bg‑cyan

Geny kumulatywne

RcMj3FSXO9z4s1
Herman Nilsson‑Ehle w czasie prac doświadczalnych.
Źródło: Autor nieznany, Wikimedia Commons, domena publiczna.

Geny kumulatywne (geny wielokrotne, geny polimeryczne, poligeny) to genygengeny położone na różnych chromosomachchromosomchromosomach, współuczestniczące w wykształceniu jednej cechy organizmu.

Zazwyczaj odpowiadają za dziedziczenie cech ilościowych, czyli takich, które można zmierzyć przy użyciu różnych metod pomiarowych. Cechy ilościowe wykazują zmienność ciągłą. Mogą one przybierać dowolną wartość pomiędzy minimum a maksimum, a liczba fenotypówfenotypfenotypów w zakresie zmienności ciągłej jest praktycznie nieograniczona.

Istnienie genów kumulatywnych odkrył w 1909 roku szwedzki genetyk Herman Nilsson‑Ehle, który badał dziedziczenie kolorów pszenicy.

Więcej informacji o zmienności ciągłej i nieciągłej w e‑materiale pt. Genetyczne uwarunkowania zmienności ciągłej i nieciągłej.

bg‑cyan

Działanie genów kumulatywnych

Przykładem poligenii obrazującym działanie genów kumulatywnych jest trzygenowe dziedziczenie barwy ziarniakówziarniakziarniaków pszenicy (Triticum spp.). Skrzyżowano rośliny rodzicielskie (pokolenie P) pochodzące z czystych liniiczysta liniaczystych linii genetycznych, będące potrójnymi homozygotami, wytwarzające ziarniaki o barwie ciemnoczerwonej i białej. Otrzymano w pierwszym pokoleniu (FIndeks dolny 1) rośliny potomne będące potrójnymi heterozygotami, które wykształcają owoce o barwie pośredniej w stosunku do odmian rodzicielskich. Skrzyżowanie potrójnie heterozygotycznych roślin z pokolenia FIndeks dolny 1 wykształcających ziarniaki o takiej samej barwie pośredniej skutkuje otrzymaniem w drugim pokoleniu roślin potomnych (FIndeks dolny 2) wytwarzających owoce o różnej intensywności barwy w zakresie od ciemnoczerwonej do białej. W pokoleniu FIndeks dolny 2 najliczniej reprezentowane są osobniki o pośredniej barwie ziarniaków, a najmniej licznie osobniki o ziarniakach identycznych w stosunku do pokolenia P – czerwonych i białych. Duża zmienność zabarwienia owoców pszenicy wynika z sumującego się wpływu genów kumulatywnych. Ostateczny efekt zależy od liczby alleli dominujących, kodujących wytwarzanie barwnika w nasionach. Zatem im więcej alleliallelalleli dominujących w genotypiegenotypgenotypie rośliny, tym ciemniejsze zabarwienie ziarniaków.

R1Bb0ZTaKnCWN1
Dziedziczenie barwy ziarniaków pszenicy (Triticum spp.).
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

W poligenii geny kumulatywne tworzą układ składający się z genów aktywnych (allele dominujące) i genów neutralnych (allele recesywne). Umownie przyjmuje się, że obecność każdego allelu recesywnego zwiększa natężenie cechy o 3 jednostki. Z kolei udział każdego allelu dominującego zwiększa natężenie cechy o 5 jednostek. Na przykład osobnik o genotypie aabbcc wykazuje natężenie cechy o wartości 18 jednostek, a osobnik o genotypie AABbcc – natężenie cechy o wartości 24 jednostek.

Słownik

allel
allel

forma genu; jedna z wersji genu różniąca się od pozostałych sekwencją nukleotydów; zajmuje określone miejsce na chromosomie

chromosom
chromosom

(gr. chrṓma – barwa, sṓma – ciało) forma organizacji materiału genetycznego, pojawiająca się w czasie mitozy i mejozy; najwyższy stopień upakowania chromatyny, umożliwiający komórkom potomnym równy podział informacji genetycznej

czysta linia
czysta linia

zespół osobników homozygotycznych powstały w wyniku chowu wsobnego, samozapłodnienia lub rozmnażania wegetatywnego; wszystkie osobniki tworzące czystą linię mają identyczny genotyp

fenotyp
fenotyp

(gr. phaínomai – pojawiam się, týpos – odbicie) zespół wszystkich cech danego organizmu; warunkowany j zarówno przez geny, jak i przez środowisko

gen
gen

podstawowa jednostka dziedziczności; odcinek DNA, w którym jest zakodowana informacja o cząsteczce białka lub RNA zapisana w sekwencji nukleotydów

genotyp
genotyp

zespół genów danego organizmu; zapisywany za pomocą układu par alleli, np. AABbCcdd

ziarniak
ziarniak

suchy, niepękający owoc występujący u traw (w tym u zbóż); jednonasienna niełupka okryta okrywą powstałą ze zrośnięcia części obielma, łupiny nasiennej i owocni; wnętrze owocu wypełnia bielmo i niewielki zarodek roślinny