Prawa dziedziczenia MENDLA
Grzegorz Mendel odkrył reguły przekazywania cech dziedzicznych. Stanowią one podstawowe prawa dziedziczenia. I prawo Mendla (prawo czystości gamet): Każda gameta zawiera tylko jeden allel z danej pary allei. II prawo Mendla (prawo niezależnego dziedziczenia): Allele różnych genów są rozdzielane do gamet niezależnie od siebie i w sposób całkowicie losowy tworząc w nich wszystkie możliwe kombinacje (przy założeniu, że leżą na różnych chromosomach
Przy opisie przebiegu krzyżówek gen. używa się nast. symboli i pojęć:
- P – pokolenie rodzicielskie (rodzice)
- F1 – pierwsze pokolenie potomne
- F2 – drugie pokolenie
- duża litera alfabetu oznacza allele dominujące czyli ujawniające się w pierwszym pokoleniu np.: A, B, D
- mała litera alfabetu oznacza allele recesywne czyli nie ujawniające się w pierwszym pokoleniu np.: a, b, d
- homozygota posiada w chromosomach homologicznych dwa identyczne allele w parze warunkujące tę cechę np.: AA lub aa
- heterozygota posiada w chromosomach homologicznych dwa różne allele w parze warunkującej tę cechę np.: Aa
- ♀ osobnik płci żeńskiej, produkujący komórki jajowe
- ♂ osobnik płci męskiej produkujący plemniki
GENOTYP
Zestaw genów organizmu
FENOTYP
cechy organizmu, będące zewnętrznym wyrazem genotypu
np. czerwona barwa kwiatów,
niebieskie oczy
Mendel skrzyżował odmianę grochu o kwiatach białych z odmianą o kwiatach czerwonych. Barwa czerwona kwiatów uwarunkowana jest allelem dominującym A, a biała recesywnym a (P - osobniki rodzicielskie, G – gamety)
W pokoleniu pierwszym wszystkie osobniki wytworzyły kwiaty czerwone. Następnie Mendel skrzyżował ze sobą osobniki pokolenia pierwszego.
Rozszczepienie cech fenotypowych w pokoleniu drugim wynosi 3:1, ale taki zapis nie oznacza, że wyrósł 1 kwiat biały i 3 czerwone. Oznacza to, że prawdopodobieństwo wyrośnięcia kwiatu o barwie czerwonej jest 3 razy bardziej prawdopodobne niż kwiatu o barwie białej.
Rozszczepienie cech genotypowych wynosi 1:2:1. Oznacza to, że mamy jedną homozygotę dominującą (PP, RR), dwie heterozygoty (Pp, Rr) i jedną homozygotę recesywną (pp, rr).
Dziedziczenie jednej pary genów
Dziedziczenie dwóch pary genów
badanie krzyżówek między formami grochu o nasionach okrągłych A i żółtych B z odmianą grochu o nasionach kanciastych a i zielonych b
P: AABB i aabb
W pokoleniu F1 otrzymał Mendel wszystkie rośliny o genotypie AaBb czyli żółte o okrągłych nasionach.
P: AaBb i AaBb
okazało się, że gen warunkujący barwę żółtą A jest dominujący nad genem barwy zielonej a oraz, że gen okrągły B dominuje nad genem kanciastym b.
Mendel uzyskał następujące 4 fenotypy:
a) żółty gładki o genotypach: AABB, AABb, AaBB, AaBb;
b) żółty pomarszczony o genotypach: Aabb, Aabb;
c) zielony gładki o genotypach: aaBB, aaBb;
d) zielony pomarszczony o
genotypie: aabb.
Stosunek ich ilości wynosił:
9 : 3 : 3 : 1
Prawa dziedziczenia Morgana
Chromosomowa teoria dziedziczenia Morgana
Badania genetyczne Tomasza Morgana przyczyniły się do uzupełnienia i wyjaśnienia praw Mendla, a stwierdzenie, że chromosomy są nosicielami genów, stało się podstawą rozwoju współczesnej genetyki.
– Geny warunkują dziedziczenie cech.
– Zlokalizowane są w chromosomach i ułożone w sposób liniowy.
– Każdy gen posiada swoje miejsce (locus) w danym chromosomie.
– Geny znajdujące się na jednym chromosomie przekazywane są potomstwu razem jako tzw. grupa sprzężona.
– Sprzężenie między dwoma genami tego samego chromosomu może być całkowite lub częściowe, gdy występuje crossing–over.
– Crossing–over polega na wymianie odcinków chromatyd niesiostrzanych w chromosomach homologicznych, co prowadzi do rekombinacji DNA.
– Geny mogą być sprzężone, gdy są zlokalizowane na jednym chromosomie lub niesprzężone, gdy znajdują się na rożnych chromosomach niehomologicznych.
