Voorbeeldvrae oor Mendel se Wet van Skynbare Afwyking
Inleiding
Mendel se wette van genetiese oorerwing het die grondslag van moderne genetika geword. Gregor Mendel, 'n Tsjeggiese monnik, het die basiese reëls vasgestel wat verduidelik hoe eienskappe van geslag tot geslag oorgeërf word deur middel van eksperimente op ertjieplante. In die meer komplekse wêreld van biologie kom afwykings van hierdie fundamentele wette egter dikwels voor. Een so 'n verskynsel is skynbare afwyking van Mendel se wette.
Skynbare afwykings van Mendel se wette kom voor wanneer genetiese oorerwingspatrone nie ooreenstem met Mendel se klassieke wette nie. Hierdie afwykings kan deur verskeie faktore veroorsaak word, soos geeninteraksies, meer komplekse alleliese verwantskappe, ensovoorts. Hierdie artikel sal verskeie voorbeelde van probleme wat skynbare afwykings van Mendel se wette behels en hoe om dit te analiseer, bespreek.
Voorbeeldvraag 1: Epistase
Epistase is 'n verskynsel waarin die effek van een geen gemasker word deur 'n ander geen wat nie sy alleel is nie. Dit lei dikwels tot fenotipes wat nie ooreenstem met Mendel se wet van segregasie nie. Hier is 'n paar voorbeelde van probleme wat epistase behels:
Vraag: In rose word blomkleur deur twee gene bepaal. Geen A, indien funksioneel, produseer rooi pigment. Geen B, indien funksioneel, is nodig om geen A te aktiveer. As geen B afwesig of nie-funksioneel is, sal geen A nie pigment produseer nie, selfs al is dit teenwoordig. In 'n plant met die genotipe AaBb, wat is die waarskynlikheid om 'n plant met rooi blomme te kry?
Bespreking: In hierdie geval is geen B epistaties teenoor geen A. Vir die blom om rooi te wees, moet daar ten minste een funksionele alleel A en een funksionele alleel B wees. Kom ons analiseer die moontlike genotipe-kombinasies wat dit kan ondersteun:
– Die AaBb-genotipe sal 'n rooi fenotipe produseer, want beide A- en B-gene is funksioneel.
– Ander kombinasies soos Aabb of aaBb sal nie rooi blomme produseer nie, want hulle vereis interaksie tussen die twee gene.
Die waarskynlikheid van 'n rooiblomplant is 'n kombinasie van allele A en B wat funksioneel is. As ons 'n genetiese tabel vir AaBb x AaBb skep, is die waarskynlikheid van 'n rooiblomplant (dominant in beide gene) 9 uit 16. Dus, die waarskynlikheid om rooi blomme te kry is 9/16.
Voorbeeldvraag 2: Dodelike Alleel
'n Letale alleel is 'n alleel wat 'n letale effek het op die individu wat dit dra, gewoonlik wanneer homosigoties. Hierdie tipe letale alleel kan die verwagte fenotipiese verhouding volgens Mendel se wette beïnvloed.
Vraag: In muise is die geen vir geel pels (Y) dominant oor die geen vir grys pels (y). Die YY-alleel is egter dodelik en veroorsaak voortydige dood. As twee heterosigotiese muise (Yy) gepaar word, wat is die verhouding van lewensvatbare fenotipes?
Bespreking: In 'n Yy x Yy-kruising sou klassieke Mendel se wet 'n 3:1-verhouding voorspel, maar in hierdie geval moet ons die dodelike effek in ag neem:
– JJ: Dodelik, sal nie gebore word nie
– Jj: Geel
– jj: Grys
Slegs individue Yy en yy sal oorleef:
– Die aantal Yy-individue (geel) is twee-derdes van die totale lewendes (2 uit 3).
– Die aantal individue yy (grys) is een derde van die totale lewende wese (1 uit 3).
Die fenotipiese verhouding van die oorlewende muise was 2:1.
Voorbeeldvraag 3: Geenkoppeling
Gene wat naby mekaar op dieselfde chromosoom geleë is, volg moontlik nie Mendel se wet van onafhanklike segregasie nie as gevolg van hul neiging om saam oorgeërf te word; dit staan bekend as skakeling.
Vraag: In vrugtevlieë is die gene vir liggaamskleur (swart of bruin) en vlerkgrootte (normaal of vertraag) op dieselfde chromosoom geleë en gekoppel. Byvoorbeeld, die genotipe BbNn toon 'n skakel tussen die allele B (swart) en N (normaal) en b (bruin) en n (vertraag). As twee BbNn-vlieë gekruis word, hoe sal die gevolglike fenotipes vergelyk as die oorkruisingskoers 20% is?
Bespreking: Wanneer gene op dieselfde chromosoom gekoppel is, is allele van gene wat naby mekaar geleë is geneig om saam te groepeer tydens gameetvorming. Rekombinasie of oorkruising kan hulle egter skei.
– Aangesien daar 'n 20% kans is dat oorkruising plaasvind, sal die ander 80% die standaard skakelpatroon volg.
– Van die 80% wat die skakelpatroon volg, sal die kombinering van gamete meer fenotipes produseer, wat ook al die naaste is.
– Die resultate van kruising (20%) produseer nageslag met nuwe fenotipes.
Kom ons ontleed die kombinasie van fenotipes:
– Met meerderheidskakeling (80%): Dominante fenotipes wat by die ouers pas (normale swart en vertraagde bruin).
– Met rekombinasie (20%): Nuwe fenotipes van vertraagde swart en normale bruin verskyn.
Om die fenotipe-verhouding te kry, doen ons die berekening gebaseer op hierdie persentasie.
Afsluiting
Skynbare afwykings van Mendel se wette word belangrik om te verstaan in die konteks van meer komplekse genetika. Epistase, letale allele en geenkoppeling is slegs 'n paar voorbeelde van toestande wat beïnvloed hoe eienskappe oorgeërf word en lei dikwels tot fenotipeverhoudings wat verskil van dié wat verwag word gebaseer op eenvoudige Mendel se wette. Deur hierdie afwykings te verstaan, kan ons genetiese oorerwing in organismes meer akkuraat voorspel en verstaan. Die bestudering van hierdie kwessies is van onskatbare waarde in die ontwikkeling van 'n dieper begrip van genetika en evolusionêre biologie.
