I.4. PODSTAWOWE PRAWA DZIEDZICZENIA, I prawo MENDLA, KLASA VIII

 

https://www.garvan.org.au/research/kinghorn-centre-for-clinical-genomics/learn-about-genomics/for-gp/genetics-refresher-1/inheritance-patterns

Temat: PODSTAWOWE PRAWA DZIEDZICZENIA

Obejrzyj! Geny i allele, homozygoty, heterozygoty
https://www.youtube.com/watch?v=q78yWhMzfg4

GENY I ALLELE

W komórkach diploidalnych organizmów występują dwa zestawy chromosomów.
Jeden zestaw odziedziczony jest po jednym rodzicu, a drugi po drugim rodzicu.
Chromosomy te tworzą pary zwane chromosomami homologicznymi.
Na chromosomach homologicznych znajdują się geny, które odpowiadają za te same cechy.

Jak widzicie geny te mogą być takie same, albo mogą się różnić.
Geny 1,4 i 5 są takie same na obu chromosomach homologicznych.
Geny 2 i 3 występują w różnych wersjach.
Wersje tego samego genu nazywamy allelami.

ALLELE DOMINUJĄCE I ALLELE RECESYWNE

RODZAJE ORGANIZMÓW W ZALEŻNOŚCI OD POSIADANYCH ALLELI

Organizmy diploidalne (2n) mają po dwa allele z każdego genu. Allele te mogą być różne bądź takie same. Z tego względu rozróżniamy:

HOMOZYGOTY – jeśli osobnik ma dwa identyczne allele, mogą to być:
                     a) homozygoty dominujące – jeśli osobnik ma dwa allele dominujące
                     b) homozygoty recesywne – jeśli osobnik ma dwa allele recesywne,

HETEROZYGOTY – jeśli osobnik ma dwa różne allele,

Określenia te odnoszą się tylko do układu dwóch alleli czyli do pojedynczego genu. Organizm może być homozygotą pod względem jednej cechy, ale pod względem kolejnej cechy może być heterozygotą.                         

FENOTYP I GENOTYP

Fenotyp – możliwe do zaobserwowania cechy organizmu (np. wygląd zewnętrzny:
                   kolor włosów, kolor oczu, kształt uszu)
Genotyp – zespół wszystkich genów, odnosi się również do zapisu alleli pojedynczych
                  genów np. BB, Bb

Fenotyp uzależniony jest od genotypu. Te cechy, które widzimy zapisane są w naszych genach. Wyjaśnijmy to na przykładzie koloru oczu:

Czyli…
Organizm, który jest homozygotą dominującą ma dwa allele dominujące (BB). Fenotypowo ujawnia się u niego cecha dominująca czyli np. ciemne oczy.

Organizm, który jest heterozygotą ma dwa różne allele, dominujący
i recesywny (Bb).
Fenotypowo ujawnia się u niego cecha dominująca czyli ciemne oczy. Cecha recesywna jest maskowana przez dominującą, ale występuje w genotypie i może być przekazana kolejnym pokoleniom.

Organizm, który jest homozygotą recesywną ma dwa allele recesywne (bb).
Fenotypowo ujawnia się u niego cecha recesywna czyli jasne oczy.

PRAWO CZYSTOŚCI GAMET – I PRAWO MENDLA

By Bateson, William - Mendel's Principles of Heredity: A Defence, Domena publiczna, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4491025

Obejrzyj! I prawo Mendla
https://www.youtube.com/watch?v=vuZHJ36acWk

I prawo Mendla mówi, że:
w czasie powstawania komórek rozrodczych (gamet) do każdej gamety trafia tylko jeden allel danego genu (jeden allel z pary). Nazywane jest również prawem czystości gamet.

POWSTAWANIE GAMET ZGODNIE Z PIERWSZYM PRAWEM MENDLA
NA PRZYKŁADZIE JEDNEGO GENU (B)

Grzegorz Mendel prowadził swoje badania na grochu zwyczajnym. My weźmiemy
pod uwagę jedną cechę, mianowicie barwę kwiatów grochu.

Jednak na początek kilka ważnych pojęć:
LINIE CZYSTE – osobniki, u których konkretna cecha utrzymuje się w kolejnych  
                           pokoleniach,
POKOLENIE RODZICIELSKIE – pierwsze pokolenie krzyżowanych osobników,
                          oznaczane literą P (od angielskiego słowa parents)
POKOLENIE POTOMNE – pokolenie powstałe z pokolenie rodzicielskiego, oznaczane
                          literą F, (F1 – pierwsze pokolenie potomne, F2 - drugie pokolenie
                          potomne)

Wracamy do grochu...

Skrzyżowano dwie rośliny. Jedna o kwiatach białych, druga o kwiatach czerwonych. Oba osobniki to homozygoty.

Roślina o kwiatach czerwonych:
                 genotyp: homozygota dominująca, oznaczmy AA
Roślina o kwiatach białych:
                 genotyp: homozygota recesywna, oznaczmy aa

Po skrzyżowaniu linii czystych, homozygoty dominującej i homozygoty recesywnej
w pierwszym pokoleniu otrzymujemy 100% heterozygot o kwiatach koloru czerwonego,
          genotyp: Aa
          fenotyp: rośliny o kwiatach czerwonych
Cecha recesywna została „zamaskowana” przez dominującą, ale allel recesywny jest obecny w genotypie roślin z pokolenie F₁

Idziemy dalej…

Po skrzyżowaniu heterozygot z pokolenie F₁ otrzymujemy:
      genotypy:   AA - homozygoty dominujące (25%)
                           Aa - heterozygoty (50%)
                           aa - homozygoty recesywne (25%)
                           czyli rośliny o trzech różnych genotypach,

      fenotypy: rośliny o kwiatach czerwonych (75%)
                         rośliny o kwiatach białych (25%)

Jak widać z powyższych przykładów fenotyp zależy od genotypu.
Cecha recesywna może nie być widoczna fenotypowo, ale jeśli jest być obecna
w genotypie to może ujawnić się dopiero w kolejnych pokoleniach.

Jak rozpisać krzyżówkę genetyczną?

Jeśli znamy genotypy osobników rodzicielskich i umiemy określić gamety to możemy przystąpić do rysowania krzyżówki.
Ustalmy, że krzyżujemy roślinę o kwiatach czerwonych, będącą
                 homozygotą dominującą AA z rośliną o kwiatach białych  
                 czyli homozygotą recesywną aa.

Krok po kroku:

1. Rysujemy tabelę składającą się z dziewięciu części (trzy wiersze i trzy kolumny)

2. Wpisujemy genotypy osobników rodzicielskich oraz gamety, które produkowane są         przez te osobniki we wskazanych miejscach.

   (Często w miejsce genotypów wpisywane są również znaczki płci   )        

3. Następnie w pozostałe, puste kratki wpisujemy genotypy powstałych zygot

4. Teraz na podstawie powstałych genotypów możemy ustalić fenotypy pokolenia     
     potomnego

      W pokoleniu potomnym otrzymano rośliny będące heterozygotami.
                                   genotyp: Aa  (100% osobników)
                                   fenotyp: rośliny o kwiatach czerwonych (100% osobników)