Innehåll
- Mendelian ärft fungerar bra i enkla situationer
- Icke-Mendelian ärft, förklaring och exempel
- Genotyp och fenotypdefinition
- Heterozygot avkommor kan producera en mellanliggande fenotyp
- Förklaring av hur ofullständig dominans fungerar
- Definition av polygenic ärft innebär flera influenser av gen och allel
- Exempel på ofullständig dominans
Avancerade organismer som djur får två uppsättningar gener med en uppsättning från varje förälder. Medan det övergripande genetisk kod är densamma, föräldrarna har ofta olika versioner av samma gen. Som ett resultat kan den ärvda genetiska koden innehålla kopior av de två versionerna; en kan vara dominerande medan den andra kan vara recessiv.
När en enda gen producerar ett specifikt drag i en organisme, Mendels arv regler gäller. De föreslogs först av den österrikiska munken Gregor Mendel på 1800-talet och beskriver hur enstaka gener ärvs med några enkla regler. Mendel arbetade med ärtplantor och definierade dominerande och recessiva alleler.
De flesta organismegenskaper produceras dock inte av en enda gen. Istället påverkar många gener en egenskap, och vissa gener påverkar flera organismer. Eftersom Mendels enkla regler inte gäller i sådana fall, icke-Mendelian arv hanterar dessa komplexa processer. Där Mendel antog att en av de två versionerna av en gen var dominerande, accepterar icke-Mendels arv att i vissa fall dominansen är ofullständig.
Mendelian ärft fungerar bra i enkla situationer
Gregor Mendels arbetar med ärtväxter fokuserade på observerbara egenskaper som blommfärg och skovform. Mendel försökte bestämma vilka gener som producerade lila och vita blommor och andra ärtväxtdrag. Han valde drag som mest orsakades av en enda gen; som ett resultat kunde han förklara arv i enkla termer.
Hans huvudsakliga slutsatser var följande:
I Medeliansk arv kallas de två genversionerna som ärvts från föräldrar alleler. Alleler kan vara dominerande eller recessiva. En individ som har en eller två dominerande alleler kommer att känneteckna av den dominerande genen.
För individer med två recessiva alleler kommer det recessiva draget att visas. Enligt Mendel förklarade närvaron eller frånvaron av enstaka gener och deras alleler vilka egenskaper som uppvisades i ärtplantorna.
Icke-Mendelian ärft, förklaring och exempel
Innan Mendel trodde de flesta forskare att drag överfördes som en blandning av föräldrarnas drag. Problemet var att barn ofta inte hade en sådan blandning, som när en blåögd förälder och en brunögad förälder producerade ett blåögd barn.
Mendel föreslog att egenskaper var resultatet av närvaron eller frånvaron av en dominerande allel. Hans teori är fortfarande tillämplig för egenskaper som produceras av en enda gen.
Till exempel visade Mendel att ärtplantor med en kort och lång förälder inte producerade medelstora växter utan bara korta eller långa växter. Växter som hade en förälder med släta och en förälder med skrynkliga skidor producerade inte något skrynkliga skidor utan varken skrynkliga eller släta skidor.
Det var ingen blandning av drag.
De flesta egenskaper produceras dock av flera gener. Till exempel finns det många växter med en rad längder, inte bara korta och långa växter. När en kort och en lång växt producerar en mellanlängd växt måste den bero på påverkan av flera gener eller bristen på fullständig dominans av den dominerande genen.
Denna typ av arv kallas icke-Mendelian arv.
Genotyp och fenotypdefinition
Den övergripande samlingen av en organismer gener är genotyp medan samlingen av observerbara egenskaper som produceras av genotypen kallas fenotyp. Fenotyper är baserade på genotypen men kan påverkas av miljöfaktorer och organismens beteende.
Till exempel kan en växt ha genotypen för att växa lång och buskig, men om den växer i dålig jord kan den fortfarande vara liten och gles.
