Genetische Segregation: was es ist, Merkmale und Beispiele

Lebewesen verfolgen zwei Arten von basalen Vitalstrategien, was die Empfängnis der Nachkommen betrifft: asexuelle und sexuelle Fortpflanzung.

Bei der asexuellen Fortpflanzung führt eine Zelle oder eine Gruppe von Zellen eines Elternorganismus zu einem anderen funktionellen Individuum, das seinem Vater oder seiner Mutter genetisch gleichgestellt ist. Dies wird durch Doppelteilung, Knospung, Polyembryonie, Parthenogenese und andere komplexe Prozesse erreicht.

Andererseits gibt es bei der sexuellen Fortpflanzung Individuen zweier Geschlechter innerhalb einer Art: Männchen und Weibchen. Beide produzieren Gameten mit der Hälfte der genetischen Information der übrigen Zellen (sie sind haploid) und ergeben zusammen eine Zygote, die ihre normale Chromosomenzahl wiedererlangt (Diploidie). Dieser Prozess ist viel teurer als der vorherige, hat aber eine Reihe von Vorteilen, die die Evolution an sich erklären.

Bei der ungeschlechtlichen Fortpflanzung sind alle Nachkommen dem elterlichen Organismus gleichgestellt. Auf der anderen Seite hat jedes Kind im sexuellen Bereich eine andere genetische Ausstattung, da die Hälfte seiner Chromosomen mütterlicherseits und die andere Hälfte väterlicherseits sind. Aufgrund des Crossovers, der chromosomalen Permutationen und anderer Prozesse, die während der Meiose stattfinden, ist kein Sohn wie sein Bruder (es sei denn, es sind Zwillinge). Als nächstes sagen wir dir, was es damit zu tun hat

genetische Trennung mit all diesen Begriffen.

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Was ist genetische Segregation?

Wenn Sie sich irgendwann in Ihrem Leben für Genetik interessiert haben, kommt es Ihnen sicher bekannt vor Gregor Mendel. Dieser Augustinermönch, Katholik und Naturforscher, formulierte dank seiner Experimente mit Erbsen (Pisum sativum) die mehr als bekannten Mendelschen Gesetze, veröffentlicht zwischen 1865 und 1866. Leider erlangten diese Dokumente erst 1900, als Mendel bereits verstorben war, in der Wissenschaftskultur an Bedeutung.

Für seinen Teil, der Begriff "genetische Segregation" bezieht sich auf die Verteilung von Genen von den Eltern auf die Kinder während der Meiose, also das Warum des Genoms, das aus den Nachkommen nach der Vereinigung verschiedener Eltern hervorgeht. Um die Mechanismen der Gensegregation zu veranschaulichen, ist es sehr hilfreich, die drei Gesetze Mendels kurz durchzugehen, weshalb wir seine Figur besonders erwähnen.

Da wir in Mendels Welt eintauchen werden, müssen wir einige Grundlagen legen. An erster Stelle ist anzumerken, dass wir uns auf diploide Wesen konzentrieren werden, dh Tiere und Pflanzen, die in ihrem Kern zwei Sätze homologer Chromosomen jedes Typs (2n) aufweisen. Wenn der Mensch 46 Chromosomen in jeder Zelle hat, kommen 23 von der Mutter und 23 vom Vater.

Innerhalb jedes Chromosoms gibt es eine Reihe geordneter DNA-Sequenzen, die die für die Synthese von Proteinen oder RNA notwendigen Informationen enthalten: Gene. Andererseits kann jedes Gen unterschiedliche "Formen" haben, die von der Nukleotidsequenz abhängen, die als Allele bezeichnet werden. Da wir in unseren Zellkernen zwei Chromosomen jedes Typs haben, behaupten wir, dass wir auch zwei Allele für jedes Gen haben.

Ein bestimmtes Allel kann gemäß der typischen Mendelschen Genetik dominant (A) oder rezessiv (a) sein. Dominante Allele sind diejenigen, die unabhängig von ihrem Partner (AA oder Aa) exprimiert werden, während rezessive Allele erfordern, dass beide Allele für dasselbe Gen (aa) gleich sind. Für ein bestimmtes Gen kann ein Individuum homozygot dominant (AA), homozygot rezessiv (aa) oder heterozygot (Aa) sein. Im letzteren Fall wird das dominante Merkmal (A) exprimiert und das andere maskiert (a).

Mit diesen Ideen im Hinterkopf können wir das nur klären der Genotyp ist die Menge der genetischen Information in Form von DNA, die von einem bestimmten Lebewesen getragen wird, während der Phänotyp der Teil dieses Genoms ist, der auf sichtbarer Ebene exprimiert wird.

An dieser Stelle ist zu betonen, dass der Phänotyp ist ein Produkt der Umwelt und der Gene, daher erklärt das Genom äußere Merkmale nicht immer vollständig. Betrachten wir nun die Mendelschen Gesetze.

Phänotyp: Genotyp + Umgebung

1. Einheitlichkeitsprinzip (1. Generation)

Nehmen wir ein fiktives Beispiel, das etwas von den typischen mendelschen Erbsenkernen abweicht. Stellen Sie sich für einen Moment vor, dass eine Vogelart in ihrem Genom das COL1-Gen trägt, das die Färbung der Federn kodiert.

Dieses Gen hat wiederum zwei Varianten: COL1A und COL1a. Das erste Allel (A) ist dominant und manifestiert sich auf Phänotyp-Ebene mit einem roten Farbton, während das zweite (a) rezessiv ist und sich mit einer gelben Farbe manifestiert.

