Nemendelsko dedovanje: kaj je to, primeri in genetski mehanizmi

Gregor Mendel je postavil nekatere genetske zakonitosti, ki jih je določil na podlagi svojih slavnih poskusov z rastlino grah.

Ti zakoni so zelo dobro delovali pri razlagi, kako je lahko grah rumen in gladek, če je podedoval gene s dominantnimi aleli, ali zelen in naguban, če je podedoval samo recesivne alele.

Težava je v tem, da v naravi ni vse stvar dominance. Obstajajo dedne lastnosti, ki se kažejo na vmesni način ali so odvisne od več kot enega gena. To se imenuje nemendelsko dedovanje., videli pa ga bomo spodaj.

• Sorodni članek: "Mendlovi 3 zakoni in grah: tega nas učijo"

Kaj je nemendelsko dedovanje?

Gregor Mendel je pomembno prispeval k proučevanju dednosti, ko je že v 19. stoletju odkril kako sta se podedovali barva in tekstura graha. S svojimi raziskavami je odkril, da sta rumena barva in gladka tekstura lastnosti, ki prevladujeta nad zeleno barvo in grobo teksturo.

Na podlagi tega je postavil znamenite Mendelove zakone, ki v bistvu kažejo, da če se dominantni čistokrvni osebek kombinira z recesivnim čistokrvnim osebkom,

prva generacija potomcev teh osebkov bo genotipsko hibridna, vendar bodo fenotipsko prikazane prevladujoče lastnosti. Na primer, ko združite rastlino rumenega graha (AA) s tisto, ki ima zeleni grah (aa), se hčerinski grah bo rumen (Aa), vendar bo imel alele, ki kodirajo zeleno barvo in barvo rumena.

Mendel je preučeval samo lastnosti, ki so bile odvisne od enega samega gena (čeprav takrat niti on niti drugi znanstveniki niso vedeli za obstoj genov kot takih). Glede na to, ali je bila različica ali alel gena za barvo podedovana ("A" dominantna in "a" recesivna), bi rastlina proizvedla rumen grah. ali zelen in glede na to, ali ste podedovali alel teksturnega gena ('R' dominanten in 'r' recesiven), bi bil grah gladek oz. grobo.

Težava je v tem, da se v drugih vidikih narave to ne dogaja na tako preprost način. Ni nujno, da so lastnosti odvisne od enega gena z dvema aleloma. Na primer, barva človeških oči, čeprav je omejena, obstaja določena stopnja raznolikosti. Te sorte ni mogoče razložiti z enostavnimi izrazi dominance in recesivnosti, saj bi to pomenilo obstajali sta samo dve vrsti barve šarenice, ne pa različni odtenki rjave, modre, zelene in sive vemo.

Naslednji Podrobneje bomo videli različne vrste mehanizmov nemendelskega dedovanja, ki obstajajo., poleg poudarjanja njihovih razlik glede na zakone, ki jih je predlagal Mendel.

1. Kodominanca

Mendel je pri svojih poskusih z grahom videl mehanizem dedovanja lastnosti, ki je bil odvisen od tega, ali je podedovani alel dominanten ali recesiven. Dominantno pomeni, da z dedovanjem dveh genov z istim alelom ali z dedovanjem enega gena z dominantnega alela in drugega z recesivnim alelom, bo posameznik pokazal fenotip, ki ga določa alel dominanten. To je prej omenjeni primer rumenega graha, ki kljub temu, da sta otroka zelenega graha in rumenega graha, spominjata na slednjega.

Pri kodominanci se to ne zgodi. Ne obstaja situacija, v kateri bi en alel prevladal nad drugim, ampak sta izražena oba enako v posameznem fenotipu, katerega fenotip se bo pokazal kot kombinacija obeh aleli. Da bi poskusili bolje razumeti to zamisel, bomo navedli naslednji primer s črnimi piščanci in belimi piščanci

Nekatere vrste piščancev imajo gen, katerega alel določa barvo njihovega perja. Lahko podedujejo alel, zaradi katerega je perje črno (N), in lahko prejmejo alel, ki naredi perje belo (B)..

Oba alela sta enako dominantna, noben ni recesiven glede na drugega, zato se postavlja vprašanje, Kaj se zgodi, če je posameznik genotipsko hibrid (BN), torej sin bele kokoši (BB) in črnega petelina (NN)? Zgodi se, da ne bo popolnoma črna ali popolnoma bela, ampak kombinacija obeh alelov. Imel bo belo perje in črno perje.

Če bi bila barva perja kokoši odvisna od dominantnosti in ne od kodominance in recimo, da je črna dominantni alel, bi imel hibridni osebek črno perje, ne glede na to, ali gre za potomko kokoši bela.

