Innhold
- Mendelian arv fungerer bra i enkle situasjoner
- Ikke-Mendelisk arv, forklaring og eksempel
- Genotype og fenotypedefinisjon
- Heterozygot avkom kan produsere en mellomfenotype
- Forklaring av hvordan ufullstendig dominans fungerer
- Definisjon av polygenisk arvelighet omhandler flere genetiske og alleleinflytelser
- Eksempler på ufullstendig dominans
Avanserte organismer som dyr får to sett med gener med ett sett fra hver av foreldrene. Mens det samlede genetisk kode er det samme, foreldrene har ofte forskjellige versjoner av det samme genet. Som et resultat kan den arvelige genetiske koden inneholde kopier av de to versjonene; en kan være dominerende mens den andre kan være recessive.
Når et enkelt gen produserer en spesiell egenskap i en organisme, Mendelsk arv regler gjelder. De ble først foreslått av den østerrikske munken Gregor Mendel på 1800-tallet og beskriver hvordan enkeltgener arves med noen få enkle regler. Mendel jobbet med erteplanter og definerte dominerende og recessive alleler.
De fleste organismekarakteristikker produseres imidlertid ikke av et enkelt gen. I stedet påvirker mange gener et kjennetegn, og noen gener påvirker flere organisktrekk. Fordi enkle regler fra Mendels ikke gjelder i slike tilfeller, ikke arv fra Mendel tar for seg disse komplekse prosessene. Der Mendel antok at en av de to versjonene av et gen var dominerende, aksepterer ikke-Mendelisk arv at dominansen i noen tilfeller er ufullstendig.
Mendelian arv fungerer bra i enkle situasjoner
Gregor Mendels arbeider med erteplanter med fokus på observerbare egenskaper som blomsterfarge og podform. Mendel prøvde å bestemme hvilke gener som produserte lilla og hvite blomster og andre erteplanteegenskaper. Han valgte trekk som for det meste var forårsaket av et enkelt gen; som et resultat kunne han forklare arv på enkle vilkår.
Hans viktigste konklusjoner var som følger:
I medeliansk arv kalles de to genversjonene som er arvet fra foreldre alleler. Alleler kan være dominerende eller recessive. Et individ som har en eller to dominerende alleler, vil ha egenskapene som er kodet av det dominerende genet.
For individer med to recessive alleler vil den recessive egenskapen vises. I følge Mendel forklarte tilstedeværelsen eller fraværet av enkle gener og deres alleler hvilke egenskaper som ble vist i erteplantene.
Ikke-Mendelisk arv, forklaring og eksempel
Før Mendel trodde de fleste forskere at trekk ble gitt videre som en blanding av foreldretrekk. Problemet var at ofte barn ikke hadde en slik blanding, som når en blåøyet forelder og en brunøyet forelder produserte et blåøyet barn.
Mendel foreslo at trekk var et resultat av tilstedeværelsen eller fraværet av en dominerende allel. Hans teori er fremdeles anvendelig for egenskaper produsert av et enkelt gen.
For eksempel beviste Mendel at ertplanter med en kort og lang forelder ikke produserte planter av middels lengde, men bare korte eller lange planter. Planter som hadde en av foreldrene med glatte og en av foreldrene med rynkete belter produserte ikke litt rynkete bommer, men verken rynkete eller glatte belgene.
Det var ingen blanding av egenskaper.
De fleste trekk er imidlertid produsert av flere gener. For eksempel er det mange planter med en rekke lengder, ikke bare korte og lange planter. Når en kort og en lang plante produserer en mellomlang lengde, må det være på grunn av påvirkning fra flere gener eller mangel på fullstendig dominans av det dominerende genet.
Denne typen arv kalles ikke-Mendelsk arv.
Genotype og fenotypedefinisjon
Den samlede samlingen av en organismer gener er genotype mens samlingen av observerbare egenskaper produsert av genotypen kalles fenotype. Fenotyper er basert på genotypen, men kan påvirkes av miljøfaktorer og organismens oppførsel.
For eksempel kan en plante ha genotypen for å vokse høy og buskete, men hvis den vokser i dårlig jord, kan den fortsatt være liten og sparsom.
