Ikke-mendelsk arv: hva det er, eksempler og genetiske mekanismer

Gregor Mendel etablerte noen lover om genetikk som han bestemte basert på hans berømte eksperimenter med erteplanten.

Disse lovene fungerte veldig bra for å forklare hvordan erter kunne være gule og glatte hvis de arvet gener med dominerende alleler, eller grønne og rynkete hvis de bare arvet recessive alleler.

Problemet er at i naturen er ikke alt et spørsmål om dominans. Det er arvelige egenskaper som manifesterer seg på en mellom måte eller som er avhengig av mer enn ett gen. Dette har blitt kalt ikke-mendelsk arv., og vi vil se det nedenfor.

• Relatert artikkel: "Mendels 3 lover og erter: dette er hva de lærer oss"

Hva er ikke-mendelsk arv?

Gregor Mendel ga et betydelig bidrag til studiet av arv da han på 1800-tallet oppdaget hvordan fargen og teksturen til erter ble arvet. Gjennom sine undersøkelser oppdaget han at den gule fargen og den glatte teksturen var egenskaper som seiret over den grønne fargen og den grove teksturen.

Basert på dette etablerte han Mendels berømte lover som i hovedsak indikerer at hvis et dominerende renraset individ kombineres med et recessivt renraset individ,

den første generasjonen av avkom fra disse individene vil være genotypisk hybrid, men fenotypisk vil de dominerende egenskapene vises. For eksempel, når du setter sammen en gul erteplante (AA) med en som har grønne erter (aa), dattererter vil være gule (Aa), men vil ha allelene som koder for fargen grønn og fargen gul.

Mendel studerte bare egenskaper som var avhengige av et enkelt gen (selv om på den tiden verken han eller andre forskere visste om eksistensen av gener i seg selv). Avhengig av om en variant eller allel av fargegenet ble arvet ('A' dominant og 'a' recessiv), ville planten produsere gule erter. eller grønn, og avhengig av om du arvet en allel av teksturgenet ('R' dominant og 'r' recessiv), ville ertene være glatte eller ujevn.

Problemet er at i andre sider av naturen skjer ikke dette på en så enkel måte. Egenskaper trenger ikke å være avhengig av et enkelt gen med to alleler. For eksempel, fargen på menneskelige øyne, selv om den er begrenset, er det en viss grad av variasjon. Denne variasjonen kunne ikke forklares i enkle termer av dominans og recessivitet, siden det ville innebære det det var bare to typer irisfarge, ikke de forskjellige nyansene av brunt, blått, grønt og grått vi vet.

Neste Vi vil se nærmere på de ulike typene av ikke-mendelske arvemekanismer som finnes., i tillegg til å fremheve forskjellene deres med hensyn til lovene foreslått av Mendel.

1. Samdominans

Mendel så med sine eksperimenter med erten en mekanisme for nedarving av egenskaper som var avhengig av om det arvede allelet var dominant eller recessivt. Dominant betyr at enten ved å arve to gener med samme allel eller ved å arve ett gen med dominant allel og en annen med det recessive allelet, vil individet vise en fenotype bestemt av allelet dominerende. Dette er det tidligere nevnte tilfellet av gule erter som, til tross for at de er barn av grønne erter og gule erter, ligner de sistnevnte.

I samdominans skjer ikke dette. Det er ikke en situasjon der det ene allelet råder over det andre, men begge uttrykkes likt i den individuelle fenotypen, hvis fenotype vil dukke opp som en kombinasjon av begge alleler. For å prøve å forstå denne ideen bedre, skal vi sette følgende eksempel med svarte kyllinger og hvite kyllinger

Visse typer kyllinger har et gen hvis allel bestemmer fargen på fjærene deres. De kan arve et allel som gjør fjær svarte (N), og de kan motta et allel som gjør fjær hvite (B)..

Begge allelene er like dominerende, det er ingen som er recessiv i forhold til den andre, så spørsmålet er, Hva skjer hvis et individ er genotypisk hybrid (BN), det vil si sønn av en hvit høne (BB) og en svart hane (NN)? Det som skjer er at det ikke blir helt svart eller helt hvitt, men en kombinasjon av begge alleler. Den vil ha hvite fjær og svarte fjær.

Hvis fargen på fjærdrakten til hønene var avhengig av dominans og ikke av kodominans, og la oss si at svart er dominerende allel, ville et hybridindivid ha svarte fjær, uavhengig av om det er avkom til en høne hvit.

2. ufullstendig dominans

Ufullstendig dominans vil være halvveis mellom dominansen sett av Mendel og kodominansen som vi har avslørt i forrige avsnitt. Denne typen ikke-mendelsk arvemekanisme innebærer at et individs fenotype faller halvveis mellom foreldrenes fenotyper. Det vil si at det er som om det er en blanding mellom egenskapene foreldrene presenterer.

