Gregor Mendel – osoba, którą nazywamy
„ojcem”. Czego? Podobnie jak Pitagoras jest znany pod mianem "ojca
matematyki", tak Mendel jest ojcem GENETYKI. Żył w XIX w. w Czechach.
Wstąpił do klasztoru, zaszedł wysoko w hirarahii, bo został nawet opatem zakonu
augustianów w Brnie. Zajęcia zakonników, jak wiemy, nie należą do
najrozmaitszych, poza modlitwą, do codziennych zajęć należało też ogrodnictwo.
Jest to niesamowite, ale przez setki lat istnienia rolnictwa nikt nie zauważył
pewnej zależności, która stała się podstawą genetyki… Do tego czasu sądzono, że
cechy organizmów potomnych są mieszanką cech rodzicielskich. Mendel jednak
zauważył, że jest kompletnie inaczej. Swoje badania przeprowadzał na sadzonkach grochu
zwyczajnego. Groch o tyle nadawał się do jego badań, ponieważ: A - łatwo go
krzyżować, B - wiele jego cech dziedziczonych jest w sposób, jaki opiszemy
poniżej... Krzyżując ze sobą rośliny o kwiatach czerwonych z białymi otrzymywał
zaskakujące wyniki. W pierwszym pokoleniu nigdy nie występował kolor biały, w
drugim już tak. Kolor biały przejawiał się w pierwszym pokoleniu natomiast
jedynie po skrzyżowaniu dwóch roślin o kwiatach białych, a w jednym przypadku -
dwóch roślin o kwiatach czerwonych. Mendel widząc tę zależność musiał wyhodować
osobniki czystej linii, czyli takich, u których dana cecha przez
pokolenia pozostawała niezmienna. Aby to zrozumieć, musimy zapoznać się z
kilkoma nowymi pojęciami, bo bez nich będzie ciężko cokolwiek więcej
dopowiedzieć:
- allele – są
to wersje jednego genu, np. kolor kwiatów (czerwony lub biały).
Wyróżniamy:
- allel
dominujący – silniejszy allel; „dominuje”, „przeważa”
nad allelem recesywnym
- allel
recesywny – słabszy allel, zagłuszany przez allel
dominujący
Organizm potomny dziedziczy od dwóch organizmów potomnych po jednym allelu. Zatem każdy organizm ma dokładnie 2
allele danego genu. Pod tym względem poznamy kolejne ważne pojęcia:
1. homozygota –
organizm, który ma 2 jednakowe allele; może być:
- homozygota
recesywna – zawierająca 2 allele recesywne
- homozygota
dominująca – zawierająca 2 allele dominujące
2. heterozygota –
organizm o 2 różnych allelach - jednym dominującym i jednym
recesywnym.
Dla ułatwienia komunikacji
przyjmijmy, że pokolenie rodzicielskie (oznaczamy literą P - od ang parent)
oraz pokolenie potomne (oznaczamy kolejno F1 i F2 - z ang.
filial)
Jak to zapamiętać? Najprościej od
słowa homo- i hetero- dosyć jednoznacznie kojarzą nam się z seksualnością. HOMO
znaczy tyle co taki sam (w podanym przeze mnie przykładzie są
to osoby JEDNAKOWEJ płci), a HETERO znaczy różny, obcy, odmienny,
przeciwstawny (osoby o płci PRZECIWNEJ). To samo dotyczy homozygot i
heterozygot.
Dobra, pojęcia znamy, ale są to dosyć
książkowe definicje. Najprościej mówiąc: allel dominujący DOMINUJE, jak sama
nazwa mówi. Dominujący allel daje dominującą cechę.
Gdy będziemy mieć allele koloru kwiatów (czerwonych lub białych), to kolor
czerwony jest mocniejszy, DOMINUJE nad białym. Czerwony jest cechą dominującą,
to i kwiaty będą... CZERWONE! Jeżeli chociaż tylko jeden z alleli będzie
dominujący (czerwony). Jeżeli będziemy mieć dwa allele dominujące (czerwone),
to oczywiste, że kolor kwiatów będzie czerwony. Kiedy zatem biały? Skoro kolor
biały jest cechą recesywną - czyli jest dominowany przez czerwień, to nie może
nic go dominować - tak więc kwiaty białe będą TYLKO te zawierające DWA allele
RECESYWNE!
