Кіріспе

Геннің бір варианты екінші геннің әсерін жасырады. Генетикада доминанттық – хромосомадағы геннің бір нұсқасының (аллелінің) хромосоманың басқа көшірмесіндегі бірдей геннің басқа нұсқасының әсерін жасыруы немесе жоюы құбылысы. Бірінші вариант доминантты, ал екіншісі – рецессивті деп аталады. Әрбір хромосомада бір геннің екі түрлі варианты болуының себебі әдетте гендердің бірінде пайда болған мутация, ол жаңа (de novo) немесе мұраға қалған болуы мүмкін. Жынысқа қатысты емес хромосомалардағы (автосомалар) гендік варианттарды сипаттау үшін «автосомалық доминантты» немесе «автосомалық рецессивті» терминдері қолданылады, ал жынысқа қатысты хромосомалардағы (аллосомалар) варианттар «X-тіркелген доминантты», «X-тіркелген рецессивті» немесе «Y-тіркелген» деп аталады. Олардың мұрагерлік және көрініс үлгісі ата-анасының және баланың жынысына байланысты (Жынысқа байланысты мұрагерлікке қараңыз). Y хромосомасының тек бір ғана көшірмесі болғандықтан, Y-тіркелген белгілер доминантты немесе рецессивті бола алмайды. Сонымен қатар, доминанттылықтың басқа да түрлері бар, мысалы, толық емес доминанттылық, онда геннің нұсқасы екі хромосомада да болған кездегі әсерінен гөрі әлсіз болады, және кодоминанттылық, онда әр хромосомадағы әртүрлі нұсқалар өздеріне тән белгілерін көрсетеді. Доминанттылық – мендельдік мұрагерлік пен классикалық генетиканың маңызды ұғымы. Оқыту кезінде доминанттылық принциптерін көрсету үшін әріптер мен Пуннетт шаршылары қолданылады, мұнда үлкен әріптер доминантты аллельдерді, ал кіші әріптер – рецессивті аллельдерді білдіреді. Доминанттылыққа қатысты жиі келтірілетін мысал – бұршақтың тұқым пішінінің мұрагерлігі. Бұршақ дөңгелек (R аллелімен байланысты) немесе қырлы (r аллелімен байланысты) болуы мүмкін. Бұл жағдайда аллельдердің (генотиптердің) үш комбинациясы мүмкін: RR, Rr және rr. RR (гомозиготалық) жеке тұлғаларда дөңгелек бұршақ, ал rr (гомозиготалық) жеке тұлғаларда қырлы бұршақ болады. Rr (гетерозиготалық) жеке тұлғаларда R аллелі r аллелінің әсерін жасырады, сондықтан оларда да дөңгелек бұршақ болады. Осылайша, R аллелі r аллеліне доминантты, ал r аллелі R аллеліне рецессивті. Доминанттылық – аллельге немесе оның белгілеріне (фенотипіне) тән емес. Бұл кез келген функциясы бар геннің екі аллелі арасындағы қатысты әсер; бір аллель сол геннің екінші аллеліне доминантты, үшіншісіне рецессивті және төртіншісімен кодоминантты болуы мүмкін. Сонымен қатар, бір аллель бір белгіде доминантты болса, екіншісінде болмауы мүмкін. Доминанттылық – эпистаздан өзгеше, ол бір геннің аллелі басқа геннің аллельдерінің әсерін жасыратын құбылыс.