Nach dem Einheitsgrundsatz Wenn zwei homozygote Eltern zusammenkommen (einer hat die beiden AA-Allele und der andere die beiden aa-Allele), sind alle Kinder heterozygot (Aa) für dieses Gen, ohne Ausnahme. So ist einer der Elternteile rot (AA), der andere gelb (aa) und alle Nachkommen sind ebenfalls rot (Aa), da das rote Merkmal dem gelben überlagert ist.

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2. Trennungsprinzip (zweite Generation)

Sehen wir uns nun an, was passiert, wenn sich diese rote Generation (Aa) darin reproduziert. Zuerst wenden wir die Formel an und erklären dann das Ergebnis:

Aa x Aa = ¼ AA, ¼ Aa, ¼ Aa, ¼ aa

Basierend auf diesen Werten, wenn sich zwei Heterozygoten für ein bestimmtes Gen kreuzen, 1 von 4 Welpen ist homozygot dominant, 2 von 4 sind heterozygot und 1 von 4 ist homozygot rezessiv.

Wenn wir zu unserem Beispiel zurückkehren, werden wir sehen, dass drei von vier roten Kindern aus zwei gepaarten roten Eltern stammen auch (die Aa und AA), aber einer von ihnen stellt den gelben Phänotyp (aa) wieder her, der in der Generation maskiert war Bisherige.

Somit ist die Häufigkeit des roten Merkmals in der Bevölkerung im Verhältnis 3:1 verteilt. Mit dieser sehr grundlegenden statistischen Inferenz wird gezeigt, dass Elternallele werden während der Gametenproduktion durch meiotische Zellteilung sezerniert.

3. Unabhängiges Übertragungsprinzip (3. Generation)

Um zu sehen, wie die Allele verteilt sind, wenn wir Mitglieder der dritten Generation unter ihnen kreuzen, bräuchten wir eine Tabelle mit insgesamt 16 Feldern, da jede Variante (AA, Aa, Aa und aa) mit jeder der anderen reproduziert werden kann (4x4: 16).

Wir werden uns nicht auf diese Ergebnisse konzentrieren, da uns aus dem vorherigen Beispiel klar geworden ist, dass das dominierende rote Merkmal dasjenige ist, das sich in der Farbe der Federn unserer Vögel durchsetzen wird.

Auf jeden Fall sind wir daran interessiert, eine Vorstellung vom Prinzip der unabhängigen Übertragung zu retten: verschiedene Merkmale, die von verschiedenen Genen codiert werden, werden unabhängig vererbtMit anderen Worten, das Vererbungsmuster des Merkmals „Federfarbe“, das wir Ihnen gezeigt haben, muss sich nicht auf den Charakter „Schnabelgröße“ auswirken. Dies gilt nur für Gene, die sich auf verschiedenen Chromosomen befinden oder in beträchtlichen Abständen innerhalb desselben Chromosoms liegen.

Die Grenzen der Postulationen der genetischen Segregation

Obwohl diese Gesetze den Grundstein für das legten, was wir heute als genetische Vererbung (und damit Genetik) kennen, Molekulare und alle Aspekte der Disziplin), ist es notwendig zu erkennen, dass sie nach der Erlangung bestimmter Wissen.

Beispielsweise, Diese Anwendungen berücksichtigen nicht die Auswirkungen der Umgebung auf den Phänotyp (äußeres Erscheinungsbild der Probe) und den Genotyp (sein Genom).. Wenn durch die Einwirkung der Sonnenstrahlen die Federn unserer Vögel verblassen (etwas ohne nur zum Beispiel), ist es möglich, dass der Phänotyp von roten Vögeln orange wird, nicht Rot. Obwohl es sich um Proben mit AA- oder Aa-Allelen für das COL1-Gen handelt, verändert die Umgebung das Äußere und Sichtbare.

Es ist auch möglich, dass die Farbe der Federn durch das Zusammenspiel mehrerer Gene wie COL1, COL2, COL3 und COL4 kodiert wird. Stellen Sie sich außerdem vor, dass einer von ihnen eine größere Dominanz gegenüber den anderen hat und für den endgültigen Phänotyp entscheidender ist. Hier kommen 8 verschiedene Allele und sehr komplexe genetische Fragestellungen ins Spiel, die nicht nur mit den Mendelschen Gesetzen erklärt werden können, also wäre es an der Zeit, in die Gebiete der quantitativen Genetik einzusteigen.

Als letzte Klarstellung möchten wir klarstellen, dass alle hier zitierten Beispiele frei erfunden sind, da wir keine haben Wissen darüber, ob es tatsächlich ein COL1-Gen gibt, das die eine oder andere Tonalität in einer Vogelart im kodiert Natur. Der Mensch hat etwa 25.000 Gene in seinem GenomStellen Sie sich vor, Sie müssten die Existenz von Phänotypen und Genotypen in vielen anderen Wildarten behaupten oder leugnen, die noch nicht einmal sequenziert wurden.

Was wir klarstellen möchten ist, dass mit diesen Gesetzen der genetischen Segregation, die wir Ihnen an Beispielen gezeigt haben, es erklärt wird die Trennung von Allelen während der Gametenproduktion durch meiotische Zellteilung in Ereignissen reproduktiv. Obwohl viele Merkmale nicht von diesen Mechanismen gesteuert werden, sind sie immer ein guter Ausgangspunkt, um mit der Erforschung von Genen zu beginnen, sei es auf pädagogischer oder beruflicher Ebene.