Неменделско наследство: какво е това, примери и генетични механизми

Грегор Мендел установява някои закони в генетиката, които определя въз основа на известните си експерименти с растението грах.

Тези закони работят много добре, за да обяснят как грахът може да бъде жълт и гладък, ако е наследил гени с доминантни алели, или зелен и набръчкан, ако е наследил само рецесивни алели.

Проблемът е, че в природата не всичко е въпрос на доминация. Има наследствени черти, които се проявяват по междинен начин или зависят от повече от един ген. Това се нарича неменделово наследяване., и ще го видим по-долу.

• Свързана статия: "3 закона на Мендел и грах: това ни учат"

Какво е неменделско наследяване?

Грегор Мендел има значителен принос в изучаването на наследствеността, когато през 19 век открива как се наследяват цветът и текстурата на граха. Чрез своите изследвания той открива, че жълтият цвят и гладката текстура са характеристики, които преобладават над зеления цвят и грубата текстура.

Въз основа на това той установи известните закони на Мендел, които по същество показват, че ако доминиращ чистокръвен индивид се комбинира с рецесивен чистокръвен индивид,

първото поколение потомство от тези индивиди ще бъде генотипно хибридно, но фенотипно доминиращите черти ще бъдат показани. Например, когато съберете жълто грахово растение (AA) с такова, което има зелен грах (aa), дъщерният грах ще бъде жълт (Aa), но ще има алелите, които кодират зеления цвят и цвета жълто.

Мендел изучава само черти, които зависят от един ген (въпреки че по това време нито той, нито други учени са знаели за съществуването на гени сами по себе си). В зависимост от това дали вариант или алел на цветния ген е унаследен („A“ доминиращ и „a“ рецесивен), растението ще произведе жълт грах. или зелено и в зависимост от това дали сте наследили алел на гена за текстура („R“ доминиращ и „r“ рецесивен), грахът ще бъде гладък или груб.

Проблемът е, че в други аспекти на природата това не се случва по толкова прост начин. Характеристиките не трябва да зависят от един ген с два алела. Например цветът на човешките очи, макар и ограничен, има известна степен на разнообразие. Това разнообразие не може да се обясни с прости термини на доминиране и рецесивност, тъй като би означавало това имаше само два вида цвят на ириса, а не различните нюанси на кафяво, синьо, зелено и сиво ние знаем.

Следващия Ще видим по-подробно различните видове не-менделски механизми за наследяване, които съществуват., в допълнение към подчертаването на техните различия по отношение на законите, предложени от Мендел.

1. Кодоминиране

Мендел вижда в експериментите си с грахово зърно механизъм за унаследяване на признаци, който зависи от това дали наследственият алел е доминиращ или рецесивен. Доминиращ означава, че или чрез наследяване на два гена с един и същи алел, или чрез наследяване на един ген с доминантен алел и друг с рецесивен алел, индивидът ще покаже фенотип, определен от алела доминантен. Това е споменатият по-рано случай с жълт грах, който, въпреки че са деца на зелен грах и жълт грах, те приличат на последния.

При кодоминация това не се случва. Няма ситуация, в която един алел преобладава над другия, а по-скоро и двата са изразени еднакво в индивидуалния фенотип, чийто фенотип ще се покаже като комбинация от двете алели. За да се опитаме да разберем по-добре тази идея, ще дадем следния пример с черни пилета и бели пилета

Някои видове пилета имат ген, чийто алел определя цвета на перата им. Те могат да наследят алел, който прави перата черни (N), и могат да получат алел, който прави перата бели (B)..

И двата алела са еднакво доминиращи, няма нито един, който да е рецесивен по отношение на другия, така че въпросът е, Какво се случва, ако индивидът е генотипно хибриден (BN), тоест син на бяла кокошка (BB) и черен петел (NN)? Това, което се случва е, че няма да бъде напълно черно или напълно бяло, а комбинация от двата алела. Ще има бели пера и черни пера.

Ако цветът на оперението на кокошките зависи от доминирането, а не от кодоминирането и да кажем, че черното е доминиращ алел, хибриден индивид би имал черни пера, независимо дали е потомство на кокошка бяло.

2. непълно господство

Непълното доминиране би било по средата между доминирането, наблюдавано от Мендел, и кодоминирането, което изложихме в предишния раздел. Този тип неменделски механизъм на наследяване предполага, че фенотипът на индивида попада по средата между фенотиповете на родителите. Тоест, сякаш е смесица между характеристиките, представени от родителите.

