Warisan non-Mendelian: apa itu, contoh dan mekanisme genetik

Gregor Mendel menetapkan beberapa hukum tentang genetika yang dia tentukan berdasarkan eksperimennya yang terkenal dengan tanaman kacang.

Hukum ini bekerja sangat baik untuk menjelaskan bagaimana kacang polong bisa menjadi kuning dan halus jika mereka mewarisi gen dengan alel dominan, atau hijau dan keriput jika mereka hanya mewarisi alel resesif.

Masalahnya adalah bahwa di alam tidak semuanya adalah masalah dominasi. Ada sifat-sifat yang diwariskan yang bermanifestasi secara perantara atau yang bergantung pada lebih dari satu gen. Ini disebut pewarisan non-Mendel., dan kita akan melihatnya di bawah ini.

• Artikel terkait: "3 hukum Mendel dan kacang polong: inilah yang mereka ajarkan kepada kita"

Apa yang dimaksud dengan pewarisan non-Mendel?

Gregor Mendel memberikan kontribusi yang signifikan untuk mempelajari hereditas ketika, pada abad ke-19, dia menemukan bagaimana warna dan tekstur kacang polong diwariskan. Melalui penyelidikannya, ia menemukan bahwa warna kuning dan tekstur halus merupakan karakteristik yang mendominasi warna hijau dan tekstur kasar.

Berdasarkan hal ini, ia menetapkan hukum Mendel yang terkenal, yang pada dasarnya menunjukkan bahwa jika individu ras dominan digabungkan dengan individu ras resesif, keturunan generasi pertama dari individu-individu ini akan menjadi hibrida secara genotip, tetapi secara fenotip sifat dominan akan ditampilkan. Misalnya, ketika menggabungkan tanaman kacang polong kuning (AA) dengan tanaman kacang polong hijau (aa), maka kacang polong akan berwarna kuning (Aa) tetapi akan memiliki alel yang mengkode warna hijau dan warna kuning.

Mendel hanya mempelajari sifat-sifat yang bergantung pada satu gen (walaupun pada saat itu baik dia maupun ilmuwan lain tidak mengetahui keberadaan gen itu sendiri). Bergantung pada varian atau alel gen warna yang diwariskan (dominan 'A' dan resesif 'a'), tanaman akan menghasilkan kacang polong kuning. atau hijau, dan tergantung pada apakah Anda mewarisi alel gen tekstur (dominan 'R' dan resesif 'r'), kacang polong akan halus atau kasar.

Masalahnya adalah bahwa dalam aspek alam lainnya hal ini tidak terjadi dengan cara yang begitu sederhana. Sifat tidak harus bergantung pada satu gen dengan dua alel. Misalnya, warna mata manusia, meski terbatas, ada beberapa tingkat variasinya. Keanekaragaman ini tidak dapat dijelaskan secara sederhana tentang dominasi dan resesif, karena hal itu menyiratkan hal itu hanya ada dua jenis warna iris mata, bukan berbagai corak coklat, biru, hijau, dan abu-abu itu kita tahu.

Berikutnya Kita akan melihat lebih detail berbagai jenis mekanisme pewarisan non-Mendel yang ada., selain menyoroti perbedaan mereka sehubungan dengan undang-undang yang diajukan oleh Mendel.

1. Kodominan

Mendel melihat dengan eksperimennya dengan kacang mekanisme pewarisan sifat yang bergantung pada apakah alel yang diwariskan itu dominan atau resesif. Dominan berarti baik dengan mewarisi dua gen dengan alel yang sama atau dengan mewarisi satu gen dengan alel dominan dan satu lagi dengan alel resesif, individu tersebut akan menunjukkan fenotipe yang ditentukan oleh alel tersebut dominan. Ini adalah kasus kacang polong kuning yang disebutkan sebelumnya, meskipun merupakan anak dari kacang hijau dan kacang kuning, mereka mirip dengan yang terakhir.