Өмірбаян

Грегор Иоганн Мендель, "Генетиканың әкесі", 1860 жылдары үстемдік туралы идеяны жариялады. Дегенмен, ол 20 ғасырдың басына дейін кеңінен танымал болған жоқ. Мендель бақшалық бұршақтың тұқымдарының, тұқым қабықтарының және өсімдіктердің сыртқы белгілеріне қатысты әртүрлі қасиеттері үшін екі дискретті фенотипті байқады, мысалы, дөңгелек және қыртысты тұқымдар, сары және жасыл тұқымдар, қызыл және ақ гүлдер немесе биік және аласа өсімдіктер. Жеке-жеке өсірілгенде, өсімдіктер әрқашан бірдей фенотипті ұрпақтан ұрпаққа береді. Бірақ, әртүрлі фенотиптері бар желілер будандастырылғанда (құшыластырылғанда), ұрпақта ата-аналық фенотиптердің біреуі ғана көрінеді (жасыл, дөңгелек, қызыл немесе биік). Алайда, бұл гибридтік өсімдіктер будандастырылғанда, ұрпақ өсімдіктері екі бастапқы фенотипті 3:1 қатынасында көрсетеді, ата-аналық гибридтік өсімдіктердің фенотипі жиі кездеседі. Мендель бірінші будандастыруда әр ата-ана әртүрлі аллельдер үшін гомозигота (бір ата-ана АА және екінші ата-ана аа) екенін, әрқайсысы ұрпаққа бір аллельді бергенін, нәтижесінде барлық гибридтер гетерозигота (Aa) болғанын және гибридтік будандастырудағы екі аллельдің біреуі екіншісінің экспрессиясын үстем еткенін: А, а-ны жасырады деп түсіндірді. Екі гетерозиготаның (Aa x Aa) арасындағы соңғы будандастыру 1:2:1 генотиптік қатынаста АА, Aa және аа ұрпақтарын тудырады, алғашқы екі класс (А) фенотипін, соңғысы (а) фенотипін көрсетеді, осылайша 3:1 фенотиптік қатынас пайда болады. Мендель ген, аллель, фенотип, генотип, гомозигота және гетерозигота терминдерін қолданбады, олардың барлығы кейіннен енгізілді. Ол үстем және рецессивті аллельдерді белгілеу үшін үлкен және кіші әріптерді пайдалануды енгізді, бұл әлі күнге дейін қолданылады. 1928 жылы британдық популяциялық генетик Рональд Фишер үстемдік табиғи іріктеу арқылы модификаторлық гендердің әсерінен пайда болады деп ұсынды. 1929 жылы американдық генетик Сеуолл Райт үстемдік – метаболикалық жолдардың және қатысты геннің салыстырмалы қажеттілігінің тікелей физиологиялық салдары деп жауап берді. Бір ген жұбымен анықталатын бір ғана қасиетті қарастырғанда, оны моногибридтік тұқым қуалау деп атаймыз. Егер ата-аналар (P буыны, F0 буыны) арасындағы будандастыру гомозиготалық үстем және гомозиготалық рецессивті ата-аналар арасында жүргізілсе, ұрпақ (F1 буыны) әрқашан гетерозиготалық генотипке ие болады және үнемі үстем генмен байланысты фенотипті көрсетеді. Алайда, егер F1 буыны F1 буынымен (гетерозиготамен гетерозиготамен будандастырылса), ұрпақ (F2 буыны) үстем генмен байланысты фенотипті 3/4 бөлігінде көрсетеді. Гетерозиготалық моногибридтік будандастыру екі фенотиптік вариантқа әкелуі мүмкін болса да, ол үш генотиптік вариантқа әкелуі мүмкін: гомозиготалық үстем, гетерозигота және гомозиготалық рецессивті. Дигибридтік тұқым қуалауда екі ген жұбының бір мезгілде тұқым қуалауын қарастырамыз. Бұл жерде екі ген жұбы гомолог емес хромосомаларда орналасқан деп есептейміз, сондықтан олар байланысқан гендер емес (генетикалық байланысқа қараңыз), бірақ олар тәуелсіз түрде тұқым қуалайды. Енді ата-аналардың (P буыны) генотиптері гомозиготалық үстем және гомозиготалық рецессивті, сәйкесінше, будандастырылғандағы жағдайды қарастырайық. Ұрпақ (F1 буыны) әрқашан гетерозигота болады және үстем аллель нұсқасымен байланысты фенотипті көрсетеді. Алайда, F1 буынын будандастырғанда төрт мүмкін фенотиптік вариант пайда болады және F2 буыны үшін фенотиптік қатынас әрқашан 9:3:3:1 болады.

