არამენდელიური მემკვიდრეობა: რა არის ეს, მაგალითები და გენეტიკური მექანიზმები

გრეგორ მენდელმა დაადგინა გენეტიკის რამდენიმე კანონი, რომელიც მან დაადგინა ბარდის მცენარეზე მისი ცნობილი ექსპერიმენტების საფუძველზე.

ეს კანონები ძალიან კარგად მუშაობდა იმის ასახსნელად, თუ როგორ შეიძლება ბარდა იყოს ყვითელი და გლუვი, თუ ისინი მემკვიდრეობით იღებენ გენებს დომინანტური ალელებით, ან მწვანე და ნაოჭები, თუ ისინი მხოლოდ რეცესიულ ალელებს იღებენ მემკვიდრეობით.

პრობლემა ის არის, რომ ბუნებაში ყველაფერი დომინირების საკითხი არ არის. არსებობს მემკვიდრეობითი თვისებები, რომლებიც ვლინდება შუალედური გზით ან დამოკიდებულია ერთზე მეტ გენზე. ამას ეწოდა არამენდელიური მემკვიდრეობა., და ამას ქვემოთ ვნახავთ.

• დაკავშირებული სტატია: "მენდელის 3 კანონი და ბარდა: ამას გვასწავლიან"

რა არის არამენდელისეული მემკვიდრეობა?

გრეგორ მენდელმა მნიშვნელოვანი წვლილი შეიტანა მემკვიდრეობის შესწავლაში, როდესაც მან აღმოაჩინა მე-19 საუკუნეში. როგორ გადაეცა ბარდის ფერი და ტექსტურა. მისი გამოკვლევების შედეგად მან აღმოაჩინა, რომ ყვითელი ფერი და გლუვი ტექსტურა იყო მახასიათებლები, რომლებიც ჭარბობდა მწვანე ფერს და უხეში ტექსტურას.

ამის საფუძველზე მან დაადგინა მენდელის ცნობილი კანონები, რომლებიც, არსებითად, მიუთითებს იმაზე, რომ თუ დომინანტური სუფთა ჯიშის ინდივიდი შერწყმულია რეცესიულ სუფთა ჯიშის ინდივიდთან,

ამ პიროვნებების შთამომავლობის პირველი თაობა გენოტიპურად ჰიბრიდული იქნება, მაგრამ ფენოტიპურად გამოვლინდება დომინანტური ნიშნები. მაგალითად, ყვითელ ბარდას (AA) ერთად ათავსებთ მცენარეს, რომელსაც აქვს მწვანე ბარდა (aa), ქალიშვილი ბარდა იქნება ყვითელი (Aa), მაგრამ ექნება ალელები, რომლებიც კოდირებენ მწვანე ფერს და ფერს ყვითელი.

მენდელმა შეისწავლა მხოლოდ ერთ გენზე დამოკიდებულ მახასიათებლებს (თუმცა იმ დროს არც მან და არც სხვა მეცნიერებმა იცოდნენ გენების თავისთავად არსებობის შესახებ). იმის მიხედვით, იყო თუ არა ფერთა გენის ვარიანტი ან ალელი მემკვიდრეობით ("A" დომინანტი და "a" რეცესიული), მცენარე გამოიმუშავებდა ყვითელ ბარდას. ან მწვანე, და იმისდა მიხედვით, მემკვიდრეობით მიიღეთ თუ არა ტექსტურის გენის ალელი („R“ დომინანტი და „r“ რეცესიული), ბარდა იქნება გლუვი ან უხეში.

პრობლემა ის არის, რომ ბუნების სხვა ასპექტებში ეს ასე მარტივი გზით არ ხდება. თვისებები არ უნდა იყოს დამოკიდებული ერთ გენზე ორი ალელით. მაგალითად, ადამიანის თვალების ფერი, თუმცა შეზღუდულია, არსებობს გარკვეული ხარისხით მრავალფეროვნება. ეს ჯიში არ შეიძლება აიხსნას დომინანტობისა და რეცესიულობის მარტივი ტერმინებით, რადგან ეს გულისხმობს ამას ირისის ფერის მხოლოდ ორი ტიპი იყო და არა ყავისფერი, ლურჯი, მწვანე და ნაცრისფერი ჩვენ ვიცით.