Dalam kodominan ini tidak terjadi. Tidak ada situasi di mana satu alel menang atas yang lain, tetapi keduanya diekspresikan sama dalam fenotipe individu, yang fenotipenya akan muncul sebagai kombinasi keduanya alel. Untuk mencoba lebih memahami ide ini, kita akan memberikan contoh berikut dengan ayam hitam dan ayam putih

Jenis ayam tertentu memiliki gen yang alelnya menentukan warna bulunya. Mereka dapat mewarisi alel yang membuat bulu menjadi hitam (N), dan mereka dapat menerima alel yang membuat bulu menjadi putih (B)..

Kedua alel sama-sama dominan, tidak ada yang resesif terhadap yang lain, jadi pertanyaannya adalah, Apa yang terjadi jika suatu individu adalah hibrida genotip (BN), yaitu anak ayam putih (BB) dan ayam hitam (NN)? Apa yang terjadi adalah tidak sepenuhnya hitam atau putih sepenuhnya, tetapi kombinasi dari kedua alel. Itu akan memiliki bulu putih dan bulu hitam.

Jika warna bulu ayam bergantung pada dominansi dan bukan pada kodominan dan, misalkan hitam adalah alel dominan, individu hibrida akan memiliki bulu hitam, terlepas dari apakah itu keturunan ayam putih.

2. dominasi yang tidak lengkap

Dominasi yang tidak lengkap akan berada di tengah-tengah antara dominasi yang dilihat oleh Mendel dan kodominan yang telah kita paparkan di bagian sebelumnya. Jenis mekanisme pewarisan non-Mendel ini menyiratkan bahwa fenotipe individu berada di tengah-tengah antara fenotipe orang tua. Artinya, seolah-olah merupakan percampuran antara sifat-sifat yang dihadirkan oleh orang tua.

Contoh paling jelas dari dominasi jenis ini adalah kasus bunga snapdragon. Jenis bunga ini bisa muncul dalam tiga warna: merah (RR), putih (BB) dan merah muda (RB). Ras merah, ketika dikawinkan dengan ras putih, keturunan pertama mereka, yang akan menjadi hibrida, tidak akan berwarna merah atau putih, melainkan merah muda. Alel merah dan alel putih memiliki kekuatan yang sama dalam menentukan warna kelopak bunga, menyebabkan mereka menyatu seolah-olah kita sedang mencampurkan warna-warna itu pada palet.

Sebaliknya, jika individu hibrida disilangkan di antara mereka (RB x RB), keturunannya mungkin merah (RR), putih (BB) dan mawar (RB), memenuhi hukum Mendel meskipun tidak dengan cara yang dicontohkan oleh biarawan Benediktin dengan kasusnya tentang kacang polong.

3. banyak alel

Mendel bekerja dengan gen yang hanya terjadi pada dua alel, satu alel dominan dan yang lainnya resesif. Tapi kenyataannya begitu mungkin saja suatu gen memiliki lebih dari dua alel, dan bahwa alel ini berfungsi dalam hal dominasi tidak lengkap, dominasi atau kodominan Mendel, yang membuat keragaman dalam fenotipe semakin besar.

Contoh gen dengan lebih dari dua alel ditemukan di bulu kelinci. Gen ini bisa datang dalam empat alel umum, dengan 'C' menjadi alel dominan yang memberi warna gelap pada mantel, sedangkan tiga lainnya bersifat resesif: alel 'c^ch', dikenal sebagai chinchilla, alel 'c^h', dikenal sebagai himalaya, dan alel 'c', dikenal sebagai albino. Untuk memiliki kelinci hitam, cukup memiliki gen dengan alel 'C', dan itu bisa menjadi hibrida, tetapi untuk menjadi salah satu dari tiga varian lainnya, ia harus menjadi ras murni untuk salah satu alel tersebut.

Kami memiliki contoh lain dengan golongan darah pada manusia.. Sebagian besar orang memiliki salah satu dari empat kelompok berikut: 0, A, B, atau AB. Bergantung pada golongan darah mana Anda termasuk, di permukaan sel darah merah akan ada, atau tidak, beberapa molekul, yang disebut antigen, dan mungkin ada tipe A, tipe B, keduanya, atau tidak memiliki mereka

Alel yang menentukan ada atau tidaknya antigen ini akan disebut 'I^A', 'I^B' dan 'i'. Dua yang pertama lebih dominan daripada yang ketiga, dan kodominan di antara keduanya. Dengan demikian, golongan darah individu, ditampilkan sebagai fenotipe, akan ditentukan berdasarkan genotipe berikut.