Толық емес үстемдік (мендельдік емес)

Толық емес доминанттық (жартылай доминанттық, аралық мұрагерлік немесе кейде рептилия генетикасында қате түрде кодоминанттық деп те аталады) гетерозиготалық генотиптің фенотипі гомозиготалық генотиптердің фенотипінен ерекшеленеді және көбінесе олардың арасында орналасады. Фенотиптік нәтиже көбінесе гетерозиготалық жағдайдағы белгілердің аралас түрі ретінде көрінеді. Мысалы, қалампыр гүлдерінің түсі гомозиготалық жағдайда қызыл немесе ақ болады. Қызыл гомозиготалық гүлді ақ гомозиготалық гүлмен будандастырғанда, қызғылт қалампыр гүлі пайда болады. Қызғылт қалампыр гүлі – толық емес доминанттықтың нәтижесі. Ұқсас толық емес доминанттық төрт сағат гүлде де кездеседі, онда ақ және қызыл гүлдердің таза тұқымдық ата-аналарын будандастырғанда қызғылт түс пайда болады. Сандық генетикада, егер гетерозиготаның фенотипі екі гомозиготаның арасында (сандық тұрғыдан) болса, онда фенотипте доминанттық жоқ деп есептеледі, яғни доминанттық тек гетерозиготаның фенотиптік көрсеткіші бір гомозиготаға екіншісінен жақын болғанда ғана болады. F1 ұрпағының өсімдіктері өздігінен тозаңданса, F2 ұрпағының фенотиптік және генотиптік қатынасы 1:2:1 (қызыл: қызғылт: ақ) болады.

Ко-доминианстық (Мендельдік емес)

Кодоминанс екі аллельдің де фенотипте көрінетіні және ешбір аллель екіншісін баспайтын кезде пайда болады. Мысалы, АВО қан тобы жүйесінде қан жасушаларының бетіндегі гликопротеиннің (H антигенінің) химиялық модификациясы үш аллельмен басқарылады, олардың екеуі бір-біріне кодоминантты (IA, IB) және АВО локусындағы рецессивті i аллеліне доминантты. IA және IB аллельдері әртүрлі модификацияларды тудырады. IA аллелімен кодталатын фермент мембранаға байланысқан H антигеніне N-ацетилгалактозамин қосады. IB ферменті галактоза қосады. i аллелі ешқандай модификация жасамайды. Осылайша, IA және IB аллельдері i аллеліне доминантты (IAIA және IAi генотипіндегі адамдарда A қан тобы, ал IBIB және IBi генотипіндегі адамдарда B қан тобы болады), бірақ IAIB генотипіндегі адамдардың қан жасушаларында екі түрлі модификация болады, сондықтан олардың қан тобы AB болады. Сондықтан IA және IB аллельдері кодоминантты деп есептеледі.

Көп аллельді

Диплоидты организмнің кез келген жекесінде белгілі бір локуста ең көп дегенде екі түрлі аллель болады, бірақ көптеген гендердің популяцияда көптеген аллельдік түрлері кездеседі. Бұл полиморфизм деп аталады және ол мутациялардың нәтижесінде пайда болады. Полиморфизм АВО қан тобы жүйесінде көрінетін доминанттық қатынастар мен фенотипке әсер ете алады. Адам қан тобын анықтайтын геннің үш аллелі бар: А, В және О, олардың өзара әрекеттесуі аллельдердің бір-біріне қатыстығындағы доминанттық деңгейіне байланысты әртүрлі қан топтарының пайда болуына себеп болады.

Плейотроптық гендер

Плейотроптық гендер – бір ген екі немесе одан көп қасиетке (фенотипке) әсер ететін гендер. Яғни, геннің бір белгіге басыңқы әсері болса, екінші белгіге төмендеу әсері болуы мүмкін.

Эпистаз

Эпистаз – әр түрлі локустардағы көптеген аллельдердің өзара әрекеттесуі. Қысқасы, бір фенотиптің қалыптасуына бірнеше ген жауап береді. Эпистаздық өзара әрекеттесуге қатысқан аллельдер арасындағы доминанттық қатынас, ұрпақта байқалатын фенотиптік арақатынастарға әсер ете алады.