Education, study and knowledge

Неменделівська спадковість: що це таке, приклади та генетичні механізми

Грегор Мендель встановив деякі закони генетики, які він визначив на основі своїх знаменитих експериментів з рослиною гороху.

Ці закони дуже добре спрацювали, щоб пояснити, чому горох може бути жовтим і гладким, якщо він успадкував гени з домінантними алелями, або зеленим і зморшкуватим, якщо він успадкував лише рецесивні алелі.

Проблема в тому, що в природі не все залежить від домінування. Існують спадкові ознаки, які проявляються проміжним чином або залежать від кількох генів. Це називається неменделівською спадковістю., і ми побачимо це нижче.

  • Пов'язана стаття: "3 закони Менделя і горох: цього вони нас вчать"

Що таке неменделівська спадковість?

Грегор Мендель зробив значний внесок у вивчення спадковості, коли ще в XIX столітті відкрив як успадковувалися колір і текстура гороху. Під час своїх досліджень він виявив, що жовтий колір і гладка текстура були характеристиками, які переважали над зеленим кольором і грубою текстурою.

На основі цього він встановив знамениті закони Менделя, які, по суті, вказують на те, що якщо домінантна чистокровна особина поєднується з рецесивною чистокровною особиною,

instagram story viewer
перше покоління нащадків від цих особин буде генотипно гібридним, але фенотипово домінантні ознаки будуть відображені. Наприклад, якщо поєднати рослину жовтого гороху (AA) із рослиною, яка має зелений горошок (aa), то дочірній горох буде жовтим (Aa), але матиме алелі, які кодують зелений колір і колір жовтий.

Мендель вивчав лише ознаки, які залежали від одного гена (хоча на той час ні він, ні інші вчені не знали про існування генів як таких). Залежно від того, чи був успадкований варіант або алель гена забарвлення («A» домінантний і «a» рецесивний), рослина давала б жовтий горох. або зелений, і залежно від того, чи успадкували ви алель гена текстури («R» домінантний і «r» рецесивний), горох буде гладким або грубий.

Проблема в тому, що в інших аспектах природи це відбувається не таким простим способом. Ознаки не повинні залежати від одного гена з двома алелями. Наприклад, колір людських очей, хоч і обмежений, є певна різноманітність. Цей різновид не можна пояснити простими термінами домінування та рецесивності, оскільки це означало б це було лише два типи кольору райдужної оболонки, а не різні відтінки коричневого, синього, зеленого та сірого ми знаємо.

Далі Ми розглянемо більш детально різні типи неменделівських механізмів успадкування, які існують., на додаток до підкреслення їхніх відмінностей щодо законів, запропонованих Менделем.

1. Кодомінування

У своїх дослідах з горохом Мендель побачив механізм успадкування ознак, який залежав від того, чи був успадкований алель домінантним чи рецесивним. Домінантний означає, що або шляхом успадкування двох генів з однаковим алелем, або шляхом успадкування одного гена з домінантний алель і інший з рецесивним алелем, особина демонструватиме фенотип, визначений алелем домінуючий. Це згаданий раніше випадок жовтого горошку, який, незважаючи на те, що вони діти зеленого і жовтого горошку, вони нагадують останній.

При кодомінуванні цього не відбувається. Не існує ситуації, в якій один алель переважає над іншим, а експресуються обидва однаковою мірою в індивідуальному фенотипі, фенотип якого виявлятиметься як комбінація обох алелі. Щоб спробувати краще зрозуміти цю ідею, ми наведемо наступний приклад із чорними та білими курками

У деяких видів курей є ген, алель якого визначає колір їхнього пір’я. Вони можуть успадкувати алель, який робить пір’я чорним (N), і вони можуть отримати алель, який робить пір’я білим (B)..

Обидва алелі однаково домінантні, немає жодного рецесивного по відношенню до іншого, тому виникає питання: Що відбувається, якщо особина генотипно гібридна (BN), тобто є сином білої курки (BB) і чорного півня (NN)? Відбувається те, що це буде не повністю чорний або повністю білий, а комбінація обох алелів. Він матиме біле пір’я та чорне пір’я.

Якби колір оперення курей залежав від домінування, а не від кодомінування, і, скажімо, чорний колір домінантний алель, гібридна особина матиме чорне пір’я, незалежно від того, чи є вона потомством курки. білий.

2. неповне домінування

Неповне домінування було б серединою між домінуванням, яке бачив Мендель, і кодомінуванням, яке ми розкрили в попередньому розділі. Цей тип неменделівського механізму успадкування передбачає, що фенотип індивіда знаходиться посередині між фенотипами батьків. Тобто це ніби суміш характеристик, представлених батьками.

