Dominējošā gēns ir viens atbildīgs definējot "dominējošo" raksturojumu fenotipu indivīdiem. Termins "fenotips" atbilst visu to raksturlielumu kopumam, kurus var novērot, izmērīt un kvantitatīvi noteikt dzīvā organismā. Īpašība, kas izteikta no dominējošā gēna, būs tā, ko visbiežāk var novērot noteiktā populācijā.
Piemēram, grizli lāču populācijās tumši brūnās kažokādas iegūst no dominējošā gēna ekspresijas, savukārt sarkanbrūnas kažokādas iegūst no recesīvā gēna ekspresijas. Tādēļ lāču populācijās daudz biežāk novēro indivīdus ar brūnu kažokādu nekā sarkanīgu krāsu.
Dominējošo gēnu piemērs: Grizzly lāča tumši brūnā kažokāda (Avots: Gregorijs "Slobirdr" Smith, izmantojot Wikimedia Commons)
Apzīmējumu "dominējošais" fenotipu klasifikācijas kontekstā pirmo reizi izmantoja mūks Gregors Mendels 1856. gadā, aprakstot savu darbu ar zirņu augiem. Mendels ir pazīstams kā mūsdienu ģenētikas tēvs.
Mendels noteica, ka purpursarkanā fenotips zirņu ziedos dominēja pār balto fenotipu. To viņš ievēroja, krustojot purpursarkanu ziedu zirņu augus ar baltziedu augiem.
Tas, ko Mendels nevarēja noteikt, bija tas, ka šis dominējošais purpura fenotips bija cēlies no dominējošā gēna.
Ģenētiskie principi
Mendels savos eksperimentos novēroja, ka fenotipus pārnēsā "faktori", kas katrā indivīdā tika atrasti pa pāriem. Šie "faktori" tagad ir pazīstami kā gēni, kas var būt dominējoši vai recesīvi.
Gēni ir iedzimtības pamatvienības. Pirms mūsu laika vārds "gēns" tika izmantots, lai apzīmētu DNS segmentu, kas saturēja informāciju, kas nepieciešama olbaltumvielu kodēšanai. Tomēr šodien ir zināms, ka tas ir daudz vairāk.
Mendela eksperimentos vienam no augiem, kas darbojās kā vecāki, bija divi dominējošie gēni, tikmēr otram augam, ar kuru tas šķērsoja, bija divi recesīvi gēni; citiem vārdiem sakot, Mendels strādāja ar dominējošiem un recesīviem homozigotiem (homo = vienādi) augiem.
Kad šis pētnieks veica vecāku krustus un ieguva pirmās paaudzes (F1), visi iegūtie augi bija heterozigoti (hetero = atšķirīgi), tas ir, katrs indivīds mantoja vienu gēnu no katra vecāku tipa, vienu dominējošo un vienu recesīvo. .
Tomēr visiem augiem, kas pieder F1 populācijai, bija purpursarkanie ziedi, kas šodien, kā zināms, ir saistīts ar purpura pārsvaru pār balto.
Šo "dominance" parādību Gregors Mendels interpretēja tā, ka viena no fenotipa noteicošajiem "faktoriem" maskēja otra izpausme.
Studiju metodes
Pašlaik dominējošo gēnu izpētes metode sastāv no krustojumiem starp vienas sugas indivīdiem, jo, ievērojot Mendela mantojuma likumus, gēni var uzrādīt alternatīvas formas, kas ietekmē fenotipu.
Mendels alternatīvās gēna formas (katrai morfoloģiskajai pazīmei) nosauca par " alēles ". Alēles var konfigurēt ziedu krāsu, sēklu formu, lapu formas, pelēcīga lāča kažokādas krāsu un pat cilvēku acu krāsu (kā arī daudzas citas īpašības, kuras mēs neredzam). ).
Cilvēkiem un lielākajai daļai dzīvnieku katru mantojumā pārnesto īpašību kontrolē divas alēles, jo tie ir diploīdi organismi. Diploīdais nosacījums ir tāds, ka visām šūnām ir divi autosomālu hromosomu komplekti.