Organismer som har två dominerande eller två recessiva alleler är homozygot för den genen medan de som har en dominerande och en recessiv allel är heterozygot. Detta blir viktigt i icke-Mendelian arv eftersom homozygota organismer har tydligt genuttryck av de två dominerande eller recessiva allelerna och uppvisar motsvarande fenotyp.
I heterozygota organismer med en dominerande och en recessiv allel kan det dominerande / recessiva förhållandet inte vara fullständigt, och båda allelerna kan uttryckas i varierande grad.
Faktorer förutom genotypen som påverkar fenotypen inkluderar följande:
Samspelet mellan dominerande och recessiva alleler kombinerade med miljöfaktorerna producerar fenotypen från den ursprungliga genotypen.
Heterozygot avkommor kan producera en mellanliggande fenotyp
Den komplexa karaktären av icke-Mendelian arv är baserad på det faktum att många egenskaper är resultatet av påverkan från många olika gener, miljöfaktorer och organismbeteende. Förutom dessa påverkningar kan allelerna i en gen producera olika fenotyper på grund av följande fyra mekanismer:
När ofullständig dominans är närvarande för en viss egenskap, kan heterozygota avkommor ha en blandning av deras förälders egenskaper och uppvisa en mellanliggande fenotyp. Hos människor är hudfärg ett exempel på ofullständig dominans eftersom generna som ansvarar för melaninproduktion och ljus eller mörk hud inte kan upprätta dominans.
Som ett resultat har avkommorna ofta en hudfärg som är mellan föräldrarnas hudtoner.
Förklaring av hur ofullständig dominans fungerar
Mekanismen för ofullständig dominans har något olika effekter när den förekommer i enstaka gener gentemot en multipelgen, eller polygen genotyp.
Möjliga skillnader i fenotyper som härrör från gener med ofullständig dominans inkluderar följande variationer:
Som ett resultat av dessa variationer kan ofullständig dominans resultera i en stort antal fenotyper och kan hjälpa till att förklara den ständiga variationen i många drag.
Mendel observerade inte ofullständig dominans i sina experiment med ärtväxter, men icke-Mendeliska arvsmekanismer, inklusive ofullständig dominans, är vanligare än Mendels arv.
Definition av polygenic ärft innebär flera influenser av gen och allel
Enstaka drag som påverkas av flera gener överförs till avkommor genom polygenärvning. Färgen hos djur är ofta polygenoch varje gen bidrar lite för att skapa den totala slutliga fenotypen. Inom gener finns det en ytterligare skillnad mellan alleler, varje allelpar ger potentiella fyra olika bidrag liksom variationer på grund av grader av dominans och genuttryck.
Med så många faktorer är det svårt att utveckla en exakt bild av hur ett drag bildas och vilka gener och alleler som bidrar. Alla par är alltid på samma plats eller lokus på kromosomen, men generna själva är svårare att hitta.
En bidragande gen kan vara en länkad gen i närheten på kromosomen, eller den kan vara i andra änden. Vissa bidragande gener kan vara på andra kromosomer, och de kan bara uttryckas under vissa omständigheter.
Polygenic influenser på en egenskap kan innehålla följande:
Alla dessa möjligheter gäller för var och en av de egenskaper som har ett drag flera genetiska influenser. Den resulterande fenotypen kan beskrivas i detalj, men de exakta underliggande genetiska påverkningarna är ofta mindre tydliga.
Exempel på ofullständig dominans
Medan Mendels regler för arv av alleler är i allmänhet sanna och till och med fungerar på allelnivå för drag med flera gener, reglerna för arv av fullständiga gener polygena drag är mycket mer komplicerade. Polygeniska egenskaper påverkas av många faktorer som påverkar genuttryck och penetrans.
Typiska exempel på människor inkluderar följande:
Variationen i polygena drag hjälper till att förklara de stora skillnaderna i fenotyper som finns i avancerade organismer inklusive människor. I stället för att en enda gen ger upphov till ett specifikt drag, är de komplexa mekanismerna för polygenärvning inklusive ofullständig dominans grunden till ett brett spektrum av egenskaper.