Mitte-Mendeli pärand: mis see on, näited ja geneetilised mehhanismid

Gregor Mendel kehtestas mõned geneetikaseadused, mille ta määras kindlaks oma kuulsate katsete põhjal hernetaimega.

Need seadused toimisid väga hästi selgitamaks, kuidas herned võivad olla kollased ja siledad, kui nad pärivad domineerivate alleelidega geene, või rohelised ja kortsus, kui nad pärivad ainult retsessiivseid alleele.

Probleem on selles, et looduses ei ole kõik domineerimise küsimus. On pärilikke tunnuseid, mis avalduvad vahepealsel viisil või sõltuvad rohkem kui ühest geenist. Seda on nimetatud mitte-Mendeli pärandiks., ja me näeme seda allpool.

• Seotud artikkel: "Mendeli 3 seadust ja herned: seda nad meile õpetavad"

Mis on mitte-Mendeli pärand?

Gregor Mendel andis olulise panuse pärilikkuse uurimisse, kui ta 19. sajandil avastas kuidas herneste värvus ja tekstuur pärandati. Uurimiste käigus avastas ta, et kollane värv ja sile tekstuur olid omadused, mis domineerisid rohelise värvi ja kareda tekstuuri üle.

Selle põhjal kehtestas ta Mendeli kuulsad seadused, mis sisuliselt näitavad, et kui domineeriv tõupuhas isend kombineeritakse retsessiivse tõupuhta isendiga,

nende isendite esimese põlvkonna järglased on genotüüpselt hübriidsed, kuid fenotüüpselt kuvatakse domineerivad tunnused. Näiteks kui paned kokku kollase hernetaime (AA) taimega, millel on rohelised herned (aa), siis tütarherned on kollased (Aa), kuid neil on alleelid, mis kodeerivad rohelist värvi ja värvi kollane.

Mendel uuris ainult neid tunnuseid, mis sõltusid ühest geenist (kuigi sel ajal ei teadnud ei tema ega teised teadlased geenide olemasolust per se). Sõltuvalt sellest, kas värvigeeni variant või alleel oli päritud (dominantne A ja retsessiivne), toodab taim kollaseid herneid. või roheline ja olenevalt sellest, kas olete pärinud tekstuurigeeni alleeli (dominantne R ja retsessiivne), on herned siledad või karm.

Probleem on selles, et teistes looduse aspektides ei juhtu see nii lihtsalt. Tunnused ei pea sõltuma ühest kahe alleeliga geenist. Näiteks inimsilmade värv on piiratud, kuid see on mõnevõrra erinev. Seda sorti ei saa seletada lihtsalt domineerimise ja retsessiivsuse terminitega, kuna see viitaks sellele seal oli ainult kahte tüüpi iirise värve, mitte erinevaid pruuni, sinise, rohelise ja halli toone me teame.

Edasi Vaatame üksikasjalikumalt olemasolevaid mitte-Mendeli pärimismehhanismide erinevaid tüüpe., lisaks rõhutades nende erinevusi Mendeli pakutud seaduste osas.

1. Kaasdominantsus

Mendel nägi oma katsetes hernega tunnuste pärimise mehhanismi, mis sõltus sellest, kas pärilik alleel oli domineeriv või retsessiivne. Dominantne tähendab, et kas pärides kaks sama alleeliga geeni või pärides ühe geeni domineeriv alleel ja teine ​​retsessiivse alleeliga, näitab isendil alleeli poolt määratud fenotüüp domineeriv. See on varem mainitud kollaste herneste juhtum, mis hoolimata sellest, et nad on roheliste ja kollaste herneste lapsed, meenutavad nad viimast.

Ühisdominantsus seda ei juhtu. Ei ole olukorda, kus üks alleel valitseb teise üle, vaid pigem väljenduvad mõlemad võrdselt individuaalses fenotüübis, mille fenotüüp ilmneb mõlema kombinatsioonina alleelid. Selle idee paremaks mõistmiseks toome järgmise näite mustade ja valgete kanadega

Teatud tüüpi kanadel on geen, mille alleel määrab nende sulgede värvi. Nad võivad pärida alleeli, mis muudab suled mustaks (N), ja nad võivad saada alleeli, mis muudab suled valgeks (B)..

Mõlemad alleelid on võrdselt domineerivad, pole ühtegi, mis oleks teise suhtes retsessiivne, seega on küsimus selles, Mis juhtub, kui isend on genotüüpselt hübriid (BN), st valge kana (BB) ja musta kuke (NN) poeg? Juhtub see, et see ei ole täiesti must ega täiesti valge, vaid mõlema alleeli kombinatsioon. Sellel on valged ja mustad suled.

Kui kanade sulestiku värvus sõltuks domineerimisest, mitte kaasdominantsist ja oletame, et must on domineeriv alleel, on hübriidisendil mustad suled, olenemata sellest, kas tegemist on kana järglasega valge.

