非メンデル遺伝：それは何か、例と遺伝メカニズム

グレゴール・メンデルは、彼の有名なエンドウ豆の実験に基づいて決定した、遺伝学に関するいくつかの法則を確立しました。

これらの法則は、エンドウ豆が優性対立遺伝子を持つ遺伝子を受け継いだ場合は黄色で滑らかになり、劣性対立遺伝子のみを受け継いだ場合は緑色でしわが寄る理由を説明するのに非常にうまく機能しました.

問題は、本質的にすべてが支配的な問題ではないということです。中間的な方法で現れる、または複数の遺伝子に依存する遺伝性の形質があります。 これは非メンデル遺伝と呼ばれています。、そしてそれを以下に示します。

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非メンデル遺伝とは何？

グレゴール・メンデルは、19 世紀に次のことを発見したとき、遺伝の研究に重要な貢献をしました。 エンドウ豆の色と食感がどのように受け継がれたか. 調査の結果、黄色と滑らかな質感が、緑色とざらざらした質感よりも優れた特徴であることを発見しました。

これに基づいて、彼はメンデルの有名な法則を確立しました。これは本質的に、優性純血種の個体が劣性純血種の個体と組み合わされた場合、 これらの個人からの子孫の第一世代は、遺伝子型が雑種になります、しかし表現型的に優性形質が表示されます。たとえば、エンドウ豆 (AA) とエンドウ豆 (aa) を一緒にすると、娘エンドウは黄色（Aa）になりますが、緑色と色をコードする対立遺伝子を持ちます黄色。

メンデルは、単一の遺伝子に依存する特性のみを研究しました (ただし、当時、メンデルも他の科学者も、遺伝子自体の存在を知りませんでした)。色遺伝子のバリアントまたは対立遺伝子が継承されたかどうか ('A' 優性および 'a' 劣性) に応じて、植物はエンドウ豆を生産します。または緑であり、テクスチャ遺伝子の対立遺伝子 (「R」優性および「r」劣性) を継承したかどうかに応じて、エンドウ豆は滑らかまたは緑色になります。粗い。

問題は、自然の他の側面では、これはそれほど単純な方法では起こらないということです. 形質は、2 つの対立遺伝子を持つ単一の遺伝子に依存する必要はありません. たとえば、人間の目の色は、限られたものではありますが、ある程度の多様性があります。この多様性は優性と劣性という単純な言葉では説明できません。虹彩の色は 2 種類しかなく、茶色、青、緑、灰色のさまざまな色合いではありませんでした。私たちは知っています。

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次 存在するさまざまなタイプの非メンデル遺伝メカニズムをより詳細に見ていきます。、メンデルによって提案された法則に関してそれらの違いを強調することに加えて。

1. コドミナンス

メンデルはエンドウ豆を使った実験で、遺伝した対立遺伝子が優性か劣性かに依存する形質の遺伝のメカニズムを見出した。優性とは、同じ対立遺伝子を持つ 2 つの遺伝子を継承することによって、または同じ対立遺伝子を持つ 1 つの遺伝子を継承することによって、優性対立遺伝子と劣性対立遺伝子を持つ別の対立遺伝子、個人は対立遺伝子によって決定される表現型を示します支配的。これは、前述のエンドウ豆のケースです。 グリーンピースとイエローピースの子供であるにもかかわらず、それらは後者に似ています.

共優性では、これは起こりません。 1 つの対立遺伝子が他の対立遺伝子より優勢であるという状況はありませんが、むしろ両方が発現されます。個々の表現型で等しく、その表現型は両方の組み合わせとして表示されます対立遺伝子。この考えをよりよく理解するために、次の例を黒いニワトリと白いニワトリに置きます。

特定の種類のニワトリには、羽毛の色を決定する対立遺伝子を持つ遺伝子があります。 彼らは、羽毛を黒くする対立遺伝子 (N) を受け継ぐことができ、羽毛を白くする対立遺伝子 (B) を受け取ることができます。.

