Nicht-Mendelsche Vererbung: was es ist, Beispiele und genetische Mechanismen

Gregor Mendel stellte einige Gesetze zur Genetik auf, die er auf der Grundlage seiner berühmten Experimente mit der Erbsenpflanze festlegte.

Diese Gesetze funktionierten sehr gut, um zu erklären, wie Erbsen gelb und glatt sein konnten, wenn sie Gene mit dominanten Allelen erbten, oder grün und faltig, wenn sie nur rezessive Allele erbten.

Das Problem ist, dass in der Natur nicht alles eine Frage der Dominanz ist. Es gibt vererbbare Merkmale, die sich auf intermediäre Weise manifestieren oder die von mehr als einem Gen abhängen. Dies wurde als nicht-Mendelsche Vererbung bezeichnet., und wir werden es unten sehen.

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Was ist nicht-Mendelsche Vererbung?

Gregor Mendel leistete einen bedeutenden Beitrag zur Erforschung der Vererbung, als er bereits im 19. Jahrhundert entdeckte wie die Farbe und Textur von Erbsen vererbt wurden. Durch seine Untersuchungen entdeckte er, dass die gelbe Farbe und die glatte Textur Eigenschaften waren, die gegenüber der grünen Farbe und der rauen Textur vorherrschten.

Auf dieser Grundlage stellte er Mendels berühmte Gesetze auf, die im Wesentlichen darauf hinweisen, dass, wenn ein dominantes reinrassiges Individuum mit einem rezessiven reinrassigen Individuum kombiniert wird, die erste Generation von Nachkommen dieser Individuen wird genotypisch hybrid sein, aber phänotypisch werden die dominanten Merkmale angezeigt. Wenn Sie zum Beispiel eine Pflanze mit gelben Erbsen (AA) mit einer Pflanze mit grünen Erbsen (aa) zusammenstellen, werden die Tochtererbsen sind gelb (Aa), haben aber die Allele, die für die Farbe Grün und die Farbe kodieren Gelb.

Mendel untersuchte nur Merkmale, die von einem einzelnen Gen abhängen (obwohl damals weder er noch andere Wissenschaftler von der Existenz von Genen an sich wussten). Je nachdem, ob eine Variante oder ein Allel des Farbgens vererbt wurde ('A' dominant und 'a' rezessiv), würde die Pflanze gelbe Erbsen produzieren. oder grün, und je nachdem, ob Sie ein Allel des Texturgens ('R' dominant und 'r' rezessiv) geerbt haben, wären die Erbsen glatt oder rauh.

Das Problem ist, dass dies in anderen Aspekten der Natur nicht so einfach geschieht. Merkmale müssen nicht von einem einzigen Gen mit zwei Allelen abhängen. Zum Beispiel gibt es bei der Farbe menschlicher Augen, obwohl sie begrenzt ist, ein gewisses Maß an Vielfalt. Diese Vielfalt ließe sich nicht mit einfachen Begriffen von Dominanz und Rezessivität erklären, da dies dies implizieren würde Es gab nur zwei Arten von Irisfarben, nicht die verschiedenen Schattierungen von Braun, Blau, Grün und Grau wir wissen.

Nächste Wir werden die verschiedenen Arten von nicht-Mendelschen Vererbungsmechanismen, die es gibt, genauer betrachten., zusätzlich zur Hervorhebung ihrer Unterschiede in Bezug auf die von Mendel vorgeschlagenen Gesetze.

1. Kodominanz

Mendel sah bei seinen Experimenten mit der Erbse einen Mechanismus der Vererbung von Merkmalen, der davon abhing, ob das vererbte Allel dominant oder rezessiv war. Dominant bedeutet, dass entweder durch Vererbung von zwei Genen mit demselben Allel oder durch Vererbung eines Gens mit dem gleichen Allel dominantes Allel und ein anderes mit dem rezessiven Allel, zeigt das Individuum einen durch das Allel bestimmten Phänotyp Dominant. Dies ist der zuvor erwähnte Fall von gelben Erbsen, die, Obwohl sie Kinder von grünen Erbsen und gelben Erbsen sind, ähneln sie letzteren.

