Μονοϋβριδικά διασταυρώσεις σε αυτά που αποτελούνται και παραδείγματα

Α μονοϋβριδική διασταύρωση, στη γενετική, αναφέρεται στη διέλευση δύο ατόμων που διαφέρουν σε ένα μοναδικό χαρακτήρα ή χαρακτηριστικό. Πιο συγκεκριμένα, τα άτομα διαθέτουν δύο παραλλαγές ή "αλληλόμορφα" χαρακτηριστικά που πρέπει να μελετηθούν.

Οι νόμοι που προβλέπουν τις αναλογίες αυτής της διασταύρωσης έχουν διατυπωθεί από τον ντόπιο και μοναχό της Αυστρίας, τον Gregor Mendel, επίσης γνωστό ως πατέρα της γενετικής.

Τα αποτελέσματα της πρώτης γενιάς μιας μονοϋβριδικής διασταύρωσης παρέχουν τις απαραίτητες πληροφορίες για την εξαγωγή του γονότυπου των γονικών οργανισμών.

Ευρετήριο

• 1 Ιστορική προοπτική
  • 1.1 Πριν από τη Mendel
  • Μετά το Mendel
• 2 Παραδείγματα
  • 2.1 Φυτά με λευκά και μωβ άνθη: θυγατέρα πρώτης γενιάς
  • 2.2 Φυτά με λευκά και μοβ λουλούδια: θυγατέρα δεύτερης γενιάς
• 3 Χρησιμότητα στη γενετική
• 4 Αναφορές

Ιστορική προοπτική

κανόνες Κληρονομικότητα καθορίστηκαν με Γκρέγκορ Μέντελ, γνωστός μέσω πειραμάτων του, χρησιμοποιώντας ως μπιζέλι πρότυπος οργανισμός (Pisum sativum). Ο Mendel πραγματοποίησε τα πειράματά του μεταξύ 1858 και 1866, αλλά ανακαλύφθηκαν χρόνια αργότερα.

Πριν από τη Μέντελ

Πριν από τον Mendel, οι επιστήμονες της εποχής σκέφτηκαν ότι τα σωματίδια (που τώρα γνωρίζουμε ότι είναι τα γονίδια) της κληρονομιάς συμπεριφέρονται σαν υγρά και επομένως είχαν την ιδιότητα ανάμειξης. Για παράδειγμα, αν πιούμε ένα ποτήρι κόκκινο κρασί και το ανακατέψτε με λευκό κρασί, θα λάβουμε ροζέ κρασί.

Ωστόσο, αν θέλαμε να ανακτήσουμε τα χρώματα των γονέων (κόκκινο και λευκό), δεν θα μπορούσαμε. Μία από τις εγγενείς συνέπειες αυτού του μοντέλου είναι η απώλεια της μεταβολής.

Μετά το Mendel

Αυτή η λανθασμένη άποψη της κληρονομιάς απορρίφθηκε μετά την ανακάλυψη των έργων του Mendel, χωρισμένη σε δύο ή τρεις νόμους. Ο πρώτος νόμος ή νόμος διαχωρισμού βασίζεται σε μονοϋβριδικά διαβάσεις.

Στις εμπειρίες με τα μπιζέλια, ο Mendel έκανε μια σειρά μονοϋβριτικών διασταυρώσεων λαμβάνοντας υπόψη επτά διαφορετικούς χαρακτήρες: το χρώμα των σπόρων, την υφή του κορμού, το μέγεθος του στελέχους, τη θέση των λουλουδιών, μεταξύ άλλων.

Οι αναλογίες που προέκυψαν από αυτές τις διασταυρώσεις οδήγησαν τον Mendel να προτείνει την ακόλουθη υπόθεση: στους οργανισμούς υπάρχουν μερικοί "παράγοντες" (τώρα γονίδια) που ελέγχουν την εμφάνιση ορισμένων χαρακτηριστικών. Ο οργανισμός μπορεί να μεταδώσει αυτό το στοιχείο από γενιά σε γενιά διακριτικά.

