Ģenētiskā segregācija: kas tas ir, raksturojums un piemēri

Dzīvās būtnes pieņem divu veidu būtiskas pamatstratēģijas, ciktāl tas attiecas uz pēcnācēju koncepciju: bezdzimuma un seksuālo reprodukciju.

Bezdzimuma reprodukcijā no vecāku organisma šūnas vai šūnu grupas rodas cits funkcionāls indivīds, ģenētiski vienāds ar tā tēvu vai māti. To panāk, izmantojot divpusēju dalīšanos, pumpurēšanu, poliembrioniju, partenogenēzi un citus sarežģītus procesus.

No otras puses, dzimumaudzināšanā sugā ir divu dzimumu indivīdi: vīrieši un sievietes. Abas ražo gametas ar pusi no pārējo šūnu ģenētiskās informācijas (tās ir haploīdas), un, saliekot kopā, rodas zigota, kas atgūst tās normālo hromosomu skaitu (diploīdiju). Šis process ir daudz dārgāks nekā iepriekšējais, taču tam ir vairākas priekšrocības, kas pašas par sevi izskaidro evolūciju.

Bezdzimuma reprodukcijā visi pēcnācēji ir vienādi ar vecāku organismu. No otras puses, seksuāli katram bērnam ir atšķirīgs ģenētiskais sastāvs, jo puse no tā hromosomām ir mātes, bet otra puse ir tēva. Sakarā ar krustojumu, hromosomu permutācijām un citiem procesiem, kas notiek mejozes laikā, neviens dēls nav tāds pats kā viņa brālis (ja vien viņi nav dvīņi). Tālāk mēs jums pastāstīsim, ar ko tas ir saistīts

ģenētiskā segregācija ar visiem šiem noteikumiem.

• Saistītais raksts: "DNS tulkojums: kas tas ir un kādi ir tā fāzes"

Kas ir ģenētiskā segregācija?

Ja kādā dzīves posmā jūs interesēja ģenētika, tas noteikti izklausās jums pazīstami Gregors Mendels. Šis augustīniešu brālis, katoļticīgais un dabaszinātnieks ir formulēts, pateicoties eksperimentiem ar zirņiem (Pisum sativum) vairāk nekā labi zināmie Mendela likumi, kas publicēti laikā no 1865. līdz 1866. gadam. Diemžēl šie dokumenti sāka gūt ievērību zinātniskajā kultūrā tikai 1900. gadā, kad Mendels jau bija aizgājis mūžībā.

No savas puses termins "ģenētiskā segregācija" attiecas uz gēnu sadalījumu no vecākiem uz bērniem mejozes laikā, tas ir, kāpēc genoms rodas pēcnācējiem pēc dažādu vecāku savienības. Lai parādītu gēnu segregācijas mehānismus, būs ļoti noderīgi īsi iziet cauri trim Mendela likumiem, tāpēc mēs īpaši pieminējām viņa figūru.

Tā kā mēs gremdēsimies Mendela pasaulē, mums ir jāieliek daži pamati. Pirmkārt, jāatzīmē, ka mēs pievērsīsimies diploīdām būtnēm, tas ir, dzīvniekiem un augiem, kuru kodolā ir divi katra veida homoloģisko hromosomu komplekti (2n). Ja cilvēkam katrā šūnā ir 46 hromosomas, 23 nāk no mātes un 23 no tēva.

Katrā hromosomā ir virkne sakārtotu DNS secību, kurām ir nepieciešamā informācija olbaltumvielu vai RNS sintezēšanai: gēni. No otras puses, katram gēnam var būt dažādas "formas", kas ir atkarīgas no nukleotīdu secības, kuras sauc par alēlēm. Tā kā mūsu šūnu kodolos ir divas katra veida hromosomas, mēs apgalvojam, ka mums katram gēnam ir arī divas alēles.

Konkrēta alēle saskaņā ar tipisko Mendeli ģenētiku var būt dominējoša (A) vai recesīva (a). Dominējošās alēles ir tās, kas tiek izteiktas neatkarīgi no partnera (AA vai Aa), savukārt recesīvās alēles prasa, lai abas alēles būtu vienādas vienam un tam pašam gēnam (aa). Konkrētam gēnam indivīds var būt homozigots dominējošs (AA), homozigots recesīvs (aa) vai heterozigots (Aa). Pēdējā gadījumā tiek izteikta dominējošā iezīme (A), bet otra tiek maskēta (a).

Paturot prātā šīs idejas, mēs to varam tikai precizēt genotips ir ģenētiskās informācijas kopums DNS formā, kuru nes konkrēta dzīvā būtne, kamēr fenotips ir tā genoma daļa, kas izteikta redzamajā līmenī.

Šajā brīdī tas jāuzsver fenotips ir vides un gēnu produkts, tāpēc genoms ne vienmēr pilnībā izskaidro ārējās iezīmes. Tagad apskatīsim Mendela likumus.

Fenotips: genotips + vide

1. Vienveidības princips (1. paaudze)

Ņemsim izdomātu piemēru, kas nedaudz atšķiras no tipiskajām Mendeles zirņu sēklām. Uz brīdi iedomājieties, ka putnu sugas genomā ir COL1 gēns, kas kodē spalvu krāsu.

Savukārt šim gēnam ir divi varianti: COL1A un COL1a. Pirmā alēle (A) ir dominējošā un fenotipa līmenī izpaužas ar sarkanu nokrāsu, bet otrā (a) ir recesīva un izpaužas ar dzeltenu krāsu.

