Ne-Mendeļa mantojums: kas tas ir, piemēri un ģenētiskie mehānismi

Gregors Mendels ieviesa dažus ģenētikas likumus, kurus viņš noteica, pamatojoties uz saviem slavenajiem eksperimentiem ar zirņu augu.

Šie likumi darbojās ļoti labi, lai izskaidrotu, kā zirņi var būt dzelteni un gludi, ja tie pārmantotu gēnus ar dominējošām alēlēm, vai zaļi un grumbaini, ja tie mantotu tikai recesīvās alēles.

Problēma ir tā, ka dabā ne viss ir dominēšanas jautājums. Ir iedzimtas pazīmes, kas izpaužas vidēji vai ir atkarīgas no vairāk nekā viena gēna. To sauc par nemendeļa mantojumu., un mēs to redzēsim tālāk.

• Saistīts raksts: "Mendeļa 3 likumi un zirņi: to viņi mums māca"

Kas ir nemendeļa mantojums?

Gregors Mendels sniedza nozīmīgu ieguldījumu iedzimtības izpētē, kad 19. gadsimtā atklāja kā tika mantota zirņu krāsa un tekstūra. Veicot pētījumus, viņš atklāja, ka dzeltenā krāsa un gludā tekstūra ir īpašības, kas dominē pār zaļo krāsu un raupjo tekstūru.

Pamatojoties uz to, viņš izveidoja slavenos Mendeļa likumus, kas būtībā norāda, ka, ja dominējošs tīršķirnes indivīds tiek apvienots ar recesīvu tīršķirnes indivīdu,

pirmās paaudzes pēcnācēji no šiem indivīdiem būs genotipiski hibrīdi, bet fenotipiski tiks parādītas dominējošās iezīmes. Piemēram, apvienojot dzelteno zirņu augu (AA) ar tādu, kurā ir zaļie zirnīši (aa), meitas zirņi būs dzelteni (Aa), bet tiem būs alēles, kas kodē zaļo krāsu un krāsu dzeltens.

Mendels pētīja tikai pazīmes, kas bija atkarīgas no viena gēna (lai gan tajā laikā ne viņš, ne citi zinātnieki nezināja par gēnu eksistenci kā tādu). Atkarībā no tā, vai krāsas gēna variants vai alēle tika mantota (“A” dominējošais un “a” recesīvs), augs ražos dzeltenos zirņus. vai zaļā krāsā, un atkarībā no tā, vai esat mantojis tekstūras gēna alēli ("R" dominējošo un "r" recesīvo), zirņi būtu gludi vai raupja.

Problēma ir tā, ka citos dabas aspektos tas nenotiek tik vienkārši. Pazīmēm nav jābūt atkarīgām no viena gēna ar divām alēlēm. Piemēram, cilvēka acu krāsa, kaut arī ir ierobežota, zināmā mērā atšķiras. Šo šķirni nevar izskaidrot ar vienkāršiem dominēšanas un recesivitātes terminiem, jo ​​tas nozīmētu to bija tikai divu veidu varavīksnenes krāsa, nevis dažādi brūnās, zilās, zaļās un pelēkās toņi mēs zinām.

Nākamais Mēs sīkāk aplūkosim dažādus pastāvošos ne-Mendeļa mantojuma mehānismu veidus., papildus uzsverot viņu atšķirības attiecībā uz Mendela ierosinātajiem likumiem.

1. Kodominance

Mendels savos eksperimentos ar zirņiem redzēja pazīmju pārmantošanas mehānismu, kas bija atkarīgs no tā, vai mantotā alēle bija dominējoša vai recesīva. Dominējošais nozīmē, ka vai nu mantojot divus gēnus ar vienu un to pašu alēli, vai mantojot vienu gēnu ar dominējošā alēle un cita ar recesīvo alēli, indivīdam būs fenotips, ko nosaka alēle dominējošs. Šis ir iepriekš minētais dzelteno zirņu gadījums, kas neskatoties uz to, ka ir zaļo un dzelteno zirņu bērni, tie atgādina pēdējos.