Prościej się wytłumaczyć tego
niestety nie da. Skoro już jarzycie o co chodzi, to przeanalizujemy teraz jak
to wygląda w praktyce:
Zazwyczaj allel dominujący oznaczamy
dużą literą alfabetu, a allel recesywny małą literą. Jest to kompletnie
obojętne jakiej litery użyjemy, najprościej zaczniemy od litery "a".
Homozygota recesywna (czyli z dwoma allelami recesywnymi) będzie miała genotyp:
aa, homozygota dominująca (z dwoma allelami dominującymi): AA, a heterozygota
(o dwóch różnych allelach): Aa. Podobnie jak kolor kwiatów grochu, ich wzrost,
barwa strąków, nasion a nawet ich powierzchnia (chropowata lub gładka) są
uwarunkowane przez allele, dlatego ta roślina była wykorzystywana przez Mendla,
a obecnie również tłumaczy się na niej podstawy genetyki we wszystkich
podręcznikach.
1.
Homozygota dominująca x homozygota
recesywna
Teraz dowiemy się dlaczego w sklepie możemy
kupić zieloną lub żółtą fasolkę, jest to tak samo jak z kolorami kwiatów. Niech
b oznacza zielony kolor strąków (czyli cechę recesywną), natomiast B niech
warunkuje żółtą barwę (czyli cechę dominującą). Kolor zielony ujawnia się
tylko wtedy, gdy występują dwa allele b i nie dominuje ich allel B. Żółty
natomiast, jeżeli chociaż jeden z nich jest dominujący – B. Krzyżując homozygotę recesywną (zieloną) z homozygotą dominującą (żółtą),
cecha recesywna nigdy nie ujawni się w pokoleniu F1. Zawsze powstaną tylko i
wyłącznie strąki żółte, a wszystkie rośliny z pokolenia będą heterozygotami.
Ten przykład najczęściej jest podawany w podręcznikach. Dlaczego? Zapraszam
dalej...
2.
Heterozygota x heterozygota
Krzyżujemy teraz dwa osobniki powstałe z poprzedniego
przykładu (pokolenie F1). I cała magia genetyki tkwi tutaj - u 1/4 osobników pokoleniu F2 ujawnia
nam się kolor zielony! Przypomnijmy - kolor zielony (recesywny) ujawni się
tylko wtedy, gdy będzie biał genom: bb. Pozostałe rośliny z tego pokolenia mają
dodatkowo genomy: Bb oraz BB - czyli wszystkie możliwe.
3.
Krzyżówka testowa
(przypadek
homozygota recesywna x heterozygota)
Jak jednak
odróżnić heterozygotę od homozygoty dominującej? Oba osobniki będą identyczne
pod daną cechą. Musimy wykonać krzyżówkę testową. Polega ona na
skrzyżowaniu osobnika o niewiadomym genomie z homozygotą recesywną. Czym
okazuje się być nasza roślinka-zagadka? Otóż w następnym pokoleniu
potomnym F1 powstanie tyle samo fasoli o zielonych, co żółtych strąkach. W
tym momencie możemy już domyślić się genomu rośliny o żółtych
strąkach... Stosunek w następnym pokoleniu strąków zielonych do żółtych
wyniósł 1:1, co wskazuje, że nasza tajemnicza roślina była heterozygotą. A co
gdyby byłą homozygotą dominującą? Powtórzyłby się wynik z naszej pierwszej
krzyżówki, czyli w tym pokoleniu zielony kolor strąków nie ujawniłby się.
4.
Homozygota recesywna x homozygota recesywna
I pozostały tylko najprostsze przykłady. Jeżeli krzyżujemy
dwie homozygoty, niezależnie czy recesywne lub dominujące, to genom całego
pokolenia będzie identyczny jak osobników rodzicielskich. Tutaj zestawiłem dwie
homozygoty recesywne.
5.
Homozygota dominująca x homozygota dominująca
A tutaj dwie homozygoty
dominujące.
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz