Moștenirea non-mendeliană: ce este, exemple și mecanisme genetice

Gregor Mendel a stabilit niște legi asupra geneticii pe care le-a determinat pe baza celebrelor sale experimente cu planta de mazăre.

Aceste legi au funcționat foarte bine pentru a explica cum mazărea ar putea fi galbenă și netedă dacă moștenește gene cu alele dominante sau verzi și ridate dacă moșteneau doar alele recesive.

Problema este că în natură nu totul este o chestiune de dominație. Există trăsături ereditare care se manifestă într-un mod intermediar sau care depind de mai multe gene. Aceasta a fost numită moștenire non-mendeliană., și o vom vedea mai jos.

• Articol înrudit: "Cele 3 legi ale lui Mendel și mazărea: asta ne învață"

Ce este moștenirea non-mendeliană?

Gregor Mendel a avut o contribuție semnificativă la studiul eredității când, în secolul al XIX-lea, a descoperit cum au fost moștenite culoarea și textura mazărei. Prin investigațiile sale, a descoperit că culoarea galbenă și textura netedă erau caracteristici care au prevalat asupra culorii verzi și a texturii aspre.

Pe baza acestui fapt, el a stabilit celebrele legi ale lui Mendel care, în esență, indică faptul că, dacă un individ dominant de rasă pură este combinat cu un individ recesiv de rasă pură,

prima generație de descendenți din acești indivizi va fi hibrid genotipic, dar fenotipic vor fi afișate trăsăturile dominante. De exemplu, atunci când puneți împreună o plantă de mazăre galbenă (AA) cu una care are mazăre verde (aa), mazărea fiică va fi galbenă (Aa) dar va avea alelele care codifică culoarea verde și culoarea galben.

Mendel a studiat doar trăsăturile care depind de o singură genă (deși în acel moment nici el, nici alți oameni de știință nu știau de existența genelor în sine). În funcție de moștenirea unei variante sau alelei genei de culoare („A” dominantă și „a” recesivă), planta ar produce mazăre galbenă. sau verde și, în funcție de faptul că ați moștenit o alelă a genei texturii („R” dominant și „r” recesiv), mazărea ar fi netedă sau stare brută.

Problema este că în alte aspecte ale naturii acest lucru nu se întâmplă într-un mod atât de simplu. Trăsăturile nu trebuie să depindă de o singură genă cu două alele. De exemplu, culoarea ochilor umani, deși este limitată, există un anumit grad de varietate. Această varietate nu ar putea fi explicată în termeni simpli de dominanță și recesivitate, deoarece ar implica acest lucru existau doar două tipuri de culoare a irisului, nu diferitele nuanțe de maro, albastru, verde și gri care noi stim.

Următorul Vom vedea mai detaliat diferitele tipuri de mecanisme de moștenire non-mendeliane care există., pe lângă evidențierea diferențelor lor față de legile propuse de Mendel.

1. Codominanța

Mendel a văzut prin experimentele sale cu mazărea un mecanism de moștenire a trăsăturilor care depindea dacă alela moștenită era dominantă sau recesivă. Dominant înseamnă că fie prin moștenirea a două gene cu aceeași alelă, fie prin moștenirea unei gene cu alela dominanta si alta cu alela recesiva, individul va prezenta un fenotip determinat de alela dominant. Acesta este cazul menționat anterior de mazăre galbenă care, în ciuda faptului că sunt copii de mazăre verde și mazăre galbenă, seamănă cu aceasta din urmă.

În codominanță acest lucru nu se întâmplă. Nu există o situație în care o alele să prevaleze asupra celeilalte, ci mai degrabă ambele sunt exprimate în mod egal în fenotipul individual, al cărui fenotip va apărea ca o combinație a ambelor alele. Pentru a încerca să înțelegem mai bine această idee, vom pune următorul exemplu cu pui negri și pui albi

Anumite tipuri de pui au o genă a cărei alelă determină culoarea penelor lor. Ei pot moșteni o alelă care face penele negre (N) și pot primi o alelă care face penele albe (B)..

Ambele alele sunt la fel de dominante, nu există una care să fie recesivă față de cealaltă, așa că întrebarea este: Ce se întâmplă dacă un individ este hibrid genotipic (BN), adică fiul unei găini albe (BB) și al unui cocoș negru (NN)? Ce se întâmplă este că nu va fi complet negru sau complet alb, ci o combinație a ambelor alele. Va avea pene albe și pene negre.

Dacă culoarea penajului găinilor depindea de dominație și nu de codominanță și, să spunem că negrul este alela dominantă, un individ hibrid ar avea pene negre, indiferent dacă este descendentul unei găini alb.

2. dominație incompletă

Dominanța incompletă ar fi la jumătatea distanței dintre dominanța văzută de Mendel și codominanța pe care am expus-o în secțiunea anterioară. Acest tip de mecanism de moștenire non-mendelian implică faptul că fenotipul unui individ se află la jumătatea distanței dintre fenotipurile părinților. Adică parcă ar fi un amestec între caracteristicile prezentate de părinți.