Saskaņā ar vienveidības principu ja sanāk divi homozigoti vecāki (vienam ir divas AA alēles un otram divas aa alēles), visi bērni būs heterozigoti (Aa) šim gēnam bez izņēmuma. Tādējādi viens no vecākiem būs sarkans (AA), otrs būs dzeltens (aa) un arī visi pēcnācēji būs sarkani (Aa), jo sarkanā iezīme ir uzlikta uz dzeltenās.

• Jūs varētu interesēt: "Hromosomas: kādas tās ir, īpašības un kā tās darbojas"

2. Segregācijas princips (otrā paaudze)

Tagad redzēsim, kas notiek, ja šī sarkanā paaudze (Aa) tiek reproducēta starp tām. Vispirms mēs izmantojam formulu un pēc tam izskaidrojam rezultātu:

Aa x Aa = ¼ AA, ¼ Aa, ¼ Aa, ¼ aa

Pamatojoties uz šīm vērtībām, ja divi heterozigoti krustojas ar noteiktu gēnu, Viens no 4 mazuļiem būs homozigots dominējošs, 2 no 4 būs heterozigots un 1 no 4 būs homozigots recesīvs.

Ja mēs atgriezīsimies pie sava piemēra, mēs redzēsim, ka trīs no četriem sarkanajiem bērniem iznāk no diviem pārī savienotajiem sarkanajiem vecākiem arī (Aa un AA), bet viens no viņiem atgūst dzelteno fenotipu (aa), kas tika maskēts paaudzē iepriekšējā.

Tādējādi sarkanās iezīmes biežums populācijā tiek sadalīts proporcijā 3: 1. Ar šo pašu pamata statistikas secinājumu tiek parādīts vecāku alēles izdalās gametas veidošanās laikā ar meiotisko šūnu dalīšanos.

3. Neatkarīgas pārraides princips (3. paaudze)

Lai redzētu, kā alēles tiek sadalītas, ja starp tiem sakrustojam trešās paaudzes pārstāvjus, mums būtu nepieciešams a tabula ar kopumā 16 atstarpēm, jo ​​katru variantu (AA, Aa, Aa un aa) var reproducēt ar jebkuru citu (4x4: 16).

Mēs nedomājam koncentrēties uz šiem rezultātiem, jo ​​no iepriekšējā piemēra mums ir kļuvis skaidrs, ka dominējošā sarkanā iezīme ir tā, kas dominēs mūsu putnu spalvu krāsā.

Jebkurā gadījumā mēs esam ieinteresēti glābt ideju par neatkarīgas pārraides principu: dažādas pazīmes, ko kodē dažādi gēni, tiek pārmantotas neatkarīgiCitiem vārdiem sakot, “spalvu krāsas” pazīmes, kuras mēs jums parādījām, mantojuma modelim nav jāietekmē raksturs “knābja izmērs”. Tas attiecas tikai uz gēniem, kas atrodas dažādās hromosomās vai ievērojamā attālumā vienā un tajā pašā hromosomā.

Ģenētiskās segregācijas postulāciju ierobežojumi

Kaut arī šie likumi lika pamatus tam, ko mēs tagad zinām kā ģenētisko mantojumu (un līdz ar to arī ģenētiku) molekulāri un visi disciplīnas aspekti), ir jāatzīst, ka pēc noteiktu iegūšanas tie nedaudz atpaliek zināšanas.

Piemēram, Šajos pielietojumos nav ņemta vērā vides ietekme uz fenotipu (parauga ārējais izskats) un genotipu (tā genomu).. Ja saules staru iedarbībā mūsu putnu spalvas izgaist (kaut kas bez tikai piemēram), iespējams, ka sarkano putnu fenotips kļūs oranžs, nevis Sarkans. Neskatoties uz to, ka COL1 gēnam ir paraugi ar AA vai Aa alēlēm, vide modificē ārējo un redzamo.

Iespējams arī, ka spalvu krāsu kodē mijiedarbība starp vairākiem gēniem, piemēram, COL1, COL2, COL3 un COL4. Turklāt iedomājieties, ka vienam no viņiem ir lielāks pārsvars pār pārējiem un tas ir izšķirošāks attiecībā uz galīgo fenotipu. Šeit spēlē 8 dažādas alēles un ļoti sarežģīti ģenētiski jautājumi, kurus nevar izskaidrot tikai ar Mendela likumiem, tāpēc būtu pienācis laiks iekļūt kvantitatīvās ģenētikas laukos.

Kā pēdējo precizējumu mēs vēlamies precizēt, ka visi šeit minētie piemēri ir fiktīvi, jo mums to nav zināšanas par to, vai tiešām putnu sugā ir kāds gēns COL1, kas kodē vienu vai otru tonalitāti daba. Cilvēka genomā ir aptuveni 25 000 gēnuTāpēc iedomājieties, ka ir jāapliecina vai jānoliedz fenotipu un genotipu esamība daudzās citās savvaļas sugās, kuras pat nav secīgi noteiktas.

Mēs vēlamies paskaidrot, ka ar šiem ģenētiskās segregācijas likumiem, kurus mēs jums parādījām ar piemēriem, tas tiek izskaidrots alēļu atdalīšana gametu veidošanās laikā ar meiotisko šūnu dalīšanos notikumos reproduktīva. Lai gan daudzas iezīmes nav pakļautas šiem mehānismiem, tās vienmēr ir labs sākumpunkts, lai sāktu gēnu izpēti vai nu izglītības, vai profesionālā līmenī.