Nemendelovská dědičnost: co to je, příklady a genetické mechanismy

Gregor Mendel zavedl některé zákony o genetice, které určil na základě svých slavných experimentů s hrachorem.

Tyto zákony velmi dobře vysvětlily, jak může být hrách žlutý a hladký, pokud zdědil geny s dominantními alelami, nebo zelený a vrásčitý, pokud zdědil pouze recesivní alely.

Problém je, že v přírodě není vše otázkou dominance. Existují dědičné znaky, které se projevují přechodným způsobem nebo které závisí na více než jednom genu. Tomu se říká nemendelovská dědičnost., a uvidíme to níže.

• Související článek: "Mendelovy 3 zákony a hrách: to nás učí"

Co je nemendelovská dědičnost?

Gregor Mendel významně přispěl ke studiu dědičnosti, když v 19. století objevil jak se dědila barva a struktura hrášku. Svým výzkumem zjistil, že žlutá barva a hladká textura byly vlastnosti, které převažovaly nad zelenou barvou a hrubou strukturou.

Na základě toho stanovil slavné Mendelovy zákony, které v podstatě naznačují, že pokud se spojí dominantní čistokrevný jedinec s recesivním čistokrevným jedincem, první generace potomků těchto jedinců bude genotypově hybridní

, ale fenotypově budou zobrazeny dominantní rysy. Například, když dáváte dohromady rostlinu žlutého hrachu (AA) s rostlinou, která má zelený hrášek (aa), dceřiný hrášek bude žlutý (Aa), ale bude mít alely, které kódují zelenou barvu a barvu žlutá.

Mendel studoval pouze znaky, které závisely na jediném genu (ačkoli v té době ani on, ani jiní vědci nevěděli o existenci genů jako takových). V závislosti na tom, zda byla zděděna varianta nebo alela barevného genu ('A' dominantní a 'a' recesivní), by rostlina produkovala žlutý hrách. nebo zelený a v závislosti na tom, zda jste zdědili alelu texturového genu ('R' dominantní a 'r' recesivní), by hrášek byl hladký resp. hrubý.

Problém je v tom, že v jiných aspektech přírody se to tak jednoduchým způsobem neděje. Vlastnosti nemusí záviset na jediném genu se dvěma alelami. Například barva lidských očí, i když je omezená, existuje určitý stupeň rozmanitosti. Tuto rozmanitost nelze vysvětlit jednoduchými termíny dominance a recesivity, protože by to znamenalo byly jen dva typy barvy duhovky, ne různé odstíny hnědé, modré, zelené a šedé víme.

další Uvidíme podrobněji různé typy mechanismů nemendelovské dědičnosti, které existují., kromě toho, že zdůrazňuje jejich odlišnosti s ohledem na zákony navržené Mendelem.

1. Kodominance

Mendel ve svých experimentech s hráškem viděl mechanismus dědičnosti znaků, který závisel na tom, zda je zděděná alela dominantní nebo recesivní. Dominantní znamená, že buď zděděním dvou genů se stejnou alelou, nebo zděděním jednoho genu dominantní alela a další s recesivní alelou, jedinec bude vykazovat fenotyp určený alelou dominantní. Toto je dříve zmíněný případ žlutého hrášku, který přestože jsou dětmi zeleného a žlutého hrášku, podobají se druhému.

V kodominanci k tomu nedochází. Neexistuje situace, kdy by jedna alela převažovala nad druhou, ale spíše jsou vyjádřeny obě stejně v individuálním fenotypu, jehož fenotyp se projeví jako kombinace obou alely. Abychom se pokusili lépe porozumět této myšlence, uvedeme následující příklad s černými kuřaty a bílými kuřaty

Některé druhy kuřat mají gen, jehož alela určuje barvu jejich peří. Mohou zdědit alelu, díky které je peří černé (N), a mohou obdržet alelu, díky níž je peří bílé (B)..

Obě alely jsou stejně dominantní, neexistuje žádná, která by byla vůči té druhé recesivní, takže otázka zní: Co se stane, když je jedinec genotypově hybridní (BN), tedy syn bílé slepice (BB) a černého kohouta (NN)? Stane se, že to nebude úplně černé nebo úplně bílé, ale kombinace obou alel. Bude mít bílé peří a černé peří.

Pokud by barva opeření slepic závisela na dominanci a ne na kodominanci a řekněme, že černá je dominantní alelou, hybridní jedinec by měl černé peří, bez ohledu na to, zda jde o potomstvo slepice bílý.

2. neúplná dominance

Neúplná dominance by byla na půli cesty mezi dominancí, kterou viděl Mendel, a kodominancí, kterou jsme odhalili v předchozí části. Tento typ mechanismu nemendelovské dědičnosti znamená, že fenotyp jedince spadá do poloviny mezi fenotypy rodičů. To znamená, jako by to byla směs mezi vlastnostmi prezentovanými rodiči.

