ĢENĒTISKĀ SEGREGĀCIJA: NO KĀ TĀ SASTĀV, UN PIEMĒRS - BIOLOĢIJA - 2025

Ģenētiskā segregācija ir meiosis laikā gēnu sadalījums no vecākiem uz bērniem. Gēnu var definēt kā DNS daļu, kas kodē noteiktu specifisku fenotipu: tas var būt proteīns vai gēns, kas iesaistīts šūnu regulēšanā.

Gēni fiziski atrodas hromosomās, augsti organizētās DNS un olbaltumvielu vienībās, kur tiek glabāta ģenētiskā informācija. Reprodukcijas laikā šie iedzimtie faktori ir jānošķir un jānodod pēcnācējiem.

Gregora Mendela veiktie eksperimenti ļāva mums saprast segregācijas procesu, kas izskaidrots tā labi zināmajos likumos.

No kā tas sastāv?

Ģenētiskā segregācija ir gēnu atdalīšana un nodošana pēcnācējiem un notiek šūnu dalīšanās procesā meiozes ceļā. Šīs koncepcijas pamatā ir hromosomu segregācija.

Mendela pirmais likums

Saskaņā ar segregācijas principu vai pirmo likumu, ko pasludinājis Gregors Mendels, organismiem ir divas alēles noteiktam raksturam.

Alēle ir gēna forma vai variants. Piemēram, hipotētiski mums var būt viena alēle blondiem matiem un otra alēle brūniem matiem. Parasti alēles apzīmē ar lielajiem burtiem dominējošajam, bet mazie - recesīvajiem.

Saskaņā ar pirmo likumu katra gameta (olšūna vai sperma) tās veidošanās procesā saņem vienu vai otru no šīm alēles. Apaugļošanas laikā atkal veidojas diploīds organisms ar vienu alēli, ko saņem no katra vecāka.

Viens no visatbilstošākajiem secinājumiem no šīs pieredzes ir atzīmēt, ka gēni ir diskrētas daļiņas, kas patstāvīgi atdalās no vecākiem uz bērnu.

Pirms Mendela tika apstrādāti kļūdaini iedzimtie principi, un tika uzskatīts, ka gēni uzvedas kā šķidrumi, kas var sajaukties savā starpā, zaudējot sākotnējo mainīgumu.

Mendeles otrais likums

Otrajā eksperimentu kārtā Mendels pētījumam pievienoja vēl vienu morfoloģisko raksturu. Tagad tika šķērsotas personas ar divām īpašībām (piemēram, augi ar apaļām un dzeltenām sēklām, salīdzinot ar augiem ar saburzītām un zaļām sēklām), un viņu pēcnācēji tika saskaitīti.

Pēc datu analīzes Mendels varēja secināt, ka katrs raksturs izturējās neatkarīgi. Šo principu var apkopot šādi: katrs iedzimtais raksturlielums tiek izplatīts neatkarīgi.

Saiknes un segregācijas grupas

Tagad ir zināms, ka Mendels novērtēja rakstzīmes savos eksperimentālajos augos (sēklu raupjums, stumbra augstums utt.), Kas fiziski atradās atsevišķās hromosomās.

Ja loki (gēnu vieta hromosomās) ir blakus vai atrodas blakus hromosomā, tie, visticamāk, atdalīsies kopā tā sauktajā "saišu grupā".

Segregācijas sekas

Kad zigota no vecākiem saņem divas vienādas alēles, organisms ir homozigots pret pētīto raksturu. Ja abas alēles ir dominējošās, to sauc par homozigotu dominējošo un apzīmē AA (vai jebkuru citu burtu, abi ar lielo burtu).

Turpretī, ja abas alēles ir recesīvas, tā ir recesīva homozigota, un to apzīmē ar mazajiem burtiem: aa.

Iespējams arī, ka pēcnācēji manto dominējošo un recesīvo alēli. Šajā gadījumā tas ir heterozigots, un sākumā to norāda ar lielo burtu, kam seko mazais burts: Aa.

Fenotips vai organisma novērojamās īpašības ir atkarīgs no tā genotipa un vides. Ja genotips ir AA vai aa, viņi vienkārši pauž noteikto pazīmi; heterozigotu gadījumā izteiktā īpašība ir tā, ko nosaka dominējošā alēle.