Παραδείγματα

Στα παρακάτω παραδείγματα θα χρησιμοποιήσουμε την τυπική ονοματολογία της γενετικής, όπου τα κυρίαρχα αλληλόμορφα αναπαρίστανται με κεφαλαία γράμματα και τα υπολειπόμενα με μικρά γράμματα.

Ένα αλληλόμορφο είναι μια εναλλακτική παραλλαγή ενός γονιδίου. Αυτά βρίσκονται σε σταθερές θέσεις στα χρωμοσώματα, που ονομάζονται τόπος.

Έτσι, ένας οργανισμός με δύο αλληλόμορφα που αντιπροσωπεύονται με κεφαλαία γράμματα είναι ένας κυρίαρχος ομόζυγος (ΑΑ, για παράδειγμα), ενώ δύο πεζά γράμματα υποδηλώνουν τον υπολειπόμενο ομόζυγο. Αντίθετα, το ετερόζυθο αντιπροσωπεύεται από το κεφαλαίο γράμμα, ακολουθούμενο από το μικρό γράμμα: Αα.

Σε ετεροζυγώτες, ο χαρακτήρας που βλέπουμε (ο φαινότυπος) αντιστοιχεί στο κυρίαρχο γονίδιο. Ωστόσο, υπάρχουν ορισμένα φαινόμενα που δεν ακολουθούν αυτόν τον κανόνα, που είναι γνωστά ως κυριαρχία και ατελή κυριαρχία.

Φυτά με λευκά και μωβ άνθη: θυγατέρα πρώτης γενιάς

Μια μονοϋβριδική διασταύρωση αρχίζει με την αναπαραγωγή μεταξύ ατόμων που διαφέρουν σε ένα χαρακτηριστικό. Αν πρόκειται για λαχανικά, μπορεί να συμβεί με αυτο-γονιμοποίηση.

Με άλλα λόγια, η διασταύρωση περιλαμβάνει οργανισμούς που διαθέτουν δύο εναλλακτικές μορφές χαρακτηριστικού (κόκκινο έναντι λευκού, υψηλού έναντι χαμηλού, για παράδειγμα). Στα άτομα που συμμετέχουν στην πρώτη διασταύρωση αποδίδεται το όνομα των "παρενθετικών".

Για το υποθετικό μας παράδειγμα θα χρησιμοποιήσουμε δύο φυτά που διαφέρουν στο χρώμα των πετάλων. Ο γονότυπος PP (ομόζυγο κυρίαρχο) καταλήγει σε ένα μωβ φαινότυπο, ενώ η σ (ομόζυγος υπολειπόμενος) αντιπροσωπεύει τον φαινότυπο λευκών λουλουδιών.

Ο γονέας με τον γονότυπο PP θα παράγουν γαμέτες P. Ομοίως, οι γαμετοί του ατόμου σ θα παράγουν γαμέτες σ.

Η ίδια η διασταύρωση περιλαμβάνει την ένωση αυτών των δύο γαμετών, της οποίας η μόνη δυνατότητα απογόνων θα είναι ο γονοτύπος Pp. Επομένως, ο φαινότυπος των απογόνων θα είναι μωβ άνθη.

Ο απόγονος της πρώτης διασταύρωσης είναι γνωστός ως η πρώτη θυγατρική γενιά. Στην περίπτωση αυτή, η πρώτη θυγατρική γενιά σχηματίζεται αποκλειστικά από ετερόζυγους οργανισμούς με μοβ λουλούδια.

Γενικά, τα αποτελέσματα εκφράζονται γραφικά χρησιμοποιώντας ένα ειδικό διάγραμμα που ονομάζεται κουτί Punnett, όπου παρατηρείται κάθε πιθανός συνδυασμός των αλληλομόρφων..

Φυτά με λευκά και μωβ άνθη: θυγατέρα δεύτερης γενιάς

Οι απόγονοι παράγουν δύο τύπους γαμετών: P και σ. Ως εκ τούτου, το ζύγω μπορεί να διαμορφωθεί σύμφωνα με τα ακόλουθα γεγονότα: Αυτό το σπέρμα P συναντήσετε με ένα ωάριο P. Ο ζυγώτης θα είναι ομόζυγος κυρίαρχος PP και ο φαινότυπος θα είναι μοβ λουλούδια.

