Sadržaj
- Mendelijevo nasljeđivanje dobro funkcionira u jednostavnim situacijama
- Nemendelsko nasljeđivanje, objašnjenje i primjer
- Definicija genotipa i fenotipa
- Heterozigoni potomci mogu proizvesti intermedijalni fenotip
- Objašnjenje funkcioniranja nepotpune dominacije
- Definicija poligenog nasljeđivanja djeluje s višestrukim utjecajima gena i alela
- Primjeri nepotpune dominacije
Napredni organizmi poput životinja dobivaju dva seta gena s jednim setom od svakog roditelja. Dok sveukupno genetski kod isto je, roditelji često imaju različite verzije istog gena. Kao rezultat, naslijeđeni genetski kod može sadržavati kopije dviju verzija; jedan može biti dominantan dok drugi može biti recesivan.
Kad jedan gen proizvede određenu osobinu u organizmu, Mendeljevo nasljedstvo vrijede pravila. Prvi ih je predložio austrijski redovnik Gregor Mendel u 19. stoljeću i detaljno je opisao kako se pojedinačni geni nasljeđuju s nekoliko jednostavnih pravila. Mendel je surađivao s biljkama graška i definirao dominantne i recesivne alele.
Ipak, većina svojstava organizma ne nastaje jednim genom. Umjesto toga, mnogi geni utječu na karakteristike, a neki geni utječu na nekoliko osobina organizma. Budući da se Mendelsova jednostavna pravila ne primjenjuju u takvim slučajevima, ne-mendelijsko nasljedstvo bavi se tim složenim procesima. Tamo gdje je Mendel pretpostavio da je jedna od dvije verzije gena dominantna, ne-Mendelovo nasljeđivanje prihvaća da je u nekim slučajevima dominacija nepotpuna.
Mendelijevo nasljeđivanje dobro funkcionira u jednostavnim situacijama
Gregor Mendels radi s biljkama graška usredotočenim na vidljive osobine poput boje cvijeta i oblika mahuna. Mendel je pokušao utvrditi koji geni proizvode ljubičasto i bijelo cvijeće i druge osobine biljaka graška. Odabrao je osobine koje su uglavnom uzrokovane jednim genom; kao rezultat, bio je u stanju objasniti nasljedstvo na jednostavan način.
Njegovi su glavni zaključci bili sljedeći:
U medelskom nasljeđivanju nazivaju se dvije verzije gena naslijeđene od roditelja aleli, Aleli mogu biti dominantni ili recesivni. Pojedinac koji ima jedan ili dva dominantna alela imat će osobinu kodiranu od dominantnog gena.
Kod pojedinaca s dva recesivna alela pojavit će se recesivna osobina. Prema Mendelu, prisutnost ili odsutnost pojedinih gena i njihovih alela objašnjavala je koja svojstva su bila izložena u biljkama graška.
Nemendelsko nasljeđivanje, objašnjenje i primjer
Prije Mendela, većina je znanstvenika mislila da su takve osobine prenesene kao mješavina osobina roditelja, Problem je bio u tome što često djeca nisu imala takvu mješavinu, kao kad su roditelji plavih očiju i roditelji smeđih očiju proizveli plavooko dijete.
Mendel je predložio da su osobine rezultat prisutnosti ili odsutnosti dominantnog alela. Njegova je teorija još uvijek primjenjiva za osobine koje proizvodi jedan gen.
Na primjer, Mendel je dokazao da biljke graška s kratkim i dugim roditeljem ne proizvode biljke srednje duljine, već samo kratke ili duge biljke. Biljke koje su imale jednog roditelja sa glatkim i jednog roditelja sa nabora mahunama nisu proizvodile blago naborane mahune, već bilo nabora ili glatke mahune.
Bilo je bez mješavine osobina.
Ipak, većina svojstava proizvodi više gena. Na primjer, postoji mnogo biljaka s rasponom duljina, ne samo kratke i duge biljke. Kad kratka i duga biljka proizvede biljku srednje duljine, to mora biti zbog utjecaja više gena ili nedostatka potpune dominacije dominantnog gena.
Ova vrsta nasljeđivanja naziva se ne-mendelijsko nasljeđivanje.
Definicija genotipa i fenotipa
Ukupna zbirka gena organizama je genotip dok se zbirka vidljivih osobina proizvedenih genotipom naziva fenotip, Fenotipi se temelje na genotipu, ali mogu utjecati faktori okoliša i ponašanje organizma.
Na primjer, biljka može imati genotip za rast i grmlje, ali ako raste u lošem tlu, može biti mala i rijetka.
