# Interakcija gena

**Interakcija gena** podrazumijeva međudjejstvo dva ili više gena u realizaciji sinteze jednog i/ili više strukturnih ili enzimskih proteina. Priroda te interakcije bitno zavisi od broja involviranih gena i funkcionalnih relacija među njihovim alelima. Metodološki razlozi sugeriraju potrebu distinkcije dva oblika ovog pojma: *interakcija alelnih gena* i *interakcija nealelnih gena*.

## Interakcija alelnih gena

**Interakcija alelnih gena** (*alela*, *alelogena*) se ispoljava u ti osnovna oblika.

* Dominantnost – recesivnost (*A*1 > *A*2) rezultira pojavom da heterozigoti (*A*1*A*2) imaju istovjetan fenotip kao i dominantni homozigoti (*A*1*A*1), odnosno da se fenotipski ispoljava funkcija samo jednog – dominantnog alela (*A*1), dok su fenotipski efekti drugog (*A*2) u recesiji (prikriveni), tj. nezamjetljivi. Mogući fenotipski efekti recesivnog alela su “maskirani” i ispoljavaju se samo u njegovom homozigotnom stanju (*A*2*A*2). Pritom je ovaj oblik interakcije najčešće posljedica djelimičnog ili potpunog gubitka sposobnosti recesivnog alela da kodiranje sinteze specifičnog produkta dovede do njenog finalnog oblika (koji je karakterističan za funkciju izvornog – "divljeg tipa" alela).

Panetov (Punnett) kvadrat ilustrira intermedijarnost (nekompletnu dominantnost). U ovom primjeru, crvena boja cvijeta je vezana za aktivnost alela *R* pomiješanog sa produktom alela *r* (za bijelo); heterozigotne biljke - *Rr* imaju ljubičaste cvjetove
* Kodominantnost (*A*<>*A*) je osobena varijacija kodominacije dvaju alela nad trećim. Manifestira u pojavi da su heterozigotne jedinke istovremeno obilježene produktima oba prisutna alela; specifična supstanca koju kodira svaki od njih strukturno je istovjetna u oba moguća genotipa.
* Intermedijarnost (nekompletna dominantnost) (A1→←A2) se ispoljava u takvoj alternativnoj fenotipskoj varijanti koja ne odražava funkciju nijednog od prisutnih alela, tj. u pojavi osobenog “međufenotipa” – međuprodukta *A*1 i *A*2. Najčešće je posljedica nepotpune dominantnosti odgovarajućeg alela.

### Penetrabilnost i ekspresivnost

**Penetrabilnost** i **ekspresivnost** su fenomeni koji uveliko otežavaju pouzdanu detekciju prirode interakcije alelnih gena.

* Penetrabilnost (probojnost) određenog gena se izražava kao relativna učestalost individua istog genotipa u čijem se fenotipu ispoljava njegova funkcija. Zapaženo je, naime, da se prisustvo odgovarajućeg alela u individualnom genotipu (ponekad) ne ispoljava u fenotipu svih pripadajućih individua.
* Ekspresivnost (izražajnost) jeste intezitet izražavanja alela u fenotipu jedinke, koji, ponekad, može varirati u veoma širokom rasponu.

## Interakcija nealelnih gena

**Nealelni geni** je pojam koji podrazumijeva mnoge oblike sudjejstva alela različitih gena, tj. onih alelogenena koji se ne javljaju na istom genskom lokusu. Ovaj termin se najčešće upotrebljava u distinkciji interakcije gena, budući da u ispoljavanju promatrane fenotipske oznake mogu učestvovati aleli jednog ili cijele galaksije gena (lokusa).

Priroda interakcije nealelnih gena bitno ovisi o prirodi varijacije svojstva koje diraju, tj. da li se radi o kvalitativnim ili kvantitativnim svojstvima.Interakcija nealelnih gena obuhvata veoma široku lepezu različitih oblika sudjelovanja genetičkih determinatora sa dva ili (mnogo) više genskih lokusa u formiranju pojedinih kvalitativnih i kvantitativnih fenotipskih svojstava.

### Kvalitativna svojstva

U kontroli heritabilnog dijela kvalitativne individualne varijecije, interakcija nealelnih gena se ispoljava u nekoliko osobenih oblika, kao što su: *koakcija*, *epistaza–hipostaza*, *komplementacija*, *inhibicija* i sl.

