит именно те шаблоны, которые видит, если каждый горох растение получил копию признака от каждого родителя – и «доминирующие» признаки маскировали наличие «рецессивных» копий.
Черты, которые Мендель определил как доминирующие в растениях гороха, включали:
Систематическое разведение Менделя гороха наконец начало отвечать на вопросы людей о наследовании в течение долгого времени. Те же самые принципы, применяемые к людям, могут объяснить, почему дети унаследовали разные черты от своих родителей и почему у некоторых детей были черты, которые их родители вообще не выражали!
викторина
1. Почему организмы должны быть диплоидными, чтобы демонстрировать доминантные / рецессивные паттерны наследования?A. Потому что только диплоидные организмы могут иметь разные версии признаков.B. Потому что диплоидные организмы имеют две копии каждого гена, что позволяет им нести копии рецессивных генов и передавать их, одновременно выражая доминантные признаки.C. Потому что только диплоидные организмы могут выражать две версии признака одновременно.D. Ни один из вышеперечисленных.
Ответ на вопрос № 1
В верно.
2. Что из нижеперечисленного НЕ является примером рецессивной черты?A. голубые глазаB. карликовостьC. Морщинистый горохD. Ни один из вышеперечисленных
Ответ на вопрос № 2
В верно. Карликовость является доминирующей чертой, в то время как голубые глаза рецессивны к карим глазам, а морщинистый горох рецессивен к гороху с гладкой кожей.
3. Что из следующего имеет наибольшее влияние на то, становится ли черта распространенной в популяции?A. Является ли черта доминирующей или рецессивной.B. Является ли черта медицинская или поверхностная.C. Ли черта передает темный пигмент или светлый пигмент.D. Является ли эта черта полезной или вредной для выживания.
Ответ на вопрос № 3
D верно. Общность черт в популяциях обычно определяется тем, является ли черта полезной. Даже рецессивные признаки могут стать общими, если они помогают выжить, в то время как доминирующие признаки могут оставаться редкими, если они вредны.