Genetska segregacija: što je to, karakteristike i primjeri

Živa bića usvajaju dvije vrste bazalnih vitalnih strategija što se tiče koncepcije potomstva: nespolno i spolno razmnožavanje.

U nespolnom razmnožavanju, stanica ili skupina stanica iz roditeljskog organizma daju još jednu funkcionalnu jedinku, genetski jednaku ocu ili majci. To se postiže biparticijom, pupanjem, poliembrionijom, partenogenezom i drugim složenim procesima.

S druge strane, u spolnom razmnožavanju postoje osobe dvaju spolova unutar vrste: mužjaci i ženke. Obje proizvode spolne stanice s polovinom genetičkih podataka o ostatku stanica (one su haploidne) i, kada se spoje, nastaju zigota koja oporavi svoj normalni kromosomski broj (diploidija). Ovaj je postupak puno skuplji od prethodnog, ali ima niz prednosti koje same po sebi objašnjavaju evoluciju.

U nespolnom razmnožavanju svi su potomci jednaki roditeljskom organizmu. S druge strane, u spolnom odnosu svako dijete ima drugačiji genetski sastav, budući da je polovica njegovih kromosoma majčina, a druga polovina očinska. Zbog križanja, kromosomskih permutacija i drugih procesa koji se odvijaju tijekom mejoze, nijedan sin nije isti kao njegov brat (osim ako nisu blizanci). Dalje, kažemo vam kakve to veze ima

genetska segregacija uz sve ove pojmove.

• Povezani članak: "Prijevod DNK: što je to i koje su njegove faze"

Što je genetska segregacija?

Ako ste se u nekom trenutku svog života zanimali za genetiku, to vam sigurno zvuči poznato Gregor mendel. Ovaj augustinski fratar, katolik i prirodoslovac, formulirao je zahvaljujući svojim eksperimentima s graškom (Pisum sativum) više nego dobro poznati Mendelovi zakoni objavljeni između 1865. i 1866. Nažalost, ti su dokumenti počeli dobivati ​​na značaju u znanstvenoj kulturi tek 1900. godine, kada je Mendel već preminuo.

Sa svoje strane, pojam "genetska segregacija" odnosi se na raspodjelu gena od roditelja djeci tijekom mejoze, odnosno zašto genom koji proizlazi iz potomstva nakon udruživanja različitih roditelja. Kao primjer mehanizama segregacije gena, od velike pomoći će biti kratko prolazak kroz tri Mendelova zakona, stoga smo posebno spomenuli njegovu figuru.

Budući da ćemo se uroniti u svijet Mendela, moramo postaviti neke temelje. Na prvom mjestu treba imati na umu da ćemo se usredotočiti na diploidna bića, odnosno životinje i biljke koje u svojoj jezgri imaju dva seta homoloških kromosoma svake vrste (2n). Ako ljudsko biće ima 46 kromosoma u svakoj stanici, 23 dolazi od majke, a 23 od oca.

Unutar svakog kromosoma postoji niz uređenih sekvenci DNA koje imaju informacije potrebne za sintezu proteina ili RNA: gena. S druge strane, svaki gen može imati različite "oblike" koji ovise o nukleotidnom slijedu, koji se nazivaju aleli. Budući da u jezgri stanica imamo dva kromosoma svake vrste, tvrdimo da imamo i dva alela za svaki gen.

Specifični alel, prema tipičnoj mendelovskoj genetici, može biti dominantan (A) ili recesivni (a). Dominantni aleli su oni koji se izražavaju neovisno o svom partneru (AA ili Aa), dok recesivni aleli zahtijevaju da oba alela budu ista za isti gen (aa). Za dati gen pojedinac može biti homozigotni dominantan (AA), homozigotni recesivni (aa) ili heterozigotni (Aa). U potonjem slučaju izražava se dominantna osobina (A), a druga je maskirana (a).

Imajući ove ideje na umu, to možemo samo razjasniti genotip je skup genetskih informacija u obliku DNK koje nosi određeno živo biće, dok je fenotip dio tog genoma koji se izražava na vidljivoj razini.

U ovom trenutku treba naglasiti da fenotip je proizvod okoliša i gena, pa genom ne objašnjava uvijek u potpunosti vanjske osobine. Pogledajmo sada Mendelove zakone.

Fenotip: genotip + okoliš

1. Načelo ujednačenosti (1. generacija)

Uzmimo izmišljeni primjer koji malo odstupa od tipičnih sjemenki mendelskog graška. Zamislite na trenutak s nama da vrsta ptica u svom genomu ima gen COL1 koji kodira obojenost perja.

Zauzvrat, ovaj gen ima dvije varijante: COL1A i COL1a. Prvi je alel (A) dominantan i manifestira se na razini fenotipa crvenom bojom, dok je drugi (a) recesivan i manifestira se žutom bojom.

