Μονοϋβριδισμός σε ό, τι αποτελείται και επιλυθεί ασκήσεις



Το μονοϋβριδισμό Αναφέρεται στη διασταύρωση μεταξύ δύο ατόμων που διαφέρουν μόνο σε ένα χαρακτηριστικό. Ομοίως, όταν πραγματοποιούμε διασταυρώσεις μεταξύ ατόμων του ίδιου είδους και όταν μελετάμε την κληρονομιά ενός μόνο χαρακτηριστικού, μιλάμε για μονοϋβριδισμό.

Οι μονοϋβριδικοί σταυροί προσπαθούν να διερευνήσουν τη γενετική βάση των χαρακτήρων που καθορίζονται από ένα μόνο γονίδιο. Τα πρότυπα κληρονομιάς αυτού του τύπου διασταύρωσης περιγράφηκαν από τον Gregor Mendel (1822-1884), έναν εικονικό χαρακτήρα στον τομέα της βιολογίας και γνωστός ως πατέρας της γενετικής.

Με βάση την εργασία του με φυτά μπιζελιού (Pisum sativum), Ο Gregor Mendel διατύπωσε τους γνωστούς νόμους του. Ο πρώτος νόμος του Mendel εξηγεί τα μονοϋβριδικά περάσματα.

Ευρετήριο

  • 1 Από τι συνίσταται;?
    • 1.1 Πρώτος νόμος του Mendel
    • 1.2 Κουτί Punnett
  • 2 Ασκήσεις που επιλύθηκαν
    • 2.1 Πρώτη άσκηση
    • 2.2 Δεύτερη άσκηση
    • 2.3 Τρίτη άσκηση
    • 2.4 Τέταρτη άσκηση
  • 3 Εξαιρέσεις από τον πρώτο νόμο
  • 4 Αναφορές

Από τι συνίσταται;?

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, οι μονοϋδρικές διασταυρώσεις εξηγούνται στον πρώτο νόμο της Mendel, ο οποίος περιγράφεται παρακάτω:

Ο Πρώτος Νόμος του Μέντελ

Σε σεξουαλικούς οργανισμούς υπάρχουν ζεύγη αλληλόμορφων ή ζευγών ομόλογων χρωμοσωμάτων, τα οποία διαχωρίζονται κατά τη διάρκεια του σχηματισμού των γαμετών. Κάθε γαμέτα λαμβάνει μόνο ένα μέλος του εν λόγω ζεύγους. Ο νόμος αυτός είναι γνωστός ως "νόμος διαχωρισμού".

Με άλλα λόγια, η μεΐωση εξασφαλίζει ότι κάθε γαμέτα περιέχει αυστηρά ένα ζεύγος αλληλόμορφων (παραλλαγές ή διαφορετικές μορφές γονιδίου) και είναι εξίσου πιθανό ότι ένα γαμέτα περιέχει οποιαδήποτε από τις μορφές του γονιδίου.

Ο Mendel κατάφερε να διατυπώσει αυτόν τον νόμο κάνοντας σταυρούς αγνών φυλών φυτών μπιζελιού. Ο Mendel ακολούθησε την κληρονομιά αρκετών ζευγαριών αντιθέτων χαρακτηριστικών (μοβ λουλούδια έναντι λευκών λουλουδιών, πράσινων σπόρων προς σπορά έναντι κίτρινων σπόρων, μακριών στελεχών έναντι βραχέων στελεχών) για αρκετές γενιές.

Σε αυτούς τους σταυρούς, ο Mendel μετρούσε τους απογόνους κάθε γενιάς, επιτυγχάνοντας έτσι αναλογίες ατόμων. Τα έργα του Mendel κατάφεραν να δημιουργήσουν ισχυρά αποτελέσματα, καθώς εργάστηκε με σημαντικό αριθμό ατόμων, περίπου μερικές χιλιάδες.

Για παράδειγμα, σε μονοϋβριδικές διασταυρώσεις ομαλών στρογγυλών σπόρων με τσαλακωμένους σπόρους, η Mendel έλαβε 5474 ομαλά στρογγυλά σπόρους και 1850 ζαρωμένους σπόρους.

