Негізгі бет

Course: Жоғарғы сынып биологиясы > Unit 5

Lesson 2: Мендельдік емес тұқым қуалау

Бірнеше аллельдер, жартылай доминанттылық және кодоминанттылық

Шын өмірде, гендер көптеген нұсқаларда (аллельдер) жиі кездеседі. Аллельдер әрқашан бір-біріне толық доминантты немесе рецессивті бола бермейді', бірақ олар кодоминанттылық немесе жартылай доминанттылықты көрсете алады.

Кіріспе

Грегор Мендель зерттеулері қарапайым әрі түсінікті болды. Мендельдің бұршақ өсімдіктері туралы жұмысында әрбір ген екі түрлі нұсқада немесе аллельде болды, және бұл аллельдер айқын доминанттылықты көрсетті (өсімдіктің сыртқы түрін анықтау үшін доминантты аллель рецессивті аллельге толығымен басымдылық көрсетті).

Бүгінде біз барлық аллельдердің Мендель тәжірибелеріндегідей оңай әрекет етпейтіндігін білеміз. Мысалы, шын өмірде:

Аллель жұптарында әр түрлі доминанттық қатынастар болуы мүмкін (яғни жұптың бір аллелі екіншісін гетерозиготада толық "жасырмауы" мүмкін).
Популяцияда көбінесе геннің көптеген аллельдері болады.

Бұл жағдайларда ағзаның генотипі немесе аллель жиынтығы оның фенотипін немесе байқалатын ерекшеліктерін анықтайды. Алайда әртүрлі аллельдер бір-бірімен фенотипті анықтау үшін әртүрлі тәсілдермен әрекеттесе алады.

Бұл жағдайда Мендель зерттеген бұршақ гендерінде мұндай күрделі аспектілер байқалмағаны қызық. Егер бұл орын алса, Мендель өзінің тәжірибелерінің нәтижелерін талдай алмай, қазіргі ерекше жағдайларды түсінуге көмектесетін тұқым қуалаушылықтың маңызды принциптерін анықтай алмас еді.

Толық емес доминанттылық

Мендельдің нәтижелері айтарлықтай жаңашыл болды, оның бір себебі ата-аналардың қасиеттері ұрпақтарында тұрақты түрде араласады деген (сол кездегі танымал) идеяға қайшы келді. Алайда кейбір жағдайларда гетерозиготалы организмнің фенотипі оның гомозиготалы ата-аналарының фенотиптерінің қоспасы болуы мүмкін.

Мысалы, арыстан ауыз, Antirrhinum majus, гомозиготалы ақ гүлді өсімдіктен (

C^{W} C^{W}

) және гомозиготалы қызыл гүлді өсімдіктен (

C^{R} C^{R}

) қызғылт гүлді (

C^{R} C^{W}

) ұрпақ шығады. Екі гомозиготалы фенотиптердің аралық гетерозиготалық фенотипін көрсететін байланыстың бұл түрін толық емес доминанттылық деп атайды.

Толық емес доминанттылықжағдайында да будандастыру нәтижелерін болжау үшін біз Мендель моделін қолдана аламыз. Мысалы, қызғылт өсімдіктің өзін-өзі ұрықтандыруы

1

C^{R} C^{R}

:

2

C^{R} C^{W}

:

1

C^{W} C^{W}

генотип қатынасын және

1 : 2 : 1

қызыл:қызғылт:ақ фенотип қатынасын құрайды. Аллельдер толық емес доминанттылық көрсеткен кезде де, тұқым қуалау Мендельдің негізгі ережелері бойынша орын алады.

Кодоминанттылық

Толық емес доминанттылыққа ұқсас кодоминанттылықта да екі аллель бір мезгілде гетерозиготада көрініс табады.

Кодоминанттылықтың мысалын біз адамдардың MN қан топтарынан көре аламыз (АВО қан топтарына қарағанда онша танымал емес, бірақ бәрібір маңызды!). Адамның MN қан тобы оның белгілі бір геннің аллельдерімен анықталады.

L^{M}

аллелі қызыл қан жасушаларының бетінде көрсетілетін M маркерінің болуымен, ал

L^{N}

аллелі сәл өзге N маркерімен анықталады.