შემდეგი ჩვენ უფრო დეტალურად განვიხილავთ სხვადასხვა ტიპის არამენდელური მემკვიდრეობის მექანიზმებს, რომლებიც არსებობს., გარდა იმისა, რომ ხაზს უსვამს მათ განსხვავებებს მენდელის მიერ შემოთავაზებულ კანონებთან მიმართებაში.

1. კოდომინანტობა

მენდელმა ბარდის ექსპერიმენტებით დაინახა თვისებების მემკვიდრეობის მექანიზმი, რომელიც დამოკიდებული იყო მემკვიდრეობითი ალელი დომინანტური თუ რეცესიული. დომინანტური ნიშნავს, რომ ან ორი გენის ერთიდაიგივე ალელის მემკვიდრეობით, ან ერთი გენის მემკვიდრეობით დომინანტური ალელი და მეორე რეცესიული ალელით, ინდივიდი აჩვენებს ალელის მიერ განსაზღვრულ ფენოტიპს დომინანტური. ეს არის ყვითელი ბარდის ადრე ნახსენები შემთხვევა, რომელიც, მიუხედავად იმისა, რომ მწვანე და ყვითელი ბარდას შვილები არიან, ისინი ამ უკანასკნელს ჰგვანან.

კოდომინაციის დროს ეს არ ხდება. არ არსებობს სიტუაცია, როდესაც ერთი ალელი ჭარბობს მეორეზე, არამედ ორივე გამოხატულია თანაბრად ცალკეულ ფენოტიპში, რომლის ფენოტიპი გამოჩნდება ორივეს კომბინაციაში ალელები. ამ იდეის უკეთ გასაგებად, ჩვენ ვაპირებთ შემდეგი მაგალითის მოყვანას შავი ქათმების და თეთრი ქათმების შესახებ

ქათმების ზოგიერთ ტიპს აქვს გენი, რომლის ალელი განსაზღვრავს მათი ბუმბულის ფერს. მათ შეუძლიათ მემკვიდრეობით მიიღონ ალელი, რომელიც ბუმბულს აშავებს (N), და მათ შეუძლიათ მიიღონ ალელი, რომელიც ბუმბულს ათეთრებს (B)..

ორივე ალელი თანაბრად დომინანტურია, არ არსებობს რეცესიული მეორესთან მიმართებაში, ამიტომ საკითხავია: რა მოხდება, თუ ინდივიდი გენოტიპურად ჰიბრიდია (BN), ანუ თეთრი ქათმის (BB) და შავი მამლის (NN) შვილი? რა ხდება, ის არ იქნება მთლიანად შავი ან მთლიანად თეთრი, არამედ ორივე ალელის კომბინაცია. მას ექნება თეთრი ბუმბული და შავი ბუმბული.

თუ ქათმების ქლიავის ფერი დომინირებაზე იყო დამოკიდებული და არა კოდომინანტობაზე და, ვთქვათ, შავი არის დომინანტური ალელი, ჰიბრიდულ ინდივიდს ექნება შავი ბუმბული, მიუხედავად იმისა, არის თუ არა ის ქათმის შთამომავალი თეთრი.

2. არასრული დომინირება

არასრული დომინირება იქნება შუა გზაზე მენდელის მიერ დანახულ დომინანტობასა და კოდომინაციას შორის, რომელიც წინა ნაწილში გამოვავლინეთ. ამ ტიპის არამენდელისეული მემკვიდრეობის მექანიზმი გულისხმობს, რომ ინდივიდის ფენოტიპი მშობელთა ფენოტიპებს შორის შუაშია. ანუ თითქოს ეს იყოს მშობლების მიერ წარმოდგენილ მახასიათებლებს შორის ნაზავი.

