Eksempelspørsmål som diskuterer Mendels lov om tilsynelatende avvik
Pendahuluan
Mendels lover om genetisk arv har blitt grunnlaget for moderne genetikk. Gregor Mendel, en tsjekkisk munk, etablerte de grunnleggende reglene som forklarer hvordan egenskaper arves fra generasjon til generasjon gjennom eksperimenter på erteplanter. I den mer komplekse biologiens verden forekommer imidlertid ofte avvik fra disse grunnleggende lovene. Et slikt fenomen er tilsynelatende avvik fra Mendels lover.
Tilsynelatende avvik fra Mendels lover oppstår når genetiske arvemønstre ikke samsvarer med Mendels klassiske lover. Disse avvikene kan være forårsaket av flere faktorer, som geninteraksjoner, mer komplekse alleliske forhold og så videre. Denne artikkelen vil diskutere flere eksempler på problemer som involverer tilsynelatende avvik fra Mendels lover og hvordan man analyserer dem.
Eksempelspørsmål 1: Epistase
Epistase er et fenomen der effekten av ett gen maskeres av et annet gen som ikke er dets allel. Dette resulterer ofte i fenotyper som ikke er i samsvar med Mendels segregeringslov. Her er noen eksempler på problemer som involverer epistase:
Spørsmål: Hos roser bestemmes blomsterfargen av to gener. Gen A, hvis det er funksjonelt, produserer rødt pigment. Gen B, hvis det er funksjonelt, er nødvendig for å aktivere gen A. Hvis gen B er fraværende eller ikke-funksjonelt, vil ikke gen A produsere pigment selv om det er tilstede. Hva er sannsynligheten for å få en plante med røde blomster i en plante med genotypen AaBb?
Diskusjon: I dette tilfellet er gen B epistatisk til gen A. For at blomsten skal være rød, må det være minst ett funksjonelt allel A og ett funksjonelt allel B. La oss analysere de mulige genotypekombinasjonene som kan støtte dette:
– AaBb-genotypen vil produsere en rød fenotype, fordi både A- og B-genene er funksjonelle.
– Andre kombinasjoner som Aabb eller aaBb vil ikke produsere røde blomster fordi de krever interaksjon mellom de to genene.
Sannsynligheten for en rødblomstret plante er en kombinasjon av allelene A og B som er funksjonelle. Hvis vi lager en genetisk tabell for AaBb x AaBb, er sannsynligheten for en rødblomstret plante (dominant i begge gener) 9 av 16. Så sannsynligheten for å få røde blomster er 9/16.
Eksempelspørsmål 2: Dødelig allel
Et dødelig allel er et allel som har en dødelig effekt på individet som bærer det, vanligvis når det er homozygot. Denne typen dødelig allel kan påvirke det forventede fenotypiske forholdet i henhold til Mendels lover.
Spørsmål: Hos mus er genet for gul pels (Y) dominant over genet for grå pels (y). YY-allelet er imidlertid dødelig og forårsaker for tidlig død. Hvis to heterozygote mus (Yy) pares, hva er forholdet mellom levedyktige fenotyper?
Diskusjon: I en Yy x Yy-krysning ville klassisk Mendels lov forutsi et forhold på 3:1, men i dette tilfellet må vi vurdere den dødelige effekten:
– YY: Dødelig, vil ikke bli født
– YY: Gul
– yy: Grå
Bare individene Yy og yy vil overleve:
– Antallet Yy-individer (gult) er to tredjedeler av det totale antallet levende (2 av 3).
– Antallet individer yy (grått) er en tredjedel av det totale antallet levende (1 av 3).
Det fenotypiske forholdet mellom de overlevende musene var 2:1.
Eksempelspørsmål 3: Genkobling
Gener som ligger nær hverandre på samme kromosom følger kanskje ikke Mendels lov om uavhengig segregering på grunn av deres tendens til å arves sammen; dette er kjent som kobling.
Spørsmål: Hos fruktfluer er genene for kroppsfarge (svart eller brun) og vingestørrelse (normal eller tilbakestående) plassert på samme kromosom og er koblet sammen. For eksempel viser genotypen BbNn en kobling mellom allelene B (svart) og N (normal) og b (brun) og n (tilbakestående). Hvis to BbNn-fluer krysses, hvordan vil de resulterende fenotypene sammenlignes hvis krysningsraten er 20 %?
Diskusjon: Når gener på samme kromosom er koblet sammen, har alleler av gener som ligger tett sammen en tendens til å gruppere seg under gametdannelse. Rekombinasjon eller overkryssing kan imidlertid separere dem.
– Siden det er 20 % sjanse for at overkryssing skjer, vil de andre 80 % følge standard koblingsmønster.
– Av de 80 % som følger koblingsmønsteret, vil kombinasjon av gameter produsere flere fenotyper, avhengig av hva som er nærmest.
– Resultatene av krysning (20 %) produserer avkom med nye fenotyper.
La oss se nærmere på kombinasjonen av fenotyper:
– Med majoritetskobling (80 %): Dominante fenotyper som samsvarer med foreldrene (normal svart og retardert brun).
– Med rekombinasjon (20 %): Nye fenotyper av retardert svart og normal brun dukker opp.
For å få fenotypeforholdet, gjør vi beregningen basert på denne prosentandelen.
Konklusjon
Tilsynelatende avvik fra Mendels lover blir viktige å forstå i sammenheng med mer kompleks genetikk. Epistase, dødelige alleler og genkobling er bare noen få eksempler på forhold som påvirker hvordan egenskaper arves, og som ofte resulterer i fenotypeforhold som avviker fra det som forventes basert på enkle Mendels lover. Ved å forstå disse avvikene kan vi mer nøyaktig forutsi og forstå genetisk arv i organismer. Å studere disse problemstillingene er uvurderlig for å utvikle en dypere forståelse av genetikk og evolusjonsbiologi.
