Генетична сегрегация: какво е това, характеристики и примери

Живите същества възприемат два вида основни жизненоважни стратегии, що се отнася до концепцията за потомството: безполово и сексуално размножаване.

При безполовото размножаване клетка или група клетки от родителски организъм пораждат друг функционален индивид, генетично равен на своя баща или майка. Това се постига чрез разделяне, пъпки, полиембриона, партеногенеза и други сложни процеси.

От друга страна, при сексуалното размножаване има индивиди от два пола в даден вид: мъже и жени. И двете произвеждат гамети с половината генетична информация на останалите клетки (те са хаплоидни) и, когато се съберат, те пораждат зигота, която възстановява нормалното си хромозомно число (диплоидия). Този процес е много по-скъп от предишния, но има редица предимства, които сами по себе си обясняват еволюцията.

При безполовото размножаване всички потомци са равни на родителския организъм. От друга страна, при полов живот всяко дете има различен генетичен състав, тъй като половината от хромозомите му са по майчина линия, а другата половина по бащина. Поради кръстосването, хромозомните пермутации и други процеси, протичащи по време на мейозата, никой син не е същият като брат си (освен ако не са близнаци). След това ви казваме какво общо има

генетична сегрегация с всички тези условия.

• Свързана статия: „Превод на ДНК: какво е това и какви са неговите фази“

Какво е генетична сегрегация?

Ако сте се интересували от генетика в даден момент от живота си, това със сигурност ви звучи познато Грегор Мендел. Този монасин от Августин, католик и натуралист, формулира благодарение на своите експерименти с грах (Pisum sativum) повече от добре познатите закони на Мендел, публикувани между 1865 и 1866 г. За съжаление тези документи започват да придобиват популярност в научната култура едва през 1900 г., когато Мендел вече е починал.

От своя страна, терминът "генетична сегрегация" се отнася до разпространението на гени от родители към деца по време на мейоза, тоест защо на генома, произтичащ от потомството след обединението на различни родители. За да илюстрираме механизмите на генната сегрегация, ще бъде от голяма помощ да разгледаме накратко трите закона на Мендел, поради което специално споменахме неговата фигура.

Тъй като ще се потопим в света на Мендел, трябва да поставим някои основи. На първо място трябва да се отбележи, че ще се съсредоточим върху диплоидни същества, т.е. животни и растения, които представят в ядрото си два комплекта хомоложни хромозоми от всеки тип (2n). Ако човешкото същество има 46 хромозоми във всяка клетка, 23 идват от майката и 23 от бащата.

Във всяка хромозома има поредица от подредени ДНК последователности, които имат информацията, необходима за синтезиране на протеини или РНК: гени. От друга страна, всеки ген може да има различни „форми“, които зависят от нуклеотидната последователност, които се наричат ​​алели. Тъй като имаме две хромозоми от всеки тип в нашите клетъчни ядра, ние твърдим, че имаме и два алела за всеки ген.

Специфичен алел, според типичната менделска генетика, може да бъде доминиращ (A) или рецесивен (a). Доминиращи алели са тези, които се експресират независимо от партньора си (AA или Aa), докато рецесивните алели изискват и двата алела да са еднакви за един и същ ген (aa). За даден ген индивидът може да бъде хомозиготен доминант (AA), хомозиготен рецесивен (aa) или хетерозиготен (Aa). В последния случай се изразява доминиращата черта (А), а другата е маскирана (а).

Имайки предвид тези идеи, можем само да изясним това генотипът е съвкупността от генетична информация под формата на ДНК, носена от конкретно живо същество, докато фенотипът е частта от този геном, която се изразява на видимото ниво.

На този етап трябва да се подчертае, че фенотипът е продукт на околната среда и гените, така че геномът не винаги напълно обяснява външните черти. Сега нека разгледаме законите на Мендел.

Фенотип: генотип + среда

1. Принцип на еднаквост (1-во поколение)

Да вземем измислен пример, който се отклонява малко от типичните менделови грахови семена. Представете си с нас за момент, че вид птици има в генома си гена COL1, който кодира оцветяването на перата.

На свой ред този ген има два варианта: COL1A и COL1a. Първият алел (А) е доминиращ и се проявява на ниво фенотип с червен оттенък, докато вторият (а) е рецесивен и се проявява с жълт цвят.