Най-яркият пример за този тип господство е случаят с цветето на змея. Този вид цвете може да се появи в три цвята: червено (RR), бяло (BB) и розово (RB). Червените чистокръвни, когато се чифтосват с белите чистокръвни, тяхното първо поколение потомство, което ще бъде хибридно, няма да бъде нито червено, нито бяло, а розово. Червеният алел и белият алел имат еднаква сила при определяне на цвета на венчелистчетата, карайки ги да се слеят заедно, сякаш смесваме тези цветове в палитра.

От своя страна, ако хибридните индивиди се кръстосат между тях (RB x RB), техните потомци могат да бъдат червени (RR), бели (BB) и рози (RB), изпълнявайки законите на Мендел, но не по начина, по който бенедиктинският монах илюстрира със своя случай на грах.

3. множество алели

Мендел работи с гени, които се срещат само в два алела, единият алел е доминиращ, а другият рецесивен. Но истината е такава може да се окаже, че един ген има повече от два алелаи че тези алели функционират по отношение на непълно доминиране, менделско доминиране или кодоминиране, което прави разнообразието във фенотипите още по-голямо.

Пример за ген с повече от два алела се намира в козината на зайци. Този ген може да се появи в четири общи алела, като „C“ е доминиращият алел, който придава тъмен оттенък на козината, докато други три са рецесивни: алел „c^ch“, известен като чинчила, алел „c^h“, известен като хималая, и алел „c“, известен като албинос. За да имате черен заек, е достатъчно да имате ген с алел "C" и той може да бъде хибрид, но за да бъде един от другите три варианта, трябва да е чистокръвен за един от тези алели.

Имаме още един пример с кръвната група при хората.. По-голямата част от хората имат една от следните четири групи: 0, A, B или AB. В зависимост от това към коя кръвна група принадлежите, на повърхността на червените кръвни клетки ще има или няма някои молекули, наречени антигени, и може да има тип А, тип В, ​​и двата типа или просто не има ги

Алелите, които определят дали тези антигени присъстват или не, ще се наричат ​​„I^A“, „I^B“ и „i“. Първите две са доминантни над третите и кодоминантни между тях. По този начин кръвната група на индивида, показана като фенотип, ще бъде определена според следните генотипове.

• Кръвна група А: чистокръвна А (I^A) или хибридна A0 (I^Ai).
• Кръвна група B: чистокръвна B (I^B) или хибридна B0 (I^Bi).
• Кръвна група АВ: хибридна АВ (I^AI^B).
• Кръвна група 0: чистокръвна 0 (ii).

4. полигенни характеристики

Мендел изследва характеристики, които зависят от един ген. В природата обаче е нормално характеристики като интелигентност, цвят на кожата, височина или представяне на орган, зависи от кодирането на повече от един ген, тоест, че те са характеристики полигенен.

Гените, които отговарят за една и съща характеристика, могат да принадлежат към една и съща хромозома или могат да бъдат намерени в няколко разпределени хромозоми. Ако са на една и съща хромозома, най-вероятно ще се наследят заедно., въпреки че може да се окаже, че по време на кръстосването, което се случва по време на мейозата, те се разделят. Това е една от причините полигенното унаследяване да е толкова сложно.

• Може да се интересувате от: "Разлики между ДНК и РНК"

5. Плейотропия

Ако полигенните характеристики са случаят, когато дадена черта се определя от повече от един ген, плейотропията ще бъде случаят, но обратното. Това е ситуация, която възниква, когато един и същ ген кодира повече от една характеристика и следователно тези характеристики винаги се наследяват съвместно.

Пример за това е случаят със синдрома на Марфан., медицински проблем, при който засегнатото лице показва различни симптоми, като необичайно висок ръст, дълги пръсти на ръцете и краката, сърдечни проблеми и изкълчена леща. Всички тези характеристики, които може да изглеждат несвързани по никакъв начин, винаги се наследяват заедно, тъй като техният произход е мутация в един ген.

• Може да се интересувате от: "Наследствени заболявания: какво представляват, видове, характеристики и примери"

6. летални алели

Наследяването на един или друг тип ген може значително да допринесе за оцеляването на индивида. Ако индивидът е наследил ген, който кодира фенотип, който не е адаптивен към средата, в която се намира, индивидът ще има проблеми. Пример за това би била птица с бяло оперение в гора с тъмни тонове. Оперението на тази птица би я направило да се откроява на фона на клоните и тъмната зеленина на гората, което я прави много уязвима за хищници.

