Пример питања о Менделовом закону привидног одступања
Пендахулуан
Менделови закони генетског наслеђивања постали су темељ модерне генетике. Грегор Мендел, чешки монах, утврдио је основна правила која објашњавају како се особине наслеђују са генерације на генерацију кроз експерименте на биљкама грашка. Међутим, у сложенијем свету биологије, често се јављају одступања од ових фундаменталних закона. Једна таква појава је привидно одступање од Менделових закона.
Привидна одступања од Менделових закона настају када генетски обрасци наслеђивања нису у складу са Менделовим класичним законима. Ова одступања могу бити узрокована неколико фактора, као што су интеракције гена, сложенији алелни односи и тако даље. Овај чланак ће размотрити неколико примера проблема који укључују привидна одступања од Менделових закона и како их анализирати.
Пример питања 1: Епистаза
Епистаза је феномен у коме је ефекат једног гена маскиран другим геном који није његов алел. Ово често резултира фенотиповима који се не подударају са Менделовим законом сегрегације. Ево неколико примера проблема који укључују епистазу:
Питање: Код ружа, боју цвета одређују два гена. Ген А, ако је функционалан, производи црвени пигмент. Ген Б, ако је функционалан, неопходан је за активирање гена А. Ако је ген Б одсутан или није функционалан, ген А неће производити пигмент чак и ако је присутан. Код биљке генотипа AaBb, колика је вероватноћа да се добије биљка са црвеним цветовима?
Дискусија: У овом случају, ген Б је епистатски у односу на ген А. Да би цвет био црвен, мора постојати барем један функционални алел А и један функционални алел Б. Хајде да анализирамо могуће комбинације генотипова које би могле ово да поткрепе:
– Генотип AaBb ће произвести црвени фенотип, јер су и гени A и B функционални.
– Друге комбинације као што су Aabb или aaBb неће произвести црвене цветове јер захтевају интеракцију између два гена.
Вероватноћа појаве биљке са црвеним цветовима је комбинација алела А и Б који су функционални. Ако направимо генетску табелу за AaBb x AaBb, вероватноћа биљке са црвеним цветовима (доминантна у оба гена) је 9 од 16. Дакле, вероватноћа добијања црвених цветова је 9/16.
Пример питања 2: Летални алел
Летални алел је алел који има летални ефекат на јединку која га носи, обично када је хомозиготна. Ова врста леталног алела може утицати на очекивани фенотипски однос према Менделовим законима.
Питање: Код мишева, ген за жуто крзно (Y) је доминантан над геном за сиво крзно (y). Међутим, алел YY је смртоносан и узрокује превремену смрт. Ако се паре два хетерозиготна миша (Yy), колики је однос одрживих фенотипова?
Дискусија: У Yy x Yy укрштању, класични Менделов закон би предвидео однос 3:1, али у овом случају морамо узети у обзир летални ефекат:
– YY: Смртоносно, неће се родити
– Yy: Жута
– yy: Сива
Само јединке Yy и yy ће преживети:
– Број јединки Yy (жуте боје) је две трећине укупног броја живих (2 од 3).
– Број јединки yy (сиве боје) је једна трећина укупног броја живих (1 од 3).
Фенотипски однос преживелих мишева био је 2:1.
Пример питања 3: Повезивање гена
Гени који се налазе близу један другом на истом хромозому можда не прате Менделов закон независне сегрегације због њихове тенденције да се наслеђују заједно; ово је познато као повезаност.
Питање: Код воћних мушица, гени за боју тела (црна или смеђа) и величину крила (нормална или ретардирана) налазе се на истом хромозому и повезани су. На пример, генотип BbNn показује повезаност између алела B (црна) и N (нормална) и b (смеђа) и n (ретардирана). Ако се укрсте две BbNn мушице, како ће се резултујући фенотипови упоредити ако је стопа кросинговера 20%?
Дискусија: Када су гени на истом хромозому повезани, алели гена који се налазе близу један другом имају тенденцију да се групишу током формирања гамета. Међутим, рекомбинација или кросинговер их могу раздвојити.
– Пошто постоји 20% шансе да се догоди кросинговер, преосталих 80% ће пратити стандардни образац повезивања.
– Од 80% који прате образац повезаности, комбиновање гамета ће произвести више фенотипова, шта год је ближи.
– Резултати кросинговера (20%) производе потомство са новим фенотиповима.
Хајде да анализирамо комбинацију фенотипова:
– Са већинском повезаношћу (80%): Доминантни фенотипови који се подударају са родитељима (нормално црни и ретардирано смеђи).
– Са рекомбинацијом (20%): Појављују се нови фенотипови ретардиране црне и нормалне смеђе боје.
Да бисмо добили однос фенотипа, вршимо прорачун на основу овог процента.
Закључак
Очигледна одступања од Менделових закона постају важна за разумевање у контексту сложеније генетике. Епистаза, летални алели и генско повезивање су само неки примери услова који утичу на то како се особине наслеђују и често резултирају односима фенотипа који се разликују од оних очекиваних на основу једноставних Менделових закона. Разумевањем ових одступања, можемо прецизније предвидети и разумети генетско наслеђивање код организама. Проучавање ових питања је непроцењиво за развој дубљег разумевања генетике и еволуционе биологије.