* **Koakcija** (izvorno poznatija kao interakcija – jedan od ranih primjera interakcije nealelnih gena – u užem smislu pojma) odnosi se na fenomene u kojima geni sa dva ili više lokusa kontroliraju formiranje istog svojstva. Registrira se na osnovu nezavisnog razdvajanja gena u F2 generaciji potomaka dvostrukih homozigota. Pritom je jedan roditelj dominantni homozigot po prvom, a recesivan po drugom lokusu, dok je drugi recesivni homozigot po prvom, a dominantni po drugom. Tada se u F2 generaciji javljaju četiri fenotipa u omjeru koji je svojstven ishodu dihibridnog ukrštanja: 9 (*AB*) : 3 (*Ab*) : 3 (*aB*) : 1 (*ab*), pri čemu se posljednji – sa relativnom frekvencijom od 1/16 – nije pojavljivao ni u roditeljskom (*P*) ni u *F1* pokoljenju.
* **Epistaza – hipostaza** je vid interakcije nealelnih gena u kojem dominantni alel jednog lokusa ima snažniju ekspresiju od dominantnog alela drugog gena. Ispoljeni gen je pritom epistatičan, u odnosu na “maskirani” hipostatični gen sa drugog lokusa. Tako, npr., jedna od važećih hipoteza o prirodi nasljeđivanja boje kose počiva na mogućnosti da je ona određena genima sa dva lokusa. Jedan od njih je odgovoran za produkciju tamnog pigmenta (melanina), a drugi za sintezu crvenog pigmenta (karotena). Kada se u individualnom genotipu na oba lokusa istovremeno pojave dominantni aleli (za visoku produkciju odgovarajućih pigmenata), efekti gena za sintezu crvenog pigmenta bivaju potpuno prikriveni tamnim melaninom. Međutim, u kombinacijama sa alelima koji sa odgovarajućeg lokusa kreiraju manje intenzivne nijanse tamnog pigmenta, produkti gena za sintezu crvenog pigmenta postaju vidljivi u osebujnim ekspresijama relacija sa tamnom bojom, učestvujući u komponiranju: kestenjasto–crvenkastih, zlatastoplavih, zlatastocrvenih, jarkocrvenih i drugih tonova riđe kose.
* **Komplementacija** predstavlja genetički fenomen koji zavisi od pune i nadopunjavajuće funkcije dva ili više produktivnih alela (sa dva ili više genskih lokusa). Jedan od primjera ovog oblika interakcije nealelnih gena manifestira se u sintezi imunoglobulina, čija molekula nastaje integracijom polipeptidnih (lakih i teških) lanaca, kodiranih sa dva nezavisna genska lokusa.
* **Adicija** podrazumijeva sumiranje pojedinačnih fenotipskih efekata nealelnih gena određenog genotipa. Tako se, npr., pretpostavlja da, u izvjesnim konstelacijama, produkti viralnih (*v–onc*) i ćelijskih onkogena imaju zajedničke (zbirne) kancerogene efekte.
* **Duplikacija** je sumiranje (udvostručavanje) fenotipskih efekata nealelnih gena koji se javljaju u dvije kopije (duplikanata), a učestvuju u determinaciji istog svojstva. Npr., hemoglobini su građeni od nekoliko lanaca: α, β, γ i δ, koji su vjerovatno nastali jedni od drugih. Lanci β i δ, a vjerovatno i γ su blisko vezani, što sugerira porijeklo “tandemske” duplikacije. Moguće da je translokacija razdvojila izvorno susjedne dupikante s obzirom da geni koji kodiraju α i β lance nisu vezani.
* **Supresija** je oblik interakcije nealelnih gena koji se očituje u odsustvu fenotipske ekspresije alela određenog genskog lokusa, usljed djelovanja alela nekog drugog lokusa. Tako su, npr. tumor–supresorsorski geni uključeni u razvoj nekih familijarnih kancera. Heterozigoti, koji nasljeđuju defekt u po jednoj kopiji svakog gena, imaju mnogo izraženije predispozicije za razvoj različitih formi kancera, što je u mnogim slučajevima posljedica gubitka ili inaktivacije normalnih kopija gena u somatskim ćelijama.

Teorijski gledano, pomenuti oblici i njihove modifikacije, u ovoj kategoriji interakcije nealelnih gena, određuju slijedeće omjere fenotipova u F2 generaciji mogućih reproduktivnih parova:

* *recesivna epistaza* – 9 (*AB*) : 3 (*Ab*) : 4 (3*aB* + 1 *ab*);
* *dominantna epistaza* (modificirajuća interakcija dominantnog supresora) – 12 (9*AB* + 3*Ab*) : 3 (*aB*) : 1 (*ab*);
* *komplementacija* – 9 (*AB*) : 7 (3*Ab* + 3*aB* + 1*ab*);
* *modificirajuća interakcija recesivnog supresora* – 13 (9*AB* + 3*Ab* + 1ab) : 3 (*aB*);
* *adicija efekata dominantnih gena* – 9 (*AB*) : 6 (3*Ab* + 3*aB*) : 1 (*ab*);
* *duplikacija lokusa* (uz obostrano prisustvo dominantnih gena) – 15 (9*AB* + 3*Ab* + 3aB) : 1 (*ab*).

### Kvantitativna svojstva

Fenotipska ekspresija nasljedne komponente ukupne varijacije određenog kvantitativnog svojstva determinirana je djelovanjem više gena (*poligena* – *poligensko nasljeđivanje*). Osnovni oblik interakcije nealelnih gena u odgovarajućoj poligenskoj seriji je adicija pojedinačih – obično malih – efekata alelnih varijanti uključenih lokusa. Ova konstatacija se podjednako odnosi na genetičku kontrolu tipičnih kvantitativnih svojstava kao i na količinske odrednice karaktera u kojima određeni kvantiteti (ili njihove kombinacije) prelaze u (konvencionalne) kvalitete, tj. na pražna ("*threshold*") kvalitativna svojstva. Međutim, treba istaknuti da se u svim varijantama svojih aplikacija poligenska teorija bavi nasljednom determinacijom metričkih i merističkih karaktera. U literaturi se relativno često susreću primjeri koji u poligenske osobine svrstavaju sve komponente individualnog fenotipa kontrolisane genetičkim determinatorima sa dva ili više lokusa. Ta činjenica zahtijeva nešto konkretnije razmatranje problema prepokrivanja pojmova (i pojava) oligogenskog i poligenskog nasljeđivanja. Teorijski gledano, poligenska serija može da sadrži od dva lokusa do (gotovo) beskonačno mnogo gena. S druge strane, pod oligogenskim nasljeđivanjem se podrazumijeva pojava genetičke kontrole pojedinih fenotipskih svojstava malim brojem genskih lokusa, uz obavezno prisustvo “major” gena u oligogenskom bloku. Pošto je uticaj negenetičkih činilaca i “minor” gena iz odgovarajuće serije na fenotipsko ispoljavanje ovakvih osobina gotovo beznačajan, one se obično tretiraju kao monogenske.

## Reference

## Povezano

* Genetika
* Genetička informacija