Prema načelu ujednačenosti, ako se okupe dva homozigotna roditelja (jedan ima dva AA alela, a drugi dva aa alela), sva će djeca biti heterozigotna (Aa) za taj gen, bez iznimke. Tako će jedan od roditelja biti crven (AA), drugi žut (aa), a svi će potomci također biti crveni (Aa), budući da je crvena osobina prekrivena žutom.

• Možda će vas zanimati: "Kromosomi: što su oni, karakteristike i kako djeluju"

2. Načelo segregacije (druga generacija)

Pogledajmo sada što će se dogoditi ako se ova crvena generacija (Aa) reproducira među njom. Prvo primijenimo formulu, a zatim objašnjavamo rezultat:

Aa x Aa = ¼ AA, ¼ Aa, ¼ Aa, ¼ aa

Na temelju tih vrijednosti, ako se dvije heterozigote križaju za dati gen, 1 od 4 mladunca bit će homozigotni dominantni, 2 od 4 heterozigotni, a 1 od 4 homozigotni recesivni.

Ako se vratimo našem primjeru, vidjet ćemo da troje od četvero crvene djece dolazi od dva uparena crvena roditelja također (Aa i AA), ali jedan od njih oporavlja žuti fenotip (aa), koji je bio maskiran u generaciji prethodni.

Dakle, učestalost crvene osobine distribuira se u populaciji u omjeru 3: 1. Ovim vrlo osnovnim statističkim zaključivanjem pokazuje se da aleli roditelja izlučuju se tijekom stvaranja spolnih stanica dijeljenjem mejotičkih stanica.

3. Neovisni princip prijenosa (3. generacija)

Da bismo vidjeli kako se raspodjeljuju aleli ako među njih ukrstimo članove treće generacije, trebao bi nam tablica s ukupno 16 razmaka, jer se svaka varijanta (AA, Aa, Aa i aa) može reproducirati s bilo kojom drugom (4x4: 16).

Nećemo se usredotočiti na ove rezultate, jer nam je iz prethodnog primjera postalo jasno da je dominantna crvena osobina ona koja će prevladavati u boji perja naših ptica.

U svakom slučaju, zainteresirani smo za spas ideje o principu neovisnog prijenosa: različite osobine kodirane različitim genima nasljeđuju se neovisnoDrugim riječima, obrazac nasljeđivanja svojstva "boje pera" koji smo vam pokazali ne mora utjecati na karakter "veličine kljuna". To se odnosi samo na gene koji se nalaze na različitim kromosomima ili na znatnoj udaljenosti unutar istog kromosoma.

Ograničenja postulacija genetske segregacije

Iako su ti zakoni postavili temelje onome što danas znamo kao genetsko nasljeđe (a samim tim i genetika molekularni i svi aspekti discipline), potrebno je prepoznati da oni malo prođu nakon dobivanja određenih znanje.

Na primjer, ove primjene ne uzimaju u obzir utjecaj okoliša na fenotip (vanjski izgled uzorka) i genotip (njegov genom). Ako djelovanjem sunčevih zraka perje naših ptica izblijedi (nešto bez ikakvih samo na primjer), moguće je da fenotip crvenih ptica postane narančast, a ne Crvena. Iako su uzorci s alelima AA ili Aa za gen COL1, okoliš modificira vanjsko i vidljivo.

Također je moguće da je boja perja kodirana interakcijom između nekoliko gena, poput COL1, COL2, COL3 i COL4. Nadalje, zamislite da jedan od njih ima veću prevagu nad ostalima i presudniji je za konačni fenotip. Ovdje nastupa 8 različitih alela i vrlo složena genetska pitanja koja se ne mogu objasniti samo Mendelovim zakonima, pa bi bilo vrijeme da se uđe u polja kvantitativne genetike.

Kao konačno pojašnjenje, želimo razjasniti da su svi ovdje navedeni primjeri izmišljeni, jer nemamo znanje o tome postoji li zaista gen COL1 koji kodira jedan ili drugi tonalitet u vrstama ptica u priroda. Ljudsko biće u svom genomu ima oko 25 000 genaDakle, zamislite da morate tvrditi ili negirati postojanje fenotipova i genotipova kod mnogih drugih divljih vrsta koje čak nisu ni sekvencirane.

Ono što želimo razjasniti jest da je, uz ove zakone genetske segregacije koje smo vam pokazali kroz primjere, objašnjeno razdvajanje alela tijekom stvaranja spolnih stanica spolnim dijeljenjem mejotičkih stanica reproduktivni. Iako se ovim mehanizmima ne upravlja mnogim svojstvima, uvijek su dobra polazna točka za započinjanje proučavanja gena, bilo na obrazovnoj ili profesionalnoj razini.