Organizmi koji imaju dva dominantna ili dva recesivna alela jesu homozigota za taj gen, dok su oni koji imaju dominantni i recesivni alel heterozigoti, To postaje važno kod nasljeđivanja koje nije Mendelovo, jer homozigotni organizmi imaju jasnu gensku ekspresiju dva dominantna ili recesivna alela i pokazuju odgovarajući fenotip.
Kod heteroroznih organizama s dominantnim i recesivnim alelom, dominantni / recesivni odnos možda nije potpun, a oba alela mogu se izraziti u različitom stupnju.
Čimbenici osim genotipa koji utječu na fenotip uključuju sljedeće:
Međusobna interakcija dominantnih i recesivnih alela u kombinaciji s faktorima okoliša proizvodi fenotip iz genotipa koji potiče.
Heterozigoni potomci mogu proizvesti intermedijalni fenotip
Složena priroda ne-mendelovskog nasljeđivanja temelji se na činjenici da su mnoge osobine rezultat utjecaja različitih gena, okolišnih čimbenika i ponašanja organizma. Uz ove utjecaje, aleli gena mogu proizvesti različite fenotipe zbog sljedeća četiri mehanizma:
Kad je za određenu osobinu nepotpuna dominacija, heterozigotni potomci mogu imati mješavinu osobina svojih roditelja i pokazati intermedijalni fenotip. U ljudi je boja kože primjer nepotpune dominacije jer geni odgovorni za proizvodnju melanina i svijetlu ili tamnu kožu ne mogu uspostaviti prevlast.
Kao rezultat toga, potomstvo često ima boju kože koja se nalazi između tonova kože roditelja.
Objašnjenje funkcioniranja nepotpune dominacije
Mehanizam nepotpune dominacije ima malo drugačije učinke kada se pojavi u pojedinačnim genima nasuprot višegenetskom ili poligenom genotipu.
Moguće razlike u fenotipovima koji su posljedica gena s nepotpunom dominacijom uključuju sljedeće varijacije:
Kao rezultat ovih varijacija, nepotpuna dominacija može rezultirati a velika raznolikost fenotipa i može pomoći objasniti kontinuiranu varijaciju mnogih osobina.
Mendel nije opazio nepotpunu dominaciju u svojim eksperimentima s biljkama graška, ali ne-mendelijski mehanizmi nasljeđivanja, uključujući nepotpunu dominaciju, češći su od nasljedstva Mendela.
Definicija poligenog nasljeđivanja djeluje s višestrukim utjecajima gena i alela
Pojedinačne osobine pod utjecajem više gena prenose se na potomstvo poligenim nasljeđivanjem. Boja kod životinja je često poligena, a svaki gen malo doprinosi stvaranju ukupnog konačnog fenotipa. Unutar gena postoji dodatna razlika između alela, a svaki alelni par donosi potencijalna četiri različita doprinosa, kao i varijacije zbog stupnjeva dominacije i ekspresije gena.
S tako mnogo faktora, teško je razviti točnu sliku o tome kako nastaje svojstvo i koji geni i aleli doprinose. Alelni parovi su uvijek na istom mjestu ili nalaze se na kromosomu, ali je same gene teže pronaći.
Gen koji doprinosi mogao bi biti povezani gen u blizini kromosoma, ili može biti na drugom kraju. Neki geni koji doprinose mogu biti na drugim kromosomima i mogu se eksprimirati samo pod određenim okolnostima.
Poligeni utjecaji na svojstvo može uključivati sljedeće:
Sve ove mogućnosti odnose se na svaki od gena jednog svojstva višestruki genetski utjecaji, Rezultirajući fenotip može se detaljno opisati, ali precizni temeljni genetski utjecaji često su manje jasni.
Primjeri nepotpune dominacije
Iako su Mendelsova pravila za nasljeđivanje alela općenito istinita i čak djeluju na razini alela za osobine s više gena, pravila za nasljeđivanje cjelovitih poligenske osobine mnogo su složenije. Na poligene osobine utječu mnogi čimbenici koji utječu na ekspresiju i penetraciju gena.
Tipični primjeri kod ljudi uključuju sljedeće:
Varijacije u poligenim svojstvima pomažu objasniti ogromne razlike u fenotipovima koji su pronađeni u naprednim organizmima, uključujući ljude. Umjesto da jedan gen daje određenu osobinu, složeni mehanizmi nasljeđivanja poligena, uključujući nepotpunu dominaciju, nalaze se u korijenu raznolikog niza karakteristika.