Det tydeligste eksemplet på denne typen dominans er tilfellet med løvedragsblomsten. Denne typen blomst kan vises i tre farger: rød (RR), hvit (BB) og rosa (RB). De røde renrasene, når de parres med de hvite renrasene, vil deres første generasjon avkom, som vil være hybrider, verken være røde eller hvite, men rosa. Det røde allelet og det hvite allelet har samme styrke når det gjelder å bestemme fargen på kronbladene, noe som får dem til å blande seg som om vi blander disse fargene på en palett.

I sin tur, hvis hybridindividene krysses mellom dem (RB x RB), kan deres etterkommere være røde (RR), hvite (BB) og roser (RB), som oppfyller Mendels lover, men ikke på den måten som benediktinermunken eksemplifisert med sin sak om erter.

3. flere alleler

Mendel jobbet med gener som bare forekom i to alleler, den ene allelen var dominerende og den andre recessiv. Men sannheten er den det kan være slik at et gen har mer enn to alleler, og at disse allelene fungerer i form av ufullstendig dominans, mendelsk dominans eller kodominans, noe som gjør mangfoldet i fenotyper enda større.

Et eksempel på et gen med mer enn to alleler finnes i pelsen til kaniner. Dette genet kan komme i fire vanlige alleler, med 'C' som det dominerende allelet som gir en mørk nyanse til pelsen, mens tre andre er recessive: allel 'c^ch', kjent som chinchilla, allel 'c^h', kjent som himalaya, og allel 'c', kjent som albino. For å ha en svart kanin er det nok å ha et gen med 'C'-allelen, og det kan være en hybrid, men for å være en av de tre andre variantene må det være et renraset for en av disse allelene.

Vi har et annet eksempel med blodgruppen hos mennesker.. De aller fleste mennesker har en av følgende fire grupper: 0, A, B eller AB. Avhengig av hvilken blodgruppe du tilhører, på overflaten av de røde blodcellene vil det være, eller ikke, noen molekyler, kalt antigener, og det kan være type A, type B, begge typer, eller rett og slett ikke har dem

Allelene som bestemmer om disse antigenene er tilstede eller ikke, kommer til å bli kalt 'I^A', 'I^B' og 'i'. De to første er dominerende over den tredje, og codominante mellom dem. Dermed vil individets blodtype, vist som en fenotype, bli bestemt i henhold til følgende genotyper.

• Type A-blod: renraset A (I^A) eller hybrid A0 (I^Ai).
• Type B blod: renraset B (I^B) eller hybrid B0 (I^Bi).
• Type AB blod: hybrid AB (I^AI^B).
• Type 0 blod: renraset 0 (ii).

4. polygene egenskaper

Mendel undersøkte egenskaper som var avhengige av et enkelt gen. Men i naturen er det normalt for en egenskap, som intelligens, hudfarge, høyde eller presentere et organ, avhenger av kodingen av mer enn ett gen, det vil si at de er egenskaper polygenisk.

Genene som har ansvaret for den samme egenskapen kan tilhøre samme kromosom, eller de kan finnes i flere distribuerte kromosomer. Hvis de er på samme kromosom, er det mest sannsynlig at de blir arvet sammen., selv om det kan være tilfelle at under overkrysningen som skjer under meiose, skiller de seg. Dette er en av grunnene til at polygen arv er så komplisert.

• Du kan være interessert i: "Forskjeller mellom DNA og RNA"

5. Pleiotropi

Hvis polygene egenskaper er tilfelle der en egenskap bestemmes av mer enn ett gen, vil pleiotropi være tilfellet, men omvendt. Det er situasjonen som oppstår når det samme genet koder for mer enn én egenskap, og derfor arves disse egenskapene alltid sammen.

Et eksempel på dette er tilfellet med Marfans syndrom., et medisinsk problem der den berørte personen har ulike symptomer, som en uvanlig høy vekst, lange fingre og tær, hjerteproblemer og en forstuet linse. Alle disse egenskapene, som kan synes å være urelaterte på noen måte, er alltid arvet sammen, siden deres opprinnelse er en mutasjon i et enkelt gen.

• Du kan være interessert i: "Arvelige sykdommer: hva de er, typer, egenskaper og eksempler"

6. dødelige alleler

Å arve en eller annen type gen kan bidra betydelig til individets overlevelse. Hvis individet har arvet et gen som koder for en fenotype som ikke er tilpasset miljøet det finnes i, vil individet få problemer. Et eksempel på dette vil være å være en fugl med hvit fjærdrakt i en skog med mørke toner. Fjærdrakten til denne fuglen ville få den til å skille seg ut mot grenene og det mørke løvverket i skogen, noe som gjør den svært sårbar for rovdyr.