Има обаче гени, чиито алели са директно смъртоносни, т.е. те причиняват на индивида проблеми с оцеляването веднага след като са били заченати. Класически пример е случаят със смъртоносния жълт алел, напълно спонтанна мутация, която се появява при гризачи, мутация, която прави козината им жълта и те умират малко след раждането. В този конкретен случай леталният алел е доминиращ, но има и други случаи на летални алели, които могат да бъдат рецесивни, кодоминантни, да функционират полигенно...

7. ефекти на околната среда

Гените определят много характеристики на индивида и без съмнение те стоят зад много черти, които се проявяват под формата на техния фенотип. Те обаче не са единственият фактор, който може да накара въпросното живо същество да бъде по един или друг начин. Фактори като слънчева светлина, диета, достъп до вода, радиация и други аспекти от околната среда може значително да определи характеристиките на индивида

Именно поради тази причина, въпреки факта, че височината се определя до голяма степен от генетиката, след като са живели в място с лошо хранене и заседнал начин на живот може да доведе до нисък ръст на индивида. Друг пример е, че хората от кавказки произход, които живеят в тропически места, в крайна сметка развиват кафяв цвят на кожата поради продължително излагане на слънчева светлина.

Давайки пример от растителния свят, имаме случая с хортензиите. Тези растения ще имат венчелистчета от един или друг цвят в зависимост от pH на почвата, което ги прави сини или розови в зависимост от тяхната основност.

8. унаследяване, свързано с пола

Има характеристики, които зависят от гени, които се намират изключително в половите хромозоми., тоест X и Y, което ще означава, че един пол има малък или никакъв шанс да прояви определена черта.

По-голямата част от жените имат две X хромозоми (XX), а повечето мъже имат една X и една Y хромозома (XY). Ето две заболявания, които зависят от половите хромозоми.

Хемофилия

Хемофилията е генетично заболяване, което пречи на кръвта да се съсирва правилно. Това означава, че в случай на нараняване има склонност към кървене и в зависимост от това колко голямо е нараняването, рискът за живота е по-голям. Лица със заболяването липса на ген, който произвежда фактор на кръвосъсирването (X').

Тази болест исторически е била смъртоносна за жените поради менструация. В случая на мъжете те са имали по-голяма преживяемост, въпреки че е рядкост за тях да живеят повече от 20 години. Днес нещата са се променили благодарение на наличието на кръвопреливане, въпреки факта, че болестта се счита за сериозна и много ограничаваща.

Генът, който кодира коагулационния фактор, се намира на X хромозомата и е доминиращ. Ако една жена (X'X) има една хромозома с гена, а другата без него, тя ще произведе фактора на кръвосъсирването и няма да има заболяването, въпреки че ще бъде носител.

Човекът, който наследява X хромозома с липса на ген, няма същия късмет., тъй като, тъй като не е на Y хромозомата, той няма да има гена, който съсирва фактора и следователно ще има хемофилия (X'Y).

Поради тази причина има повече мъже, отколкото жени, които проявяват заболяването, като се има предвид, че при жените Жените, които го представят, трябва да са имали късмета да са наследили две дефектни Х хромозоми.

цветна слепота

Цветната слепота предполага слепота за определен основен цвят (червен, зелен или син) или два от тях. Най-честата от тези слепоти е невъзможността да се прави разлика между зелено и червено.

Цветната слепота също е наследствено заболяване, което зависи от пола, свързан с отделен сегмент на X хромозомата.

Това означава, че както при хемофилията, има повече мъже с далтонисти, отколкото жени с далтонисти, като се има предвид че при мъжете има само една Х хромозома и ако тя е дефектна, да или да, ще представи състояние.

От друга страна, при жените, тъй като има два X-та, ако само единият от тях е дефектен, здравата хромозома „противодейства“ на дефекта на другата.

Библиографски справки:

• Грифитс, А. Дж. F.; С. Р. Wesler; Р. ° С. Левонтин и С. b. Карол (2008). Въведение в генетичния анализ. 9-то издание. McGraw-Hill Interamericana.
• Албърт, Брей, Хопкин, Джонсън, Луис, Раф, Робъртс, Уолтър. Въведение в клетъчната биология. Панамериканска медицинска редакция.