Dziedziczenie niemendlowskie: co to jest, przykłady i mechanizmy genetyczne

Gregor Mendel ustanowił pewne prawa dotyczące genetyki, które ustalił na podstawie swoich słynnych eksperymentów z grochem.

Prawa te działały bardzo dobrze, wyjaśniając, w jaki sposób groszek może być żółty i gładki, jeśli odziedziczył geny z dominującymi allelami, lub zielony i pomarszczony, jeśli odziedziczył tylko allele recesywne.

Problem polega na tym, że w przyrodzie nie wszystko jest kwestią dominacji. Istnieją cechy dziedziczne, które przejawiają się w sposób pośredni lub zależą od więcej niż jednego genu. Nazywa się to dziedziczeniem niemendlowskim., a zobaczymy to poniżej.

• Powiązany artykuł: „Trzy prawa Mendla i groszek: tego nas uczą"

Co to jest dziedziczenie niemendlowskie?

Gregor Mendel wniósł znaczący wkład w badania nad dziedzicznością, kiedy w XIX wieku odkrył w jaki sposób odziedziczono kolor i teksturę grochu. Dzięki swoim badaniom odkrył, że żółty kolor i gładka tekstura były cechami, które dominowały nad zielonym kolorem i szorstką teksturą.

Na tej podstawie ustanowił słynne prawa Mendla, które w istocie wskazują, że jeśli dominujący osobnik czystej krwi zostanie połączony z recesywnym osobnikiem czystej krwi,

pierwsze pokolenie potomstwa tych osobników będzie genotypowo hybrydowe, ale fenotypowo zostaną wyświetlone cechy dominujące. Na przykład, łącząc roślinę żółtego grochu (AA) z rośliną, która ma zielony groszek (aa), groszek potomny będzie żółty (Aa), ale będzie miał allele, które kodują kolor zielony i kolor żółty.

Mendel badał tylko cechy zależne od pojedynczego genu (chociaż w tamtym czasie ani on, ani inni naukowcy nie wiedzieli o istnieniu genów per se). W zależności od tego, czy odziedziczono wariant lub allel genu koloru („A” dominujący, a „a” recesywny), roślina wytwarzała żółty groszek. lub zielony, i w zależności od tego, czy odziedziczyłeś allel genu tekstury („R” dominujący i „r” recesywny), groszek byłby gładki lub surowy.

Problem polega na tym, że w innych aspektach natury nie dzieje się to w tak prosty sposób. Cechy nie muszą zależeć od jednego genu z dwoma allelami. Na przykład kolor ludzkich oczu, choć ograniczony, istnieje pewien stopień różnorodności. Tej różnorodności nie można wyjaśnić prostymi terminami dominacji i recesywności, ponieważ to by implikowało były tylko dwa rodzaje koloru tęczówki, a nie różne odcienie brązu, błękitu, zieleni i szarości wiemy.

Następny Przyjrzymy się bardziej szczegółowo różnym typom istniejących mechanizmów dziedziczenia niemendlowskiego., oprócz podkreślenia różnic w stosunku do praw zaproponowanych przez Mendla.

1. współdominacja

Mendel dostrzegł w swoich eksperymentach z grochem mechanizm dziedziczenia cech zależny od tego, czy odziedziczony allel był dominujący, czy recesywny. Dominujący oznacza, że ​​albo przez dziedziczenie dwóch genów z tym samym allelem, albo przez dziedziczenie jednego genu z allel dominujący i inny z allelem recesywnym, osobnik będzie wykazywał fenotyp określony przez allel dominujący. Jest to wspomniany wcześniej przypadek żółtego groszku, który pomimo tego, że są dziećmi zielonego i żółtego groszku, przypominają ten drugi.

