Vsebina
- Mendelijevo dedovanje dobro deluje v preprostih situacijah
- Nemendelsko dedovanje, razlaga in primer
- Definicija genotipa in fenotipa
- Heterorozni potomci lahko proizvedejo vmesni fenotip
- Pojasnilo, kako deluje nepopolno prevlado
- Poligena opredelitev dedovanja se spopada z več vplivi genov in alelov
- Primeri nepopolnega prevlade
Napredni organizmi, kot so živali, prejemajo dva seta genov z enim setom od vsakega starša. Medtem ko na splošno genetska koda je isto, starši imajo pogosto različne različice istega gena. Posledično lahko podedovana genetska koda vsebuje kopije obeh različic; eden je lahko prevladujoč medtem ko je drugi lahko recesivno.
Ko en sam gen ustvari določeno lastnost v organizmu, Mendeljevo dedovanje veljajo pravila. Prvi jih je predlagal avstrijski menih Gregor Mendel v 19. stoletju in podrobno opisal, kako se posamezni geni podedujejo z nekaj preprostimi pravili. Mendel je sodeloval z rastlinami graha in določil dominantne in recesivne alele.
Vendar večine lastnosti organizma ne proizvaja en sam gen. Namesto tega mnogi geni vplivajo na značilnost, nekateri geni pa vplivajo na več lastnosti organizma. Ker v takih primerih Mendelsova preprosta pravila ne veljajo, ne-mendelovsko dediščino obravnava te zapletene procese. Kadar je Mendel domneval, da je ena od dveh različic gena prevladujoča, ne-mendeljevo dedovanje sprejema, da je v nekaterih primerih prevlada nepopolna.
Mendelijevo dedovanje dobro deluje v preprostih situacijah
Gregor Mendels sodeluje z rastlinami graha, osredotočenimi na opazne lastnosti, kot sta barva cvetov in oblika pod. Mendel je poskušal ugotoviti, kateri geni ustvarjajo vijolično in belo cvetje ter druge lastnosti rastlin graha. Izbral je lastnosti, ki jih večinoma povzroča en sam gen; posledično je lahko dedno razložil dedovanje.
Njegovi glavni sklepi so bili naslednji:
V medelijskem dedovanju se imenujejo dve različici genov, ki sta jih podedovali od staršev aleli. Aleli so lahko prevladujoči ali recesivni. Posameznik, ki ima enega ali dva prevladujoča alela, bo lastnost kodiral prevladujoči gen.
Pri osebah z dvema recesivnima aleloma se bo pojavila recesivna lastnost. Po Mendelovem mnenju je prisotnost ali odsotnost samskih genov in njihovih alelov razlagala, katere lastnosti so bile razkrite v rastlinah graha.
Nemendelsko dedovanje, razlaga in primer
Pred Mendelom je večina znanstvenikov mislila, da so lastnosti prenesene kot mešanica lastnosti staršev. Težava je bila v tem, da pogosto otroci niso imeli takšne mešanice, kot ko je modrooki starš in rjavooki starš rodil modrookega otroka.
Mendel je predlagal, da so lastnosti posledica prisotnosti ali odsotnosti prevladujočega alela. Njegova teorija je še vedno uporabna za lastnosti, ki jih proizvede en sam gen.
Mendel je na primer dokazal, da rastline graha s kratkim in dolgim staršem ne pridelujejo rastlin srednje dolge, temveč le kratke ali dolge rastline. Rastline, ki so imele enega od staršev z gladkim in enega od staršev z nagubanimi stroki, niso obrodile rahlo nagubanih strokov, temveč bodisi nagubane ali gladke.
Bilo je brez mešanice lastnosti.
Vendar večino lastnosti proizvaja več genov. Na primer, obstaja veliko rastlin z različno dolžino, ne le kratke in dolge rastline. Kadar kratka in dolga rastlina ustvari rastlino z vmesno dolžino, mora biti to posledica vpliva več genov ali pomanjkanja popolne prevlade prevladujočega gena.
Tovrstno dedovanje se imenuje ne-mendelijsko dedovanje.
Definicija genotipa in fenotipa
Celotna zbirka genov organizmov je genotip medtem ko se zbirka opaznih lastnosti, ki jih ustvarja genotip, imenuje " fenotip. Fenotipi temeljijo na genotipu, vendar lahko nanje vplivajo okoljski dejavniki in vedenje organizma.
Na primer, rastlina ima lahko genotip za rast visoko in grmasto, če pa raste v slabi zemlji, je lahko še vedno majhna in redka.
