APA ITU EPISTASIS? (DENGAN CONTOH) - BIOLOGI - 2025

The epistasis , genetik, ialah kajian interaksi antara gen yang berbeza pengekodan untuk watak yang sama. Iaitu, manifestasi sifat yang timbul dari interaksi antara alel gen pada lokus yang berbeza.

Apabila kita bercakap mengenai hubungan yang membentuk alel gen yang sama, kita merujuk kepada hubungan alelik. Iaitu, alel lokus yang sama atau alel allelomorphic. Ini adalah interaksi yang diketahui mengenai dominasi lengkap, dominasi yang tidak lengkap, codominance dan mematikan antara alel gen yang sama.

Gen untuk kebotakan adalah epistatik bagi mereka yang mempunyai rambut merah atau berambut perang. Thomas Shafee, dari Wikimedia Commons

Dalam hubungan antara alel lokus yang berlainan, sebaliknya, kita bercakap mengenai alel bukan allelomorphic. Ini adalah interaksi gen yang disebut, yang semuanya epistatik dalam beberapa cara.

Epistasis membolehkan kita menganalisis sama ada ekspresi satu gen menentukan ekspresi gen yang lain. Dalam kes sedemikian, gen seperti itu akan menjadi epistatik pada yang kedua; yang kedua akan menjadi hipostatik pada yang pertama. Analisis epistasis juga memungkinkan untuk menentukan urutan gen yang menentukan fenotip yang sama bertindak.

Epistasis termudah menganalisis bagaimana dua gen yang berbeza berinteraksi untuk memberikan fenotip yang sama. Tetapi jelas ia boleh menjadi lebih banyak gen.

Untuk analisis epistasis sederhana, kita akan mendasarkan pada variasi kepada bahagian salib dihibrid klasik. Iaitu, kepada pengubahsuaian nisbah 9: 3: 3: 1, dan pada dirinya sendiri.

Nisbah fenotipik klasik 9: 3: 3: 1

Perkadaran ini timbul dari gabungan analisis warisan dua watak yang berbeza. Iaitu, ia adalah hasil gabungan dua pengasingan fenotipik bebas (3: 1) X (3: 1).

Ketika Mendel menganalisis, misalnya, perawakan tanaman atau warna biji, setiap watak dipisahkan 3 hingga 1. Ketika dia menganalisisnya bersama-sama, walaupun mereka dua watak yang berbeza, masing-masing memisahkan 3 hingga 1. Artinya, mereka diedarkan secara bebas.

Namun, ketika Mendel menganalisis watak secara berpasangan, mereka menghasilkan kelas fenotipik 9, 3, 3, dan 1. yang terkenal. Dan tidak pernah, watak tidak mempengaruhi bagaimana yang lain ditunjukkan.

Gamet dan perkadaran dalam silang dua gen. Diambil dari m.wikipedia.org

Penyimpangan yang tidak seperti itu

Yang sebelumnya adalah penjelasan mengenai bahagian Mendelian klasik. Oleh itu, ini bukan kes epistasis. Epistasis mengkaji kes pewarisan watak yang sama ditentukan oleh beberapa gen.

Kes sebelumnya, atau undang-undang kedua Mendel, adalah warisan dua watak yang berbeza. Yang dijelaskan kemudian adalah perkadaran epistatik yang benar dan hanya melibatkan alel bukan allelomorphic.

Nisbah 9: 3: 3: 1 (epistasis dominan berganda)

Kes ini dijumpai apabila watak yang sama menunjukkan empat manifestasi fenotipik yang berbeza dalam nisbah 9: 3: 3: 1. Oleh itu, ia tidak boleh menjadi interaksi alelik (monogenik) seperti yang membawa kepada kemunculan empat kumpulan darah yang berbeza dalam sistem ABO.

Mari kita ambil sebagai contoh persilangan antara individu heterozigot dengan darah jenis A dan individu heterozigot dengan darah jenis B. Iaitu salib I ^A i XI ^B i. Ini akan memberi kita nisbah 1: 1: 1: 1 bagi individu I ^A i (Type A), I ^A I ^B (Type AB), I ^B i (Type B) dan ii (Type O).

