Генетическая сегрегация: что это такое, характеристики и примеры

Что касается зачатия потомства, живые существа принимают два типа основных жизненных стратегий: бесполое и половое размножение.

При бесполом размножении клетка или группа клеток родительского организма дают начало другому функциональному индивиду, генетически равному своему отцу или матери. Это достигается за счет двудольности, почкования, полиэмбрионии, партеногенеза и других сложных процессов.

С другой стороны, при половом размножении внутри одного вида присутствуют особи двух полов: самцы и самки. Оба производят гаметы с половиной генетической информации остальных клеток (они гаплоидны), и, будучи соединены вместе, они дают начало зиготе, которая восстанавливает свое нормальное количество хромосом (диплоидия). Этот процесс намного дороже предыдущего, но он имеет ряд преимуществ, которые сами по себе объясняют эволюцию.

При бесполом размножении все потомки равны родительскому организму. С другой стороны, в половом отношении каждый ребенок имеет разный генетический состав, поскольку половина его хромосом - материнская, а другая половина - отцовская. Из-за кроссовера, хромосомных перестановок и других процессов, происходящих во время мейоза, ни один сын не может быть таким же, как его брат (если только они не близнецы). Далее мы расскажем, при чем здесь

генетическая сегрегация со всеми этими условиями.

• Связанная статья: «Трансляция ДНК: что это такое и каковы его фазы»

Что такое генетическая сегрегация?

Если вы когда-то интересовались генетикой, это наверняка звучит знакомо. Грегор Мендель. Этот августинский монах, католик и натуралист, благодаря своим экспериментам с горохом сформулировал (Pisum sativum) более чем известные законы Менделя, опубликованные между 1865 и 1866 годами. К сожалению, эти документы не стали получать известность в научной культуре до 1900 года, когда Мендель уже скончался.

В свою очередь, термин «генетическая сегрегация» относится к распределению генов от родителей к детям во время мейоза., то есть почему генома, полученного от потомства после союза разных родителей. Чтобы проиллюстрировать механизмы генной сегрегации, будет очень полезно вкратце пройтись по трем законам Менделя, поэтому мы особо упомянули его фигуру.

Поскольку мы собираемся погрузиться в мир Менделя, мы должны заложить некоторые основы. В первую очередь следует отметить, что мы собираемся сосредоточиться на диплоидных существах, то есть животных и растений, которые представляют в своем ядре два набора гомологичных хромосом каждого типа (2n). Если у человека в каждой клетке 46 хромосом, 23 хромосомы исходят от матери и 23 от отца.

Внутри каждой хромосомы есть ряд упорядоченных последовательностей ДНК, которые содержат информацию, необходимую для синтеза белков или РНК: гены.. С другой стороны, каждый ген может представлять разные «формы», которые зависят от нуклеотидной последовательности, которые называются аллелями. Поскольку у нас есть две хромосомы каждого типа в ядрах наших клеток, мы утверждаем, что у нас также есть два аллеля для каждого гена.

Определенный аллель, согласно типичной менделевской генетике, может быть доминантным (А) или рецессивным (а). Доминантные аллели - это аллели, которые выражаются независимо от своего партнера (AA или Aa), в то время как рецессивные аллели требуют, чтобы оба аллеля были одинаковыми для одного и того же гена (aa). Для данного гена особь может быть гомозиготной доминантной (AA), гомозиготной рецессивной (aa) или гетерозиготной (Aa). В последнем случае доминирующий признак (А) выражен, а другой замаскирован (а).

Имея в виду эти идеи, мы можем только уточнить, что генотип - это набор генетической информации в виде ДНК, которую несет конкретное живое существо., в то время как фенотип - это часть этого генома, которая выражается на видимом уровне.

Здесь следует подчеркнуть, что фенотип - продукт окружающей среды и генов, поэтому геном не всегда полностью объясняет внешние признаки. Теперь посмотрим на законы Менделя.

Фенотип: генотип + среда

1. Принцип однородности (1-е поколение)

Давайте возьмем вымышленный пример, который немного отличается от типичных менделевских семян гороха.. Представьте на мгновение, что у какого-то вида птиц в геноме есть ген COL1, который кодирует окраску перьев.

