Geneetiline varieerumine ja looduslik valik: post-Mendeli päranditegurid

Mendeli-järgsed päranditegurid

Geneetiline variatsioon ja looduslik valik

  • Sissejuhatus
  • Loomulik valik
  • Mendeli-järgsed päranditegurid

Tuletage pärandist meelde, et enamik loomi, sealhulgas ka teie, on diploidsed, mis tähendab, et iga teie omadust kontrollib vähemalt kahe geeni koostoime. Mendeli töö keskendus ühe emalt pärineva ja isalt pärineva ühe geeni toimele, et määrata järglaste genotüüp ja fenotüüp domineerivate ja retsessiivsete geenide põhjal. Nüüd teame, et järglaste fenotüübi mõjutamiseks on sageli mitu geeni seotud kummaliste ja intrigeerivate viisidega. Järgmine osa keskendub seitsmele sellisele mehhanismile.

Bionote

Ühe geenipaariga kontrollitakse rohkem kui 200 inimese omadust, nagu kääbus, katarakt, tsüstiline fibroos ja albinismi.

Mittetäielik domineerimine

Alati, kui kaks geeni ühinevad ja järglase fenotüüp on kompromiss kahe geeni mõju vahel, pole kumbki geen väljendanud domineerimist teise geeni üle. Tegelikult on üks geen mitteaktiivses teises geenis mittetäielikult domineeriv. Mendeli hernestega tehtud töö ei olnud kunagi täieliku domineerimisega, sest heterosügootne genotüüp väljendas fenotüübis alati domineerivat geeni.

Vanemad: BB bb .

Aktiivne geen ei ole ilmselt piisavalt tugev, et kompenseerida mitteaktiivse alleeli toime kadu. Klassikaline näide puudulik domineerimine on punase ja valge lohise rist. Mendeli sõnul peaksid järglased olema kas punased või valged. Tegelikkuses on nad kõik roosad, mis näitab, et kumbki alleel pole täielikult domineeriv, kuid üks pole täielikult domineeriv. Seetõttu väljendub ühe alleeli, punase, nõrk väljendus tegelikult heterosügootse järeltulijana.

Mittetäielik domineerimine ilmneb F2 põlvkonnas, nagu on üksikasjalikult kirjeldatud fiktiivse tunnuse järgmises Punneti ruutu analüüsis: B = sinine, b = kollane. Sinise (BB) vanema ja kollase (bb) vanema BB bb ristand peaks andma kõik sinised järglased F1 põlvkonnas. Vaadake joonist Vanemad: BB bb .

Vanemad: Bb Bb.

Selle asemel on Bb genotüüp roheline, segunedes kahest värvist. See näitab, et B-geen ei ole piisavalt tugev, et täielikult domineerida b-alleeli mõjus. Kui paaritakse kahte heterosügootset isikut, on tulemused veelgi intrigeerivamad. Vaadake joonist Vanemad: Bb Bb .

Genotüübid on BB (1); Bb (2); bb (1). Mendeli pärandimudelitele on tüüpiline suhe 1: 2: 1. Kuid fenotüüpiline suhe on: sinine (1), roheline (2), kollane (1). Seda suhet 1: 2: 1 Mendeli ennustused ei eelda.

Kodanoomine

Kodanoomine on alleeli domineerimise tüüp, mis tekib siis, kui mõlemad alleelid on aktiivsed ja ekspresseeritud, nagu mõnikord juhtub heterosügootsel isendil. See nähtus ilmneb kõige sagedamini hobuste ja lehmade karvkatte värvuses. Roan värv on tegelikult punaste juuste ja valgete juuste geeni koodominantsi tulemus. Roan värvi loomal on karvkattes ühtlaselt hajutatud mõlemad värvid võrdselt, tekitades kummitusliku pruuni värvi. Teine näide on Erminette kanad. Nad on laigulise mustvalge värviga, kuna neil on mustvalgeid sulgi ligikaudu võrdselt. Nende puhul on valgete sulgede geen ja mustade sulgede geen heterosügootsetel inimestel kodominantne.