• Golongan darah A: ras murni A (I^A) atau hibrida A0 (I^Ai).
• Golongan darah B: ras murni B (I^B) atau hibrida B0 (I^Bi).
• Golongan darah AB: AB hibrida (I^AI^B).
• Golongan darah 0: ras murni 0 (ii).

4. karakteristik poligenik

Mendel menyelidiki karakteristik yang bergantung pada satu gen. Namun, di alam, adalah normal untuk suatu ciri, seperti kecerdasan, warna kulit, tinggi atau presentasi organ, tergantung pada pengkodean lebih dari satu gen, yaitu karakteristiknya poligenik.

Gen yang bertanggung jawab atas karakteristik yang sama dapat berasal dari kromosom yang sama, atau dapat ditemukan di beberapa kromosom yang terdistribusi. Jika mereka berada pada kromosom yang sama, kemungkinan besar mereka diwariskan bersama., meskipun mungkin terjadi, selama persilangan yang terjadi selama meiosis, mereka berpisah. Inilah salah satu alasan mengapa pewarisan poligenik begitu rumit.

• Anda mungkin tertarik pada: "Perbedaan antara DNA dan RNA"

5. Pleiotropi

Jika karakteristik poligenik adalah kasus di mana suatu sifat ditentukan oleh lebih dari satu gen, pleiotropi akan menjadi kasus tetapi sebaliknya. Ini adalah situasi yang terjadi ketika gen yang sama mengkode lebih dari satu karakteristik dan, oleh karena itu, karakteristik ini selalu diwariskan bersama.

Contohnya adalah kasus sindrom Marfan., masalah medis di mana orang yang terkena menunjukkan berbagai gejala, seperti perawakan yang sangat tinggi, jari tangan dan kaki yang panjang, masalah jantung, dan lensa yang terkilir. Semua karakteristik ini, yang tampaknya tidak berhubungan sama sekali, selalu diwariskan bersama, karena asalnya adalah mutasi pada satu gen.

• Anda mungkin tertarik pada: "Penyakit keturunan: apa itu, jenis, ciri-ciri dan contohnya"

6. alel yang mematikan

Mewarisi satu jenis gen atau lainnya dapat memberikan kontribusi yang signifikan terhadap kelangsungan hidup individu. Jika individu tersebut mewarisi gen yang mengkode fenotipe yang tidak adaptif terhadap lingkungan di mana ia ditemukan, individu tersebut akan memiliki masalah. Contohnya adalah burung berbulu putih di hutan dengan corak gelap. Bulu burung ini membuatnya menonjol di dahan dan dedaunan hutan yang gelap, membuatnya sangat rentan terhadap predator.

Namun, ada gen yang alelnya mematikan secara langsung, yaitu menyebabkan individu mengalami masalah untuk bertahan hidup segera setelah mereka dikandung. Sebuah contoh klasik adalah kasus alel kuning yang mematikan, sebuah mutasi spontan yang terjadi pada hewan pengerat, sebuah mutasi yang membuat bulu mereka menjadi kuning dan mereka mati tak lama setelah lahir. Dalam kasus khusus ini, alel mematikan dominan, tetapi ada kasus alel mematikan lainnya yang dapat bersifat resesif, kodominan, berfungsi secara poligenik...