Hromosomas ir olbaltumvielu un nukleīnskābju struktūras, kurās atrodama lielākā daļa indivīdu ģenētiskās informācijas. Tās ir labi organizētas struktūras un skaidri redzamas tikai šūnu mitozes (dalīšanās) laikā.
Personas, kas reproducē populācijā, darbojas kā "nesēji", kas "iemūžina" dažādas alēles (dominējošos un recesīvos gēnus), kuras var atrast šīs populācijas hromosomās.
Faktori, kas ietekmē ģenētisko dominanti
Ne visas pazīmes, kas ir atkarīgas no dominējošajiem gēniem, precīzi seko Mendela atklātajam mantojuma modelim. Daudzos gēnos dominē nepilnīgi, tas nozīmē, ka heterozigotiem indivīdiem ar šiem gēniem iegūtais fenotips ir starpposms.
Tā piemērs ir neļķes. Neļķes, kurām ir divi baltā krāsas gēni, izsaka balto krāsu. Tomēr neļķes, kas satur gēnus baltajai un sarkanai krāsai, izsaka krāsu, kas iegūta no abām alēlēm, tas ir, tās ir sārtas.
Nepilnīgas dominēšanas piemērs (Avots: Sciencia58, izmantojot Wikimedia Commons)
Vēl viena ļoti bieža variācija ir ģenētiskā kodomance. Ja indivīds ir heterozigots (kam ir recesīvs gēns un dominējošais gēns), viņš pauž iezīmes, kas iegūtas no abiem gēniem.
Tas ir gadījumā ar cilvēku asins grupām. O asins tipa gēni ir recesīvi, A un B asins tipa gēni ir kodificējoši. Tāpēc A un B gēni dominē pār O tipa gēnu.
Tādējādi personai, kas manto A alēles un B alēles, ir AB tipa asins grupa.
Piemēri
Parasti dominējošo gēnu fenotipa produkts ir divreiz biežāks nekā recesīvo gēnu fenotipi, jo, analizējot fenotipa pazīmes kā vienu gēnu, mēs iegūstam, ka:
Dominējošais gēns + Dominējošais gēns = Dominējošais fenotips
Dominējošais gēns + recesīvs gēns = Dominējošais fenotips
Recesīvs gēns + Recesīvs gēns = Recesīvs fenotips
Tomēr populācijā ar ļoti augstām frekvencēm var būt recesīvi gēni.
Acu krāsa ir dominējošo un recesīvo gēnu piemērs. Cilvēki ar gaišu acu fenotipu ir recesīvo gēnu produkts, savukārt cilvēki ar tumšu acu fenotipu ir dominējošo gēnu produkts.
Skandināvijā lielākajai daļai cilvēku ir gaišas acis, tāpēc mēs sakām, ka recesīvi gēni gaišām acīm ir daudz biežāki un izplatītāki nekā tumšo acu krāsu dominējošie gēni.
Dominējošās alēles nav labākas par recesīvajām alēlēm, taču tām var būt ietekme uz indivīdu piemērotību (reproduktīvo efektivitāti).
Atsauces
- Anreiters, I., Sokolowski, HM, & Sokolowski, MB (2018). Gēnu - vides mijiedarbība un individuālās atšķirības uzvedībā. Prāts, smadzenes un izglītība, 12 (4), 200–211.
- Griffiths, AJ, Millers, JH, Suzuki, DT, Lewontin, RC un Gelbart, WM (2000). Mendela eksperimenti. Ievadā ģenētiskajā analīzē. 7. izdevums. WH Freeman.
- Herrera - Estrella, L., De Block, M., Messens, EHJP, Hernalsteens, JP, Van Montagu, M., & Schell, J. (1983). Kimērie gēni kā dominējošie selektīvie marķieri augu šūnās. EMBO žurnāls, 2 (6), 987–995.
- Mendels, G. (2015). Eksperimenti klostera dārzā. Amerikāņu zoologs, 26 (3), 749-752.
- Nakagawa, Y., un Yanagishima, N. (1981). Recesīvi un dominējošie gēni, kas kontrolē inducējamu seksuālo aglutināciju Saccharomyces cerevisiae. Molekulārā un vispārējā ģenētika MGG, 183 (3), 459–462