Mitu alleeli

Ehkki üksikutel inimestel on maksimaalselt kaks alleeli, mis kontrollivad mingi tunnuse avaldumist, on antud populatsioonis sageli rohkem kui kaks erinevat alleeli, mis kodeerivad sama tunnust. Kui konkreetse geeni jaoks on saadaval kolm või enam alleeli, järgneb nende alleelide pärilikkus a mitu alleeli muster. Mitme alleeli demonstreerimise kõige tavalisem juhtum on inimese veregruppide pärilikkus: A, B, AB ja O. Kolme võimaliku alleeli kombinatsioonidest saab alguse neli veregruppi. Kuna teil on mis tahes geeni jaoks ainult kaks alleeli, ei kanna kõik iga tüüpi alleeli; kuid populatsiooni piires on kõik alleelid olemas. Seksuaalne paljunemine selles populatsioonis hoiab alleele tulevastele põlvedele kättesaadavaks ja jätkab geneetilist varieerumist.

Inimese populatsiooni veregruppide kombinatsioonid.

Laiendatud Punneti ruut näitab võimalikke veregruppide kombinatsioone, mis esinevad inimpopulatsioonis. Vaadake joonist Inimese populatsiooni veregruppide kombinatsioonid .

Pidage meeles, et igal teljel on kolm võimalikku alleeli, kuid inimesel võib olla ainult kaks neist. Kuid teistel inimpopulatsiooni isikutel võib olla erinev kahe alleeli komplekt, nii et kõik kolm tüüpi on inimpopulatsioonis olemas ja aktiivsed.

Seotud geenid

Iga kromosoom kannab tavaliselt tuhandeid geene. Kui teatud kromosoomis olevad teatud naabergeenid päritakse koos, arvestatakse nendega. Seotud geenid on anomaalia Mendeli iseseisva sortimendi teoorias, kuna need kipuvad segmendina püsima ja toimivad seetõttu pigem geenide kui üksikute geenide klastrina. Inimestel on punaste juuste, freckles ja heleda jume autosomaalsed geenid seotud geenid.

Seksiga seotud või X-seotud geenid

Seos sisse sooga seotud tunnused on täiesti erinev seotud geenidest. Soolega seotud tunnus on see, mille alleel asub ühes sugukromosoomides, tavaliselt X autosomaalsete tunnuste korral. Enamik soost seotud geene on retsessiivsed ja avalduvad ainult homosügootsetel naistel ja meestel. Kuna mehed pärivad tavaliselt ühe X-kromosoomi ainult emalt, kanduvad X-kromosoomis leitud retsessiivsed tunnused emalt pojale. X-ga seotud omaduse andmine tütrele on keerulisem, kuna ta pärib mõlemalt vanemalt X-i, seega peaksid mõlemad vanemad omama ja edasi kandma retsessiivset geeni. X-kromosoomi retsessiivne geen avaldub meestel, kuna see on ainus geen. Naistel võib seda varjata domineeriva geeni olemasolu tõttu teises X-kromosoomis. Inimestel hõlmavad sooga seotud tunnused värvipimedust, albinismi ja hemofiiliat.

Vaadake joonist Värvipimeduse sugupuu . Heterosügootne kandja? kaaslased? kandjaga? emane (Xc= värvipimeduse geen). Kandja on isik, kes on seisundi suhtes heterosügootne, kuid ei näita seda omadust. Seetõttu ei ole värvipimeduse kandja värvipime, vaid võib edasi anda värvipimeduse geeni.

Värvipimeduse sugupuu.

F1 põlvkonnas paaritub üks värvipime emane ja üks kandev emane mittekolorbleindse isasega. F2 põlvkonnas on isikud 7 ja 8 vennad, üks on värvipime, teine ​​mitte. Värvipime isane pärib värvipime geeni heterosügootse kandja emalt; mittekolbleindne poeg pärandas normaalse X-kromosoomi, mis ei sisaldanud värvipimeduse geeni. Samamoodi sai inimene 9 saada värvipimeduse geeni ainult oma emalt number 5. Õde number 10 on heterosügootne kandja.