ამ ტიპის დომინირების ყველაზე ნათელი მაგალითია სნეპდრაგონის ყვავილის შემთხვევა. ამ ტიპის ყვავილი შეიძლება გამოჩნდეს სამ ფერში: წითელი (RR), თეთრი (BB) და ვარდისფერი (RB). წითელი ჯიშის ჯიშები, როცა თეთრ ჯიშებთან შეწყვილდებიან, მათი პირველი თაობის შთამომავლობა, რომელიც ჰიბრიდები იქნება, არც წითელი იქნება და არც თეთრი, არამედ ვარდისფერი. წითელ ალელს და თეთრ ალელს აქვთ იგივე ძალა ფურცლების ფერის განსაზღვრაში, რის შედეგადაც ისინი ერწყმის ერთმანეთს, თითქოს ამ ფერებს პალიტრაზე ვურევთ.

თავის მხრივ, თუ ჰიბრიდული ინდივიდები შეჯვარებულია მათ შორის (RB x RB), მათი შთამომავლები შეიძლება იყოს წითელი (RR), თეთრი (BB) და ვარდები (RB), ასრულებენ მენდელის კანონებს, თუმცა არა ისე, როგორც ბენედიქტელმა ბერმა აჩვენა თავისი საქმე ბარდა.

3. მრავალი ალელი

მენდელი მუშაობდა გენებთან, რომლებიც მხოლოდ ორ ალელში არსებობდა, ერთი ალელი დომინანტი იყო, მეორე კი რეცესიული. მაგრამ სიმართლე ისაა შესაძლოა, გენს ჰქონდეს ორზე მეტი ალელიდა რომ ეს ალელები ფუნქციონირებენ არასრული დომინანტურის, მენდელის დომინანციის ან კოდომინაციის თვალსაზრისით, რაც ფენოტიპების მრავალფეროვნებას კიდევ უფრო დიდს ხდის.

ორზე მეტი ალელის მქონე გენის მაგალითი გვხვდება კურდღლების ბეწვში. ეს გენი შეიძლება იყოს ოთხ საერთო ალელში, სადაც 'C' არის დომინანტური ალელი, რომელიც აძლევს ქურთუკს მუქ ელფერს, ხოლო სამი სხვა რეცესიულია: ალელი "c^ch", რომელიც ცნობილია როგორც ჩინჩილა, ალელი "c^h", რომელიც ცნობილია როგორც ჰიმალაია, და ალელი "c", ცნობილი როგორც ალბინოსი. შავი კურდღლის ყოლასთვის საკმარისია გქონდეთ გენი "C" ალელით და ის შეიძლება იყოს ჰიბრიდი, მაგრამ სამიდან ერთ-ერთი იმისთვის, რომ იყოს ერთ-ერთი ამ ალელის ჯიში.

ჩვენ გვაქვს კიდევ ერთი მაგალითი ადამიანებში სისხლის ჯგუფის შესახებ.. ადამიანების დიდ უმრავლესობას აქვს შემდეგი ოთხი ჯგუფიდან ერთ-ერთი: 0, A, B ან AB. იმისდა მიხედვით, თუ რომელ სისხლის ჯგუფს მიეკუთვნებით, სისხლის წითელი უჯრედების ზედაპირზე იქნება თუ არა მოლეკულები, რომლებსაც ანტიგენები ეწოდება და შეიძლება იყოს ტიპი A, ტიპი B, ორივე ტიპი, ან უბრალოდ არა ჰქონდეთ ისინი

ალელებს, რომლებიც განსაზღვრავენ არის თუ არა ეს ანტიგენები, ეწოდება "I^A", "I^B" და "i". პირველი ორი დომინანტია მესამეზე და კოდომინანტია მათ შორის. ამრიგად, ინდივიდის სისხლის ჯგუფი, რომელიც ნაჩვენებია როგორც ფენოტიპი, განისაზღვრება შემდეგი გენოტიპების მიხედვით.