2. nepopolna prevlada

Nepopolna prevlada bi bila na pol poti med prevlado, ki jo je videl Mendel, in kodominanco, ki smo jo izpostavili v prejšnjem razdelku. Ta vrsta nemendelskega mehanizma dedovanja pomeni, da je fenotip posameznika na pol poti med fenotipi staršev. Se pravi, kot da bi šlo za mešanico lastnosti, ki so jih predstavili starši.

Najbolj jasen primer te vrste prevlade je primer cveta snapdragon. Ta vrsta cvetov se lahko pojavi v treh barvah: rdeči (RR), beli (BB) in roza (RB). Rdeči čistokrvni, ko bodo parjeni z belimi čistokrvnimi, njihova prva generacija potomcev, ki bodo hibridi, ne bo ne rdeča ne bela, ampak rožnata. Rdeči alel in beli alel imata enako moč pri določanju barve cvetnih listov, zaradi česar se zlijejo skupaj, kot da bi te barve mešali na paleti.

Če pa so hibridni posamezniki križani med seboj (RB x RB), so lahko njihovi potomci rdeči (RR), beli (BB) in vrtnice (RB), ki izpolnjujejo Mendelove zakone, čeprav ne tako, kot je benediktinski menih ponazoril s svojim primerom grah.

3. več alelov

Mendel je delal z geni, ki so se pojavili le v dveh alelih, pri čemer je bil en alel dominanten, drugi pa recesiven. Toda resnica je taka lahko se zgodi, da ima gen več kot dva alela, in da ti aleli delujejo v smislu nepopolne prevlade, mendelske prevlade ali kodominance, zaradi česar je raznolikost fenotipov še večja.

Primer gena z več kot dvema aleloma najdemo v krznu zajcev. Ta gen je lahko v štirih običajnih alelih, pri čemer je 'C' dominantni alel, ki dlaki daje temen odtenek, medtem ko je drugi trije so recesivni: alel 'c^ch', znan kot činčila, alel 'c^h', znan kot himalaja, in alel 'c', znan kot albino. Da bi imeli črnega zajca, je dovolj, da imate gen z alelom 'C' in je lahko hibrid, da pa je ena od ostalih treh variant, mora biti čistokrven za enega od teh alelov.

Še en primer imamo s krvno skupino pri ljudeh.. Velika večina ljudi ima eno od naslednjih štirih skupin: 0, A, B ali AB. Odvisno od tega, kateri krvni skupini pripadate, jih bo na površini rdečih krvničk nekaj ali ne molekule, imenovane antigeni, in lahko obstaja tip A, tip B, oba tipa ali preprosto ne imeti jih

Aleli, ki določajo, ali so ti antigeni prisotni ali ne, se bodo imenovali 'I^A', 'I^B' in 'i'. Prva dva prevladujeta nad tretjim in sodominantna med njima. Tako bo posameznikova krvna skupina, prikazana kot fenotip, določena glede na naslednje genotipe.

• Krvna skupina A: čistokrvna A (I^A) ali hibridna A0 (I^Ai).
• Krvna skupina B: čistokrvna B (I^B) ali hibrid B0 (I^Bi).
• Krvna skupina AB: hibridna AB (I^AI^B).
• Krvna skupina 0: čistokrvna 0 (ii).

4. poligenske lastnosti

Mendel je raziskoval lastnosti, ki so bile odvisne od enega samega gena. Vendar pa je v naravi normalno, da lastnosti, kot so inteligenca, barva kože, višina ali predstavitev organa, je odvisna od kodiranja več kot enega gena, to je, da so značilnosti poligenski.

Geni, ki so zadolženi za isto lastnost, lahko pripadajo istemu kromosomu ali pa se nahajajo v več razporejenih kromosomih. Če sta na istem kromosomu, se najverjetneje dedujeta skupaj., čeprav se lahko zgodi, da se med križanjem, ki se zgodi med mejozo, ločita. To je eden od razlogov, zakaj je poligensko dedovanje tako zapleteno.

• Morda vas zanima: "Razlike med DNA in RNA"

5. Pleiotropija

Če gre za poligenske značilnosti, kjer lastnost določa več kot en gen, bi veljala pleiotropija, vendar obratno. To je situacija, do katere pride, ko isti gen kodira več kot eno lastnost in se zato te lastnosti vedno dedujejo skupaj.

Primer tega je Marfanov sindrom., zdravstvena težava, pri kateri ima prizadeta oseba različne simptome, kot so nenavadno visoka postava, dolgi prsti na rokah in nogah, težave s srcem in izpahnjena leča. Vse te lastnosti, ki se morda zdijo nepovezane, se vedno dedujejo skupaj, saj je njihov izvor mutacija v enem samem genu.

• Morda vas zanima: "Dedne bolezni: kaj so, vrste, značilnosti in primeri"

6. letalni aleli

Dedovanje enega ali drugega tipa gena lahko pomembno prispeva k preživetju posameznika. Če je posameznik podedoval gen, ki kodira fenotip, ki se ne prilagaja okolju, v katerem se nahaja, bo imel posameznik težave. Primer tega bi bila ptica z belim perjem v gozdu s temnimi toni. Zaradi perja bi ta ptica izstopala med vejami in temnim listjem gozda, zaradi česar bi bila zelo ranljiva za plenilce.