Според принципа на еднаквост, ако двама хомозиготни родители се съберат (единият има двата алела AA, а другият двата алея aa), всички деца ще бъдат хетерозиготни (Aa) за този ген, без изключение. По този начин единият от родителите ще бъде червен (AA), другият ще бъде жълт (aa) и всички потомци също ще бъдат червени (Aa), тъй като червената черта е насложена върху жълтата.

• Може да се интересувате от: "Хромозоми: какви са те, характеристики и как работят"

2. Принцип на сегрегация (второ поколение)

Нека видим сега какво ще стане, ако това червено поколение (Aa) бъде възпроизведено сред него. Първо прилагаме формулата и след това обясняваме резултата:

Aa x Aa = ¼ AA, ¼ Aa, ¼ Aa, ¼ aa

Въз основа на тези стойности, ако две хетерозиготи се кръстосват за даден ген, 1 на 4 малки ще бъде хомозиготно доминиращо, 2 на 4 ще бъде хетерозиготно и 1 на 4 ще бъде хомозиготно рецесивно.

Ако се върнем към нашия пример, ще видим, че три от четири червени деца излизат от двама сдвоени червени родители също (Aa и AA), но един от тях възстановява жълтия фенотип (aa), който е бил маскиран през поколението предишен.

По този начин честотата на червената черта се разпределя в популацията в съотношение 3: 1. С този много основен статистически извод е показано, че родителските алели се секретират по време на производството на гамети чрез мейотично клетъчно делене.

3. Независим принцип на предаване (3-то поколение)

За да видим как се разпределят алелите, ако кръстосваме членове от трето поколение сред тях, ще ни трябва таблица с общо 16 интервала, тъй като всеки вариант (AA, Aa, Aa и aa) може да бъде възпроизведен с всеки от останалите (4x4: 16).

Няма да се фокусираме върху тези резултати, тъй като от предишния пример ни стана ясно, че доминиращата червена черта е тази, която ще преобладава в цвета на перата на нашите птици.

Във всеки случай се интересуваме от спасяването на идея за принципа на независимото предаване: различни признаци, кодирани от различни гени, се наследяват независимоС други думи, моделът на наследяване на характеристиката „цвят на пера“, който сме ви показали, не трябва да влияе върху характера „размер на клюна“. Това се отнася само за гени, които са на различни хромозоми или на значителни разстояния в рамките на една и съща хромозома.

Ограниченията на постулациите за генетична сегрегация

Въпреки че тези закони поставиха основите на това, което сега познаваме като генетично наследство (и следователно, генетика молекулярни и всички аспекти на дисциплината), е необходимо да се признае, че те падат малко след получаване на определени знания.

Например, Тези приложения не отчитат въздействието на околната среда върху фенотипа (външен вид на екземпляра) и генотипа (неговия геном). Ако от действието на слънчевите лъчи перата на нашите птици избледняват (нещо без никакви само например), възможно е фенотипът на червените птици да стане оранжев, а не Червен. Въпреки че са екземпляри с алели AA или Aa за гена COL1, околната среда модифицира външното и видимото.

Възможно е също така цветът на перата да е кодиран от взаимодействието между няколко гена, като COL1, COL2, COL3 и COL4. Освен това си представете, че един от тях има по-голямо преобладаване над останалите и е по-решаващ за крайния фенотип. Тук влизат в действие 8 различни алела и много сложни генетични проблеми, които не могат да бъдат обяснени само със законите на Мендел, така че би било време да навлезем в полетата на количествената генетика.

Като последно уточнение искаме да изясним, че всички цитирани тук примери са фиктивни, тъй като нямаме знания за това дали наистина има ген COL1, който кодира една или друга тоналност в даден вид птица в природата. Човешкото същество има около 25 000 гена в своя геномТака че представете си, че трябва да твърдите или отричате съществуването на фенотипове и генотипове в много други диви видове, които дори не са секвенирани.

Това, което искаме да изясним, е, че с тези закони на генетичната сегрегация, които ви показахме чрез примери, това е обяснено отделянето на алели по време на производството на гамети чрез мейотично клетъчно делене в събития репродуктивна. Въпреки че много черти не се управляват от тези механизми, те винаги са добра отправна точка за започване на изследването на гените, било то на образователно или професионално ниво.