Cel mai clar exemplu al acestui tip de dominanță este cazul florii snapdragon. Acest tip de floare poate apărea în trei culori: roșu (RR), alb (BB) și roz (RB). Rasele roșii, atunci când se împerechează cu rasele albe, prima lor generație de urmași, care vor fi hibrizi, nu vor fi nici roșii, nici albi, ci roz. Alela roșie și alela albă au aceeași putere în determinarea culorii petalelor, făcându-le să se amestece ca și cum am amesteca acele culori pe o paletă.

La rândul lor, dacă indivizii hibrizi sunt încrucișați între ei (RB x RB), descendenții lor pot fi roșii (RR), albi (BB) și trandafiri (RB), îndeplinind legile lui Mendel, deși nu în modul în care călugărul benedictin a exemplificat cu cazul său despre mazăre.

3. alele multiple

Mendel a lucrat cu gene care au apărut doar în două alele, una fiind dominantă și cealaltă recesivă. Dar adevărul este că se poate întâmpla ca o genă să aibă mai mult de două aleleși că aceste alele funcționează în termeni de dominanță incompletă, dominanță mendeliană sau codominanță, ceea ce face ca diversitatea fenotipurilor să fie și mai mare.

Un exemplu de genă cu mai mult de două alele se găsește în blana iepurilor. Această genă poate veni în patru alele comune, „C” fiind alela dominantă care dă o nuanță închisă blanii, în timp ce altele trei sunt recesive: alela „c^ch”, cunoscută sub numele de chinchilla, alela „c^h”, cunoscută sub numele de himalaya și alela „c”, cunoscută sub numele de albinos. Pentru a avea un iepure negru, este suficient să ai o genă cu alela „C” și poate fi un hibrid, dar pentru a fi una dintre celelalte trei variante trebuie să fie de rasă pură pentru una dintre acele alele.

Avem un alt exemplu cu grupa sanguină la om.. Marea majoritate a oamenilor au unul dintre următoarele patru grupuri: 0, A, B sau AB. În funcție de grupa sanguină din care faceți parte, pe suprafața globulelor roșii vor exista sau nu unele molecule, numite antigene, și pot exista tipul A, tipul B, ambele tipuri sau pur și simplu nu le am

Alelele care determină dacă aceste antigene sunt prezente sau nu se vor numi „I^A”, „I^B” și „i”. Primele două sunt dominante asupra celei de-a treia și codominante între ele. Astfel, grupa sanguină a individului, prezentată ca fenotip, va fi determinată în funcție de următoarele genotipuri.

• Sânge de tip A: de rasă A (I^A) sau hibrid A0 (I^Ai).
• Sânge de tip B: de rasă B (I^B) sau hibrid B0 (I^Bi).
• Sânge tip AB: hibrid AB (I^AI^B).
• Sânge de tip 0: de rasă 0 (ii).

4. caracteristici poligenice

Mendel a investigat caracteristicile care depind de o singură genă. Cu toate acestea, în natură, este normal pentru o caracteristică, cum ar fi inteligența, culoarea pielii, înălțimea sau prezentarea unui organ, depinde de codificarea mai multor gene, adică de faptul că acestea sunt caracteristici poligenic.

Genele care se ocupă de aceeași caracteristică pot aparține aceluiași cromozom sau pot fi găsite în mai mulți cromozomi distribuiți. Dacă se află pe același cromozom, este cel mai probabil ca acestea să fie moștenite împreună., deși se poate întâmpla ca, în timpul încrucișării care are loc în timpul meiozei, se separă. Acesta este unul dintre motivele pentru care moștenirea poligenică este atât de complicată.

• Te-ar putea interesa: "Diferențele dintre ADN și ARN"

5. Pleiotropie

Dacă caracteristicile poligenice sunt cazul în care o trăsătură este determinată de mai multe gene, pleiotropia ar fi cazul, dar invers. Este situația care apare atunci când aceeași genă codifică pentru mai mult de o caracteristică și, prin urmare, aceste caracteristici sunt întotdeauna moștenite în comun.

Un exemplu în acest sens este cazul sindromului Marfan., o problemă medicală în care persoana afectată prezintă diverse simptome, cum ar fi o statură neobișnuit de înaltă, degete lungi de la mâini și de la picioare, probleme cardiace și un cristalin dislocat. Toate aceste caracteristici, care pot părea că nu au nicio legătură, sunt întotdeauna moștenite împreună, deoarece originea lor este o mutație într-o singură genă.