Bei Kodominanz passiert das nicht. Es gibt keine Situation, in der ein Allel das andere überwiegt, sondern es werden beide exprimiert gleichermaßen im individuellen Phänotyp, dessen Phänotyp sich als Kombination aus beiden zeigt Allele. Um zu versuchen, diese Idee besser zu verstehen, werden wir das folgende Beispiel mit schwarzen Hühnern und weißen Hühnern setzen

Bestimmte Hühnerarten haben ein Gen, dessen Allel die Farbe ihrer Federn bestimmt. Sie können ein Allel erben, das Federn schwarz macht (N), und sie können ein Allel erhalten, das Federn weiß macht (B)..

Beide Allele sind gleichermaßen dominant, es gibt keines, das in Bezug auf das andere rezessiv ist, also ist die Frage, Was passiert, wenn ein Individuum genotypisch hybrid (BN) ist, also der Sohn einer weißen Henne (BB) und eines schwarzen Hahns (NN)? Was passiert ist, dass es nicht vollständig schwarz oder vollständig weiß ist, sondern eine Kombination aus beiden Allelen. Es wird weiße Federn und schwarze Federn haben.

Wenn die Farbe des Gefieders der Hennen von der Dominanz und nicht von der Kodominanz abhinge und, sagen wir mal, Schwarz ist die dominantes Allel, hätte ein hybrides Individuum schwarze Federn, unabhängig davon, ob es sich um den Nachwuchs einer Henne handelt Weiss.

2. unvollständige Dominanz

Unvollständige Dominanz wäre auf halbem Weg zwischen der von Mendel gesehenen Dominanz und der Kodominanz, die wir im vorherigen Abschnitt aufgedeckt haben. Diese Art von nicht-Mendel'schem Vererbungsmechanismus impliziert, dass der Phänotyp einer Person genau zwischen den Phänotypen der Eltern liegt. Das heißt, es ist, als wäre es eine Mischung zwischen den von den Eltern präsentierten Merkmalen.

Das deutlichste Beispiel für diese Art von Dominanz ist der Fall der Löwenmäulchen-Blume. Diese Art von Blume kann in drei Farben erscheinen: rot (RR), weiß (BB) und rosa (RB). Wenn die roten Reinrassigen mit den weißen Reinrassigen gepaart werden, wird ihre erste Generation von Nachkommen, die Hybriden sein werden, weder rot noch weiß, sondern rosa sein. Das rote Allel und das weiße Allel haben die gleiche Stärke bei der Bestimmung der Farbe der Blütenblätter, was dazu führt, dass sie sich vermischen, als ob wir diese Farben auf einer Palette mischen würden.

Wenn die Hybridindividuen wiederum untereinander gekreuzt werden (RB x RB), können ihre Nachkommen rot (RR), weiß (BB) und sein Rosen (RB), die Mendels Gesetze erfüllen, wenn auch nicht in der Weise, wie es der Benediktinermönch mit seinem Fall vorgelebt hat Erbsen.

3. mehrere Allele

Mendel arbeitete mit Genen, die nur in zwei Allelen vorkamen, wobei ein Allel dominant und das andere rezessiv war. Aber die Wahrheit ist das es kann vorkommen, dass ein Gen mehr als zwei Allele hat, und dass diese Allele im Hinblick auf unvollständige Dominanz, Mendelsche Dominanz oder Kodominanz funktionieren, was die Vielfalt der Phänotypen noch größer macht.

Ein Beispiel für ein Gen mit mehr als zwei Allelen findet sich im Fell von Kaninchen. Dieses Gen kann in vier gemeinsamen Allelen vorkommen, wobei „C“ das dominante Allel ist, das dem Fell einen dunklen Farbton verleiht, während das drei andere sind rezessiv: Allel „c^ch“, bekannt als Chinchilla, Allel „c^h“, bekannt als Himalaya, und Allel „c“, bekannt als Albino. Um ein schwarzes Kaninchen zu haben, reicht es aus, ein Gen mit dem 'C'-Allel zu haben, und es kann ein Hybrid sein, aber um eine der anderen drei Varianten zu sein, muss es für eines dieser Allele reinrassig sein.