Гомозиготалардың (

L^{M} L^{M}

және

L^{N} L^{N}

) қызыл қан жасушаларының бетінде сәйкесінше тек M немесе N маркерлері болады. Алайда, гетерозиготаларда (

L^{M} L^{N}

) жасуша бетінде маркерлердің екі түрі де бірдей мөлшерде кездеседі.

Мендель ережелерін толымсыз доминантты ғана емес, кодоминантты аллельдердің тұқым қуалаушылығын болжау үшін қолдана аламыз. Мысалы, егер

L^{M} L^{N}

генотипі бар екі адам балалы болса, біз балаларынан M, MN және N қан топтары мен

L^{M} L^{M}

L^{M} L^{N}

, және

L^{N} L^{N}

генотиптерін

1 : 2 : 1

қатынасында көреміз деп күткен болар едік (егер олар қатынастарды дәл анықтау үшін бізге жеткілікті бала санын туса!)

Бірнеше аллельдер

Мендельдің жұмысы әр ген үшін тек екі аллель болатындығын болжады. Бірақ қазіргі таңда біз бір геннің тек екі аллелі бола бермейтінін білеміз, тіпті екіден көп аллелі бар гендер жиірек кездеседі! Жеке адамдарда (және барлық диплоидты ағзаларда) белгілі бір ген үшін тек екі аллель болғанымен, популяция деңгейінде көптеген аллельдер болуы мүмкін, сәйкесінше популяциядағы әр түрлі дараларда осы аллельдердің әр түрлі жұптары болуы мүмкін.

Мысал ретінде

C

гені деп аталатын қояндарда жүн түсін анықтайтын генді қарастырайық.

C

гені жалпы төрт аллельде болады:

C

c^{c h}

c^{h}

және

c

$C C$ ‍ қоянының жүні қара немесе қоңыр болады
$c^{c h}$ ‍ $c^{c h}$ ‍ қоянының жүні шиншилла түсті (сұрғылт жүн).
$c^{h} c^{h}$ ‍ қоянының гималайлық өрнегі (түрлі-түсті) бар, денесі ақ және құлақтары, беті, аяғы және құйрығы қара түсті
$c c$ ‍ қояны альбинос, жүні таза ақ.

Сурет: "Characteristics and traits: Figure 5," OpenStax College, Biology-ден (CC BY 3.0).

Бірнеше аллель көптеген мүмкін болатын доминанттылық қатынастарды тудырады. Бұл жағдайда қара

C

аллелі басқаларға толығымен доминантты болады; Шиншилла

c^{c h}

аллелі Гималай

c^{h}

және альбинос

c

аллельдеріне толық емес доминантты; және Гималай

c^{h}

аллелі альбинос

c

аллеліне толықтай доминантты.

Қоян өсірушілер бұл қатынастарды әр түрлі генотиптегі әр түрлі қояндарды шағылыстырып, гетерозиготалық жинақтардың (бала қояндары) фенотиптерін бақылау арқылы анықтады.

Қояндардағы

C

гені шаштардағы меланин деп аталатын пигмент түрін жасау үшін қажет ферментті кодтайды

^{1, 2}

Бұл геннің $C$ ‍ аллелі толығымен функционалды ферментті кодтайды, ол пигменттерді көп мөлшерде жасайды және нәтижесінде қара жүн пайда болады.
$c^{c h}$ ‍ аллелі пигментті аз мөлшерде жасайтын ферментті кодтайды, нәтижесінде ашық, сұрғылт жүн пайда болады.
$c^{h}$ ‍ аллелі ферментті температураға өте сезімтал ететін ақаулы ферментті кодтайды: ол төмен температурада керемет жұмыс істейді, бірақ жоғары температурада мүлдем жұмыс істемейді. Қоянның аяқ-қолдары (табандары, құлақ және т.б.) салқындау, сондықтан фермент сол жерде әсер етіп, пигмент шығарады. Қоян денесінің негізгі бөлігі жылырақ, сондықтан фермент жұмыс істемейді және пигмент түзілмейді.
$c$ ‍ аллелі мүлдем жұмыс істемейтін ферментті кодтайды, нәтижесінде альбинос қоян пайда болады (жүнінде пигмент пайда болмайды).