W kodominacji tak się nie dzieje. Nie ma sytuacji, w której jeden allel przeważa nad drugim, ale raczej oba są wyrażane jednakowo w pojedynczym fenotypie, którego fenotyp będzie się objawiał jako połączenie obu allele. Aby lepiej zrozumieć tę ideę, przedstawimy następujący przykład z czarnymi i białymi kurczakami

Niektóre rodzaje kurczaków mają gen, którego allel określa kolor ich piór. Mogą odziedziczyć allel, który powoduje, że pióra są czarne (N), i mogą otrzymać allel, który powoduje, że pióra są białe (B)..

Oba allele są jednakowo dominujące, nie ma jednego, który jest recesywny w stosunku do drugiego, więc pytanie brzmi: Co się stanie, jeśli osobnik jest genetycznie hybrydą (BN), czyli synem białej kury (BB) i czarnego koguta (NN)? Dzieje się tak, że nie będzie całkowicie czarny ani całkowicie biały, ale kombinacja obu alleli. Będzie miał białe pióra i czarne pióra.

Gdyby kolor upierzenia kur zależał od dominacji, a nie kodominacji i powiedzmy, że czarny jest dominującego allelu, osobnik hybrydowy miałby czarne pióra, niezależnie od tego, czy jest potomkiem kury biały.

2. niepełna dominacja

Niepełna dominacja byłaby w połowie drogi między dominacją widzianą przez Mendla a kodominacją, którą ujawniliśmy w poprzedniej sekcji. Ten typ niemendlowskiego mechanizmu dziedziczenia implikuje, że fenotyp jednostki mieści się w połowie między fenotypami rodziców. To znaczy, jakby była mieszanką cech prezentowanych przez rodziców.

Najwyraźniejszym przykładem tego typu dominacji jest przypadek kwiatu lwiej paszczy. Ten rodzaj kwiatu może występować w trzech kolorach: czerwonym (RR), białym (BB) i różowym (RB). Psy czystej krwi czerwonej, po skojarzeniu z rasami białymi, ich pierwsze pokolenie potomstwa, które będzie mieszańcem, nie będzie ani czerwone, ani białe, ale różowe. Allel czerwieni i allel bieli mają taką samą siłę określania koloru płatków, powodując, że mieszają się ze sobą, jakbyśmy mieszali te kolory na palecie.

Z kolei w przypadku skrzyżowania osobników hybrydowych (RB x RB) ich potomkowie mogą być rudi (RR), biali (BB) i róże (RB), spełniające prawa Mendla, choć nie w taki sposób, jak ten benedyktyn groszek.

3. allele wielokrotne

Mendel pracował z genami, które występowały tylko w dwóch allelach, z których jeden był dominujący, a drugi recesywny. Ale prawda jest taka może się zdarzyć, że gen ma więcej niż dwa allele, i że te allele funkcjonują w kategoriach dominacji niepełnej, dominacji mendlowskiej lub kodominacji, co jeszcze bardziej zwiększa różnorodność fenotypów.

Przykład genu z więcej niż dwoma allelami znajduje się w futrze królików. Ten gen może występować w czterech powszechnych allelach, przy czym „C” jest allelem dominującym, który nadaje sierści ciemny odcień, podczas gdy gen trzy inne są recesywne: allel „c^ch”, znany jako chinchilla, allel „c^h”, znany jako himalaje i allel „c”, znany jako albinos. Aby mieć czarnego królika, wystarczy mieć gen z allelem „C” i może to być hybryda, ale aby być jednym z pozostałych trzech wariantów, musi być rasą czystej krwi dla jednego z tych alleli.

Mamy inny przykład z grupą krwi u ludzi.. Zdecydowana większość ludzi należy do jednej z następujących czterech grup: 0, A, B lub AB. W zależności od tego, do której grupy krwi należysz, na powierzchni czerwonych krwinek będzie ich trochę lub nie cząsteczki, zwane antygenami, i mogą istnieć typy A, typy B, oba typy lub po prostu nie mieć ich

Allele, które określają, czy te antygeny są obecne, będą nazywane „I^A”, „I^B” i „i”. Pierwsze dwa dominują nad trzecim i współdominują między nimi. Zatem grupa krwi danej osoby, przedstawiona jako fenotyp, zostanie określona zgodnie z następującymi genotypami.