Nejjasnějším příkladem tohoto typu dominance je případ hledíkovité květiny. Tento typ květiny se může objevit ve třech barvách: červená (RR), bílá (BB) a růžová (RB). Červení čistokrevníci, když se spářili s bílými čistokrevnými, jejich první generace potomků, kteří budou kříženci, nebude ani červená, ani bílá, ale růžová. Červená alela a bílá alela mají stejnou sílu při určování barvy okvětních lístků, což způsobí, že se smíchají dohromady, jako bychom tyto barvy míchali na paletě.

Pokud jsou hybridní jedinci kříženi mezi nimi (RB x RB), jejich potomci mohou být červení (RR), bílí (BB) a růže (RB), splňující Mendelovy zákony, i když ne tak, jak to benediktinský mnich doložil svým případem hrášek.

3. více alel

Mendel pracoval s geny, které se vyskytovaly pouze ve dvou alelách, jedna alela byla dominantní a druhá recesivní. Ale pravda je taková může se stát, že gen má více než dvě alelya že tyto alely fungují ve smyslu neúplné dominance, mendelovské dominance nebo kodominance, což činí diverzitu ve fenotypech ještě větší.

Příklad genu s více než dvěma alelami se nachází v srsti králíků. Tento gen se může vyskytovat ve čtyřech běžných alelách, přičemž „C“ je dominantní alela, která dodává srsti tmavý odstín, zatímco tři další jsou recesivní: alela „c^ch“, známá jako činčila, alela „c^h“, známá jako himalaya, a alela „c“, známá jako albín. K mít černého králíka stačí mít gen s alelou 'C' a může to být hybrid, ale aby to byla jedna z dalších tří variant, musí být čistokrevný pro jednu z těch alel.

Máme další příklad s krevní skupinou u lidí.. Naprostá většina lidí má jednu z následujících čtyř skupin: 0, A, B nebo AB. V závislosti na tom, ke které krevní skupině patříte, na povrchu červených krvinek nějaké budou nebo ne molekuly, nazývané antigeny, a může existovat typ A, typ B, oba typy, nebo prostě ne mít je

Alely, které určují, zda jsou tyto antigeny přítomny či nikoli, se budou nazývat 'I^A', 'I^B' a 'i'. První dva jsou dominantní nad třetím a kodominantní mezi nimi. Krevní skupina jedince, znázorněná jako fenotyp, bude tedy určena podle následujících genotypů.

• Krevní skupina A: čistokrevná A (I^A) nebo hybridní A0 (I^Ai).
• Krev typu B: čistokrevná B (I^B) nebo hybridní B0 (I^Bi).
• Krev typu AB: hybridní AB (I^AI^B).
• Krev typu 0: čistokrevná 0 (ii).

4. polygenní vlastnosti

Mendel zkoumal vlastnosti, které závisely na jediném genu. V přírodě je však normální pro vlastnosti, jako je inteligence, barva pleti, výška nebo prezentovat orgán, závisí na kódování více než jednoho genu, to znamená, že jde o vlastnosti polygenní.

Geny, které mají na starosti stejnou charakteristiku, mohou patřit ke stejnému chromozomu nebo se mohou nacházet v několika distribuovaných chromozomech. Pokud jsou na stejném chromozomu, s největší pravděpodobností budou zděděny společně., i když se může stát, že se během přechodu, ke kterému dochází během meiózy, oddělí. To je jeden z důvodů, proč je polygenní dědičnost tak komplikovaná.

• Mohlo by vás zajímat: "Rozdíly mezi DNA a RNA"

5. Pleiotropie

Jsou-li polygenní charakteristiky případem, kdy je rys určován více než jedním genem, pleiotropie by nastala, ale obráceně. Je to situace, která nastává, když stejný gen kóduje více než jednu charakteristiku, a proto se tyto vlastnosti vždy dědí společně.

Příkladem toho je případ Marfanova syndromu., zdravotní problém, při kterém se u postižené osoby projevují různé příznaky, jako je neobvykle vysoká postava, dlouhé prsty na rukou a nohou, srdeční problémy a vykloubená čočka. Všechny tyto vlastnosti, které se mohou zdát jakkoli nesouvisející, se vždy dědí společně, protože jejich původem je mutace v jediném genu.

• Mohlo by vás zajímat: "Dědičná onemocnění: co jsou, typy, vlastnosti a příklady"

6. smrtelné alely

Zdědění jednoho nebo druhého typu genu může významně přispět k přežití jedince. Pokud jedinec zdědil gen, který kóduje fenotyp, který není adaptivní na prostředí, ve kterém se nachází, jedinec bude mít problémy. Příkladem toho může být pták s bílým peřím v lese s tmavými tóny. Díky opeření tohoto ptáka vynikne proti větvím a tmavému listí lesa, takže je velmi zranitelný vůči predátorům.

