А вот вам другое задание, на сей раз не шуточное. Миша и Маша – супружеская пара. Цвет глаз у обоих карий, но у Машиной матери и у Мишиного деда по отцу глаза голубые. Какой цвет глаз и в каком соотношении могут иметь дети Миши и Маши? Напишите все возможные комбинации для любых вариантов сочетания доминантных и рецессивных генов (учитывайте, что карий цвет глаз может быть обусловлен как сочетанием АА, так и Аа). Тот, кто выполнит это задание, может считать себя продвинутым генетиком.
А теперь давайте ознакомимся с наследованием групп крови у человека. Это весьма интересный процесс, основанный на множественный аллелизме и таком явлении, как кодоминирование.
При кодоминировании аллельные гены, оказавшиеся в одном генотипе, проявляются одновременно, без подавления рецессивного гена доминантным, поскольку оба они обладают одинаковой экспрессией, проще говоря – одинаковой силой. В результате синхронного действия обоих родительских генов создаются не усредненные варианты фенотипических признаков, а некий совершенно новый вариант. Так, например, при кодоминировании генов красной и белой окраски цветков растения наблюдается не розовая окраска цветков, а пятнистая – красно-белая. Как говорится, ни нашим и ни вашим, а наособицу.
Однако существует в генетике и «усреднение», приводящее к созданию промежуточных фенотипов. У родителей с красными и белыми цветками может получиться потомство с розовыми цветками при неполном доминировании более сильного гена. Неполное доминирование следует отличать от полностью «равноправного» кодоминирования. При неполном доминировании «равноправия» нет, просто доминирующий ген ослаблен, не действует «в полную мощь».
«Но ведь новый признак – это новый ген, – можете подумать вы. – Как могут получаться пятнистые или розовые цветки без появления нового гена?»
Давайте вспомним, что ген кодирует синтез определенного белка, участвующего в создании определенного признака. Об изменении гена можно говорить только в том случае, когда речь идет о синтезе нового белка, чем-то отличающегося от синтезируемого ранее.
Что мы имеем при кодоминировании? Поскольку не происходит подавления одного гена другим, с обоих генов считывается информация и синтезируются оба белка – и тот, который обеспечивает красную окраску цветков, и тот, который обеспечивает белую. Причем синтезируются они в равных количествах. В одни участки лепестка попадает «красный» белок, а в другие – «белый», вот вам и новый признак (пятнистая окраска) при неизмененных генах.
При неполном доминировании гена информация с него считывается не так активно, как при полном доминировании. В результате образуется половинное количество белка, придающего цветкам красную окраску. В результате лепестки имеют не красный, а розовый цвет (разбавьте красную краску наполовину водой или иным растворителем, и вы получите розовую краску). Но структура генов остается прежней.
Внимательные читатели могли заметить выше странную фразу «будем рассматривать гены, имеющие только два аллеля» и удивиться: а разве может быть иначе? Может, но речь идет не о присутствии аллелей в генотипе отдельной особи, а о присутствии их в генофонде популяции.
Существование в популяции более двух аллелей данного гена называется множественным аллелизмом. Но в генотипе каждой особи присутствуют только два аллеля, поскольку хромосомы разбиты по парам, а не по тройкам или четверкам!
Множественность аллелей увеличивает количество их комбинаций. Если при двух аллелях может быть всего три комбинации (генотипа): AA, Aa и aa, то при трех аллелях (A, a и a*) комбинаций будет уже шесть – AA, Aa, Aa*, aa, aa*, a*a*.
У гена, определяющего группу крови, существует три аллеля (IA, IB, I0), причем аллели IA и IB являются доминантными, а I0 – рецессивным (вообще-то аллелей этих на сегодняшний день известно более десятка, но мы будем рассматривать основные, а то запутаемся).
Гены IA и IB кодируют синтез белков-антигенов А или В, а ген I0 никакого белка не кодирует. Белки-антигены
[49] находятся на поверхности эритроцитов. Эти белки способны связываться с антителами анти-А и анти-В, находящимися в плазме крови человека. Каждый антиген связывается со своим одноименным антигеном, и в таком случае происходит распад эритроцитов. Стало быть, у одного человека не могут одновременно присутствовать антиген А и антитело анти-А, или же антиген В и антитело анти-В. По этой же причине переливать можно только кровь, совпадающую по группе.
У человека с генотипом IAIB в крови будут присутствовать два антигена – А и В. Такую кровь называют кровью четвертой группы.
Люди с генотипом I0I0 не будут иметь в крови антигенов. Такую кровь называют кровью первой группы.
Вторую и третью группы крови определяют две комбинации генов – IAI0 и IAIA для второй, а для третьей – IBI0 и IBIB.
Соответственно:
– если оба родителя имеют первую группу крови, то у всех детей будет она же;
– если один из родителей имеет первую группу крови, а другой – вторую, то наследование группы крови детьми будет зависеть от генотипа второго родителя. Если он гомозиготный, то есть имеет комбинацию IAIA, то все дети будут иметь вторую группу – генотип IAI0. Если же второй родитель гетерозиготен (IAI0), то половина детей будет иметь первую группу крови (I0I0), а другая половина – вторую (IAI0);
– если один из родителей имеет первую группу крови, а другой – третью, «расклад» у детей будет аналогичным: либо все дети будут с третьей группой (IВI0), либо половина с третьей (IВI0), а половина с первой;
– если один из родителей имеет вторую, а другой – третью группы, и при этом оба родителя гетерозиготны, то дети с равной вероятностью могут иметь любую группу крови.
Комбинации, возникающие при наследовании групп крови, и их частоту удобнее и нагляднее изображать в виде таблицы. Генетики вообще очень любят таблицы.
Таблица групп крови
Кстати говоря, мы с вами только что развенчали очень стойкий миф о том, что ребенок, имеющий группу крови, отличную от групп крови родителей, обязательно является неродным. У родителей с первой и четвертой группами крови неродной ребенок будет как раз иметь схожую группу, а не вторую или третью, как положено родному. Примерно половина добровольных
[50] обращений для установления отцовства по ДНК начинается со слов «непонятно, почему у ребенка такая группа крови».