Imidlertid er det gener hvis alleler er direkte dødelige, det vil si at de får individet til å få problemer med å overleve så snart de har blitt unnfanget. Et klassisk eksempel er tilfellet med den dødelige gule allelen, en helt spontan mutasjon som oppstår hos gnagere, en mutasjon som gjør pelsen gul og de dør kort tid etter fødselen. I dette spesifikke tilfellet er det dødelige allelet dominant, men det er andre tilfeller av dødelige alleler som kan være recessive, codominante, fungere polygent ...

7. miljøeffekter

Gener bestemmer mange egenskaper ved individet, og de står uten tvil bak mange egenskaper som manifesteres i form av deres fenotype. De er imidlertid ikke den eneste faktoren som kan føre til at det aktuelle levende vesenet er på en eller annen måte. Faktorer som sollys, kosthold, tilgang til vann, stråling og andre aspekter fra miljøet kan i betydelig grad bestemme egenskapene til individet

Det er av denne grunn at, til tross for at høyden i stor grad bestemmes av genetikk, etter å ha bodd i et sted med dårlig ernæring og en stillesittende livsstil kan føre til at individet blir kortvokst. Et annet eksempel er at personer av kaukasisk avstamning som bor på tropiske steder ender opp med å utvikle en brun hudtone på grunn av langvarig eksponering for sollys.

For å gi et eksempel fra planteverdenen, har vi tilfellet med hortensia. Disse plantene vil ha kronblader av en eller annen farge, avhengig av pH i jorda, noe som gjør dem blå eller rosa avhengig av deres basicitet.

8. kjønnsbundet arv

Det er egenskaper som avhenger av gener som utelukkende finnes på kjønnskromosomene., det vil si X og Y, som vil bety at et kjønn har liten eller ingen sjanse til å manifestere en bestemt egenskap.

De aller fleste kvinner har to X-kromosomer (XX) og de fleste menn har ett X- og ett Y-kromosom (XY). Her er to sykdommer som er avhengig av kjønnskromosomene.

Hemofili

Hemofili er en genetisk sykdom som hindrer blod i å koagulere ordentlig. Dette betyr at ved skader er det en tendens til å få blødninger, og avhengig av hvor stor skaden er, er risikoen for liv større. Personer med sykdommen mangler et gen som lager koagulasjonsfaktor (X').

Denne sykdommen, historisk sett, var dødelig for kvinner på grunn av menstruasjon. Når det gjelder menn, hadde de større overlevelse, selv om det var sjeldent at de levde mer enn 20 år. I dag har ting endret seg takket være eksistensen av blodoverføringer, til tross for at sykdommen anses som alvorlig og svært begrensende.

Genet som koder for koagulasjonsfaktoren er lokalisert på X-kromosomet og det er dominant. Hvis en kvinne (X'X) har ett kromosom med genet og det andre uten, vil hun produsere koagulasjonsfaktoren og vil ikke ha sykdommen, selv om hun vil være bærer.

Mannen som arver et X-kromosom med fravær av genet har ikke samme flaks., siden det ikke er på Y-kromosomet, vil det ikke ha genet som koagulerer faktoren og vil derfor ha hemofili (X'Y).

Det er av denne grunn at det er flere menn enn kvinner som presenterer sykdommen, gitt det for kvinner Kvinner som presenterer det må ha vært så uheldige å ha arvet to defekte X-kromosomer.

fargeblindhet

Fargeblindhet innebærer blindhet for en viss grunnfarge (rød, grønn eller blå), eller to av dem. Den vanligste av disse blindheten er manglende evne til å skille mellom grønt og rødt.

Fargeblindhet er også en arvelig sykdom avhengig av kjønn, assosiert med et distinkt segment på X-kromosomet.

Dette betyr at, som med hemofili, er det flere fargeblinde menn enn fargeblinde kvinner, gitt at for menn er det bare ett X-kromosom, og hvis dette er defekt, ja eller ja, vil det presentere betingelse.

På den annen side, hos kvinner, siden det er to X-er, hvis bare en av dem er defekt, "motvirker" det sunne kromosomet feilen til den andre.

Bibliografiske referanser:

• Griffiths, A. J. F.; S. R. Wesler; R. c. Lewontin & S. b. Carroll (2008). Introduksjon til genetisk analyse. 9. utgave. McGraw-Hill Interamericana.
• Albert, Bray, Hopkin, Johnson, Lewis, Raff, Roberts, Walter. Introduksjon til cellebiologi. Panamerican Medical Editorial.