Wir haben ein weiteres Beispiel mit der Blutgruppe beim Menschen.. Die überwiegende Mehrheit der Menschen hat eine der folgenden vier Gruppen: 0, A, B oder AB. Je nachdem, welcher Blutgruppe Sie angehören, befinden sich auf der Oberfläche der roten Blutkörperchen einige davon oder nicht Moleküle, sogenannte Antigene, und es kann Typ A, Typ B, beide Typen geben oder einfach nicht habe sie

Die Allele, die bestimmen, ob diese Antigene vorhanden sind oder nicht, werden „I^A“, „I^B“ und „i“ genannt. Die ersten beiden dominieren über die dritte und kodominant zwischen ihnen. Somit wird die Blutgruppe des Individuums, dargestellt als Phänotyp, gemäß den folgenden Genotypen bestimmt.

• Blutgruppe A: reinrassiges A (I^A) oder Hybrid A0 (I^Ai).
• Blutgruppe B: reinrassiges B (I^B) oder Hybrid B0 (I^Bi).
• Blutgruppe AB: Hybrid-AB (I^AI^B).
• Bluttyp 0: reinrassig 0 (ii).

4. polygene Eigenschaften

Mendel untersuchte Eigenschaften, die von einem einzelnen Gen abhingen. In der Natur ist es jedoch normal, dass ein Merkmal wie Intelligenz, Hautfarbe, Körpergröße oder die Darstellung eines Organs, hängt davon ab, dass mehr als ein Gen kodiert, also Merkmale sind polygen.

Die Gene, die für die gleiche Eigenschaft verantwortlich sind, können zum gleichen Chromosom gehören oder in mehreren verteilten Chromosomen vorkommen. Wenn sie sich auf demselben Chromosom befinden, werden sie höchstwahrscheinlich zusammen vererbt., obwohl es der Fall sein kann, dass sie sich während des Überkreuzens, das während der Meiose auftritt, trennen. Dies ist einer der Gründe, warum die polygene Vererbung so kompliziert ist.

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5. Pleiotropie

Wenn polygene Merkmale vorliegen, bei denen ein Merkmal von mehr als einem Gen bestimmt wird, wäre Pleiotropie der Fall, aber umgekehrt. Dies ist der Fall, wenn das gleiche Gen für mehr als ein Merkmal kodiert und diese Merkmale daher immer gemeinsam vererbt werden.

Ein Beispiel hierfür ist der Fall des Marfan-Syndroms., ein medizinisches Problem, bei dem die betroffene Person verschiedene Symptome aufweist, wie eine ungewöhnlich große Statur, lange Finger und Zehen, Herzprobleme und eine ausgerenkte Linse. All diese Merkmale, die scheinbar in keiner Beziehung stehen, werden immer zusammen vererbt, da ihr Ursprung in einer Mutation in einem einzigen Gen liegt.

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6. tödliche Allele

Die Vererbung des einen oder anderen Gentyps kann erheblich zum Überleben des Individuums beitragen. Wenn das Individuum ein Gen geerbt hat, das für einen Phänotyp kodiert, der sich nicht an die Umgebung anpasst, in der es gefunden wird, wird das Individuum Probleme haben. Ein Beispiel dafür wäre ein Vogel mit weißem Gefieder in einem Wald mit dunklen Tönen. Das Gefieder dieses Vogels würde ihn von den Zweigen und dem dunklen Laub des Waldes abheben, was ihn sehr anfällig für Raubtiere macht.

Es gibt jedoch Gene, deren Allele direkt tödlich sind, das heißt, sie verursachen Überlebensprobleme, sobald sie gezeugt wurden. Ein klassisches Beispiel ist das tödliche gelbe Allel, eine völlig spontane Mutation, die bei Nagetieren auftritt, eine Mutation, die ihr Fell gelb macht und sie kurz nach der Geburt sterben. In diesem speziellen Fall ist das tödliche Allel dominant, aber es gibt andere Fälle von tödlichen Allelen, die rezessiv, kodominant, polygen funktionieren können...

7. Umwelteinflüsse

Gene bestimmen viele Eigenschaften des Individuums und stehen zweifellos hinter vielen Merkmalen, die sich in Form ihres Phänotyps manifestieren. Sie sind jedoch nicht der einzige Faktor, der dazu führen kann, dass das betreffende Lebewesen so oder so ist. Faktoren wie Sonnenlicht, Ernährung, Zugang zu Wasser, Strahlung und andere Aspekte aus der Umwelt kann die Eigenschaften des Individuums maßgeblich bestimmen

Aus diesem Grund ist das Wohnen trotz der Tatsache, dass die Körpergröße weitgehend von der Genetik bestimmt wird Ein Ort mit schlechter Ernährung und einer sitzenden Lebensweise kann dazu führen, dass die Person kleinwüchsig ist. Ein weiteres Beispiel ist, dass Menschen kaukasischer Abstammung, die in tropischen Gebieten leben, aufgrund längerer Sonneneinstrahlung einen braunen Hautton entwickeln.