Kodominancē tas nenotiek. Nav situācijas, kad viena alēle dominē pār otru, bet drīzāk tiek izteiktas abas vienādi individuālajā fenotipā, kura fenotips parādīsies kā abu kombinācija alēles. Lai mēģinātu labāk izprast šo ideju, mēs sniegsim šādu piemēru ar melnajām vistām un baltajām vistām

Dažiem cāļu veidiem ir gēns, kura alēle nosaka to spalvu krāsu. Viņi var mantot alēli, kas padara spalvas melnas (N), un viņi var saņemt alēli, kas padara spalvas baltas (B)..

Abas alēles ir vienlīdz dominējošas, nav nevienas, kas būtu recesīvs attiecībā pret otru, tāpēc jautājums ir, Kas notiek, ja indivīds ir genotipiski hibrīds (BN), tas ir, baltās vistas (BB) un melnā gaiļa (NN) dēls? Notiek tas, ka tas nebūs pilnīgi melns vai pilnīgi balts, bet gan abu alēļu kombinācija. Tam būs baltas spalvas un melnas spalvas.

Ja vistu apspalvojuma krāsa būtu atkarīga no dominēšanas, nevis no kodominances, un, pieņemsim, ka melnā krāsa ir dominējošā alēle, hibrīdam indivīdam būtu melnas spalvas neatkarīgi no tā, vai tas ir vistas pēcnācējs balts.

2. nepilnīga dominēšana

Nepilnīga dominēšana būtu pusceļā starp Mendela redzēto dominējošo stāvokli un kodominanci, ko mēs atklājām iepriekšējā sadaļā. Šāda veida ne-Mendeļa mantojuma mehānisms nozīmē, ka indivīda fenotips atrodas pusceļā starp vecāku fenotipiem. Tas ir, it kā tas būtu sajaukums starp vecāku uzrādītajām īpašībām.

Spilgtākais šāda veida dominēšanas piemērs ir snapdragon zieds. Šāda veida ziedi var parādīties trīs krāsās: sarkanā (RR), baltā (BB) un rozā (RB). Sarkanās tīršķirnes, pārojoties ar baltajām tīršķirnēm, viņu pirmās paaudzes pēcnācēji, kas būs hibrīdi, nebūs ne sarkani, ne balti, bet gan sārti. Sarkanajai alēlei un baltajai alēlei ir vienāds spēks ziedlapu krāsas noteikšanā, liekot tām saplūst kopā tā, it kā mēs sajauktu šīs krāsas uz paletes.

Savukārt, ja hibrīdie īpatņi tiek krustoti starp tiem (RB x RB), to pēcnācēji var būt sarkani (RR), balti (BB) un rozes (RB), izpildot Mendeļa likumus, lai gan ne tā, kā benediktīniešu mūks rādīja savu piemēru zirņi.

3. vairākas alēles

Mendels strādāja ar gēniem, kas radās tikai divās alēlēs, viena alēle bija dominējoša, bet otra recesīva. Bet patiesība ir tāda var gadīties, ka gēnam ir vairāk nekā divas alēles, un ka šīs alēles darbojas nepilnīgas dominēšanas, Mendeļa dominēšanas vai kodominances izteiksmē, kas padara fenotipu daudzveidību vēl lielāku.

Gēnu piemērs ar vairāk nekā divām alēlēm ir atrodams trušu kažokā. Šim gēnam var būt četras izplatītas alēles, kur “C” ir dominējošā alēle, kas piešķir kažokam tumšu nokrāsu, savukārt trīs citas ir recesīvas: alēle “c^ch”, kas pazīstama kā šinšillu, alēle “c^h”, kas pazīstama kā himalaja, un alēle “c”, kas pazīstama kā albīns. Lai iegūtu melnu trusi, pietiek ar gēnu ar “C” alēli, un tas var būt hibrīds, bet, lai tas būtu viens no pārējiem trim variantiem, tam ir jābūt tīršķirnei vienai no šīm alēlēm.

Mums ir vēl viens piemērs ar asins grupu cilvēkiem.. Lielākajai daļai cilvēku ir kāda no šādām četrām grupām: 0, A, B vai AB. Atkarībā no tā, kurai asins grupai jūs piederat, sarkano asins šūnu virsmā daži būs vai nebūs molekulas, ko sauc par antigēniem, un var būt A tips, B tips, abi veidi vai vienkārši ne ir tās

Alēles, kas nosaka, vai šie antigēni ir vai nav, tiks sauktas par "I^A", "I^B" un "i". Pirmie divi ir dominējoši pār trešo un kodominanti starp tiem. Tādējādi indivīda asinsgrupa, kas parādīta kā fenotips, tiks noteikta saskaņā ar šādiem genotipiem.