Ομοίως, οι σταυροί κίτρινων σπόρων με πράσινους σπόρους δίνουν έναν αριθμό 6022 κίτρινων σπόρων και των πράσινων σπόρων του 2001, δημιουργώντας έτσι ένα σαφές μοτίβο 3: 1.

Ένα από τα σημαντικότερα συμπεράσματα αυτού του πειράματος ήταν να υποθέσουμε την ύπαρξη διακριτών σωματιδίων που μεταδίδονται από τους γονείς στα παιδιά. Επί του παρόντος, αυτά τα σωματίδια κληρονομικότητας ονομάζονται γονίδια.

Κουτί Punnett

Αυτή η εικόνα χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά από τον γενετιστή Reginald Punnett. Πρόκειται για μια γραφική απεικόνιση των γαμετών των ατόμων και όλων των πιθανών γενότυπων που μπορεί να προκύψουν από τη διάσχιση του ενδιαφέροντος. Πρόκειται για μια απλή και γρήγορη μέθοδο επίλυσης διαβάσεων. 

Επιλυμένες ασκήσεις

Πρώτη άσκηση

Στη μύγα καρπών (Drosophila melanogaster) το γκρι χρώμα του αμαξώματος κυριαρχεί (D) πάνω από το μαύρο χρώμα (d). Εάν ένας γενετιστής κάνει μια διασταύρωση μεταξύ μιας ομόζυγης κυρίαρχης (DD) και μιας υπολειπόμενης ομοζυγωτίας (dd), ποια θα είναι η πρώτη γενιά ατόμων;?

Απάντηση

Το κυρίαρχο ομόζυγο άτομο παράγει μόνο γαμέτες D, ενώ το υπολειπόμενο ομόζυγο παράγει επίσης ένα μόνο είδος γαμετών, αλλά στην περίπτωσή τους είναι d.

Με τη γονιμοποίηση, όλοι οι σχηματισμένοι ζυγωτοί θα έχουν τον γονότυπο Dd. Όσο για τον φαινότυπο, όλα τα άτομα θα είναι γκρι-σώμα, αφού το D είναι το κυρίαρχο γονίδιο και καλύπτει την παρουσία του d στο ζυγώτη.

Ως συμπέρασμα έχουμε ότι το 100% των ατόμων της F1 θα είναι γκρίζα.

Δεύτερη άσκηση

Ποιες αναλογίες προκύπτουν από τη διέλευση της πρώτης γενιάς μυγών από την πρώτη άσκηση?

Απάντηση

Όπως καταφέραμε να συμπεράνουμε, οι μύγες του F1 κατέχουν τον γονότυπο Dd. Όλα τα προκύπτοντα άτομα είναι ετερόζυγα για αυτό το στοιχείο.

Κάθε άτομο μπορεί να παράγει γαμέτες D και d. Σε αυτή την περίπτωση, η άσκηση μπορεί να λυθεί χρησιμοποιώντας το κουτί Punnett:

Στη δεύτερη γενιά των μύγων επανεμφανίζονται τα χαρακτηριστικά των παρενθέσεων (μύγες με μαύρο σώμα) που φαινόταν να έχουν «χαθεί» στην πρώτη γενεά.

Λάβαμε το 25% των μύγες με τον ομόζυγο κυρίαρχο γονότυπο (DD), του οποίου ο φαινότυπος είναι γκρίζος οργανισμός. 50% των ετεροζυγωτικών ατόμων (Dd), όπου ο φαινότυπος είναι επίσης γκρίζος. και ένα άλλο 25% των ομόζυγων υπολειπόμενων (dd) ατόμων, με ένα μαύρο σώμα.

Αν θέλουμε να το δούμε με αναλογίες, η διέλευση των ετεροζυγώτων οδηγεί σε 3 γκρι άτομα έναντι 1 μαύρων ατόμων (3: 1).

Τρίτη άσκηση

Σε μια συγκεκριμένη ποικιλία από τροπικό ασήμι, μπορείτε να διακρίνετε ανάμεσα σε τσαλακωμένα φύλλα και λείες φύλλα (χωρίς μουστάκια, μονόχρωμα).

Ας υποθέσουμε ότι ένας βοτανολόγος διασχίζει αυτές τις ποικιλίες. Τα φυτά που προέκυψαν από την πρώτη διασταύρωση αφέθηκαν να αυτο-γονιμοποιήσουν. Το αποτέλεσμα της δεύτερης γενιάς ήταν 240 φυτά με στίγματα και 80 φυτά με λεία φύλλα. Ποιος ήταν ο φαινότυπος της πρώτης γενιάς?

