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対立遺伝子

Hellebotoruquatus.jpg

もう10年以上前になると思いますが、園芸品種や原種がほとんど手に入らなかった頃、「トルコータス」(Helleborus torquatus)として種子を手に入れたものです。5年ほどかかってやっと開花したものの、咲いたのがこれです。恐らく雑種になっているでしょう。園芸品種に比べて弱々しく、なかなか大株にはなってくれません。栽培しにくいと言われている H. torquatus が片親になっているからかも知れません。

さて、前回のタイトル「遺伝子と形質」で出て来た「対立遺伝子」について、もう少し詳しく見てみる事にしましょう。

動物や植物は、両親から1セットずつ受け継いだ遺伝子をペアにして1つ1つの細胞の核内に持っています。ペアを作る2つの遺伝子は同じ機能(役割)を担っていて、遺伝学ではこの2つの遺伝子を「対立遺伝子」と呼びます。ただ、同じ機能を担っているとは言っても、この2つの遺伝子の間に若干の能力差があったり、何らかの原因で壊れていて機能を失っている場合があります。これら機能が低下した遺伝子や機能を失った遺伝子のDNA塩基配列(A,T,G,Cの4種類の塩基の並び方)を機器分析によって調べると、正常なものとは異なる配列になっていることが判ります。このような塩基配列の変化は「突然変異」と呼ばれ、細胞分裂時すなわち遺伝子複製時のミスや、放射線などの変異原によって引き起こされます。突然変異は一定の確率で起こり不可避ですから、もしある役割を担った遺伝子が1つしか無かったとすると致命的です。ペアになっている2つの遺伝子に同時に突然変異が起こる事は確率的にゼロに近いですから、生物は突然変異を見込んでペアで遺伝子を持つことにしたのかも知れませんね。さらに面白い事に、同じ機能を担った遺伝子が何ペアも用意されている事があり、このような遺伝子はその生物にとって重要な役割を果たしていると推測出来ます。

対立遺伝子のペアを作る2つの遺伝子が全く同じであれば「ホモ(接合)」、片方が変異をおこしたものであれば「ヘテロ(接合)」と呼びます。ところで、「純系」という言葉がありますね。遺伝学では全ての対立遺伝子がホモであることを言い、理論的には自家受精と選抜を何世代にも渡って続けることで得られます。また、育種学ではこの純系のことを「固定品種」と呼びますが、全ての遺伝子をホモにするには年月がかかりすぎるため、重要な形質に関わる遺伝子だけをホモにすることで良しとしています。

ちなみに、1つの遺伝子セットには、例えば我々人間であれば3~4万個の遺伝子が入っていて、他の動物や植物でも桁違いというのは無さそうです。これら遺伝子の本体であるDNAは、タンパクと共に染色体と呼ばれる短い糸状の物質を形成しています。教科書に出ていたアルファベットの'X'のような形のものを覚えている方は多いと思います。1つの細胞には同じ形をした染色体が2本あって、このペアを「相同染色体」と呼び、対立遺伝子が集まったものと考えれば良いでしょう。1対の対立遺伝子は相同染色体の同じ位置にあって、その位置を「遺伝子座」と呼びます。1つの遺伝子座には通常1対の対立遺伝子が乗りますが、3種類以上の遺伝子のうち2つが乗る場合があり、これを「複対立遺伝子」と呼びます。ヒトのABO血液型を決める遺伝子がこの有名な例ですね。染色体の本数は生物種によって決まっていて、ヘレボラス属ではどの種も32本(2n=32)です。

対立遺伝子は、生殖細胞すなわち卵細胞や花粉細胞を作るときに「減数分裂」によってそれぞれ別の細胞に入り、受精によってまた対を作ることになります。

今日のポイント:
対立遺伝子とは、同じ働きを担う1対の遺伝子である。
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花好きおじさんの園芸と植物に関するあれこれ。
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