2. mittetäielik domineerimine

Mittetäielik domineerimine oleks poolel teel Mendeli nähtud domineerimise ja eelmises jaotises paljastatud kaasdominantsi vahel. Seda tüüpi mitte-Mendeli pärimismehhanism tähendab, et indiviidi fenotüüp jääb vanemate fenotüüpide vahele. See tähendab, et see oleks justkui segu vanemate esitatud omadustest.

Selgeim näide seda tüüpi domineerimisest on snapdragon lille juhtum. Seda tüüpi lilled võivad ilmuda kolmes värvitoonis: punane (RR), valge (BB) ja roosa (RB). Punased puhtatõulised valgete tõupuhastega paaritumisel ei ole nende esimese põlvkonna järglased, kes on hübriidid, ei punased ega valged, vaid roosad. Punasel alleelil ja valgel alleelil on kroonlehtede värvuse määramisel sama tugevus, põhjustades nende segunemise, nagu segaksime neid värve paletil.

Omakorda, kui hübriidisendid on omavahel ristatud (RB x RB), võivad nende järglased olla punased (RR), valged (BB) ja roosid (RB), täites Mendeli seadusi, kuigi mitte nii, nagu benediktiini munk oma juhtumiga herned.

3. mitu alleeli

Mendel töötas geenidega, mis esinesid ainult kahes alleelis, millest üks alleel oli domineeriv ja teine ​​retsessiivne. Kuid tõde on see võib juhtuda, et geenil on rohkem kui kaks alleelija et need alleelid toimivad mittetäieliku domineerimise, Mendeli domineerimise või kodominantsi poolest, mis muudab fenotüüpide mitmekesisuse veelgi suuremaks.

Rohkem kui kahe alleeliga geeni näide on leitud küülikute karvast. See geen võib esineda neljas tavalises alleelis, kusjuures C on domineeriv alleel, mis annab karvkattele tumeda tooni. kolm teist on retsessiivsed: alleel "c^ch", tuntud kui tšintšilja, alleel "c^h", tuntud kui himalaya, ja alleel "c", tuntud kui albiino. Musta küüliku saamiseks piisab C-alleeliga geeni olemasolust ja see võib olla hübriid, kuid selleks, et olla üks kolmest ülejäänud variandist, peab ta ühe alleeli jaoks olema tõupuhas.

Meil on veel üks näide inimeste veregrupi kohta.. Enamikul inimestel on üks neljast järgmisest rühmast: 0, A, B või AB. Sõltuvalt sellest, millisesse veregruppi te kuulute, on punaste vereliblede pinnal mõned või mitte molekule, mida nimetatakse antigeenideks, ja võib olla A-tüüpi, B-tüüpi, mõlemat tüüpi või lihtsalt mitte omama neid

Alleele, mis määravad, kas need antigeenid on olemas või mitte, nimetatakse "I^A", "I^B" ja "i". Kaks esimest on domineerivad kolmanda üle ja nende vahel kodominantsed. Seega määratakse isiku veregrupp, mis on näidatud fenotüübina, vastavalt järgmistele genotüüpidele.

• A veretüüp: tõupuhas A (I^A) või hübriid A0 (I^Ai).
• B-tüüpi veri: tõupuhas B (I^B) või hübriid B0 (I^Bi).
• AB veretüüp: hübriid AB (I^AI^B).
• 0 veretüüp: tõupuhas 0 (ii).

4. polügeensed omadused

Mendel uuris omadusi, mis sõltusid ühest geenist. Kuid looduses on normaalne, et selline omadus, nagu intelligentsus, nahavärv, pikkus või elundi esitus sõltub rohkem kui ühe geeni kodeerimisest, st et need on omadused polügeenne.

Sama tunnuse eest vastutavad geenid võivad kuuluda samasse kromosoomi või neid võib leida mitmest hajutatud kromosoomist. Kui nad on samas kromosoomis, pärivad nad suure tõenäosusega koos., kuigi võib juhtuda, et meioosi ajal toimuva ristumise käigus nad eralduvad. See on üks põhjusi, miks polügeenne pärimine on nii keeruline.

• Teid võivad huvitada: "Erinevused DNA ja RNA vahel"

5. Pleiotroopia

Kui polügeensed omadused on nii, kui tunnuse määrab rohkem kui üks geen, oleks pleiotroopia juhtum, kuid vastupidine. See on olukord, mis tekib siis, kui sama geen kodeerib rohkem kui ühte tunnust ja seetõttu pärandub need omadused alati ühiselt.

Selle näiteks on Marfani sündroomi juhtum., meditsiiniline probleem, mille puhul haigel esinevad mitmesugused sümptomid, nagu ebatavaliselt pikk kasv, pikad sõrmed ja varbad, südameprobleemid ja nihestunud lääts. Kõik need omadused, mis võivad tunduda kuidagi mitteseotud, on alati päritud koos, kuna nende päritolu on mutatsioon ühes geenis.