• Te-ar putea interesa: "Boli ereditare: ce sunt, tipuri, caracteristici și exemple"

6. alele letale

Moștenirea unui tip de genă sau alta poate contribui semnificativ la supraviețuirea individului. Dacă individul a moștenit o genă care codifică un fenotip care nu este adaptabil la mediul în care se găsește, individul va avea probleme. Un exemplu în acest sens ar fi să fii o pasăre cu penaj alb într-o pădure cu tonuri închise. Penajul acestei păsări l-ar face să iasă în evidență față de ramurile și frunzișul întunecat al pădurii, făcând-o foarte vulnerabilă la prădători.

Cu toate acestea, există gene ale căror alele sunt direct letale, adică fac ca individul să aibă probleme de supraviețuire de îndată ce au fost concepute. Un exemplu clasic este cazul alelei galbene letale, o mutație total spontană care apare la rozătoare, mutație care le îngălbenește blana și mor la scurt timp după naștere. În acest caz specific, alela letală este dominantă, dar există și alte cazuri de alele letale care pot fi recesive, codominante, funcționează poligenic...

7. efecte asupra mediului

Genele determină multe caracteristici ale individului și, fără îndoială, ele se află în spatele multor trăsături care se manifestă sub forma fenotipului lor. Cu toate acestea, nu sunt singurul factor care poate determina ca ființa vie în cauză să fie într-un fel sau altul. Factori precum lumina soarelui, dieta, accesul la apă, radiațiile și alte aspecte din mediu poate determina semnificativ caracteristicile individului

Din acest motiv, în ciuda faptului că înălțimea este în mare măsură determinată de genetică, a trăit în un loc cu alimentație proastă și având un stil de viață sedentar poate determina individul să aibă statură mică. Un alt exemplu este că oamenii de origine caucaziană care locuiesc în locuri tropicale ajung să dezvolte o nuanță maronie a pielii din cauza expunerii prelungite la lumina soarelui.

Dând un exemplu din lumea plantelor, avem cazul hortensiilor. Aceste plante vor avea petale de o culoare sau alta in functie de pH-ul solului, facandu-le albastre sau roz in functie de bazicitatea lor.

8. moștenirea legată de sex

Există caracteristici care depind de gene care se găsesc exclusiv pe cromozomii sexuali., adică X și Y, ceea ce va însemna că un sex are șanse mici sau deloc deloc de a manifesta o trăsătură specifică.

Marea majoritate a femeilor au doi cromozomi X (XX), iar majoritatea bărbaților au un cromozom X și unul Y (XY). Iată două boli care depind de cromozomii sexuali.

Hemofilie

Hemofilia este o boală genetică care împiedică coagularea corectă a sângelui. Aceasta înseamnă că, în cazul suferinței unei răni, există tendința de a suferi sângerări și, în funcție de cât de mare este accidentarea, riscul pentru viață este mai mare. Persoanele cu boala lipsa unei gene care produce factorul de coagulare (X').

Această boală, din punct de vedere istoric, a fost letală pentru femei din cauza menstruației. În cazul bărbaților, aceștia au avut o supraviețuire mai mare, deși era rar ca aceștia să trăiască mai mult de 20 de ani. Astăzi lucrurile s-au schimbat datorită existenței transfuziilor de sânge, în ciuda faptului că boala este considerată gravă și foarte limitativă.

Gena care codifică factorul de coagulare este localizată pe cromozomul X și este dominantă. Dacă o femeie (X'X) are un cromozom cu gena și celălalt fără ea, va produce factorul de coagulare și nu va avea boala, deși va fi purtătoare.

Omul care moștenește un cromozom X cu absența genei nu are același noroc., întrucât, nefiind pe cromozomul Y, nu va avea gena care coagulează factorul și, prin urmare, va avea hemofilie (X'Y).

Din acest motiv sunt mai multi barbati decat femei care prezinta boala, in conditiile in care femeile o fac Femeile care au prezentat-o ​​trebuie să fi fost destul de ghinionoase pentru a fi moștenit doi cromozomi X defecte.

daltonism

Daltonismul implică orbirea față de o anumită culoare de bază (roșu, verde sau albastru) sau două dintre ele. Cea mai comună dintre aceste orbire este incapacitatea de a distinge între verde și roșu.

Daltonismul este, de asemenea, o boală ereditară dependentă de sex, asociat cu un segment distinct pe cromozomul X.

Acest lucru înseamnă că, ca și în cazul hemofiliei, există mai mulți bărbați daltonişti decât femei daltoniste, dat fiind că în cazul bărbaților există un singur cromozom X, iar dacă acesta este defect, da sau da va prezenta condiție.

Pe de altă parte, la femei, deoarece există două X-uri, dacă doar unul dintre ele este defect, cromozomul sănătos „contractează” defectul celuilalt.

Referințe bibliografice:

• Griffiths, A. J. F.; S. R. Wesler; R. c. Lewontin și S. b. Carroll (2008). Introducere în analiza genetică. ediția a 9-a. McGraw-Hill Interamericana.
• Albert, Bray, Hopkin, Johnson, Lewis, Raff, Roberts, Walter. Introducere în biologia celulară. Editorial Medical Panamerican.