Sebaliknya, hubungan double epistatik dominan yang benar (9: 3: 3: 1) diperhatikan dalam bentuk sikat ayam jantan. Terdapat empat kelas fenotipik, tetapi dalam nisbah 9: 3: 3: 1.

Dua gen mengambil bahagian dalam penentuan dan manifestasi, mari kita sebut R dan P. Walau apa pun, alel R dan P masing-masing menunjukkan dominasi penuh terhadap alel r dan p.

Dari salib RrPp X RrPp kita dapat memperoleh kelas fenotipik 9 R_P_, 3 R_pp, 3 rrP_ dan 1 rrpp. Simbol "_" bermaksud bahawa alel boleh menjadi dominan atau resesif. Fenotip yang berkaitan tetap sama.

Kelas 9 R_P_ diwakili oleh ayam jantan dengan puncak walnut, 3 R_pp oleh ayam jantan dengan puncak mawar. Ayam jambul kacang adalah kelas 3 rrP_; kelas rrpp mempunyai lambang tunggal.

Cockscomb dianalisis secara genetik beberapa kali. Diambil dari maxpixel.net

Dalam epistasis dominan berganda, setiap kelas 3 timbul dari pengaruh dominasi gen R atau P. Kelas 9 diwakili oleh satu di mana kedua alel dominan R dan P. menjelma. Akhirnya, dalam kelas 1 rrpp, alel tidak hadir. dominan kedua-dua gen.

Nisbah 15: 1 (tindakan gen berganda)

Dalam interaksi epistatik ini, satu gen tidak menekan manifestasi yang lain. Sebaliknya, kedua-dua gen memberi kod untuk manifestasi sifat yang sama, tetapi tanpa kesan tambahan.

Oleh itu, kehadiran sekurang-kurangnya satu alel dominan salah satu daripada dua gen dari lokus yang berlainan memungkinkan manifestasi sifat di kelas 15. Ketiadaan alel dominan (kelas resesif berganda) menentukan fenotip kelas 1.

Produk gen A dan / atau B mengambil bahagian dalam manifestasi warna biji gandum. Maksudnya, salah satu produk ini (atau kedua-duanya) boleh menyebabkan reaksi biokimia yang mengubah pendahulunya menjadi pigmen.

Satu-satunya kelas yang tidak menghasilkan sebarang kelas adalah kelas 1 aabb. Oleh itu, kelas 9 A_B_, 3 A_bb dan 3 aaB_ akan menghasilkan biji-bijian berpigmen, dan baki minoriti tidak akan.

Nisbah 13: 3 (penekanan dominan)

Di sini kita dapati terdapat kes penghapusan gen yang dominan (hipostatik) kerana adanya sekurang-kurangnya satu alel dominan yang lain (epistatik). Maksudnya, secara formal, satu gen menekan tindakan yang lain.

Sekiranya ia adalah penekanan dominan terhadap D berbanding K, kita akan mempunyai fenotip yang sama dengan kelas 9 D_K_, 3 D_kk dan 1 ddkk. Kelas 3 ddK_ adalah satu-satunya yang menunjukkan sifat tidak tertindas.

Kelas resesif berganda ditambahkan ke kelas 9 D_K_ dan 3 D_kk kerana tidak menghasilkan kod gen hipostatik K. Bukan kerana ditindas oleh D, yang tidak ada, tetapi kerana tidak menghasilkan K.

Nisbah ini kadang-kadang disebut juga epistasis dominan dan resesif. Yang dominan ialah K over D / d. Epistasis resesif adalah dd melebihi K / k.

Sebagai contoh, bunga primrose berhutang dengan manifestasi dua gen. Gen K yang memberi kod untuk penghasilan malvidin pigmen, dan gen D yang memberi kod untuk penekanan malvidin.

Hanya tanaman ddKK atau ddKk (iaitu kelas 3 ddK_) yang akan menghasilkan malvidin dan berwarna biru. Mana-mana genotip lain akan menimbulkan tanaman dengan bunga pirus.

Nisbah 9: 7 (epistasis resesif berganda)

Dalam kes ini, kehadiran sekurang-kurangnya satu alel dominan dari setiap gen dalam pasangan diperlukan agar watak dapat dimanifestasikan. Katakan ia adalah gen C dan P. Maksudnya, keadaan resesif homozigot salah satu gen pasangan (cc atau pp) menjadikan manifestasi watak itu mustahil.