• A asiņu tips: tīršķirnes A (I^A) vai hibrīds A0 (I^Ai).
• B asiņu tips: tīršķirnes B (I^B) vai hibrīds B0 (I^Bi).
• AB asiņu tips: hibrīds AB (I^AI^B).
• 0 asinsgrupa: tīršķirnes 0 (ii).

4. poligēnas īpašības

Mendels pētīja īpašības, kas bija atkarīgas no viena gēna. Tomēr dabā tas ir normāli, ja raksturs, piemēram, intelekts, ādas krāsa, augums vai orgāna attēlojums ir atkarīgs no vairāk nekā viena gēna kodēšanas, tas ir, no tā, ka tie ir īpašības poligēns.

Gēni, kas atbild par vienu un to pašu raksturlielumu, var piederēt vienai un tai pašai hromosomai, vai arī tos var atrast vairākās sadalītās hromosomās. Ja tie atrodas vienā hromosomā, visticamāk, tie tiks mantoti kopā., lai gan var gadīties, ka šķērsošanas laikā, kas notiek meiozes laikā, tie atdalās. Tas ir viens no iemesliem, kāpēc poligēnā mantošana ir tik sarežģīta.

• Jūs varētu interesēt: "Atšķirības starp DNS un RNS"

5. Pleiotropija

Ja poligēnas īpašības ir gadījums, kad pazīmi nosaka vairāk nekā viens gēns, tad pleiotropija būtu, bet otrādi. Tā ir situācija, kad viens un tas pats gēns kodē vairāk nekā vienu pazīmi, un tāpēc šīs īpašības vienmēr tiek mantotas kopīgi.

Piemērs tam ir Marfana sindroma gadījums., medicīniska problēma, kurā skartajai personai ir dažādi simptomi, piemēram, neparasti garš augums, gari roku un kāju pirksti, sirds problēmas un izmežģīta lēca. Visas šīs īpašības, kas var šķist nekādā veidā nesaistītas, vienmēr tiek mantotas kopā, jo to izcelsme ir viena gēna mutācija.

• Jūs varētu interesēt: "Iedzimtas slimības: kas tās ir, veidi, īpašības un piemēri"

6. letālas alēles

Viena vai cita veida gēna pārmantošana var būtiski veicināt indivīda izdzīvošanu. Ja indivīds ir mantojis gēnu, kas kodē fenotipu, kas nav adaptīvs videi, kurā tas atrodas, indivīdam būs problēmas. Piemērs tam varētu būt putns ar baltu apspalvojumu mežā ar tumšiem toņiem. Šī putna apspalvojuma dēļ tas izceļas uz meža zariem un tumšajiem zaļumiem, padarot to ļoti neaizsargātu pret plēsējiem.

Tomēr ir gēni, kuru alēles ir tieši letālas, tas ir, tie rada indivīdam problēmas izdzīvot, tiklīdz viņi ir ieņemti. Klasisks piemērs ir nāvējošās dzeltenās alēles gadījums, pilnīgi spontāna mutācija, kas rodas grauzējiem, mutācija, kas padara viņu kažokādas dzeltenas, un viņi mirst neilgi pēc dzimšanas. Šajā konkrētajā gadījumā dominējošā ir letālā alēle, bet ir arī citi letālo alēļu gadījumi, kas var būt recesīvi, kodominanti, funkcionēt poligēniski...