Найяскравішим прикладом цього типу домінування є випадок із квіткою львиного зева. Цей вид квітів може бути трьох кольорів: червоний (RR), білий (BB) і рожевий (RB). Червоні чистопородні породи, коли їх спаровують з білими чистокровними, їх перше покоління потомства, яке буде гібридом, не буде ні червоним, ні білим, а рожевим. Червоний алель і білий алель мають однакову силу у визначенні кольору пелюсток, змушуючи їх змішуватися разом, ніби ми змішуємо ці кольори на палітрі.

У свою чергу, якщо гібридні особини схрещуються між собою (RB x RB), їхні нащадки можуть бути червоними (RR), білими (BB) і троянди (RB), виконуючи закони Менделя, хоча не так, як це показав бенедиктинський монах у своєму випадку з горох.

3. множинні алелі

Мендель працював з генами, які зустрічалися лише у двох алелях, один алель був домінантним, а інший рецесивним. Але правда така може бути так, що ген має більше двох алелей, і що ці алелі функціонують в умовах неповного домінування, менделівського домінування або кодомінування, що робить різноманітність у фенотипах ще більшою.

Приклад гена з більш ніж двома алелями знайдений у хутрі кроликів. Цей ген може бути представлений чотирма загальними алелями, де «C» є домінантним алелем, який надає темного відтінку шерсті, а ген три інших є рецесивними: алель «c^ch», відомий як шиншила, алель «c^h», відомий як himalaya, і алель «c», відомий як альбінос. Щоб мати чорного кролика, достатньо мати ген з алелем «C», і він може бути гібридом, але щоб бути одним із трьох інших варіантів, він повинен бути чистокровним за одним із цих алелів.

Ми маємо інший приклад із групою крові у людини.. Переважна більшість людей мають одну з наступних чотирьох груп: 0, A, B або AB. Залежно від того, до якої групи крові ви належите, на поверхні червоних кров’яних тілець вони будуть або ні молекули, які називаються антигенами, і можуть існувати тип А, тип В, ​​обидва типи або просто ні мати їх

Алелі, які визначають присутність цих антигенів чи ні, будуть називатися «I^A», «I^B» і «i». Перші два є домінантними над третім і кодомінантними між ними. Таким чином, група крові індивіда, показана як фенотип, буде визначена відповідно до наступних генотипів.

  • Група крові А: чистокровна А (I^A) або гібридна А0 (I^Ai).
  • Група B крові: чистопородна B (I^B) або гібридна B0 (I^Bi).
  • Група АВ крові: гібридна АВ (I^AI^B).
  • Група крові 0: чистокровна 0 (ii).

4. полігенні характеристики

Мендель досліджував характеристики, які залежали від одного гена. Однак у природі це нормально для таких характеристик, як інтелект, колір шкіри, висота або представлення органу залежить від кодування більш ніж одного гена, тобто від того, що вони є характеристиками полігенний.

Гени, які відповідають за ту саму характеристику, можуть належати до однієї хромосоми або їх можна знайти в кількох розподілених хромосомах. Якщо вони знаходяться в одній хромосомі, вони, швидше за все, успадковуються разом., хоча може бути так, що під час кросинговеру, який відбувається під час мейозу, вони розлучаються. Це одна з причин, чому полігенне успадкування настільки складне.

  • Вас може зацікавити: "Відмінності між ДНК і РНК"

5. Плейотропія

Якщо полігенні характеристики є випадком, коли ознака визначається більш ніж одним геном, плейотропія буде мати місце, але навпаки. Це ситуація, яка виникає, коли той самий ген кодує більше ніж одну характеристику, і, отже, ці характеристики завжди успадковуються спільно.

Прикладом цього є синдром Марфана., медична проблема, при якій у постраждалої людини з’являються різні симптоми, такі як незвично високий зріст, довгі пальці рук і ніг, проблеми з серцем і вивих кришталика. Усі ці характеристики, які можуть здатися жодним чином не пов’язаними між собою, завжди успадковуються разом, оскільки їх походження є мутацією в одному гені.

  • Вас може зацікавити: "Спадкові хвороби: що це таке, види, характеристики та приклади"

6. летальні алелі

Успадкування того чи іншого типу генів може значно сприяти виживанню особини. Якщо людина успадкувала ген, який кодує фенотип, який не адаптується до середовища, в якому вона знаходиться, у неї будуть проблеми. Прикладом цього може бути птах з білим оперенням у лісі з темними тонами. Оперення цього птаха виділяло б його на тлі гілок і темного листя лісу, роблячи його дуже вразливим для хижаків.

