летальность это грех

Менделирующие соотношения и летальные гены Автор: Ингрид Лобо, доктор философии. ( Напишите науку правильно ) © 2008 Nature Education Образец цитирования: Lobo, I. (2008) Менделирующие соотношения и летальные гены. Природное образование 1 ( 1 ) : 138 Поделиться с помощью Reddit StumbleUpon Поделиться в Google+ Поделиться в Twitter Поделиться через Facebook Эл. адрес Распечатать Закладка Что происходит, когда хорошие гены портятся? Какие мутации создают «летальные гены» и как они передаются? Аа Аа Аа В этой таблице из пяти столбцов показаны данные, собранные в результате генетического скрещивания гетерозиготных желтых мышей. Столбцы отслеживают номер книги и количество желтых молодых, не желтых молодых, всего молодых и процент желтых. Общее количество особей в каждой категории фенотипа показано в строке над экспериментальными результатами Куэно для сравнения. Итоги и данные Куэно были суммированы, чтобы получить общий итог в самой нижней строке. Рисунок 1: экспериментальные результаты Касла. Эти результаты позволяют предположить, что некоторые аллели летальны. © 1910 Американская ассоциация содействия развитию науки Castle, WE & Little, CC Об модифицированном менделевском соотношении среди желтых мышей. Science 32, 868–870 (1910). Все права защищены. Посмотреть условия использования Детали фигуры В 1905 году Люсьен Куэно наблюдал необычные закономерности при изучении наследования гена окраски шерсти у мышей. После скрещивания двух желтых мышей он заметил, что у потомства никогда не было нормального фенотипического соотношения 3: 1. Вместо этого Куэ не всегда соблюдал соотношение 2: 1: две желтые мыши на каждую не желтую мышь (Cuénot, 1905; Paigen, 2003). Таким образом, Куэно определил, что желтый цвет шерсти был доминирующим фенотипическим признаком , и с помощью тестовых скрещиваний показал, что все его желтые мыши были гетерозиготами . Однако из его многочисленных скрещиваний Куэно так и не произвел ни одной гомозиготной желтой мыши. Как это могло произойти? Вскоре после этого, в 1910 году, WE Castle и CC Little подтвердили необычные коэффициенты сегрегации Куэно (рис. 1). Более того, они продемонстрировали, что скрещивание Куэно привело к тому, что, казалось, было неменделирующим соотношением, потому что он обнаружил летальный ген. Кастл и Литтл сделали это, показав, что четверть потомков от скрещиваний между гетерозиготами погибла во время эмбрионального развития (Castle & Little, 1910; Paigen, 2003). Вот почему Куэно никогда не наблюдал гомозиготных желтых мышей! Таким образом, рассматривая эмбриональную летальность или смерть как новый фенотипический класс, можно восстановить классическое менделевское соотношение генотипов 1: 2: 1 (Рисунок 2). Как показывают эти примеры, летальные гены вызывают гибель организмов, которые их переносят. Иногда смерть наступает не сразу; это может занять годы, в зависимости от гена. В любом случае, если мутация приводит к летальному исходу, это свидетельствует о том, что пораженный ген выполняет фундаментальную функцию в росте, развитии и выживании организма . Летальные гены могут быть рецессивными , как в вышеупомянутых экспериментах на мышах. Летальные гены также могут быть доминантными, условными, полулетальными или синтетическими, в зависимости от вовлеченного гена или генов. В следующих разделах эти варианты подробно рассматриваются. Рецессивные летальные гены На схеме показаны этапы генетического скрещивания двух гетерозиготных желтых мышей. Верхняя панель диаграммы представляет родительское поколение и показывает иллюстрацию двух мышей, обе с генотипом Y в верхнем регистре и Y в нижнем регистре. Нижняя панель диаграммы представляет поколение F1 и показывает четырех мышей: две - гетерозиготные верхний регистр Y, нижний регистр y с желтым окрасом шерсти; один - гомозиготный строчный yy с белым окрасом; и один гомозиготный в верхнем регистре YY и умер. Относительная доля каждого генотипа показана под изображением каждой мыши в поколении F1. Посмотреть полноразмерное изображениефигура 2 Детали фигуры В 1907 году Эдвин Баур начал свою работу с растением львиный зев Antirrhinum и охарактеризовал состояние aurea , при котором растения имели золотые вместо зеленых листьев (Baur, 1907; Castle & Little, 1910). Когда два аиге зев растения были скрещены, Бауры наблюдали 2: 1 отношение зеленых проростков на желтые саженцы. Гомозиготные растения aurea не обладали нормальным развитием хлорофилла и погибали либо на эмбриональной стадии, либо когда проросткам растения было два-три дня. Другими словами, как и у гомозиготных мышей Куэно, гомозиготные растения aurea не могли полностью развиваться, поэтому весь класс потомства погиб (Castle & Little, 1910). Куэно и Баур открыли эти первые рецессивные летальные гены, потому что они изменяли менделевские отношения наследования. Рецессивные летальные гены могут кодировать доминантные или рецессивные признаки, но на самом деле они не вызывают смерти, если организм не несет две копии летального аллеля . Примеры заболеваний человека, вызванных рецессивными летальными аллелями, включают муковисцидоз, серповидно-клеточную анемию и ахондроплазию. Ахондроплазия - аутосомно- доминантное заболевание костей, вызывающее карликовость. Хотя наследование одного аллеля ахондроплазии может вызвать заболевание, наследование двух рецессивных летальных аллелей является фатальным. Доминантные летальные гены Доминантные летальные гены экспрессируются как у гомозигот, так и у гетерозигот. Но как такие аллели могут передаваться от одного поколения к другому, если они вызывают смерть? Доминирующие летальные гены выявляются редко из-за их быстрой элиминации из популяций. Одним из примеров заболевания, вызванного доминантным летальным аллелем, является болезнь Хантингтона, неврологическое заболевание человека, которое сокращает продолжительность жизни. Поскольку болезнь Гентингтона развивается медленно, люди, несущие аллель, могут передать ее своему потомству. Это позволяет поддерживать аллель в популяции . Доминантные черты также могут сохраняться в популяции посредством повторяющихся мутаций или если пенетрантность гена составляет менее 100%. Условные летальные гены Фавизм - это наследственное заболевание, связанное с полом , которое возникает в результате дефицита фермента.называется глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа. Это наиболее распространено среди людей средиземноморского, африканского, юго-восточного азиатского и сефардского еврейского происхождения (Allison, 1960). Болезнь была названа потому, что, когда пораженные люди едят фасоль, у них развивается гемолитическая анемия - состояние, при котором красные кровяные тельца разрушаются и блокируют кровеносные сосуды. Закупорка может вызвать почечную недостаточность и привести к смерти (Bowman & Walker, 1961). У больных также может развиться анемия при приеме терапевтических доз противомалярийных препаратов и других препаратов (Allison, 1960). Однако обратите внимание, что дефектный аллель глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы вызывает смерть только при определенных условиях, что делает его условным летальным геном. Но почему этот аллель был так распространен? В людях с аллелем фавизма интересно то, что они устойчивы к малярии, потому что малярийным паразитам труднее размножаться в клетках с недостаточным количеством глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы. Следовательно, наличие аллеля фавизма дает внутреннее генетическое или адаптивное преимущество, защищая людей от заражения малярией. Условные летальные гены также могут быть экспрессированы из-за определенных обстоятельств, таких как температура. Например, мутантный белок может быть генетически сконструирован так, чтобы он был полностью функциональным при 30 ° C и полностью неактивным при 37 ° C. Между тем, белок дикого типа полностью функционирует при обеих температурах. Состояние, при котором мутантный фенотипвыражается называется недопустимым. Между тем состояние, при котором проявляется фенотип дикого типа, называется пермиссивным. Чтобы изучить условно-летальный мутант, организм должен поддерживаться в разрешающих условиях, а затем переключаться в недопустимое состояние в ходе конкретного эксперимента. Разрабатывая условную летальную версию доминантного летального гена, ученые могут изучать и поддерживать организмы, несущие доминантные летальные аллели. Семилетальные или сублетальные гены Гемофилия - это наследственное заболевание, вызванное недостатком факторов свертывания крови, что приводит к нарушению свертываемости и коагуляции крови. Поскольку аллель, ответственный за гемофилию, переносится на Х- хромосому , пораженные люди - это преимущественно мужчины, и они наследуют аллель от своих матерей. Обычно факторы свертывания крови помогают сформировать временную струпу после повреждения кровеносного сосуда, чтобы предотвратить кровотечение, но больные гемофилией не могут должным образом зажить после травм из-за низкого уровня факторов свертывания крови. Таким образом, пораженные люди кровоточат в течение более длительного периода времени, пока не произойдет свертывание крови. Это означает, что обычно небольшие раны могут быть смертельными для человека с гемофилией. Таким образом, аллели, ответственные за гемофилию, называют семилетальными. или сублетальные гены, потому что они вызывают смерть только некоторых особей или организмов