7. ietekme uz vidi

Gēni nosaka daudzas indivīda īpašības, un, bez šaubām, tie ir aiz daudzām pazīmēm, kas izpaužas viņu fenotipa formā. Tomēr tie nav vienīgais faktors, kas var izraisīt attiecīgās dzīvās būtnes stāvokli tā vai citādi. Tādi faktori kā saules gaisma, diēta, piekļuve ūdenim, starojums un citi vides aspekti var būtiski noteikt indivīda īpašības

Tieši šī iemesla dēļ, neskatoties uz to, ka augumu lielā mērā nosaka ģenētika, dzīvošana vieta ar sliktu uzturu un mazkustīgu dzīvesveidu var izraisīt indivīda īsu augumu. Vēl viens piemērs ir tas, ka kaukāziešu izcelsmes cilvēkiem, kuri dzīvo tropiskās vietās, ilgstošas ​​saules gaismas iedarbības dēļ āda kļūst brūna.

Sniedzot piemēru no augu pasaules, mums ir hortenzijas gadījums. Šiem augiem būs vienas vai citas krāsas ziedlapiņas atkarībā no augsnes pH, padarot tās zilas vai rozā atkarībā no to bāzes.

8. ar dzimumu saistīts mantojums

Ir pazīmes, kas ir atkarīgas no gēniem, kas atrodami tikai dzimuma hromosomās., tas ir, X un Y, kas nozīmēs, ka dzimumam ir maza iespēja izpausties kādai noteiktai iezīmei vai tā nav vispār.

Lielākajai daļai sieviešu ir divas X hromosomas (XX), un lielākajai daļai vīriešu ir viena X un viena Y hromosoma (XY). Šeit ir divas slimības, kas ir atkarīgas no dzimuma hromosomām.

Hemofilija

Hemofilija ir ģenētiska slimība, kas neļauj asinīm pareizi sarecēt. Tas nozīmē, ka, gūstot traumu, ir tendence uz asiņošanu un atkarībā no traumas lieluma ir lielāks risks dzīvībai. Personas ar slimību trūkst gēna, kas veido asinsreces faktoru (X').

Šī slimība vēsturiski bija nāvējoša sievietēm menstruāciju dēļ. Attiecībā uz vīriešiem viņiem bija lielāka izdzīvošana, lai gan reti kad viņi dzīvoja ilgāk par 20 gadiem. Mūsdienās lietas ir mainījušās, pateicoties asins pārliešanai, neskatoties uz to, ka slimība tiek uzskatīta par nopietnu un ļoti ierobežojošu.

Gēns, kas kodē koagulācijas faktoru, atrodas X hromosomā un ir dominējošs. Ja sievietei (X'X) ir viena hromosoma ar gēnu un otra bez tā, viņa ražos asinsreces faktoru un viņai nebūs slimības, lai gan viņa būs nesēja.

Vīrietim, kurš manto X hromosomu bez gēna, nav tāda pati veiksme., jo, tā kā tas neatrodas Y hromosomā, tam nebūs gēna, kas sarecē faktoru, un tāpēc tam būs hemofilija (X'Y).

Šī iemesla dēļ ar šo slimību slimo vairāk vīriešu nekā sieviešu, ņemot vērā to, ka sievietes Sievietēm, kuras to uzrādīja, noteikti nebija paveicies, jo viņas mantojušas divas bojātas X hromosomas.

krāsu aklums

Krāsu aklums nozīmē aklumu pret noteiktu pamatkrāsu (sarkanu, zaļu vai zilu) vai divām no tām. Visizplatītākais no šiem aklumiem ir nespēja atšķirt zaļo un sarkano.

Krāsu aklums ir arī iedzimta slimība, kas ir atkarīga no dzimuma, kas saistīts ar atsevišķu segmentu X hromosomā.

Tas nozīmē, ka tāpat kā hemofilijas gadījumā ir vairāk daltoniķu vīriešu nekā daltoniķu ka vīriešiem ir tikai viena X hromosoma, un, ja tā ir bojāta, jā vai jā, tā parādīs stāvokli.

No otras puses, sievietēm, tā kā ir divi X, ja tikai viens no tiem ir bojāts, veselīgā hromosoma "pretējas" otras defektam.

Bibliogrāfiskās atsauces:

• Grifits, A. Dž. F.; S. R. Veslers; R. c. Levontins un S. b. Kerols (2008). Ievads ģenētiskajā analīzē. 9. izdevums. McGraw-Hill Interamericana.
• Alberts, Brejs, Hopkins, Džonsons, Lūiss, Rafs, Roberts, Valters. Ievads šūnu bioloģijā. Panamerikas medicīnas redakcija.