Ένα άλλο πιθανό σενάριο είναι ότι ένα σπέρμα P βρείτε ένα αυγό σ. Το αποτέλεσμα αυτής της διασταύρωσης θα ήταν το ίδιο εάν ένα σπέρμα σ βρείτε ένα αυγό P. Και στις δύο περιπτώσεις ο προκύπτων γονότυπος είναι ετεροζυγώτης Pp με φαιότυπο μοβ λουλουδιών.

Τέλος, ίσως το σπέρμα σ συναντήσετε με ένα ωάριο σ. Αυτή η τελευταία δυνατότητα περιλαμβάνει ένα ομόζυγο υπολειπόμενο ζύγω σ και θα παρουσιάσει έναν φαινότυπο λευκών λουλουδιών.

Αυτό σημαίνει ότι σε μια διασταύρωση μεταξύ δύο ετερόζυγων λουλουδιών τρία από τα τέσσερα πιθανά περιστατικά που περιγράφονται περιλαμβάνουν τουλάχιστον ένα αντίγραφο του κυρίαρχου αλληλόμορφου. Επομένως, σε κάθε γονιμοποίηση, υπάρχει 3 στις 4 πιθανότητες ότι οι απόγονοι θα αποκτήσουν το αλληλόμορφο P. Και καθώς κυριαρχεί, τα λουλούδια θα είναι μοβ.

Σε αντίθεση, κατά τη διαδικασία της γονιμοποίησης, υπάρχει μια πιθανότητα 1 στα 4 από το ζυγωτό κληρονομούν τα δύο αλληλόμορφα σ που παράγουν λευκά λουλούδια.

Χρησιμότητα στη γενετική

Οι μονοϋβριδικοί σταυροί χρησιμοποιούνται συχνά για να καθιερώσουν σχέσεις δεσπόζουσας θέσης μεταξύ δύο αλληλόμορφων γονιδίου ενδιαφέροντος.

Για παράδειγμα, εάν ένας βιολόγος θέλει να μελετήσει τη σχέση κυριαρχίας που υπάρχει μεταξύ των δύο αλληλόμορφων που κωδικοποιούν για μαύρη ή άσπρη γούνα σε αγέλη κουνελιών, είναι πιθανό να χρησιμοποιήσει τον μονοϋβριδικό σταυρό ως εργαλείο.

Η μεθοδολογία περιλαμβάνει τη διασταύρωση μεταξύ των γονέων, όπου κάθε άτομο είναι ομόζυγο για κάθε χαρακτήρα που μελετάται - για παράδειγμα ένα κουνέλι ΑΑ και ένα άλλο αα.

Εάν ο απόγονος που αποκτάται στην εν λόγω διασταύρωση είναι ομοιογενής και εκφράζει μόνο ένα χαρακτήρα, συμπεραίνεται ότι αυτό το χαρακτηριστικό είναι το κυρίαρχο. Εάν η διασταύρωση συνεχίζεται, τα άτομα της δεύτερης γενιάς θυγατρικών θα εμφανίζονται σε αναλογίες 3: 1, δηλαδή 3 άτομα που παρουσιάζουν το κυρίαρχο χαρακτηριστικό. 1 με το υπολειπόμενο χαρακτηριστικό.

Αυτή η φαινοτυπική αναλογία 3: 1 είναι γνωστή ως "Mendelian" προς τιμήν του ανακαλύπτω της.

Αναφορές

1. Elston, R.C., Olson, J. Μ., & Palmer, L. (2002). Βιοστατική γενετική και γενετική επιδημιολογία. John Wiley & Sons.
2. Hedrick, P. (2005). Γενετική των πληθυσμών. Τρίτη έκδοση. Εκδότες Jones και Bartlett.
3. Μαυροβούνιο, R. (2001). Ανθρώπινη εξελικτική βιολογία. Εθνικό Πανεπιστήμιο της Κόρδοβα.
4. Subirana, J.C. (1983). Διδακτική της γενετικής. Edicions Universitat Barcelona.
5. Thomas, Α. (2015). Εισαγωγή της Γενετικής. Δεύτερη έκδοση. Garland Sciencie, Taylor & Francis Group.