Mifano ya Maswali Yanayojadili Sheria ya Mendel ya Kupotoka Kuonekana
Pendauluan
Sheria za Mendel za urithi wa kijenetiki zimekuwa msingi wa kijenetiki za kisasa. Gregor Mendel, mtawa wa Cheki, alianzisha sheria za msingi zinazoelezea jinsi sifa zinavyorithiwa kutoka kizazi hadi kizazi kupitia majaribio ya mimea ya njegere. Hata hivyo, katika ulimwengu mgumu zaidi wa biolojia, kupotoka kutoka kwa sheria hizi za msingi mara nyingi hutokea. Jambo moja kama hilo ni kupotoka dhahiri kutoka kwa sheria za Mendel.
Kupotoka dhahiri kutoka kwa sheria za Mendel hutokea wakati mifumo ya urithi wa kijenetiki haifuati sheria za kitamaduni za Mendel. Kupotoka huku kunaweza kusababishwa na mambo kadhaa, kama vile mwingiliano wa jeni, uhusiano mgumu zaidi wa aleliki, na kadhalika. Makala haya yatajadili mifano kadhaa ya matatizo yanayohusisha kupotoka dhahiri kutoka kwa sheria za Mendel na jinsi ya kuyachambua.
Mfano Swali la 1: Epistasis
Epistasisi ni jambo ambalo athari ya jeni moja hufunikwa na jeni lingine ambalo si aleli yake. Mara nyingi hii husababisha fenotipu ambazo hazifuati sheria ya Mendel ya utengano. Hapa kuna mifano ya matatizo yanayohusisha epistasisi:
Swali: Katika waridi, rangi ya ua huamuliwa na jeni mbili. Jeni A, ikiwa inafanya kazi, hutoa rangi nyekundu. Jeni B, ikiwa inafanya kazi, inahitajika ili kuamsha jeni A. Ikiwa jeni B haipo au haifanyi kazi, jeni A haitazalisha rangi hata kama ipo. Katika mmea wenye jenotipu ya AaBb, kuna uwezekano gani wa kupata mmea wenye maua mekundu?
Majadiliano: Katika hali hii, jeni B ni ya kipekee kwa jeni A. Ili ua liwe jekundu, lazima kuwe na angalau aleli moja inayofanya kazi A na aleli moja inayofanya kazi B. Hebu tuchambue michanganyiko inayowezekana ya jenotipu ambayo inaweza kusaidia hili:
– Jenotipu ya AaBb itazalisha aina nyekundu ya fenotipu, kwa sababu jeni zote mbili A na B zinafanya kazi.
– Michanganyiko mingine kama vile Aabb au aaBb haitatoa maua mekundu kwa sababu yanahitaji mwingiliano kati ya jeni hizo mbili.
Uwezekano wa mmea wenye maua mekundu ni mchanganyiko wa aleli A na B ambazo zinafanya kazi. Tukiunda jedwali la kijenetiki kwa AaBb x AaBb, uwezekano wa mmea wenye maua mekundu (unaotawala katika jeni zote mbili) ni 9 kati ya 16. Kwa hivyo, uwezekano wa kupata maua mekundu ni 9/16.
Mfano Swali la 2: Allele Lethal
Allele hatari ni allele ambayo ina athari mbaya kwa mtu anayeibeba, kwa kawaida ikiwa homozygous. Aina hii ya allele hatari inaweza kuathiri uwiano unaotarajiwa wa phenotypic kulingana na sheria za Mendel.
Swali: Katika panya, jeni la manyoya ya njano (Y) linatawala jeni la manyoya ya kijivu (y). Hata hivyo, aleli ya YY ni hatari, na kusababisha kifo cha mapema. Ikiwa panya wawili wenye heterozygous (Y) wataoana, uwiano wa fenotipu zinazoweza kuishi ni upi?
Majadiliano: Katika msalaba wa Yy x Yy, sheria ya Mendel ya kitamaduni ingetabiri uwiano wa 3:1, lakini katika hali hii lazima tuzingatie athari mbaya:
– YY: Kifo, hatazaliwa
– Yy: Njano
– yy: Kijivu
Ni watu binafsi pekee Yy na yy ndio watakaosalia:
– Idadi ya viumbe hai wa Yy (njano) ni theluthi mbili ya jumla ya viumbe hai (2 kati ya 3).
– Idadi ya watu binafsi (kijivu) ni theluthi moja ya jumla ya watu wanaoishi (1 kati ya 3).
Uwiano wa phenotypic wa panya waliosalia ulikuwa 2:1.
Mfano Swali la 3: Muunganisho wa Jeni
Jeni zilizo karibu na kila mmoja kwenye kromosomu moja huenda zisifuate sheria ya Mendel ya utengano huru kwa sababu ya tabia yao ya kurithiwa pamoja; hii inajulikana kama uhusiano.
Swali: Katika nzi wa matunda, jeni za rangi ya mwili (nyeusi au kahawia) na ukubwa wa mabawa (kawaida au waliochelewa) ziko kwenye kromosomu moja na zimeunganishwa. Kwa mfano, aina ya jenotipu ya BbNn inaonyesha uhusiano kati ya aleli B (nyeusi) na N (kawaida) na b (kahawia) na n (zilizochelewa). Ikiwa nzi wawili wa BbNn wamevukwa, fenotipu zinazotokana zitalinganishwaje ikiwa kiwango cha kuvuka ni 20%?
Majadiliano: Wakati jeni kwenye kromosomu moja zimeunganishwa, aleli za jeni zilizo karibu hukusanyika pamoja wakati wa uundaji wa gamete. Hata hivyo, kuunganishwa tena au kuvuka kunaweza kuzitenganisha.
– Kwa kuwa kuna uwezekano wa 20% wa kuvuka kutokea, 80% iliyobaki itafuata muundo wa kawaida wa muunganisho.
– Kati ya 80% wanaofuata muundo wa uhusiano, kuchanganya gametes kutazalisha fenotipu zaidi, yoyote iliyo karibu zaidi.
– Matokeo ya kuvuka (20%) hutoa watoto wenye aina mpya za phenotype.
Hebu tuchambue mchanganyiko wa fenotipu:
– Kwa uhusiano wa wingi (80%): Aina kuu zinazofanana na wazazi (nyeusi wa kawaida na kahawia iliyochelewa).
– Kwa mseto (20%): Aina mpya za rangi nyeusi iliyochelewa na kahawia ya kawaida huonekana.
Ili kupata uwiano wa phenotype, tunafanya hesabu kulingana na asilimia hii.
Hitimisho
Kupotoka kunakoonekana kutoka kwa sheria za Mendel kunakuwa muhimu kueleweka katika muktadha wa kijenetiki ngumu zaidi. Epistasis, aleli hatari, na uhusiano wa jeni ni mifano michache tu ya hali zinazoathiri jinsi sifa zinavyorithiwa na mara nyingi husababisha uwiano wa phenotype ambao hutofautiana na ule unaotarajiwa kulingana na sheria rahisi za Mendel. Kwa kuelewa kupotoka huku, tunaweza kutabiri na kuelewa kwa usahihi zaidi urithi wa kijenetiki katika viumbe hai. Kusoma masuala haya ni muhimu sana katika kukuza uelewa wa kina wa kijenetiki na biolojia ya mageuko.
