Ikke-mendelsk arv: hvad det er, eksempler og genetiske mekanismer

Gregor Mendel etablerede nogle love om genetik, som han bestemte baseret på hans berømte eksperimenter med ærteplanten.

Disse love fungerede meget godt til at forklare, hvordan ærter kunne være gule og glatte, hvis de arvede gener med dominerende alleler, eller grønne og rynkede, hvis de kun arvede recessive alleler.

Problemet er, at i naturen er alt ikke et spørgsmål om dominans. Der er arvelige egenskaber, der manifesterer sig på en mellemliggende måde, eller som afhænger af mere end ét gen. Dette er blevet kaldt ikke-mendelsk arv., og vi vil se det nedenfor.

• Relateret artikel: "Mendels 3 love og ærter: dette er, hvad de lærer os"

Hvad er ikke-mendelsk arv?

Gregor Mendel ydede et væsentligt bidrag til studiet af arvelighed, da han tilbage i det 19. århundrede opdagede hvordan ærternes farve og tekstur gik i arv. Gennem sine undersøgelser opdagede han, at den gule farve og den glatte tekstur var karakteristika, der sejrede frem for den grønne farve og den ru tekstur.

Baseret på dette etablerede han Mendels berømte love, der i bund og grund indikerer, at hvis et dominerende racerent individ kombineres med et recessivt racerent individ,

den første generation af afkom fra disse individer vil være genotypisk hybrid, men fænotypisk vil de dominerende træk blive vist. For eksempel, når man sammensætter en gul ærteplante (AA) med en, der har grønne ærter (aa), er den datterærter vil være gule (Aa), men vil have allelerne, der koder for farven grøn og farven gul.

Mendel studerede kun egenskaber, der var afhængige af et enkelt gen (selvom på det tidspunkt hverken han eller andre videnskabsmænd kendte til eksistensen af ​​gener i sig selv). Afhængigt af om en variant eller allel af farvegenet blev nedarvet ('A' dominant og 'a' recessiv), ville planten producere gule ærter. eller grøn, og afhængigt af om du har arvet en allel af teksturgenet ('R' dominant og 'r' recessiv), ville ærterne være glatte eller ru.

Problemet er, at i andre aspekter af naturen sker det ikke på så simpel en måde. Egenskaber behøver ikke at afhænge af et enkelt gen med to alleler. For eksempel, farven på menneskelige øjne, mens begrænset, er der en vis grad af variation. Denne variation kunne ikke forklares i simple termer af dominans og recessivitet, da det ville antyde det der var kun to typer irisfarve, ikke de forskellige nuancer af brun, blå, grøn og grå vi ved.

Næste Vi vil se mere detaljeret de forskellige typer af ikke-Mendelianske arvemekanismer, der findes., ud over at fremhæve deres forskelle med hensyn til lovene foreslået af Mendel.

1. Kodominans

Mendel så med sine eksperimenter med ærten en mekanisme for nedarvning af egenskaber, der afhang af, om den nedarvede allel var dominant eller recessiv. Dominant betyder, at enten ved at arve to gener med samme allel eller ved at arve ét gen med dominerende allel og en anden med den recessive allel, vil individet vise en fænotype bestemt af allelen dominerende. Dette er det tidligere nævnte tilfælde af gule ærter, som på trods af at de er børn af grønne ærter og gule ærter, ligner de sidstnævnte.

I codominans sker dette ikke. Der er ikke en situation, hvor den ene allel råder over den anden, men derimod begge er udtrykt ligeligt i den enkelte fænotype, hvis fænotype vil vise sig som en kombination af begge alleler. For at prøve at forstå denne idé bedre, vil vi sætte følgende eksempel med sorte kyllinger og hvide kyllinger

Visse typer kyllinger har et gen, hvis allel bestemmer farven på deres fjer. De kan arve en allel, der gør fjer sorte (N), og de kan modtage en allel, der gør fjer hvide (B)..

Begge alleler er lige dominerende, der er ingen, der er recessiv i forhold til den anden, så spørgsmålet er, Hvad sker der, hvis et individ er genotypisk hybrid (BN), det vil sige søn af en hvid høne (BB) og en sort hane (NN)? Det der sker er, at det ikke bliver helt sort eller helt hvidt, men en kombination af begge alleler. Det vil have hvide fjer og sorte fjer.

Hvis farven på hønernes fjerdragt afhang af dominans og ikke af codominans, og lad os sige, at sort er dominerende allel, ville et hybridindivid have sorte fjer, uanset om det er afkom af en høne hvid.