Қоянды жақсы көретіндерге арналған ескертпе: Қоянның жүнінің түсі

C

генімен ғана емес, бірқатар гендермен анықталады. Мұнда сипатталған

C

аллельдік қатары басқа гендер үшін белгілі бір генетикалық фонды құрайды, ал

C C

генотипі қара қоянға әкеледі.

Атрибуция:

Бұл мақала өзгертілген туынды болып табылады “Characteristics and traits”” OpenStax College, Biology ресурсынан алынған CC BY 3.0. http://cnx.org/contents/185cbf87-c72e-48f5-b51e-f14f21b5eabd@9.85 сайтынан мақалының түпнұсқасын жүктей аласыз.

Өзгертілген мақала CC BY-NC-SA 4.0 лицензиясымен лицензияланған.

Пайдаланылған әдебиеттер:

Coat color in the Himalayan rabbit. (n.d.). Cengage learning-де. http://www.cengage.com/biology/discipline_content/animations/himalayan_rabbit_m.html сайтынан алынды.
Hinkle, Amy. (ақпарат жоқ). Rabbit coat color biochemistry. Amy's rabbit ranch-те. http://www.amysrabbitranch.com/Color%26Genetics/Biochemistry-CoatColor.pdf алынды.

Қосымша сілтемелер:

Blumberg, R. B. (1997). Mendel's paper in English. MendelWeb. http://www.mendelweb.org/Mendel.plain.html ресурсынан алынды.

Coat color photo matrix. (2013, 29 қыркүйек). Green barn farm-де. http://www.gbfarm.org/rabbit/holland-colors-matrix.shtml сайтынан алынды.

Color genetics: The C series. (n.d.) The nature trail-де. http://www.thenaturetrail.com/rabbit-genetics/color-c-series-chinchilla-sable-himalayan-rew/ сайтынан алынды.

Cystic fibrosis transmembrane conductance regulator. (2015, 12 қараша). 2015 жылы 22 қарашада Wikipedia сайтынан алынды: https://en.wikipedia.org/wiki/Cystic_fibrosis_transmembrane_conductance_regulator.

Dominance (genetics). (2015, 3 қараша). 2015 жылы 21 қарашада Wikipedia сайтынан алынды: https://en.wikipedia.org/wiki/Dominance_%28genetics%29.

Fox, Richard R. (1974). Taxonomy and genetics. S. H. Weisbroth, R. E. Flatt, және A. L. Kraus (Eds.), The biology of the laboratory rabbit (6-22). New York, NY: Academic Press.

Orfano, Finn. (2010, 15 желтоқсан). Codominance in genetics: An overview. Bright hub-де. http://www.brighthub.com/science/genetics/articles/99400.aspx сайтынан алынды.

Purves, W. K., Sadava, D., Orians, G. H., and Heller, H. C. (2003). Alleles and their interactions. Life: The science of biology-де (7-шығарылым, 197-199 беттер). Sunderland, MA: Sinauer Associates.

Rabbit color genotypes chart. (n.d.). The nature trail. http://www.thenaturetrail.com/rabbit-genetics/rabbit-color-genotypes-chart/.

Raven, P. H., Johnson, G. B., Mason, K. A., Losos, J. B., және Singer, S.R (2014). Patterns of inheritance. Biology-да (10-шы басылым, АР басылымы, 221-238 бб.). New York, NY: McGraw-Hill

Reece, J. B., Urry, L. A., Cain, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V., және Jackson, R. B. (2011). Mendel and the gene idea. Campbell Biology-да (10-басылым, 267-291 беттер). San Francisco, CA: Pearson.

Sweat test. (2015, 24 қыркүйек). 2015 жылы 22 қарашада Wikipedia сайтынан алынды: https://en.wikipedia.org/wiki/Sweat_test.

Талқылауға қосылғыңыз келе ме?

Кіру

Сұрыптау:

Әзірге посттар жоқ.

Ағылшынша түсінесің бе? Ағылшын тіліндегі Khan Academy сайтында қандай талқылау болып жатқанын білу үшін мына жерге бас.