Vendar pa obstaja geni, katerih aleli so neposredno smrtonosni, kar pomeni, da posamezniku povzročajo težave s preživetjem takoj, ko je bil spočet. Klasičen primer je primer smrtonosnega rumenega alela, popolnoma spontane mutacije, ki se pojavi pri glodavcih, mutacija, zaradi katere je njihov kožuh rumen in poginejo kmalu po rojstvu. V tem specifičnem primeru je letalni alel dominanten, obstajajo pa tudi drugi primeri letalnih alelov, ki so lahko recesivni, kodominantni, delujejo poligensko ...

7. učinki okolja

Geni določajo številne lastnosti posameznika in nedvomno so v ozadju številnih lastnosti, ki se kažejo v obliki njihovega fenotipa. Niso pa edini dejavnik, ki lahko povzroči, da je obravnavano živo bitje takšno ali drugačno. Dejavniki, kot so sončna svetloba, prehrana, dostop do vode, sevanje in drugi vidiki iz okolja lahko pomembno določa značilnosti posameznika

Prav zaradi tega, kljub dejstvu, da višino v veliki meri določa genetika, živeti v kraj s slabo prehrano in sedečim življenjskim slogom lahko povzroči, da ima posameznik nizko rast. Drug primer je, da ljudje kavkaškega porekla, ki živijo v tropskih krajih, na koncu razvijejo rjav odtenek kože zaradi dolgotrajne izpostavljenosti sončni svetlobi.

Če navedemo primer iz rastlinskega sveta, imamo primer hortenzij. Te rastline bodo imele cvetne liste ene ali druge barve, odvisno od pH tal, zaradi česar bodo modre ali rožnate, odvisno od njihove bazičnosti.

8. spolno vezano dedovanje

Obstajajo značilnosti, ki so odvisne od genov, ki se nahajajo izključno na spolnih kromosomih., to je X in Y, kar bo pomenilo, da ima spol malo ali nič možnosti za manifestacijo določene lastnosti.

Velika večina žensk ima dva kromosoma X (XX), večina moških pa en kromosom X in en kromosom Y (XY). Tukaj sta dve bolezni, ki sta odvisni od spolnih kromosomov.

hemofilija

Hemofilija je genetska bolezen, ki preprečuje pravilno strjevanje krvi. To pomeni, da je v primeru poškodbe nagnjenost k krvavitvam in glede na to, kako velika je poškodba, je tveganje za življenje večje. Posamezniki z boleznijo pomanjkanje gena, ki proizvaja faktor strjevanja krvi (X').

Ta bolezen je bila v zgodovini smrtna za ženske zaradi menstruacije. Pri moških so imeli večje preživetje, čeprav so le redki živeli več kot 20 let. Danes so se stvari spremenile zaradi obstoja transfuzije krvi, kljub dejstvu, da bolezen velja za resno in zelo omejujočo.

Gen, ki kodira koagulacijski faktor, se nahaja na kromosomu X in je dominanten. Če ima ženska (X'X) en kromosom z genom in drugega brez njega, bo proizvedla faktor strjevanja krvi in ​​ne bo imela bolezni, čeprav bo prenašalka.

Človek, ki podeduje kromosom X z odsotnostjo gena, nima enake sreče., saj ker ni na kromosomu Y, ne bo imel gena, ki strjuje faktor in bo zato imel hemofilijo (X'Y).

Zaradi tega je več moških kot žensk z boleznijo, glede na to, da ženske Ženske, ki so ga predstavljale, so morale imeti to smolo, da so podedovale dva okvarjena kromosoma X.

barvna slepota

Barvna slepota pomeni slepoto za določeno osnovno barvo (rdečo, zeleno ali modro) ali dve izmed njih. Najpogostejša od teh slepote je nezmožnost razlikovanja med zeleno in rdečo.

Tudi barvna slepota je dedna bolezen, ki je odvisna od spola, povezan z ločenim segmentom na kromosomu X.

To pomeni, da je tako kot pri hemofiliji več barvno slepih moških kot barvno slepih žensk. da je pri moških samo en kromosom X in če je ta okvarjen, da ali da, bo predstavljal stanje.

Po drugi strani pa pri ženskah, ker obstajata dva X-ja, če je samo eden od njiju okvarjen, zdravi kromosom "izniči" napako drugega.

Bibliografske reference:

• Griffiths, A. J. F.; S. R. Wesler; R. c. Lewontin & S. b. Carroll (2008). Uvod v genetsko analizo. 9. izdaja. McGraw-Hill Interamericana.
• Albert, Bray, Hopkin, Johnson, Lewis, Raff, Roberts, Walter. Uvod v celično biologijo. Panamerican Medical Editorial.