Pēdējais ir taisnība tikai tad, ja dominēšana ir pilnīga; Ir arī citi gadījumi, piemēram, nepilnīga dominējošā stāvokļa vai kodoldrošības gadījumā.

Mejoze

Mejoze ir šūnu dalīšanās parādība, kas notiek organismu dīgļu līnijās, veidojot haploīdas gametas no diploīdām šūnām.

Mejoze sākas ar DNS replikāciju un pēc tam notiek hromosomu segregācijas kārtas, ko sauc par I un II meiozi.

I meioze ir procesa reducējošs solis, šajā posmā notiek pārveidošanās par haploīdām šūnām. Lai to panāktu, homologās hromosomas tiek sapārotas (fāzē) un nejauši sadalītas dažādās šūnās (anafāzē).

Turklāt I meiozes gadījumā notiek process, ko sauc par rekombināciju vai meiotisku krustošanos, kurā notiek ģenētiskā materiāla apmaiņa starp homologo hromosomu hromatidiem, kas nav māsas. Šī iemesla dēļ visas iegūtās gametas atšķiras viena no otras.

Krustošanās laikā parādās reģions, ko sauc par hiasmu, kas satur hromosomas kopā, līdz vārpsta tos atdala.

Ja rekombinācija netiek veikta pareizi, var rasties segregācijas kļūdas, kā rezultātā attīstās organisms ar hromosomu defektiem.

Piemēram, Dauna sindroms rodas nepareizas segregācijas dēļ, kurā ķermenis divdesmit pirmajā pārī veic trīs hromosomas (nevis divas).

Piemērs

Ziedi uz zirņu augiem

Pisum sativum sugas zirņu augiem var būt ziedi ar purpursarkanām ziedlapiņām, un citiem indivīdiem tie var būt balti. Ja tiek šķērsotas divas tīras šo divu variantu līnijas, iegūtajā pirmajā filiāļu paaudzē ir redzami tikai purpursarkani ziedi.

Tomēr baltais raksturs šiem cilvēkiem nav pazudis. Tas nav novērojams, jo to maskē dominējošā alēle, kas saistīta ar purpura krāsu.

Izmantojot iepriekšminēto nomenklatūru, mums ir, ka vecāki ir AA (purpursarkani) un aa (balti).

Pirmās filiāles paaudzi veido tikai augi ar purpursarkaniem ziediem, un, kaut arī fenotipiski tie izskatās tādi paši kā viens no vecākiem (AA), tie atšķiras pēc saviem genotipiem. Visa pirmā paaudze ir heterozigota: Aa.

Šie heterozigotie indivīdi ražo četru veidu gametas: sievietes A un gametas un vīriešu dzimuma A gametas jau identiskās proporcijās.

Lai nodrošinātu, ka alēles parādās pa pāriem un tās izdalās pie meiozes, ir nepieciešams šķērsot heterozigotiski purpursarkanos indivīdus ar indivīdiem, kuriem ir balti ziedi.

Lai arī šķiet, ka tas ir identisks krusts ar sākotnējo, rezultāts ir atšķirīgs: pusei cilvēku ir balti ziedi (genotips aa), bet otrajai pusei ir purpursarkani ziedi (Aa).

Atsauces

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2013). Būtiskā šūnu bioloģija. Garland zinātne.
2. Curtis, H., & Schnek, A. (2008). Kurts. Bioloģija. Panamerican Medical Ed.
3. Griffiths, AJ, Wessler, SR, Lewontin, RC, Gelbart, WM, Suzuki, DT, & Miller, JH (2005). Ievads ģenētiskajā analīzē. Makmillans.
4. Pīrss, BA (2009). Ģenētika: konceptuāla pieeja. Panamerican Medical Ed.
5. Sadava, D., & Purves, WH (2009). Dzīve: bioloģijas zinātne. Panamerican Medical Ed.
6. Thompson, MW, Thompson, MW, Nussbaum, RL, MacInnes, RR, Willard, HF, Peral, JS, and Fernández, MS (1996). Ģenētika medicīnā. Masson.