Exempelfrågor som diskuterar Mendels lag om skenbar avvikelse
Pendahuluan
Mendels lagar om genetisk nedärvning har blivit grunden för modern genetik. Gregor Mendel, en tjeckisk munk, etablerade de grundläggande reglerna som förklarar hur egenskaper ärvs från generation till generation genom experiment på ärtplantor. Men i den mer komplexa biologins värld förekommer ofta avvikelser från dessa grundläggande lagar. Ett sådant fenomen är skenbar avvikelse från Mendels lagar.
Skenbara avvikelser från Mendels lagar uppstår när genetiska arvsmönster inte överensstämmer med Mendels klassiska lagar. Dessa avvikelser kan orsakas av flera faktorer, såsom geninteraktioner, mer komplexa alleliska släktskap och så vidare. Den här artikeln kommer att diskutera flera exempel på problem som involverar skenbara avvikelser från Mendels lagar och hur man analyserar dem.
Exempelfråga 1: Epistasis
Epistas är ett fenomen där effekten av en gen maskeras av en annan gen som inte är dess allel. Detta resulterar ofta i fenotyper som inte överensstämmer med Mendels segregationslag. Här är några exempel på problem som involverar epistas:
Fråga: Hos rosor bestäms blomfärgen av två gener. Gen A, om den är funktionell, producerar rött pigment. Gen B, om den är funktionell, krävs för att aktivera gen A. Om gen B saknas eller inte fungerar, kommer gen A inte att producera pigment även om det finns. I en växt med genotypen AaBb, vad är sannolikheten att få en växt med röda blommor?
Diskussion: I detta fall är gen B epistatisk gen A. För att blomman ska vara röd måste det finnas minst en funktionell allel A och en funktionell allel B. Låt oss analysera de möjliga genotypkombinationerna som skulle kunna stödja detta:
– AaBb-genotypen kommer att producera en röd fenotyp, eftersom både A- och B-generna är funktionella.
– Andra kombinationer som Aabb eller aaBb kommer inte att producera röda blommor eftersom de kräver interaktion mellan de två generna.
Sannolikheten för en rödblommig växt är en kombination av allelerna A och B som är funktionella. Om vi skapar en genetisk tabell för AaBb x AaBb är sannolikheten för en rödblommig växt (dominant i båda generna) 9 av 16. Så sannolikheten att få röda blommor är 9/16.
Exempelfråga 2: Lethal allel
En letal allel är en allel som har en letal effekt på individen som bär den, vanligtvis när personen är homozygot. Denna typ av letal allel kan påverka det förväntade fenotypiska förhållandet enligt Mendels lagar.
Fråga: Hos möss är genen för gul päls (Y) dominant över genen för grå päls (y). YY-allelen är dock dödlig och orsakar för tidig död. Om två heterozygota möss (Yy) paras, vad är förhållandet mellan livskraftiga fenotyper?
Diskussion: I en Yy x Yy-korsning skulle klassisk Mendels lag förutsäga ett förhållande på 3:1, men i detta fall måste vi beakta den letala effekten:
– YY: Dödlig, kommer inte att födas
– Yy: Gul
– yy: Grå
Endast individerna Yy och yy kommer att överleva:
– Antalet Yy-individer (gult) är två tredjedelar av det totala antalet levande (2 av 3).
– Antalet individer yy (grå) är en tredjedel av det totala antalet levande (1 av 3).
Det fenotypiska förhållandet mellan de överlevande mössen var 2:1.
Exempelfråga 3: Genkoppling
Gener som ligger nära varandra på samma kromosom kanske inte följer Mendels lag om oberoende segregation på grund av deras tendens att ärvas tillsammans; detta kallas koppling.
Fråga: Hos fruktflugor är generna för kroppsfärg (svart eller brun) och vingstorlek (normal eller efterbliven) belägna på samma kromosom och är sammanlänkade. Till exempel visar genotypen BbNn en koppling mellan allelerna B (svart) och N (normal) och b (brun) och n (efterbliven). Om två BbNn-flugor korsas, hur kommer de resulterande fenotyperna att jämföras om överkorsningsfrekvensen är 20 %?
Diskussion: När gener på samma kromosom är länkade tenderar alleler av gener som ligger nära varandra att grupperas under gametbildningen. Rekombination eller överkorsning kan dock separera dem.
– Eftersom det finns 20 % chans att korsa över, kommer de övriga 80 % att följa standardkopplingsmönstret.
– Av de 80 % som följer länkningsmönstret kommer kombinationen av gameter att producera fler fenotyper, beroende på vilket som är närmast.
– Resultaten av korsning (20 %) producerar avkomma med nya fenotyper.
Låt oss bryta ner kombinationen av fenotyper:
– Med majoritetskoppling (80 %): Dominanta fenotyper som matchar föräldrarnas (normal svart och retarderad brun).
– Med rekombination (20 %): Nya fenotyper av retarderad svart och normal brun uppträder.
För att få fenotypförhållandet gör vi beräkningen baserat på denna procentandel.
slutsats
Skenbara avvikelser från Mendels lagar blir viktiga att förstå i samband med mer komplex genetik. Epistas, letala alleler och genkoppling är bara några exempel på tillstånd som påverkar hur egenskaper ärvs och ofta resulterar i fenotypförhållanden som skiljer sig från de som förväntas baserat på enkla Mendels lagar. Genom att förstå dessa avvikelser kan vi mer exakt förutsäga och förstå genetisk nedärvning hos organismer. Att studera dessa frågor är ovärderligt för att utveckla en djupare förståelse av genetik och evolutionär biologi.