• ტიპი A სისხლი: სუფთა სისხლის A (I^A) ან ჰიბრიდული A0 (I^Ai).
• B ჯგუფის სისხლი: სუფთა სისხლის B (I^B) ან ჰიბრიდული B0 (I^Bi).
• სისხლის ტიპი AB: ჰიბრიდული AB (I^AI^B).
• ტიპი 0 სისხლი: სუფთა სისხლის 0 (ii).

4. პოლიგენური მახასიათებლები

მენდელმა გამოიკვლია მახასიათებლები, რომლებიც დამოკიდებული იყო ერთ გენზე. თუმცა, ბუნებაში ნორმალურია ისეთი მახასიათებელი, როგორიცაა ინტელექტი, კანის ფერი, სიმაღლე ან ორგანოს წარმოდგენა დამოკიდებულია ერთზე მეტი გენის კოდირებაზე, ანუ მათ მახასიათებლებზე პოლიგენური.

გენები, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან ერთსა და იმავე მახასიათებლებზე, შეიძლება მიეკუთვნებოდეს ერთსა და იმავე ქრომოსომას, ან შეიძლება აღმოჩნდეს რამდენიმე განაწილებულ ქრომოსომაში. თუ ისინი ერთ ქრომოსომაზე არიან, დიდი ალბათობით, ისინი ერთად მემკვიდრეობით მიიღებენ., თუმცა შეიძლება მოხდეს, რომ მეიოზის დროს მომხდარი გადაკვეთის დროს ისინი განცალკევდნენ. ეს არის ერთ-ერთი მიზეზი, რის გამოც პოლიგენური მემკვიდრეობა ასე გართულებულია.

• შეიძლება დაგაინტერესოთ: "განსხვავებები დნმ-სა და რნმ-ს შორის"

5. პლეიოტროპია

თუ პოლიგენური მახასიათებლები არის შემთხვევა, როდესაც მახასიათებელი განისაზღვრება ერთზე მეტი გენით, პლეიოტროპია იქნება შემთხვევა, მაგრამ პირიქით. ეს არის სიტუაცია, როდესაც ერთი და იგივე გენი კოდირებს ერთზე მეტ მახასიათებელს და, შესაბამისად, ეს მახასიათებლები ყოველთვის მემკვიდრეობით მიიღება.

ამის მაგალითია მარფანის სინდრომის შემთხვევა., სამედიცინო პრობლემა, რომლის დროსაც დაავადებული ადამიანი ავლენს სხვადასხვა სიმპტომებს, როგორიცაა უჩვეულოდ მაღალი სიმაღლე, გრძელი თითები და ფეხის თითები, გულის პრობლემები და დისლოცირებული ლინზა. ყველა ეს მახასიათებელი, რომელიც შეიძლება არანაირად არ იყოს დაკავშირებული, ყოველთვის ერთად არის მემკვიდრეობით მიღებული, რადგან მათი წარმოშობა არის ერთი გენის მუტაცია.

• შეიძლება დაგაინტერესოთ: "მემკვიდრეობითი დაავადებები: რა არის ისინი, ტიპები, მახასიათებლები და მაგალითები"

6. ლეტალური ალელები

ამა თუ იმ ტიპის გენის მემკვიდრეობამ შეიძლება მნიშვნელოვნად შეუწყოს ხელი ინდივიდის გადარჩენას. თუ ინდივიდს მემკვიდრეობით აქვს მიღებული გენი, რომელიც კოდირებს ფენოტიპს, რომელიც არ არის ადაპტირებული იმ გარემოსთან, რომელშიც ის გვხვდება, ინდივიდს შეექმნება პრობლემები. ამის მაგალითი იქნება ჩიტი თეთრი ქლიავის მქონე ტყეში მუქი ტონებით. ამ ფრინველის ქლიავი მას გამოარჩევს ტყის ტოტებსა და მუქ ფოთლებზე, რაც მას ძალიან დაუცველს ხდის მტაცებლების მიმართ.