7. efek lingkungan

Gen menentukan banyak karakteristik individu dan, tanpa diragukan lagi, mereka berada di balik banyak sifat yang diwujudkan dalam bentuk fenotipnya. Namun, mereka bukan satu-satunya faktor yang dapat menyebabkan makhluk hidup tersebut menjadi salah satu atau lain cara. Faktor-faktor seperti sinar matahari, pola makan, akses ke air, radiasi, dan aspek lain dari lingkungan dapat secara signifikan menentukan karakteristik individu

Karena alasan inilah, terlepas dari kenyataan bahwa tinggi badan sangat ditentukan oleh genetika, setelah hidup tempat dengan gizi buruk dan memiliki gaya hidup yang tidak banyak bergerak dapat menyebabkan individu tersebut memiliki perawakan pendek. Contoh lain adalah orang keturunan Kaukasia yang tinggal di tempat tropis akhirnya mengembangkan warna kulit coklat akibat paparan sinar matahari yang terlalu lama.

Memberikan contoh dari dunia tumbuhan, kita memiliki kasus hydrangea. Tumbuhan ini akan memiliki kelopak dengan satu warna atau warna lain tergantung pada pH tanah, menjadikannya biru atau merah muda tergantung pada kebasaannya.

8. pewarisan terpaut seks

Ada karakteristik yang bergantung pada gen yang ditemukan secara eksklusif pada kromosom seks., yaitu, X dan Y, yang berarti bahwa jenis kelamin memiliki sedikit atau tidak ada peluang untuk mewujudkan sifat tertentu.

Sebagian besar wanita memiliki dua kromosom X (XX) dan kebanyakan pria memiliki satu kromosom X dan satu Y (XY). Berikut adalah dua penyakit yang bergantung pada kromosom seks.

Hemofilia

Hemofilia adalah penyakit genetik yang mencegah darah membeku dengan benar. Artinya, jika mengalami cedera, ada kecenderungan untuk mengalami pendarahan dan, tergantung seberapa besar cederanya, risiko hidup lebih besar. Individu dengan penyakit kekurangan gen yang membuat faktor pembekuan (X').

Penyakit ini, secara historis, mematikan bagi wanita karena menstruasi. Dalam kasus pria, mereka memiliki kelangsungan hidup yang lebih besar, meskipun jarang mereka hidup lebih dari 20 tahun. Saat ini banyak hal telah berubah berkat adanya transfusi darah, meskipun faktanya penyakit tersebut dianggap serius dan sangat terbatas.

Gen yang mengkode faktor koagulasi terletak pada kromosom X dan bersifat dominan. Jika seorang wanita (X'X) memiliki satu kromosom dengan gen dan yang lainnya tanpa itu, dia akan menghasilkan faktor pembekuan dan tidak akan mengidap penyakit tersebut, meskipun dia akan menjadi pembawa.

Pria yang mewarisi kromosom X dengan tidak adanya gen tersebut tidak memiliki keberuntungan yang sama., karena, karena tidak ada pada kromosom Y, ia tidak akan memiliki gen yang membekukan faktor tersebut dan, oleh karena itu, akan menderita hemofilia (X'Y).

Karena alasan inilah ada lebih banyak pria daripada wanita yang mengidap penyakit ini, mengingat wanita Wanita yang mengalaminya pasti kurang beruntung karena mewarisi dua kromosom X yang rusak.

kebutaan warna

Buta warna menyiratkan kebutaan terhadap warna dasar tertentu (merah, hijau atau biru), atau dua di antaranya. Yang paling umum dari kebutaan ini adalah ketidakmampuan untuk membedakan antara hijau dan merah.

Buta warna juga merupakan penyakit keturunan yang bergantung pada jenis kelamin, terkait dengan segmen berbeda pada kromosom X.

Ini berarti, seperti halnya hemofilia, ada lebih banyak pria buta warna daripada wanita buta warna bahwa dalam kasus pria hanya ada satu kromosom X, dan jika ini rusak, ya atau ya itu akan muncul kondisi.

Di sisi lain, pada wanita, karena ada dua X, jika hanya salah satunya yang rusak, kromosom yang sehat 'menangkal' cacat yang lain.

Referensi bibliografi:

• Griffiths, A. J. F.; S. R. Wesler; R. C. Lewontin & S. B. Caroll (2008). Pengantar analisis genetik. edisi ke-9. McGraw-Hill Interamericana.
• Albert, Bray, Hopkin, Johnson, Lewis, Raff, Roberts, Walter. Pengantar Biologi Sel. Editorial Medis Panamerican.