両方の対立遺伝子は同等に優性であり、一方が他方に対して劣性であるということはないので、問題は次のとおりです。個体が遺伝子型ハイブリッド (BN)、つまり白い鶏 (BB) と黒い雄鶏 (NN) の息子である場合はどうなりますか? 何が起こるかというと、完全に黒でも完全に白でもなく、両方の対立遺伝子の組み合わせです。白い羽と黒い羽があります。

鶏の羽毛の色が共優性ではなく優性に依存している場合、黒が優性対立遺伝子、雑種の個体は、鶏の子孫であるかどうかに関係なく、黒い羽毛を持っています白。

2. 不完全な支配

不完全な優位性は、メンデルが見た優位性と前のセクションで明らかにした共優位性の中間にあります。このタイプの非メンデル遺伝メカニズムは、個人の表現型が両親の表現型の中間に位置することを意味します。つまり、あたかも両親によって提示された特性が混ざり合っているかのようです。

このタイプの支配の最も明確な例は、キンギョソウの花の場合です。このタイプの花は、赤 (RR)、白 (BB)、ピンク (RB) の 3 色で表示されます。赤の純血種は、白の純血種と交配すると、雑種となる最初の世代の子孫は、赤でも白でもなく、ピンク色になります。 赤い対立遺伝子と白い対立遺伝子は、花びらの色を決定する上で同じ強さを持っています、あたかもパレット上でそれらの色を混ぜているかのように、それらを混ぜ合わせます。

次に、ハイブリッド個体がそれらの間で交配された場合 (RB x RB)、その子孫は赤 (RR)、白 (BB)、バラ (RB)、メンデルの法則を満たしていますが、ベネディクト会の修道士がバラのケースで例示した方法ではありません。豆。

3. 複数の対立遺伝子

メンデルは、優性対立遺伝子と劣性対立遺伝子の 2 つの対立遺伝子でのみ発生する遺伝子を研究しました。しかし、真実はそれです 遺伝子が2つ以上の対立遺伝子を持っている場合があります、そしてこれらの対立遺伝子は、不完全優性、メンデル優性または共優性に関して機能し、表現型の多様性をさらに大きくします。

2 つ以上の対立遺伝子を持つ遺伝子の例は、ウサギの毛皮に見られます。この遺伝子には 4 つの一般的な対立遺伝子があり、「C」は被毛に暗い色合いを与える優性対立遺伝子であり、他の 3 つは劣性です: チンチラとして知られる対立遺伝子「c^ch」、ヒマラヤとして知られる対立遺伝子「c^h」、およびとして知られる対立遺伝子「c」アルビノ。黒いウサギを飼うには、「C」対立遺伝子を持つ遺伝子を持っていれば十分であり、雑種である可能性がありますが、他の3つの変種の1つになるには、それらの対立遺伝子の1つに対する純血種でなければなりません.

人間の血液型に関する別の例があります。. 大多数の人は、0、A、B、または AB の 4 つのグループのいずれかを持っています。あなたがどの血液型に属しているかに応じて、赤血球の表面にある場合とない場合があります。抗原と呼ばれる分子であり、A 型、B 型、両方の型が存在する場合もあれば、単に存在しない場合もあります。それらを持っています

これらの抗原が存在するかどうかを決定する対立遺伝子は、「I^A」、「I^B」、および「i」と呼ばれます。最初の 2 つは 3 番目よりも優勢であり、それらの間で共優性です。したがって、表現型として示される個人の血液型は、次の遺伝子型に従って決定されます。

タイプ A の血液: 純血種の A (I^A) またはハイブリッド A0 (I^Ai)。
タイプ B の血液: 純血種の B (I^B) またはハイブリッド B0 (I^Bi)。
AB型血液：ハイブリッドAB（I^AI^B）。
0 型の血液: 純血種 0 (ii)。

4. 多遺伝子の特徴

メンデルは、単一の遺伝子に依存する特性を調査しました。しかし、自然界では、知性、肌の色、高さまたは臓器の提示は、複数の遺伝子のコーディングに依存します。つまり、それらは特徴です多遺伝子。

同じ特性を担当する遺伝子は、同じ染色体に属している場合もあれば、いくつかの分散した染色体にある場合もあります。 それらが同じ染色体上にある場合、それらは一緒に継承される可能性が最も高くなります。、減数分裂中に発生する交差中に、それらが分離する場合があります。これが、多遺伝子遺伝が非常に複雑な理由の 1 つです。

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5. プレイオトロピー

多遺伝子特性が形質が複数の遺伝子によって決定される場合である場合、多面発現性が当てはまりますが、逆です。これは、同じ遺伝子が複数の特性をコードしている場合に発生する状況であり、したがって、これらの特性は常に一緒に継承されます。

この例は、マルファン症候群の場合です。、異常に背の高い身長、長い指とつま先、心臓の問題、水晶体の脱臼など、さまざまな症状を呈する医学的問題. まったく無関係に見えるこれらすべての特徴は、その起源が単一の遺伝子の突然変異であるため、常に一緒に継承されます。

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6. 致死対立遺伝子

あるタイプの遺伝子または別のタイプの遺伝子を継承することは、個人の生存に大きく貢献する可能性があります。個人が、それが見られる環境に適応しない表現型をコードする遺伝子を受け継いでいる場合、その個人は問題を抱えることになります. この例としては、暗い色調の森にいる白い羽毛の鳥が挙げられます。この鳥の羽毛は、森の枝や暗い葉に対して目立ち、捕食者に対して非常に脆弱になります.