თუმცა, არსებობს გენები, რომელთა ალელები უშუალოდ ლეტალურია, ანუ ისინი უქმნიან ინდივიდს გადარჩენის პრობლემებს ჩასახვისთანავე. კლასიკური მაგალითია მომაკვდინებელი ყვითელი ალელის შემთხვევა, სრულიად სპონტანური მუტაცია, რომელიც ხდება მღრღნელებში, მუტაცია, რომელიც მათ ბეწვს ყვითლად აქცევს და ისინი იღუპებიან დაბადებიდან მალევე. ამ კონკრეტულ შემთხვევაში ლეტალური ალელი დომინანტია, მაგრამ არის ლეტალური ალელების სხვა შემთხვევებიც, რომლებიც შეიძლება იყოს რეცესიული, კოდომინანტური, პოლიგენური ფუნქციონირება...

7. გარემოს ეფექტები

გენები განსაზღვრავენ ინდივიდის ბევრ მახასიათებელს და, უეჭველად, ისინი დგანან მრავალი თვისების უკან, რომლებიც გამოიხატება მათი ფენოტიპის სახით. თუმცა, ისინი არ არიან ერთადერთი ფაქტორი, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ცოცხალი არსება ამა თუ იმ გზით. ფაქტორები, როგორიცაა მზის შუქი, დიეტა, წყალზე წვდომა, რადიაცია და სხვა ასპექტები გარემოდან შეუძლია მნიშვნელოვნად განსაზღვროს ინდივიდის მახასიათებლები

სწორედ ამ მიზეზით, მიუხედავად იმისა, რომ სიმაღლე დიდწილად განისაზღვრება გენეტიკით, ცხოვრობდა ცუდი კვებითა და უმოძრაო ცხოვრების წესის მქონე ადგილმა შეიძლება გამოიწვიოს ინდივიდის დაბალი სიმაღლე. კიდევ ერთი მაგალითია ის, რომ კავკასიური წარმოშობის ადამიანებს, რომლებიც ცხოვრობენ ტროპიკულ ადგილებში, საბოლოოდ უვითარდებათ კანის ყავისფერი ტონი მზის სხივების გახანგრძლივებული ზემოქმედების გამო.

მაგალითის მოყვანით მცენარეთა სამყაროდან, გვაქვს ჰორტენზიის შემთხვევა. ამ მცენარეებს ექნებათ ამა თუ იმ ფერის ფურცლები, ნიადაგის pH-ის მიხედვით, რაც მათ ლურჯს ან ვარდისფერს ხდის მათი ფუძედან გამომდინარე.

8. სქესთან დაკავშირებული მემკვიდრეობა

არსებობს მახასიათებლები, რომლებიც დამოკიდებულია გენებზე, რომლებიც გვხვდება ექსკლუზიურად სქესის ქრომოსომებზე., ანუ X და Y, რაც ნიშნავს, რომ სქესს აქვს მცირე ან არ აქვს შანსი გამოავლინოს კონკრეტული თვისება.

ქალების აბსოლუტურ უმრავლესობას აქვს ორი X ქრომოსომა (XX) და მამაკაცთა უმეტესობას აქვს ერთი X და ერთი Y ქრომოსომა (XY). აქ არის ორი დაავადება, რომლებიც დამოკიდებულია სქესის ქრომოსომებზე.

ჰემოფილია

ჰემოფილია არის გენეტიკური დაავადება, რომელიც ხელს უშლის სისხლის სწორად შედედებას. ეს ნიშნავს, რომ ტრავმის მიღების შემთხვევაში ჩნდება სისხლდენის მიდრეკილება და იმის მიხედვით, თუ რამდენად დიდია დაზიანება, სიცოცხლის რისკი უფრო დიდია. დაავადებით დაავადებული პირები არ აქვს გენი, რომელიც ქმნის შედედების ფაქტორს (X').