• Krew grupy A: rasowa A (I^A) lub hybryda A0 (I^Ai).
• Grupa krwi B: czystej krwi B (I^B) lub hybryda B0 (I^Bi).
• Krew typu AB: hybryda AB (I^AI^B).
• Krew typu 0: czystej krwi 0 (ii).

4. cechy poligeniczne

Mendel badał cechy zależne od pojedynczego genu. Jednak w naturze normalne jest posiadanie cech takich jak inteligencja, kolor skóry, wzrost lub przedstawienie narządu, zależy od kodowania więcej niż jednego genu, to znaczy, że są one cechami poligeniczny.

Geny odpowiedzialne za tę samą cechę mogą należeć do tego samego chromosomu lub można je znaleźć w kilku rozproszonych chromosomach. Jeśli znajdują się na tym samym chromosomie, najprawdopodobniej zostaną odziedziczone razem., chociaż może się zdarzyć, że podczas przejścia, które ma miejsce podczas mejozy, rozdzielają się. Jest to jeden z powodów, dla których dziedziczenie poligeniczne jest tak skomplikowane.

• Możesz być zainteresowany: "Różnice między DNA a RNA"

5. Plejotropia

Jeśli cechy poligeniczne mają miejsce, gdy cecha jest determinowana przez więcej niż jeden gen, plejotropia byłaby przypadkiem, ale na odwrót. Jest to sytuacja, w której ten sam gen koduje więcej niż jedną cechę, a zatem cechy te są zawsze dziedziczone łącznie.

Przykładem tego jest przypadek zespołu Marfana., problem medyczny, w którym osoba dotknięta chorobą ma różne objawy, takie jak niezwykle wysoki wzrost, długie palce u rąk i nóg, problemy z sercem i przemieszczenie soczewki. Wszystkie te cechy, które mogą wydawać się w żaden sposób niezwiązane, są zawsze dziedziczone razem, ponieważ ich źródłem jest mutacja w jednym genie.

• Możesz być zainteresowany: "Choroby dziedziczne: czym są, rodzaje, cechy i przykłady"

6. letalne allele

Dziedziczenie jednego lub drugiego typu genu może znacząco przyczynić się do przeżycia jednostki. Jeśli osobnik odziedziczył gen, który koduje fenotyp, który nie przystosowuje się do środowiska, w którym się znajduje, będzie miał problemy. Przykładem tego może być ptak o białym upierzeniu w lesie o ciemnych odcieniach. Upierzenie tego ptaka wyróżniałoby go na tle gałęzi i ciemnego listowia lasu, czyniąc go bardzo podatnym na ataki drapieżników.

Jednak istnieje geny, których allele są bezpośrednio śmiercionośne, to znaczy powodują, że jednostka ma problemy z przeżyciem, gdy tylko zostanie poczęta. Klasycznym przykładem jest letal yellow allel, całkowicie spontaniczna mutacja występująca u gryzoni, mutacja powodująca żółknięcie ich futra i śmierć wkrótce po urodzeniu. W tym konkretnym przypadku allel letalny jest dominujący, ale istnieją inne przypadki alleli letalnych, które mogą być recesywne, kodominujące, funkcjonować poligenicznie...

7. efekty środowiskowe

Geny determinują wiele cech jednostki i bez wątpienia stoją za wieloma cechami, które przejawiają się w postaci jej fenotypu. Jednak nie są one jedynym czynnikiem, który może spowodować, że dana żywa istota postąpi w taki czy inny sposób. Czynniki takie jak światło słoneczne, dieta, dostęp do wody, promieniowanie i inne aspekty ze środowiska może w istotny sposób określić cechy danej osoby

Z tego powodu, pomimo faktu, że wzrost jest w dużej mierze determinowany przez genetykę, żyjąc w miejsce o złym odżywianiu i siedzącym trybie życia może powodować niski wzrost. Innym przykładem jest to, że ludzie pochodzenia kaukaskiego, którzy mieszkają w miejscach tropikalnych, mają brązowy odcień skóry z powodu długotrwałej ekspozycji na światło słoneczne.