Organismer som har to dominerende eller to recessive alleler homozygot for det genet mens de som har en dominerende og en resessiv allel er heterozygot. Dette blir viktig i arv som ikke er fra Mendel, fordi homozygote organismer har tydelig genuttrykk for de to dominerende eller recessive allelene og viser den tilsvarende fenotypen.
I heterozygote organismer med en dominerende og en resessiv allel er det mulig at det dominerende / recessive forholdet ikke er fullstendig, og begge alleler kan uttrykkes i varierende grad.
Faktorer bortsett fra genotypen som påvirker fenotypen inkluderer følgende:
Samspillet mellom dominerende og recessive alleler kombinert med miljøfaktorene produserer fenotypen fra den opprinnelige genotypen.
Heterozygot avkom kan produsere en mellomfenotype
Den komplekse arten av ikke-Mendelian arv er basert på det faktum at mange egenskaper er et resultat av påvirkninger fra mange forskjellige gener, miljøfaktorer og organismeatferd. I tillegg til disse påvirkningene kan allelene til et gen produsere forskjellige fenotyper på grunn av følgende fire mekanismer:
Når ufullstendig dominans er tilstede for en spesiell egenskap, kan heterozygote avkom ha en blanding av egenskapene til foreldrene og vise en mellomliggende fenotype. Hos mennesker er hudfarge et eksempel på ufullstendig dominans fordi genene som er ansvarlige for melaninproduksjon og lys eller mørk hud ikke kan etablere dominans.
Som et resultat har avkommet ofte en hudfarge som er mellom hudtonene til foreldrene.
Forklaring av hvordan ufullstendig dominans fungerer
Mekanismen for ufullstendig dominans har litt forskjellige effekter når den vises i enkeltgener kontra i et gengenotype eller polygenisk genotype.
Mulige forskjeller i fenotyper som følge av gener med ufullstendig dominans inkluderer følgende variasjoner:
Som et resultat av disse variasjonene kan ufullstendig dominans resultere i a stort utvalg av fenotyper og kan bidra til å forklare den kontinuerlige variasjonen av mange egenskaper.
Mendel observerte ikke ufullstendig dominans i sine eksperimenter med erteplanter, men ikke-Mendeliske arvelighetsmekanismer, inkludert ufullstendig dominans, er mer vanlig enn Mendelsk arv.
Definisjon av polygenisk arvelighet omhandler flere genetiske og alleleinflytelser
Enkelttrekk som er påvirket av flere gener, blir gitt videre til avkom gjennom polygenarv. Farge hos dyr er ofte polygen, og hvert gen bidrar litt til å skape den totale endelige fenotypen. Innen gener er det en ekstra forskjell mellom alleler, hvert allelpar gir potensielt fire forskjellige bidrag samt variasjoner på grunn av grader av dominans og genuttrykk.
Med så mange faktorer er det vanskelig å utvikle et nøyaktig bilde av hvordan en egenskap dannes og hvilke gener og alleler som bidrar. Alele par er alltid på samme sted eller lokus på kromosomet, men genene i seg selv er vanskeligere å finne.
Et medvirkende gen kan være et koblet gen i nærheten på kromosomet, eller det kan være i den andre enden. Noen medvirkende gener kan være på andre kromosomer, og de kan bare komme til uttrykk under visse omstendigheter.
Polygeniske påvirkninger på en egenskap kan omfatte følgende:
Alle disse mulighetene gjelder for hvert av genene til en egenskap som har flere genetiske påvirkninger. Den resulterende fenotypen kan beskrives i detalj, men den nøyaktige underliggende genetiske påvirkningen er ofte mindre tydelig.
Eksempler på ufullstendig dominans
Mens Mendels regler for arvelighet av alleler generelt er sanne og til og med fungerer på allelnivå for egenskaper med flere gener, er reglene for arv etter fullstendige gener polygene egenskaper er mye mer komplisert. Polygeniske egenskaper påvirkes av mange faktorer som påvirker genuttrykk og penetranse.
Typiske eksempler hos mennesker inkluderer følgende:
Variasjonen i polygene egenskaper er med på å forklare de store forskjellene i fenotyper som finnes i avanserte organismer inkludert mennesker. I stedet for at et enkelt gen gir opphav til en spesifikk egenskap, er de komplekse mekanismene for polygenarv, inkludert ufullstendig dominans, roten til et mangfoldig kjennetegn.