Dengan kata lain, hanya kelas 9 C_P_ yang mempunyai sekurang-kurangnya satu alel C dominan dan satu alel P dominan. Agar sifat itu dapat dilihat, produk berfungsi kedua-dua gen mesti ada.

Interaksi ini bersifat epistatik kerana kekurangan ekspresi satu gen menghalang gen yang lain untuk muncul. Ia berganda, kerana sebaliknya juga berlaku.

Contoh klasik yang menggambarkan kes ini adalah bunga kacang. Tanaman CCpp dan tanaman ccPP mempunyai bunga putih. Hibrid CcPp salib di antara mereka mempunyai bunga ungu.

Sekiranya dua tanaman dihibrid ini dilintasi, kita akan memperoleh kelas 9 C-P_, yang akan mempunyai bunga ungu. Kelas 3 C_pp, 3 ccP_ dan ccpp akan menjadi bunga putih.

Kajian mengenai pewarisan warna bunga telah banyak membantu memahami epistasis. Diambil dari maxpixel.net

Nisbah fenotipik epistatik yang lain

Dari perkadaran yang diusulkan dalam undang-undang kedua Mendel, kami memiliki kes-kes tambahan lain yang layak disebut.

Kami memanggil epistasis resesif nisbah 9: 4: 3 yang diubah suai kerana alasan yang baik. Apabila gen homozigot untuk gen resesif, ia menghalang ekspresi gen lain - walaupun ia dominan.

Sebagai contoh, epistasis resesif genotip aa berbanding gen B. Kelas 9 adalah 9 A_B_ yang sudah dikenali. Untuk kelas 4, kelas 1 aabb mesti ditambah, dengan fenotip yang sama, dengan kelas 3 aaB_. Kelas 3 adalah kelas 3 A_bb.

Dalam interaksi epistatik gen pendua, nisbah fenotipik yang diperhatikan adalah 9: 6: 1. Semua individu kelas 9 A_B_ mempunyai sekurang-kurangnya satu alel bagi setiap gen A atau B. Mereka semua mempunyai fenotip yang sama.

Sebaliknya, dalam kelas 3 A_bb dan 3 aaBb, hanya terdapat alel dominan dari A atau B. Dalam kes ini, terdapat juga fenotip tunggal dan sama - tetapi berbeza dari yang lain. Akhirnya, di kelas 1 aabb tidak ada alel dominan mana-mana gen yang ada dan mewakili fenotip lain.

Mungkin kelas yang paling membingungkan adalah epistasis yang dominan, yang menunjukkan nisbah fenotipik 12: 3: 1. Di sini, dominasi A (epistatik) ke atas B (hipostatik) menyebabkan kelas 9 A-B_ bergabung dengan kelas 3 A_bb.

Fenotip B hanya akan terserlah apabila A tidak hadir di kelas 3 aaB_. Kelas resesif 1 aabb berganda tidak akan memperlihatkan fenotip yang berkaitan dengan gen A / a dan juga dengan gen B / b.

Nisbah fenotipik epistatik lain yang tidak mempunyai nama tertentu ialah 7: 6: 3, 3: 6: 3: 4 dan 11: 5.

Rujukan

1. Brooker, RJ (2017). Genetik: Analisis dan Prinsip. Pengajian Tinggi McGraw-Hill, New York, NY, Amerika Syarikat.
2. Goodenough, UW (1984) Genetik. WB Saunders Co. Ltd, Pkiladelphia, PA, Amerika Syarikat.
3. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). Pengenalan kepada Analisis Genetik (edisi ke-11). New York: WH Freeman, New York, NY, Amerika Syarikat.
4. Miko, I. (2008) Epistasis: Interaksi gen dan kesan fenotip. Pendidikan Alam 1: 197. alam.com
5. White, D., Rabago-Smith, M. (2011). Perkaitan genotip-fenotip dan warna mata manusia. Jurnal Genetik Manusia, 56: 5-7.
6. Xie, J., Qureshi, AA, Li., Y., Han, J. (2010) Kumpulan darah ABO dan kejadian barah kulit. PLOS ONE, 5: e11972.