2. ufuldstændig dominans

Ufuldstændig dominans ville være halvvejs mellem dominansen set af Mendel og den codominans, som vi har afsløret i det foregående afsnit. Denne type ikke-Mendeliansk arvemekanisme indebærer, at et individs fænotype falder halvvejs mellem forældrenes fænotyper. Det vil sige, at det er, som om det var en blanding mellem de karakteristika, som forældrene præsenterer.

Det klareste eksempel på denne type dominans er tilfældet med løvdrageblomsten. Denne type blomst kan forekomme i tre farver: rød (RR), hvid (BB) og pink (RB). De røde racerene vil, når de parres med de hvide racerene, deres første generation af afkom, som vil være hybrider, hverken være røde eller hvide, men lyserøde. Den røde allel og den hvide allel har samme styrke til at bestemme farven på kronbladene, hvilket får dem til at blande sig, som om vi blandede disse farver på en palet.

Til gengæld, hvis hybridindividerne krydses mellem dem (RB x RB), kan deres efterkommere være røde (RR), hvide (BB) og roser (RB), der opfylder Mendels love, men ikke på den måde, som benediktinermunken eksemplificerede med sin sag om ærter.

3. flere alleler

Mendel arbejdede med gener, der kun forekom i to alleler, hvor den ene allel var dominerende og den anden recessiv. Men sandheden er den det kan være tilfældet, at et gen har mere end to alleler, og at disse alleler fungerer i form af ufuldstændig dominans, mendelsk dominans eller codominans, hvilket gør diversiteten i fænotyper endnu større.

Et eksempel på et gen med mere end to alleler findes i pelsen på kaniner. Dette gen kan komme i fire almindelige alleler, hvor 'C' er den dominerende allel, der giver en mørk nuance til pelsen, mens tre andre er recessive: allel 'c^ch', kendt som chinchilla, allel 'c^h', kendt som himalaya, og allel 'c', kendt som albino. For at have en sort kanin er det nok at have et gen med 'C'-allelen, og det kan være en hybrid, men for at være en af ​​de tre andre varianter skal det være en raceren for en af ​​disse alleler.

Vi har et andet eksempel med blodgruppen hos mennesker.. Langt de fleste mennesker har en af ​​følgende fire grupper: 0, A, B eller AB. Afhængigt af hvilken blodgruppe du tilhører, vil der på overfladen af ​​de røde blodlegemer være, eller ej, nogle molekyler, kaldet antigener, og der kan være type A, type B, begge typer eller simpelthen ikke har dem

Allelerne, der bestemmer, om disse antigener er til stede eller ej, vil blive kaldt 'I^A', 'I^B' og 'i'. De to første er dominerende over den tredje og codominante mellem dem. Således vil individets blodtype, vist som en fænotype, blive bestemt i henhold til følgende genotyper.

• Type A-blod: renracet A (I^A) eller hybrid A0 (I^Ai).
• Type B-blod: racerene B (I^B) eller hybrid B0 (I^Bi).
• Type AB blod: hybrid AB (I^AI^B).
• Type 0 blod: raceren 0 (ii).

4. polygene egenskaber

Mendel undersøgte karakteristika, der afhang af et enkelt gen. Men i naturen er det normalt for en egenskab, såsom intelligens, hudfarve, højde eller præsentere et organ, afhænger af kodningen af ​​mere end ét gen, det vil sige, at de er karakteristika polygenisk.

De gener, der har ansvaret for den samme egenskab, kan tilhøre det samme kromosom, eller de kan findes i flere fordelte kromosomer. Hvis de er på det samme kromosom, er det højst sandsynligt, at de nedarves sammen., selvom det kan være tilfældet, at de under overkrydsningen, der sker under meiosen, adskilles. Dette er en af ​​grundene til, at polygen arv er så kompliceret.

• Du kan være interesseret i: "Forskelle mellem DNA og RNA"

5. Pleiotropi

Hvis polygene karakteristika er tilfældet, hvor en egenskab er bestemt af mere end ét gen, ville pleiotropi være tilfældet, men omvendt. Det er den situation, der opstår, når det samme gen koder for mere end én egenskab, og derfor nedarves disse karakteristika altid i fællesskab.

Et eksempel på dette er tilfældet med Marfans syndrom., et medicinsk problem, hvor den ramte person præsenterer forskellige symptomer, såsom en usædvanlig høj statur, lange fingre og tæer, hjerteproblemer og en forskudt linse. Alle disse karakteristika, som kan synes at være uafhængige på nogen måde, er altid nedarvet sammen, da deres oprindelse er en mutation i et enkelt gen.

• Du kan være interesseret i: "Arvelige sygdomme: hvad de er, typer, karakteristika og eksempler"

6. dødelige alleler

At arve den ene eller den anden type gen kan bidrage væsentligt til individets overlevelse. Hvis individet har arvet et gen, der koder for en fænotype, der ikke er tilpasset det miljø, det findes i, vil individet få problemer. Et eksempel på dette ville være at være en fugl med hvid fjerdragt i en skov med mørke toner. Denne fugls fjerdragt ville få den til at skille sig ud mod skovens grene og mørke løv, hvilket gør den meget sårbar over for rovdyr.