Podając przykład ze świata roślin mamy przypadek hortensji. Rośliny te będą miały płatki tego lub innego koloru w zależności od pH gleby, co czyni je niebieskimi lub różowymi w zależności od ich zasadowości.

8. dziedziczenie sprzężone z płcią

Istnieją cechy, które zależą od genów, które znajdują się wyłącznie na chromosomach płciowych., czyli X i Y, co będzie oznaczać, że płeć ma niewielkie lub żadne szanse na zamanifestowanie określonej cechy.

Zdecydowana większość kobiet ma dwa chromosomy X (XX), a większość mężczyzn ma jeden chromosom X i jeden chromosom Y (XY). Oto dwie choroby zależne od chromosomów płciowych.

Hemofilia

Hemofilia jest chorobą genetyczną, która uniemożliwia prawidłowe krzepnięcie krwi. Oznacza to, że w przypadku urazu występuje tendencja do krwawienia iw zależności od wielkości urazu zagrożenie życia jest większe. Osoby z chorobą brak genu, który wytwarza czynnik krzepnięcia (X').

Ta choroba, historycznie, była śmiertelna dla kobiet z powodu menstruacji. W przypadku mężczyzn mieli większą przeżywalność, choć rzadko zdarzało się, by dożywali więcej niż 20 lat. Dziś sytuacja się zmieniła dzięki istnieniu transfuzji krwi, mimo że choroba jest uważana za poważną i bardzo ograniczającą.

Gen kodujący czynnik krzepnięcia znajduje się na chromosomie X i jest dominujący. Jeśli kobieta (X'X) ma jeden chromosom z genem, a drugi bez niego, będzie produkować czynnik krzepnięcia i nie będzie chorować, chociaż będzie nosicielem.

Mężczyzna, który odziedziczy chromosom X z brakiem genu, nie ma takiego szczęścia., ponieważ ponieważ nie znajduje się na chromosomie Y, nie będzie miał genu odpowiedzialnego za krzepnięcie czynnika, a zatem będzie miał hemofilię (X'Y).

Z tego powodu jest więcej mężczyzn niż kobiet, którzy przedstawiają tę chorobę, biorąc pod uwagę, że kobiety Kobiety, które ją prezentowały, musiały mieć pecha, ponieważ odziedziczyły dwa wadliwe chromosomy X.

ślepota barw

Ślepota barw oznacza ślepotę na pewien podstawowy kolor (czerwony, zielony lub niebieski) lub dwa z nich. Najczęstszą z tych ślepot jest niezdolność do rozróżnienia zieleni i czerwieni.

Ślepota barw jest również chorobą dziedziczną zależną od płci, związany z odrębnym segmentem na chromosomie X.

Oznacza to, że podobnie jak w przypadku hemofilii, jest więcej daltonistów niż daltonistów kobiet że w przypadku mężczyzn jest tylko jeden chromosom X, a jeśli ten jest wadliwy, to tak lub tak będzie prezentował stan: schorzenie.

Z drugiej strony u kobiet, ponieważ są dwa X, jeśli tylko jeden z nich jest wadliwy, zdrowy chromosom „przeciwdziała” defektowi drugiego.

Odniesienia bibliograficzne:

• Griffiths, A. J. F.; S. R. Weslera; R. C. Lewontin & S. B. Karola (2008). Wprowadzenie do analizy genetycznej. 9. edycja. McGraw-Hill Interamericana.
• Albert, Bray, Hopkin, Johnson, Lewis, Raff, Roberts, Walter. Wprowadzenie do biologii komórki. Panamerican Medical Editorial.