نمونه سوالات مربوط به قانون انحراف ظاهری مندل
پنداهولوان
قوانین وراثت ژنتیکی مندل، پایه و اساس ژنتیک مدرن شدهاند. گرگور مندل، یک راهب اهل چک، قوانین اساسی را برای توضیح چگونگی به ارث رسیدن صفات از نسلی به نسل دیگر از طریق آزمایشهایی روی گیاهان نخود فرنگی وضع کرد. با این حال، در دنیای پیچیدهتر زیستشناسی، انحراف از این قوانین اساسی اغلب رخ میدهد. یکی از این پدیدهها، انحراف آشکار از قوانین مندل است.
انحرافات ظاهری از قوانین مندل زمانی رخ میدهد که الگوهای وراثت ژنتیکی با قوانین کلاسیک مندل مطابقت نداشته باشند. این انحرافات میتوانند ناشی از عوامل مختلفی مانند تعاملات ژنی، روابط آللی پیچیدهتر و غیره باشند. این مقاله چندین نمونه از مشکلاتی که شامل انحرافات ظاهری از قوانین مندل و نحوه تجزیه و تحلیل آنها هستند را مورد بحث قرار خواهد داد.
مثال سوال ۱: اپیستازی
اپیستازی پدیدهای است که در آن اثر یک ژن توسط ژن دیگری که آلل آن نیست، پوشانده میشود. این اغلب منجر به فنوتیپهایی میشود که با قانون تفکیک مندل مطابقت ندارند. در اینجا چند نمونه از مشکلات مربوط به اپیستازی آورده شده است:
سوال: در گلهای رز، رنگ گل توسط دو ژن تعیین میشود. ژن A، در صورت فعال بودن، رنگدانه قرمز تولید میکند. ژن B، در صورت فعال بودن، برای فعال کردن ژن A مورد نیاز است. اگر ژن B وجود نداشته باشد یا غیرفعال باشد، ژن A حتی اگر وجود داشته باشد، رنگدانه تولید نمیکند. در گیاهی با ژنوتیپ AaBb، احتمال داشتن گیاهی با گلهای قرمز چقدر است؟
بحث: در این مورد، ژن B نسبت به ژن A اپیستاتیک است. برای اینکه گل قرمز باشد، باید حداقل یک آلل عملکردی A و یک آلل عملکردی B وجود داشته باشد. بیایید ترکیبات ژنوتیپی ممکن را که میتوانند از این موضوع پشتیبانی کنند، تجزیه و تحلیل کنیم:
ژنوتیپ AaBb فنوتیپ قرمز ایجاد میکند، زیرا هر دو ژن A و B فعال هستند.
– ترکیبات دیگر مانند Aabb یا aaBb گلهای قرمز تولید نمیکنند زیرا به تعامل بین دو ژن نیاز دارند.
احتمال یک گیاه با گل قرمز ترکیبی از آللهای A و B است که عملکردی هستند. اگر یک جدول ژنتیکی برای AaBb x AaBb ایجاد کنیم، احتمال یک گیاه با گل قرمز (غالب در هر دو ژن) 9 از 16 است. بنابراین، احتمال به دست آوردن گلهای قرمز 9/16 است.
مثال سوال ۲: آلل کشنده
آلل کشنده، آللی است که معمولاً در حالت هموزیگوت، اثر کشندهای بر فرد حامل خود دارد. این نوع آلل کشنده میتواند بر اساس قوانین مندل، نسبت فنوتیپی مورد انتظار را تحت تأثیر قرار دهد.
سوال: در موشها، ژن مربوط به خز زرد (Y) بر ژن مربوط به خز خاکستری (y) غالب است. با این حال، آلل YY کشنده است و باعث مرگ زودرس میشود. اگر دو موش هتروزیگوت (Yy) با هم جفت شوند، نسبت فنوتیپهای زنده چقدر است؟
بحث: در یک تلاقی Yy x Yy، قانون کلاسیک مندل نسبت ۳:۱ را پیشبینی میکند، اما در این مورد باید اثر کشندگی را در نظر بگیریم:
– YY: کشنده، متولد نخواهد شد
– Yy: زرد
– yy: خاکستری
فقط افراد Yy و yy زنده خواهند ماند:
– تعداد افراد Yy (زرد) دو سوم کل افراد زنده (۲ از ۳) است.
– تعداد افراد yy (خاکستری) یک سوم کل افراد زنده (1 از 3) است.
نسبت فنوتیپی موشهای زنده مانده ۲ به ۱ بود.
مثال سوال ۳: پیوند ژنی
ژنهایی که نزدیک به هم روی یک کروموزوم قرار دارند، ممکن است از قانون تفکیک مستقل مندل پیروی نکنند، زیرا تمایل دارند با هم به ارث برسند؛ این پدیده به عنوان پیوستگی شناخته میشود.
سوال: در مگسهای میوه، ژنهای رنگ بدن (سیاه یا قهوهای) و اندازه بال (طبیعی یا عقبمانده) روی یک کروموزوم قرار دارند و به هم پیوسته هستند. برای مثال، ژنوتیپ BbNn پیوستگی بین آللهای B (سیاه) و N (طبیعی) و b (قهوهای) و n (عقبمانده) را نشان میدهد. اگر دو مگس BbNn با هم تلاقی داده شوند، اگر نرخ تلاقی ۲۰٪ باشد، فنوتیپهای حاصل چگونه با هم مقایسه میشوند؟
بحث: وقتی ژنهای روی یک کروموزوم به هم مرتبط میشوند، آللهای ژنهایی که نزدیک به هم قرار دارند، در طول تشکیل گامت تمایل به گروهبندی دارند. با این حال، نوترکیبی یا کراسینگ اور میتواند آنها را از هم جدا کند.
– از آنجایی که ۲۰٪ احتمال وقوع کراسینگ اور وجود دارد، ۸۰٪ دیگر از الگوی پیوند استاندارد پیروی خواهند کرد.
– از ۸۰٪ مواردی که از الگوی پیوستگی پیروی میکنند، ترکیب گامتها، هر کدام که به هم نزدیکتر باشند، فنوتیپهای بیشتری تولید میکند.
– نتایج حاصل از تلاقی (۲۰٪) منجر به تولید فرزندانی با فنوتیپهای جدید میشود.
بیایید ترکیب فنوتیپها را تجزیه کنیم:
– با پیوند اکثریت (۸۰٪): فنوتیپهای غالب که با والدین مطابقت دارند (سیاه معمولی و قهوهای عقبمانده).
– با نوترکیبی (20٪): فنوتیپهای جدیدی از سیاه عقبمانده و قهوهای معمولی ظاهر میشوند.
برای بدست آوردن نسبت فنوتیپ، محاسبه را بر اساس این درصد انجام می دهیم.
نتیجه گیری
درک انحرافات ظاهری از قوانین مندل در زمینه ژنتیک پیچیدهتر اهمیت پیدا میکند. اپیستازی، آللهای کشنده و پیوند ژنی تنها چند نمونه از شرایطی هستند که بر نحوه به ارث رسیدن صفات تأثیر میگذارند و اغلب منجر به نسبتهای فنوتیپی میشوند که با نسبتهای مورد انتظار بر اساس قوانین ساده مندل متفاوت هستند. با درک این انحرافات، میتوانیم وراثت ژنتیکی در موجودات زنده را با دقت بیشتری پیشبینی و درک کنیم. مطالعه این مسائل در توسعه درک عمیقتر از ژنتیک و زیستشناسی تکاملی بسیار ارزشمند است.