Det er der dog gener, hvis alleler er direkte dødelige, det vil sige, de får individet til at få problemer med at overleve, så snart de er blevet undfanget. Et klassisk eksempel er tilfældet med den dødelige gule allel, en fuldstændig spontan mutation, der opstår hos gnavere, en mutation, der gør deres pels gul og de dør kort efter fødslen. I dette specifikke tilfælde er den dødelige allel dominerende, men der er andre tilfælde af letale alleler, der kan være recessive, codominante, fungere polygent ...

7. miljøpåvirkninger

Gener bestemmer mange karakteristika for individet, og de står uden tvivl bag mange træk, der kommer til udtryk i form af deres fænotype. De er dog ikke den eneste faktor, der kan få det pågældende levende væsen til at være på den ene eller anden måde. Faktorer som sollys, kost, adgang til vand, stråling og andre aspekter fra miljøet kan i væsentlig grad bestemme individets karakteristika

Det er af denne grund, at trods det faktum, at højden i vid udstrækning er bestemt af genetik, at have boet i et sted med dårlig ernæring og en stillesiddende livsstil kan medføre, at den enkelte har kort statur. Et andet eksempel er, at mennesker af kaukasisk afstamning, der bor i tropiske steder, ender med at udvikle en brun hudfarve på grund af langvarig udsættelse for sollys.

Med et eksempel fra planteverdenen har vi tilfældet med hortensiaer. Disse planter vil have kronblade af en eller anden farve afhængigt af jordens pH, hvilket gør dem blå eller lyserøde afhængigt af deres basicitet.

8. kønsbunden arv

Der er karakteristika, der afhænger af gener, der udelukkende findes på kønskromosomer., det vil sige X og Y, hvilket vil betyde, at et køn har ringe eller ingen chance for at manifestere et specifikt træk.

Langt de fleste kvinder har to X-kromosomer (XX), og de fleste mænd har et X- og et Y-kromosom (XY). Her er to sygdomme, der afhænger af kønskromosomerne.

Hæmofili

Hæmofili er en genetisk sygdom, der forhindrer blodet i at størkne ordentligt. Det betyder, at der i tilfælde af en skade er en tendens til at få blødninger, og alt efter hvor stor skaden er, er risikoen for liv større. Personer med sygdommen mangler et gen, der laver koagulationsfaktor (X').

Denne sygdom var historisk set dødelig for kvinder på grund af menstruation. For mænds vedkommende havde de større overlevelse, selvom det var sjældent, at de levede mere end 20 år. I dag har tingene ændret sig takket være eksistensen af ​​blodtransfusioner, på trods af at sygdommen anses for alvorlig og meget begrænsende.

Genet, der koder for koagulationsfaktoren, er placeret på X-kromosomet, og det er dominerende. Hvis en kvinde (X'X) har et kromosom med genet og det andet uden det, vil hun producere koagulationsfaktoren og vil ikke have sygdommen, selvom hun vil være bærer.

Manden, der arver et X-kromosom med fravær af genet, har ikke samme held., da det ikke er på Y-kromosomet, vil det ikke have det gen, der størkner faktoren og derfor vil have hæmofili (X'Y).

Det er af denne grund, at der er flere mænd end kvinder, der præsenterer sygdommen, da kvinder gør det Kvinder, der præsenterede det, må have været så uheldige at have arvet to defekte X-kromosomer.

farveblindhed

Farveblindhed betyder blindhed over for en bestemt grundfarve (rød, grøn eller blå) eller to af dem. Den mest almindelige af disse blindhed er manglende evne til at skelne mellem grøn og rød.

Farveblindhed er også en arvelig sygdom afhængig af køn, forbundet med et særskilt segment på X-kromosomet.

Det betyder, at der ligesom ved hæmofili er flere farveblinde mænd end farveblinde kvinder at der for mænd kun er ét X-kromosom, og hvis dette er defekt, ja eller ja, vil det præsentere tilstand.

På den anden side, hos kvinder, da der er to X'er, hvis kun det ene af dem er defekt, 'modvirker' det sunde kromosom det andets defekt.

Bibliografiske referencer:

• Griffiths, A. J. F.; S. R. Wesler; R. c. Lewontin & S. b. Carroll (2008). Introduktion til genetisk analyse. 9. udgave. McGraw-Hill Interamericana.
• Albert, Bray, Hopkin, Johnson, Lewis, Raff, Roberts, Walter. Introduktion til cellebiologi. Panamerican Medical Editorial.