Organizmi, ki imajo dva prevladujoča ali dva recesivna alela, sta homozigoten za ta gen, medtem ko so tisti, ki imajo prevladujoč in recesiven alel heterozigoten. To postane pomembno pri ne-mendelovskem dedovanju, ker imajo homozigotni organizmi jasno izraženo gensko ekspresijo dveh prevladujočih ali recesivnih alelov in imajo ustrezen fenotip.
Pri heteroroznih organizmih s prevladujočim in recesivnim alelom prevladujoče / recesivno razmerje morda ni popolno, oba alela pa sta lahko različno izražena.
Dejavniki razen genotipa, ki vplivajo na fenotip, vključujejo naslednje:
Medsebojna prevladujoča in recesivna alela v kombinaciji z dejavniki okolja proizvaja fenotip iz izvornega genotipa.
Heterorozni potomci lahko proizvedejo vmesni fenotip
Kompleksna narava ne-mendelovega dedovanja temelji na dejstvu, da so številne lastnosti posledica vplivov številnih različnih genov, okoljskih dejavnikov in vedenja organizmov. Poleg teh vplivov lahko aleli gena proizvajajo različne fenotipe zaradi naslednjih štirih mehanizmov:
Kadar je za določeno lastnost nepopolno prevlado, lahko imajo heterozigoti potomci mešanico lastnosti svojih staršev in kažejo vmesni fenotip. Pri ljudeh je barva kože primer nepopolne prevlade, ker geni, odgovorni za proizvodnjo melanina in svetlobo ali temno kožo, ne morejo prevladati.
Zaradi tega ima potomstvo pogosto barvo kože, ki je med toni kože staršev.
Pojasnilo, kako deluje nepopolno prevlado
Mehanizem nepopolne prevlade ima nekoliko drugačne učinke, ko se pojavi v enojnih genih v primerjavi z genotipom z več geni ali v poligenih.
Možne razlike v fenotipih, ki so posledica genov z nepopolno prevlado, vključujejo naslednje spremembe:
Zaradi teh sprememb lahko nepopolna prevlada povzroči a velika raznolikost fenotipov in lahko pomaga razložiti nenehno spreminjanje številnih lastnosti.
Mendel v svojih poskusih z rastlinami graha ni opazil nepopolne prevlade, toda ne-mendelijski mehanizmi dedovanja, vključno z nepopolno prevlado, so pogostejši od mendelovega dedovanja.
Poligena opredelitev dedovanja se spopada z več vplivi genov in alelov
Posamezne lastnosti, na katere vpliva več genov, se prenašajo na potomce s pomočjo dednega dedovanja. Barva pri živalih je pogosto poligenain vsak gen nekoliko prispeva k ustvarjanju celotnega končnega fenotipa. Znotraj genov obstaja dodatna razlika med aleli, pri čemer vsak alelni par prinese potencialno štiri različne prispevke, pa tudi različice zaradi stopnje prevlade in izraženosti genov.
Ob tako številnih dejavnikih je težko razviti natančno sliko o tem, kako nastane lastnost in kateri geni in aleli prispevajo. Alelski pari so vedno na istem mestu ali lokusu na kromosomu, vendar so sami geni težje najti.
Prispevajoči gen je lahko povezan gen v bližini na kromosomu ali pa na drugem koncu. Nekateri prispevajoči geni so lahko na drugih kromosomih in se lahko izrazijo le v določenih okoliščinah.
Poligeni vplivi o lastnostih lahko vključuje naslednje:
Vse te možnosti veljajo za vsakega gena lastnosti več genetskih vplivov. Nastali fenotip je mogoče podrobno opisati, vendar so natančni osnovni genetski vplivi pogosto manj jasni.
Primeri nepopolnega prevlade
Medtem ko so Mendelsova pravila za dedovanje alelov na splošno resnična in delujejo celo na ravni alel za lastnosti z več geni, so pravila za dedovanje popolnih poligene lastnosti so veliko bolj zapleteni. Na poligene lastnosti vplivajo številni dejavniki, ki vplivajo na izražanje in penetracijo genov.
Tipični primeri pri ljudeh vključujejo naslednje:
Različnost v poligenih lastnostih pomaga razložiti velike razlike v fenotipih, ki jih najdemo v naprednih organizmih, vključno s človekom. Namesto enega samega gena, ki povzroči določeno lastnost, so zapleteni mehanizmi dednega dedovanja, vključno z nepopolno prevlado, v osnovi različnih lastnosti.