• Teid võivad huvitada: "Pärilikud haigused: mis need on, tüübid, omadused ja näited"

6. surmavad alleelid

Ühte või teist tüüpi geeni pärimine võib oluliselt kaasa aidata indiviidi ellujäämisele. Kui indiviid on pärinud geeni, mis kodeerib fenotüüpi, mis ei ole kohanemiskeskkonnaga, kus see leitakse, on tal probleeme. Selle näiteks võiks olla valge sulestikuga lind tumedate toonidega metsas. Selle linnu sulestik paistaks metsa okste ja tumeda lehestiku taustal silma, muutes selle kiskjate suhtes väga haavatavaks.

Siiski on geenid, mille alleelid on otseselt surmavad, st põhjustavad isendil probleeme ellujäämisega kohe pärast eostamist. Klassikaline näide on surmava kollase alleeli juhtum, närilistel esinev täiesti spontaanne mutatsioon, mis muudab nende karva kollaseks ja nad surevad varsti pärast sündi. Sel konkreetsel juhul on surmav alleel domineeriv, kuid on ka teisi surmavaid alleele, mis võivad olla retsessiivsed, kodominantsed, funktsioneerida polügeenselt...

7. keskkonnamõjud

Geenid määravad ära paljud indiviidi omadused ja kahtlemata on need paljude tunnuste taga, mis avalduvad nende fenotüübi kujul. Kuid need ei ole ainsad tegurid, mis võivad kõnealuse elusolendi nii või teisiti põhjustada. Sellised tegurid nagu päikesevalgus, toitumine, juurdepääs veele, kiirgus ja muud keskkonna aspektid võib oluliselt määrata indiviidi omadusi

Just sel põhjusel, hoolimata asjaolust, et pikkuse määrab suuresti geneetika, on elanud kehva toitumisega ja istuva eluviisiga koht võib põhjustada inimese lühikest kasvu. Teine näide on see, et troopilistes paikades elavatel Kaukaasia päritolu inimestel tekib pikaajalise päikesevalguse käes viibimise tõttu pruun nahatoon.

Kui tuua näide taimemaailmast, siis meil on hortensia juhtum. Nendel taimedel on sõltuvalt pinnase pH-st üht või teist värvi kroonlehed, muutes need sõltuvalt nende aluselisusest siniseks või roosaks.

8. sooga seotud pärand

On omadusi, mis sõltuvad geenidest, mida leidub eranditult sugukromosoomides.st X ja Y, mis tähendab, et sugupoolel on vähe või üldse mitte mingit konkreetset tunnust avaldada.

Enamikul naistest on kaks X-kromosoomi (XX) ja enamikul meestel üks X- ja üks Y-kromosoom (XY). Siin on kaks haigust, mis sõltuvad sugukromosoomidest.

Hemofiilia

Hemofiilia on geneetiline haigus, mis ei lase verel korralikult hüübida. See tähendab, et vigastuse korral on kalduvus veritseda ja olenevalt vigastuse suurusest on oht elule suurem. Isikud, kellel on haigus puudub geen, mis toodab hüübimisfaktorit (X').

See haigus oli ajalooliselt naistele menstruatsiooni tõttu surmav. Meeste puhul oli neil suurem ellujäämine, kuigi harva elasid nad üle 20 aasta. Tänapäeval on asjad muutunud tänu vereülekannete olemasolule, hoolimata sellest, et haigust peetakse tõsiseks ja väga piiravaks.

Koagulatsioonifaktorit kodeeriv geen asub X-kromosoomis ja on domineeriv. Kui naisel (X'X) on üks kromosoom geeniga ja teine ​​ilma selleta, toodab ta hüübimisfaktorit ja tal ei ole haigust, kuigi ta on selle kandja.

Mehel, kes pärib X-kromosoomi geeni puudumisega, ei ole sama õnn., kuna kuna see ei asu Y-kromosoomis, ei sisalda see faktorit hüübivat geeni ja seetõttu on tal hemofiilia (X'Y).

Just sel põhjusel esineb haigust rohkem mehi kui naisi, arvestades seda, et naised seda teevad Naistel, kes seda esitasid, pidi olema õnnetu, et nad pärisid kaks defektset X-kromosoomi.

värvipimedus

Värvipimedus tähendab pimedust teatud põhivärvi (punane, roheline või sinine) või kahe värvi suhtes. Kõige tavalisem neist pimedustest on võimetus teha vahet rohelisel ja punasel.

Värvipimedus on ka soost sõltuv pärilik haigus, mis on seotud X-kromosoomi eraldiseisva segmendiga.

See tähendab, et nagu hemofiilia puhul, on värvipimedaid mehi rohkem kui värvipimedaid naisi et meestel on ainult üks X-kromosoom ja kui see on defektne, siis jah või jah tingimus.

Teisest küljest, kuna naistel on kaks X-d, siis kui ainult üks neist on defektne, töötab terve kromosoom teise defekti vastu.

Bibliograafilised viited:

• Griffiths, A. J. F.; S. R. Wesler; R. c. Lewontin & S. b. Carroll (2008). Sissejuhatus geneetilisse analüüsi. 9. väljaanne. McGraw-Hill Interamericana.
• Albert, Bray, Hopkin, Johnson, Lewis, Raff, Roberts, Walter. Sissejuhatus rakubioloogiasse. Panamerican Medical Editorial.