ეს დაავადება, ისტორიულად, სასიკვდილო იყო ქალებისთვის მენსტრუაციის გამო. მამაკაცების შემთხვევაში მათ უფრო მეტი გადარჩენა ჰქონდათ, თუმცა იშვიათი იყო მათთვის 20 წელზე მეტი ცხოვრება. დღეს ყველაფერი შეიცვალა სისხლის გადასხმის არსებობის წყალობით, მიუხედავად იმისა, რომ დაავადება სერიოზულად და ძალიან შეზღუდულია.

გენი, რომელიც კოდირებს კოაგულაციის ფაქტორს, მდებარეობს X ქრომოსომაზე და ის დომინანტურია. თუ ქალს (X'X) აქვს ერთი ქრომოსომა გენით, მეორე კი მის გარეშე, ის გამოიმუშავებს შედედების ფაქტორს და არ ექნება დაავადება, თუმცა ის იქნება მატარებელი.

მამაკაცს, რომელიც მემკვიდრეობით იღებს X ქრომოსომას გენის არარსებობით, არ აქვს იგივე იღბალი.ვინაიდან, რადგან ის არ არის Y ქრომოსომაზე, მას არ ექნება გენი, რომელიც აფერხებს ფაქტორს და, შესაბამისად, ექნება ჰემოფილია (X'Y).

სწორედ ამ მიზეზით არის ის, რომ უფრო მეტი მამაკაცია, ვიდრე ქალები, რომლებიც ამ დაავადებას ავლენენ, იმის გათვალისწინებით, რომ ქალებს აქვთ ქალებს, რომლებიც მას წარმოადგენენ, საკმარისად არ გაუმართლათ, რომ მემკვიდრეობით მიიღონ ორი დეფექტური X ქრომოსომა.

ფერთა სიბრმავე

ფერთა სიბრმავე გულისხმობს გარკვეული ძირითადი ფერის (წითელი, მწვანე ან ლურჯი) ან ორი მათგანის მიმართ სიბრმავეს. ამ სიბრმავეთაგან ყველაზე გავრცელებული არის მწვანე და წითელი ერთმანეთისგან გარჩევის შეუძლებლობა.

ფერთა სიბრმავე ასევე მემკვიდრეობითი დაავადებაა, რომელიც დამოკიდებულია სქესზეასოცირდება X ქრომოსომაზე განსხვავებულ სეგმენტთან.

ეს ნიშნავს, რომ ჰემოფილიის მსგავსად, უფრო მეტი დალტონიკი მამაკაცია, ვიდრე დალტონიკი ქალები რომ მამაკაცების შემთხვევაში არსებობს მხოლოდ ერთი X ქრომოსომა და თუ ეს დეფექტურია, დიახ ან დიახ, ის წარმოადგენს მდგომარეობა.

მეორეს მხრივ, ქალებში, რადგან არსებობს ორი X, თუ ​​მათგან მხოლოდ ერთია დეფექტური, ჯანმრთელი ქრომოსომა „ეწინააღმდეგება“ მეორის დეფექტს.

ბიბლიოგრაფიული ცნობები:

• გრიფიტსი, ა. ჯ. ფ. ს. რ. ვესლერი; რ. გ. ლევონტინი და ს. ბ. კეროლი (2008). შესავალი გენეტიკურ ანალიზში. მე-9 გამოცემა. McGraw-Hill Interamericana.
• ალბერტი, ბრეი, ჰოპკინი, ჯონსონი, ლუისი, რაფი, რობერტსი, უოლტერი. შესავალი უჯრედულ ბიოლოგიაში. Panamerican სამედიცინო რედაქცია.