с пораженным генотипом . Синтетические летальные гены Ученые, изучающие плодовую мушку, обнаружили, что парные комбинации некоторых мутантных аллелей нежизнеспособны, тогда как по отдельности одни и те же мутантные аллели не вызывают смерти (Boone et al ., 2007). Другими словами, некоторые мутации являются летальными только в сочетании со второй мутацией. Эти гены называются синтетическими летальными генами. Когда функции двух затронутых генов не до конца понятны, ученые могут создавать и изучать синтетические летальные мутанты и их фенотипы, чтобы определить функцию гена. Механизмы также можно предположить на основе известных функций пар мутировавших аллелей. Например, если обе мутации происходят в несущественных генах, ученый может предположить, что два гена функционируют параллельными путями, которые обмениваются информацией друг с другом. Каждый из двух путей может компенсировать дефект другого, но когда оба пути имеют мутацию, комбинация приводит к синтетической летальности. Синтетическая летальность также может указывать на то, что два затронутых гена имеют одинаковую роль, и, следовательно, летальность наступает только тогда, когда обе копии нефункциональны и один ген не может заменить другой. Кроме того, оба гена могут функционировать в одном и том же важном пути, и функция пути может снижаться каждой мутацией. Когда аллель вызывает летальность, это свидетельствует о том, что ген должен выполнять важную функцию в организме. Открытие многих летальных аллелей предоставило информацию о функциях генов во время развития. Кроме того, ученые могут использовать условные и синтетические летальные аллели для изучения физиологических функций и взаимоотношений генов в определенных условиях. Изучение генетических взаимодействий и сетей с дрожжами Полноэкранный Ссылки и рекомендуемая литература Эллисон, AC Дефицит глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы в красных кровяных тельцах восточноафриканцев. Nature 186 , 531–532 (1960) doi: 10.1038 / 186531a0 ( ссылка на статью ) Baur, E. Untersuchungen über die Erblichkeitsverhältnisse einer nur in Bastardform lebensfähigen Sippe von Antirrhinum majus . Berichte der Deutschen Botanischen Gesellschaft 25 , 442–454 (1907). Boone, C., et al . Изучение генетических взаимодействий и сетей с дрожжами. Nature Reviews Genetics 8 , 437–449 (2007) doi: 10.1038 / nrg2085 ( ссылка на статью ) Bowman, JE, & Walker, D.G. Действие Vicia faba на эритроциты: возможная связь с фавизмом. Nature 189 , 555–556 (1961) doi: 10.1038 / 189555a0 ( ссылка на статью ) Castle, WE, и Little, CC Об модифицированном менделевском соотношении среди желтых мышей. Science 32 , 868–870 (1910) Куэно, Л. Les races pures et leurs combinaisons chez les souris. Archives de Zoologie Experimentale et Generale 4 , 123–132 (1905) Линк, Г.К.К. Роль генетики в этиологической патологии. Ежеквартальный обзор биологии 7 , 127–171 (1932) Пейген, К. Сто лет генетики мышей: интеллектуальная история. I. Классический период (1902-1980). Генетика 163 , 1–7 (2003) Контур | Ключевые слова | Добавить контент в группу Обратная связь Поделиться с помощью Reddit StumbleUpon Поделиться в Google+ Поделиться в Twitter Поделиться через Facebook Эл. адрес Распечатать Закладка Исследуйте эту тему СВЯЗЬ ГЕНОВ Хромосомная теория и дебаты о замке и Моргане Открытие и типы генетической связи Генетика и статистический анализ Томас Хант Морган и секс-связь Томас Хант Морган, Генетическая рекомбинация и генное картирование ФОНД ИССЛЕДОВАНИЙ НАСЛЕДОВАНИЯ Развитие теории хромосом Генетическая рекомбинация Грегор Мендель и принципы наследования Менделирующая генетика: закономерности наследования и моногенных заболеваний Митоз, мейоз и наследование Многофакторное наследование и генетические заболевания Неядерные гены и их наследование Полигенное наследование и картирование генов Половые хромосомы и определение пола Определение пола у пчел Тестовые Кресты МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ПАТТЕРНОВ НАСЛЕДОВАНИЯ C. elegans : модельный организм в открытии ДОК Биологическая сложность и интегративные уровни организации Генетика собаководства Эволюционное древо человека Сопоставление генов с хромосомами: сцепление и генетический скрининг Менделирующие соотношения и летальные гены Тестирование на отцовство: группы крови и ДНК ВАРИАЦИЯ ЭКСПРЕССИИ ГЕНОВ Влияние окружающей среды на экспрессию генов Эпистаз: взаимодействие генов и эффекты фенотипа Генетическое доминирование: отношения генотип-фенотип Изменчивость фенотипа: проницаемость и экспрессивность Фенотипический диапазон экспрессии генов: влияние окружающей среды Плейотропия: один ген может влиять на несколько черт

[5]. Текст взят из Википедии.