Na obiekt badań nad dziedzicznością cech wybrał muszkę owocową (Drosophila melanogaster) - niewielki owad (wielkości 2-3 mm)
Dzięki łatwej hodowli, prostemu sposobowi krzyżowania oraz szybkim wzroście (zdolne do rozmnażania po 2-3 tygodniach) są one powszechnie stosowane w badaniach genetcznych. Genom muszki (haploid) zawiera ok. 131-165 milionów par nukleotydów a liczba genów wynosi ok. 14 tysiecy. Drosophila posiada jedynie 4 pary chromosomów - po 3 pary autosomów i 1 parę chromosomów płci (XY - samce, XX - samice).
Mutant o niezwykłym wzorze dziedziczenia w F2 rozkład niby mendlowski, ale białe oczy mają tylko samce
1. CHROMOSOMY HOMOLOGICZNE - identyczne pod wpływem wyglądu zewnętrznego i ułożenia genów, których jeden pochodzi od ojca, a drugi od matki.2. GEN - odcinek DNA niosący informację o określonym białku.3. ALLELE - różne formy tego samego genu, zajmują to samo miejsce tzw. locus w chromosomach homologicznych, ale wywołują odmienne wykształcenie tej samej cechy, np. wysoki wzrost, niski wzrost. Allele należące do jednej pary oznacza się tą samą literą alfabetu przy czym, np. A - allel dominujący, który ujawnia się w heterozygocie i np. a - allel recesywny, który nie ujawnia się w heterozygocie w obecności allelu dominującego.4. HETEROZYGOTA - organizm, którego w chromosomach homologicznych występują różne allele tego samego genu (Aa).- pojedyncza (Aa)- podwójna (AaBb)- wielokrotna (AaBbCc...)5. HOMOZYGOTA - organizm, którego w chromosomach homologicznych występują dwa identyczne allele tego samego genu.- dominująca: * pojedyncza (AA) * podwójna (AABB) * wielokrotna (AABBCC...)
- recesywna: *pojedyncza (aa) * podwójna (aabb) * wielokrotna (aabbcc...)6. GENOTYP - zespół genów osobnika odpowiedzialny za fenotyp danego osobnika.7. FENOTYP - każda cech, która jest dziedziczona, na którą możemy zaobserwować (wygląd zewnętrzny itp.), na które składa się efekt współdziałania genów organizmu i warunki środowiskowe.8. LINIA CZYSTA - odnosi się do hodowli, które krzyżuje się przez wiele pokoleń organizmy o jednym, określonym fenotypie, który pozostaje niezmienny.10. I PRAWO MENDLA - pary alleli genów wyznaczających poszczególne cechy rozdzielają się w czasie wytwarzania gamet tak, że do jednej gamety wchodzi tylko jeden allel danej pary. I prawo Mendla dotyczy dziedziczenia jednej cechy (barwa płatków kwiatów).11. II PRAWO MENDLA - allele genów wyznaczających różne cechy przechodzą do gamet niezależnie od siebie i dziedziczą się niezależnie.12. KRZYŻÓWKA WSTECZNA (TESTOWA) - pozwala określić, czy osobnik o określonym fenotypie jest homozygotą dominującą czy heterozygotą.- gdy w krzyżówce testowej wszystkie osobniki potomne będą takie same (np. czerwone kwiaty) to formą wyjściową jest zawsze heterozygota dominująca (AA).- gdy wyjdzie połowa osobników inna od drugiej (np. połowa białych, połowa czerwonych) to formą wyjściową jest zawsze heterozygota.13. Pewne "ściągi" przy rozwiązywaniu zadań:- jeżeli w zadaniu będzie podane, że stosunek fenotypowy wynosi 4:0 to wiadomo, że wszystkie osobniki (dzieci) w tym pokoleniu będą heterozygotami- aby wyszedł w pokoleniu F1 stosunek fenotypowy 4:0 to rodzicami są zawsze homozygotą dominującą i heterozygotą recesywną.- jeżeli chcemy otrzymać stosunek fenotypowy 3:1 to rodzicami są zawsze dwie heterozygoty.- przy dziedziczeniu jednogenowym i dominacji zupełnej - rozkład cech będzie 4:0.- dziedziczenie dwóch cech (dwugenowe - A i B): 2:1:1.- dziedziczenie jednogenowe z dominacją niezupełną - kiedy heterozygota będzie miała cechy pośrednie (1:1)ODSTĘPSTWA OD PRAW MENDLA14. ZJAWISKO NIEPEŁNEJ DOMINACJI - w obecności allelu recesywnego, allel dominujący nie jest w stanie w pełni wykształcić cechy, wówczas heterozygota wykazuje pośrednią wartość danej cechy (stosunek fenotypowy w F2: 1:2:1)15. ZJAWISKO KODOMINACJI (WSPÓŁDOMINOWANA)(RÓWNOWARTOŚCIOWOŚĆ ALLELI) - oba allele warunkujące określoną cechę, są równowartościowe i w heterozygocie każdy z nich ujawnia się obok drugiego (każdy prowadzi do wykształcenia swojej wartości cechy). Heterozygota wykazuje mozajkowość danej cechy (2 allele ujawniają się w heterozygocie niezależnie od siebie).16. ALLELE WIELOKROTNE - geny alleliczne mogące występować w 3 lub różnych postaciach, będące wynikiem wielu mutacji tego samego genu.
riochin