ただし、 対立遺伝子が直接致死的である遺伝子、つまり、受精するとすぐに個体の生存に問題を引き起こす遺伝子。. 古典的な例は、致死的な黄色の対立遺伝子の場合です。これは、げっ歯類に発生する完全に自然発生的な突然変異であり、毛皮が黄色になり、生後すぐに死亡する突然変異です。この特定のケースでは、致死対立遺伝子が優性ですが、劣性、共優性、多遺伝子的に機能する可能性のある致死対立遺伝子の他のケースがあります...

7. 環境効果

遺伝子は個人の多くの特徴を決定し、間違いなく、表現型の形で現れる多くの特性の背後に遺伝子があります。しかし、それらは、問題の生物が何らかの形で変化する原因となる唯一の要因ではありません。 日光、食事、水へのアクセス、放射線、および環境からのその他の側面などの要因 個人の特性を大きく決定できる

だからこそ、身長は遺伝によって大きく決まるという事実にもかかわらず、栄養状態が悪く、座りがちな生活を送っている場所では、個人の身長が低くなる可能性があります。別の例として、熱帯地域に住む白人系の人々は、日光に長時間さらされることにより、最終的に褐色の肌色になることがあります.

植物の世界から例を挙げると、アジサイの場合があります。これらの植物は、土壌の pH に応じてさまざまな色の花びらを持ち、塩基性に応じて青またはピンクになります。

8. 性連鎖遺伝

性染色体のみに見られる遺伝子に依存する特徴があります。、つまり、X と Y は、性別が特定の特性を示す可能性がほとんどまたはまったくないことを意味します。

大多数の女性は 2 つの X 染色体 (XX) を持ち、ほとんどの男性は 1 つの X 染色体と 1 つの Y 染色体 (XY) を持っています。ここに性染色体に依存する 2 つの病気があります。

血友病

血友病は、血液が適切に凝固するのを妨げる遺伝病です。そのため、けがをすると出血しやすくなり、けがの程度によっては命にかかわるリスクが高くなります。疾患のある個人 凝固因子 (X') を作る遺伝子を欠いている.

この病気は、歴史的に、月経のために女性にとって致命的でした. 男性の場合、20年以上生きることはまれでしたが、生存率は男性の方が高かった. 今日、輸血のおかげで状況は変わりましたが、この病気は深刻で非常に限定的であると考えられています。

凝固因子をコードする遺伝子は X 染色体上にあり、優勢です。女性 (X'X) が 1 つの染色体に遺伝子を持ち、もう 1 つの染色体に遺伝子を持たない場合、彼女は凝固因子を産生し、保因者になりますが、病気にはなりません。

遺伝子のない X 染色体を受け継ぐ男性は、同じ運を持っていません。というのは、Y 染色体上にないため、この因子を凝固させる遺伝子がなく、したがって血友病 (X'Y) になるからです。

このため、この病気を発症するのは女性よりも男性の方が多く、女性はそれを提示する女性は、2つの欠陥のあるX染色体を受け継いでいるほど不運だったに違いありません.

色盲

色覚異常とは、特定の基本色 (赤、緑、青)、またはそのうちの 2 つに対する失明を意味します。これらの失明の最も一般的なものは、緑と赤を区別できないことです。

色盲も性別に依存する遺伝性疾患です、X 染色体上の別個のセグメントに関連付けられています。

これは、血友病と同様に、色盲の女性より男性のほうが色覚異常が多いことを意味します。男性の場合、X染色体は1つしかなく、これに欠陥がある場合は、はいまたははい、状態。

一方、女性では X が 2 つあるため、そのうちの 1 つだけに欠陥があると、健康な染色体がもう 1 つの欠陥に「対抗」します。

参考文献:

グリフィス、A. J. F.; S. R. ウェスラー; R. c. レウォンティン & S. b. キャロル (2008)。遺伝子解析入門。第9版。マグロウヒルインターアメリカーナ。
アルバート、ブレイ、ホプキン、ジョンソン、ルイス、ラフ、ロバーツ、ウォルター。細胞生物学の紹介。パナメリカン・メディカル・エディトリアル。