Проте є гени, алелі яких є безпосередньо летальними, тобто вони викликають у людини проблеми з виживанням, як тільки вони були зачаті. Класичним прикладом є випадок летальної жовтої алелі, абсолютно спонтанна мутація, яка виникає у гризунів, мутація, яка робить їхнє хутро жовтим і вони гинуть незабаром після народження. У цьому конкретному випадку летальний алель є домінантним, але є й інші випадки летальних алелів, які можуть бути рецесивними, кодомінантними, функціонувати полігенно...

7. вплив навколишнього середовища

Гени визначають багато характеристик індивіда і, без сумніву, вони стоять за багатьма рисами, які проявляються у формі їх фенотипу. Однак вони не єдиний фактор, який може спричинити таку чи іншу поведінку живої істоти. Такі фактори, як сонячне світло, дієта, доступ до води, радіація та інші аспекти навколишнього середовища може суттєво визначити особливості особистості

Саме з цієї причини, незважаючи на те, що зріст багато в чому визначається генетикою, проживши в місце з поганим харчуванням і малорухливим способом життя може спричинити низький зріст людини. Іншим прикладом є те, що люди кавказького походження, які живуть у тропічних місцях, в кінцевому підсумку отримують коричневий відтінок шкіри через тривале перебування під сонячним світлом.

Наводячи приклад із рослинного світу, ми маємо випадок з гортензіями. Ці рослини матимуть пелюстки того чи іншого кольору залежно від рН ґрунту, що робить їх блакитними або рожевими залежно від їх основності.

8. успадкування, зчеплене зі статтю

Є характеристики, які залежать від генів, які містяться виключно в статевих хромосомах., тобто X і Y, що означатиме, що стать має невеликі або зовсім не має шансів проявити певну рису.

Переважна більшість жінок мають дві X-хромосоми (XX), а більшість чоловіків мають одну X та одну Y-хромосому (XY). Ось дві хвороби, які залежать від статевих хромосом.

гемофілія

Гемофілія - ​​це генетичне захворювання, яке перешкоджає належному згортанню крові. Це означає, що у разі отримання травми існує схильність до кровотечі, і залежно від того, наскільки велика травма, ризик для життя більший. Особи із захворюванням відсутність гена, який виробляє фактор згортання (X').

Ця хвороба історично була смертельною для жінок через менструацію. У випадку чоловіків вони мали більшу виживаність, хоча вони рідко жили більше 20 років. Сьогодні все змінилося завдяки наявності переливання крові, незважаючи на те, що хвороба вважається серйозною та дуже обмеженою.

Ген, який кодує фактор згортання крові, знаходиться в Х-хромосомі і є домінантним. Якщо жінка (X'X) має одну хромосому з геном, а іншу без нього, вона вироблятиме фактор згортання крові і не матиме захворювання, хоча буде носієм.

Чоловік, який успадковує Х-хромосому з відсутністю гена, не має такого щастя., оскільки, оскільки він не знаходиться в Y-хромосомі, він не матиме гена, який згортає фактор, і, отже, матиме гемофілію (X'Y).

Саме з цієї причини більше чоловіків, ніж жінок, мають захворювання, враховуючи, що для жінок Жінкам, які мають його, мабуть, не пощастило успадкувати дві дефектні Х-хромосоми.

дальтонізм

Дальтонізм - це сліпота до певного основного кольору (червоного, зеленого або синього) або двох з них. Найбільш поширеною з цих сліпот є нездатність розрізняти зелений і червоний.

Дальтонізм також є спадковим захворюванням, що залежить від статі, пов’язаний з окремим сегментом Х-хромосоми.

Це означає, що, як і у випадку з гемофілією, чоловіків з дальтоніком більше, ніж жінок з дальтоніком. що у чоловіків є лише одна Х-хромосома, і якщо вона дефектна, так або так, вона представить хвороба.

З іншого боку, у жінок, оскільки існує два X, якщо лише один із них дефектний, здорова хромосома «протидіє» дефекту іншої.

Бібліографічні посилання:

  • Гріффітс, А. Дж. Ф.; С. Р. Веслер; Р. в. Левонтін і С. b. Керролл (2008). Введення в генетичний аналіз. 9-е видання. Макгроу-Хілл Інтерамериканська.
  • Альберт, Брей, Гопкін, Джонсон, Льюїс, Рафф, Робертс, Волтер. Вступ до клітинної біології. Панамериканська медична редакція.

Це бачення (ніч і день) кішок

Багато людей вирішують розділити своє життя з домашніми тваринами, і коти є одним із найпоширеніш...

Читати далі

Лонгітюдні дослідження: що це таке і як вони працюють у дослідженнях

Лонгітюдні дослідження – це метод дослідження, який полягає у вимірюванні явища через певний пром...

Читати далі

5 найпопулярніших видів кіс (і як їх робити)

Хоча довге волосся дає багато можливостей для створення різних образів, інколи це стає проблемою,...

Читати далі