Als Beispiel aus der Pflanzenwelt haben wir den Fall der Hortensien. Diese Pflanzen haben je nach pH-Wert des Bodens Blütenblätter in der einen oder anderen Farbe, wodurch sie je nach Basizität blau oder rosa werden.

8. Geschlechtsgebundene Vererbung

Es gibt Merkmale, die von Genen abhängen, die ausschließlich auf den Geschlechtschromosomen zu finden sind., das heißt, das X und das Y, was bedeutet, dass ein Geschlecht wenig oder gar keine Chance hat, ein bestimmtes Merkmal zu manifestieren.

Die überwiegende Mehrheit der Frauen hat zwei X-Chromosomen (XX) und die meisten Männer haben ein X- und ein Y-Chromosom (XY). Hier sind zwei Krankheiten, die von den Geschlechtschromosomen abhängen.

Hämophilie

Hämophilie ist eine genetische Erkrankung, die die Blutgerinnung verhindert. Das bedeutet, dass bei einer Verletzung die Neigung zu Blutungen besteht und je nach Größe der Verletzung die Lebensgefahr größer ist. Personen mit der Krankheit fehlt ein Gen, das den Gerinnungsfaktor (X') bildet.

Diese Krankheit war historisch gesehen aufgrund der Menstruation für Frauen tödlich. Im Fall von Männern hatten sie eine längere Überlebenszeit, obwohl sie selten länger als 20 Jahre lebten. Heute haben sich die Dinge dank der Existenz von Bluttransfusionen geändert, obwohl die Krankheit als ernst und sehr einschränkend angesehen wird.

Das für den Gerinnungsfaktor kodierende Gen liegt auf dem X-Chromosom und ist dominant. Wenn eine Frau (X'X) ein Chromosom mit dem Gen und das andere ohne es hat, produziert sie den Gerinnungsfaktor und wird die Krankheit nicht haben, obwohl sie Trägerin sein wird.

Der Mann, der ein X-Chromosom ohne das Gen erbt, hat nicht dasselbe Glück., da es, da es sich nicht auf dem Y-Chromosom befindet, nicht über das Gen verfügt, das den Faktor gerinnen lässt, und daher an Hämophilie (X'Y) leidet.

Aus diesem Grund gibt es mehr Männer als Frauen, die an dieser Krankheit leiden, im Gegensatz zu Frauen Frauen, die es präsentieren, müssen das Pech gehabt haben, zwei defekte X-Chromosomen geerbt zu haben.

Farbenblindheit

Farbenblindheit bedeutet Blindheit gegenüber einer bestimmten Grundfarbe (Rot, Grün oder Blau) oder zwei davon. Die häufigste dieser Blindheiten ist die Unfähigkeit, zwischen Grün und Rot zu unterscheiden.

Auch Farbenblindheit ist eine geschlechtsabhängige Erbkrankheit, verbunden mit einem bestimmten Segment auf dem X-Chromosom.

Das bedeutet, dass es, wie bei der Hämophilie, mehr farbenblinde Männer als farbenblinde Frauen gibt dass es bei Männern nur ein X-Chromosom gibt, und wenn dieses defekt ist, ja oder ja wird es das präsentieren Zustand.

Da andererseits bei Frauen zwei X vorhanden sind, „wirkt“ das gesunde Chromosom dem Defekt des anderen entgegen, wenn nur eines davon defekt ist.

Bibliographische Referenzen:

• Griffiths, A. J. F.; S. R. Wesler; R. C. Lewontin & S. B. Caroll (2008). Einführung in die genetische Analyse. 9. Auflage. McGraw-Hill Interamericana.
• Albert, Bray, Hopkin, Johnson, Lewis, Raff, Roberts, Walter. Einführung in die Zellbiologie. Panamerikanischer medizinischer Leitartikel.