Sugu mõjutatud geenid

Teatud geenid aktiveeritakse suguelundite poolt sekreteeritavate hormoonide poolt, mistõttu neil on meestel erinevad fenotüübid kui naistel, kuigi nende genotüübid on identsed. Inimeste tavapärane soost mõjutatud uuring on meeste kiilaspäisus, mida mõjutab testosteroon ja mis võib mõjutada nii mehi kui ka naisi. Kuid see on meestel domineeriv ja naistel retsessiivne! Homosügootses seisundis muutuvad kiilaspäiseks nii isased kui ka naised; heterosügootse genotüübi korral ei esine emastel kiilaspäisuse märke, kuid isased muutuvad kiilaspäiseks. Huvitav on see, et sugu mõjutatud geene sugukromosoomides üldjuhul ei leidu, seega võib mõlemal sugul olla sama genotüüp ja erinevad fenotüübid!

Bionote

Polügeenne pärimine on vastupidine pleiotroopne pärand, mille korral üks geen mõjutab mitmeid tunnuseid.

Polügeenne pärilikkus

Siiani on meil geeniekspressioon piiratud nende omadustega, mida avaldab ühe geeni toime. Enamikus primaatides, sealhulgas ka sinus, juhib omadusi mitme geeni koostoime. Geenid polügeenilised omadused võivad paikneda samas kromosoomis või täiesti erinevates kromosoomides. Paljude geenide aditiivne mõju ühele fenotüübile loob võimalike tulemuste järjepidevuse. Tüüpiline näide on inimeste silmavärv, mis tavapäraste genotüüpide korral on erinevates toonides eebenipruunist kuni kristallsiniseks, kuni Kelly roheliseks ja kõik punktid nende vahel. Polügeensed tunnused on ka keskkonnamõjudele kõige vastuvõtlikumad. Näiteks kontrollivad pikkust luustiku polügeenid, kuid alatoitumus, vigastused ja haigused võivad nende mõju pidurdada.

Keskkonnamõjud

Looduslikud keskkonnamõjud genotüüpide avaldumisele on pigem inimese jaoks eeliseks, samas kui inimese loodud keskkonnamõjud on indiviidi jaoks nii positiivsed kui ka negatiivsed. Looduslikud keskkonnamõjud hõlmavad Arktika rebase värvimuutuse nähtust - punakast pruunist suvekuudel kuni puhta valgeni talvehooajal, et paremat maskeerimist saavutada. Geenid, mis toodavad punakaspruuni suvepigmenti, on külmade temperatuuride poolt blokeeritud, mistõttu juuksed kasvavad ilma värvita (seega valged). Teine värvikas näide on hortensiaõie värvi vastastikune mõju, mis on happelises pinnases sinine ja leeliselises. Värske uuring seostas imikute ja noorukite parema toitumise ka Ameerika Ühendriikides ja Euroopas keskmise keskmise pikkusega, millel oli näljahäda korral vastupidine mõju. Isiku geneetiline täiend on päritud; keskkonnamõju nendele geenidele võib aga muuta nende rakendust ja ekspressiooni.

Katkend raamatust The Complete Idiot's Guide to Biology 2004, autor Glen E. Moulton, Ed. D. Kõik õigused on kaitstud, sealhulgas õigus reprodutseerida tervikuna või osaliselt mis tahes kujul. Kasutatakse kokkuleppel Alfa raamatud , Penguin Group (USA) Inc. liige

ühendriigi atlase kaart

Selle raamatu tellimiseks otse kirjastajalt külastage Penguin USA veebisaiti või helistage numbril 1-800-253-6476. Selle raamatu saate osta ka aadressilt Amazon.com ja Barnes & Noble .