Nicméně existuje geny, jejichž alely jsou přímo smrtelné, to znamená, že způsobují, že jedinec má problémy s přežitím, jakmile byl počat. Klasickým příkladem je případ letální žluté alely, zcela spontánní mutace, která se vyskytuje u hlodavců, mutace, která způsobuje, že jejich srst zežloutne a tito zemřou krátce po narození. V tomto konkrétním případě je letální alela dominantní, ale existují i ​​další případy letálních alel, které mohou být recesivní, kodominantní, fungovat polygenně...

7. vlivy prostředí

Geny určují mnoho vlastností jedince a nepochybně stojí za mnoha rysy, které se projevují v podobě jejich fenotypu. Nejsou však jediným faktorem, který může způsobit, že dotyčná živá bytost bude tak či onak. Faktory jako sluneční záření, strava, přístup k vodě, záření a další aspekty z prostředí může významně určovat vlastnosti jedince

Z tohoto důvodu, navzdory skutečnosti, že výška je do značné míry určována genetikou, žil v místo se špatnou výživou a se sedavým způsobem života může způsobit, že jedinec bude malý. Dalším příkladem je, že lidé kavkazského původu, kteří žijí v tropických oblastech, si nakonec vyvinou hnědý odstín pleti kvůli dlouhodobému vystavení slunečnímu záření.

Uvedeme-li příklad ze světa rostlin, máme případ hortenzií. Tyto rostliny budou mít okvětní lístky jedné nebo druhé barvy v závislosti na pH půdy, takže budou modré nebo růžové v závislosti na jejich zásaditosti.

8. dědičnost vázaná na pohlaví

Existují vlastnosti, které závisí na genech, které se nacházejí výhradně na pohlavních chromozomech., tedy X a Y, což bude znamenat, že pohlaví má malou nebo žádnou šanci projevit určitou vlastnost.

Naprostá většina žen má dva chromozomy X (XX) a většina mužů má jeden chromozom X a jeden chromozom Y (XY). Zde jsou dvě nemoci, které závisí na pohlavních chromozomech.

Hemofilie

Hemofilie je genetické onemocnění, které brání správnému srážení krve. To znamená, že v případě poranění existuje tendence ke krvácení a v závislosti na tom, jak velké zranění je, je ohrožení života větší. Jedinci s onemocněním chybí gen, který vytváří srážecí faktor (X').

Tato nemoc byla historicky pro ženy smrtelná kvůli menstruaci. V případě mužů měli větší přežití, i když bylo vzácné, aby se dožili více než 20 let. Dnes se to díky existenci krevních transfuzí změnilo, přestože je tato nemoc považována za závažnou a velmi omezující.

Gen, který kóduje koagulační faktor, se nachází na chromozomu X a je dominantní. Pokud má žena (X'X) jeden chromozom s genem a druhý bez něj, bude produkovat srážecí faktor a nebude mít nemoc, ačkoli bude přenašečkou.

Muž, který zdědí chromozom X s absencí genu, nemá stejné štěstí.Protože se nenachází na chromozomu Y, nebude mít gen, který faktor sráží, a proto bude mít hemofilii (X'Y).

Z tohoto důvodu je u žen více mužů než žen, vzhledem k tomu, že u žen Ženy, které to prezentovaly, musely mít tu smůlu, že zdědily dva vadné X chromozomy.

barvoslepost

Barvoslepost znamená slepotu na určitou základní barvu (červenou, zelenou nebo modrou), nebo dvě z nich. Nejběžnější z těchto slepot je neschopnost rozlišovat mezi zelenou a červenou.

Barvoslepost je také dědičné onemocnění závislé na pohlaví, spojený s odlišným segmentem na X chromozomu.

To znamená, že stejně jako u hemofilie je více barvoslepých mužů než barvoslepých žen že v případě mužů je pouze jeden chromozom X, a pokud je vadný, ano nebo ano, bude představovat stav.

Na druhou stranu u žen, protože existují dvě X, pokud je vadné pouze jedno z nich, zdravý chromozom „působí“ proti defektu druhého.

Bibliografické odkazy:

• Griffiths, A. J. F.; S. R. Wesler; R. C. Lewontin & S. b. Carroll (2008). Úvod do genetické analýzy. 9. vydání. McGraw-Hill Interamericana.
• Albert, Bray, Hopkin, Johnson, Lewis, Raff, Roberts, Walter. Úvod do buněčné biologie. Panamerican Medical Editorial.