В свою очередь, этот ген имеет два варианта: COL1A и COL1a. Первый аллель (А) является доминантным и проявляется на уровне фенотипа красным оттенком, а второй (а) рецессивным и проявляется желтым цветом.

По принципу однородности, если два гомозиготных родителя объединяются (один имеет два аллеля AA, а другой - два аллеля aa), все дети будут гетерозиготными (Aa) для этого гена без исключения. Таким образом, один из родителей будет красным (AA), другой - желтым (aa), и все потомки также будут красными (Aa), поскольку красный признак накладывается на желтый.

• Вам может быть интересно: «Хромосомы: какие они, характеристики и как работают»

2. Принцип сегрегации (второе поколение)

Посмотрим теперь, что произойдет, если это красное поколение (Аа) воспроизвести среди него. Сначала применяем формулу, а затем объясняем результат:

Aa x Aa = ¼ AA, ¼ Aa, ¼ Aa, ¼ aa

На основании этих значений, если две гетерозиготы скрещиваются по данному гену, 1 из 4 щенков будет гомозиготным доминантным, 2 из 4 - гетерозиготным и каждый четвертый - гомозиготным рецессивным..

Если мы вернемся к нашему примеру, то увидим, что трое из четырех красных детей происходят от двух парных красных родителей. также (Aa и AA), но один из них восстанавливает желтый фенотип (aa), который был замаскирован в поколении предыдущий.

Таким образом, частота красного признака распределяется в популяции в соотношении 3: 1. С помощью этого очень простого статистического вывода показано, что родительские аллели секретируются во время производства гамет путем деления мейотических клеток.

3. Принцип независимой трансмиссии (3-е поколение)

Чтобы увидеть, как распределяются аллели, если мы скрестим между ними членов третьего поколения, нам понадобится таблица с 16 пробелами, так как каждый вариант (AA, Aa, Aa и aa) может быть воспроизведен с любым другим (4x4: 16).

Мы не собираемся заострять внимание на этих результатах, поскольку из предыдущего примера стало ясно, что доминирующий красный признак - это тот, который будет преобладать в цвете перьев наших птиц.

В любом случае нас интересует идея принципа независимой передачи: разные признаки, кодируемые разными генами, наследуются независимоДругими словами, образец наследования признака «цвет пера», который мы вам показали, не должен влиять на характер «размер клюва». Это применимо только к генам, которые находятся на разных хромосомах или на значительном расстоянии в пределах одной хромосомы.

Ограничения постулатов генетической сегрегации

Хотя эти законы заложили основы того, что мы теперь называем генетической наследственностью (и, следовательно, генетикой молекулярные и все аспекты дисциплины), необходимо признать, что они немного отстают после получения определенных знание.

Например, Эти приложения не принимают во внимание влияние окружающей среды на фенотип (внешний вид образца) и генотип (его геном).. Если под действием солнечных лучей перья наших птиц вянут (что-то безо всякого просто например), возможно, что фенотип красных птиц станет оранжевым, а не Красный. Несмотря на то, что это образцы с аллелями AA или Aa гена COL1, окружающая среда изменяет внешнее и видимое.

Также возможно, что цвет перьев кодируется взаимодействием нескольких генов, таких как COL1, COL2, COL3 и COL4. Представьте себе, кроме того, что один из них имеет большее преобладание над остальными и является более решающим для окончательного фенотипа. Здесь вступают в игру 8 различных аллелей и очень сложные генетические проблемы, которые нельзя объяснить только законами Менделя, поэтому пришло время заняться количественной генетикой.

В качестве заключительного пояснения мы хотим прояснить, что все приведенные здесь примеры являются вымышленными, поскольку у нас нет знание о том, действительно ли существует ген COL1, кодирующий ту или иную тональность у вида птиц в природа. В геноме человека около 25000 генов.Итак, представьте, что вам нужно утверждать или отрицать существование фенотипов и генотипов у многих других диких видов, которые даже не были секвенированы.

Мы хотим прояснить, что эти законы генетической сегрегации, которые мы показали вам на примерах, объясняют это. разделение аллелей во время производства гамет путем деления мейотических клеток в событиях репродуктивная. Хотя многие черты характера не регулируются этими механизмами, они всегда являются хорошей отправной точкой для начала изучения генов как на образовательном, так и на профессиональном уровне.