Απάντηση

Το βασικό σημείο για την επίλυση αυτής της άσκησης είναι να πάρει τους αριθμούς και να τους φέρει σε αναλογίες, διαιρώντας τους αριθμούς ως εξής 80/80 = 1 και 240/80 = 3.

Επιδεικνύεται από το μοτίβο 3: 1, είναι εύκολο να συμπεράνουμε ότι τα άτομα που έδωσαν τη δεύτερη γενιά ήταν ετερόζυγα και φαινοτυπικά κατείχαν τα στίγματα.

Τέταρτη άσκηση

Μια ομάδα βιολόγων μελετά το χρώμα της γούνας των κουνελιών του είδους Oryctolagus cuniculus. Προφανώς, το χρώμα της γούνας καθορίζεται από έναν τόπο με δύο αλλήλια, Α και α. Το αλληλόμορφο Α κυριαρχεί και το a είναι υποχωρητικό.

Ποιο γονότυπο θα έχουν τα άτομα που προκύπτουν από τη διέλευση ενός ομοζυγούς υπολειπόμενου ατόμου (αα) και ενός ετεροζυγώτη (Αα);?

Απάντηση

Η μεθοδολογία που ακολουθείται για την επίλυση αυτού του προβλήματος είναι η εφαρμογή του κουτιού Punnett. Τα ομόζυγα υπολειπόμενα άτομα παράγουν μόνο γαμέτες α, ενώ το ετερόζυγο παράγει γαμέτες Α και α. Γραφικά μοιάζει με αυτό:

Ως εκ τούτου, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι το 50% των ατόμων θα είναι ετερόζυγα (Aa) και το άλλο 50% θα είναι ομόζυγο υπολειπόμενο (αα).

Εξαιρέσεις από τον πρώτο νόμο

Υπάρχουν ορισμένα γενετικά συστήματα στα οποία τα ετερόζυγα άτομα δεν παράγουν ίσες αναλογίες δύο διαφορετικών αλληλίων στους γαμέτες τους, όπως προβλέπεται από τις αναλογίες Mendelian που περιγράφηκαν προηγουμένως..

Αυτό το φαινόμενο είναι γνωστό ως στρέβλωση του διαχωρισμού (ή μειοτική κίνηση). Ένα παράδειγμα αυτού είναι τα εγωιστικά γονίδια, τα οποία παρεμβαίνουν με τη λειτουργία άλλων γονιδίων που επιδιώκουν να αυξήσουν τη συχνότητά τους. Σημειώστε ότι το εγωιστικό στοιχείο μπορεί να μειώσει τη βιολογική αποτελεσματικότητα του ατόμου που το μεταφέρει.

Στο ετερόζυθο το εγωιστικό στοιχείο αλληλεπιδρά με το φυσιολογικό στοιχείο. Η εγωιστική παραλλαγή μπορεί να καταστρέψει κανονικά ή να εμποδίσει τη λειτουργία της. Μια από τις άμεσες συνέπειες είναι η παραβίαση του πρώτου νόμου του Mendel.

Αναφορές

  1. Barrows, Ε. Μ. (2000). Παραπομπή αναφοράς συμπεριφοράς των ζώων: λεξικό συμπεριφοράς των ζώων, οικολογία και εξέλιξη. CRC press.
  2. Elston, R.C., Olson, J. Μ., & Palmer, L. (2002). Βιοστατική γενετική και γενετική επιδημιολογία. John Wiley & Sons.
  3. Hedrick, P. (2005). Γενετική των πληθυσμών. Τρίτη έκδοση. Εκδότες Jones και Bartlett.
  4. Μαυροβούνιο, R. (2001). Ανθρώπινη εξελικτική βιολογία. Εθνικό Πανεπιστήμιο της Κόρδοβα.
  5. Subirana, J.C. (1983). Διδακτική της γενετικής. Edicions Universitat Barcelona.
  6. Thomas, Α. (2015). Εισαγωγή της Γενετικής. Δεύτερη έκδοση. Garland Sciencie, Taylor & Francis Group.