Генетична сегрегация: какво е това и пример

Генетичната сегрегация е разпределението на гените от родителите към децата по време на процеса на мейоза. Генът може да бъде дефиниран като част от ДНК, която кодира специфичен фенотип: той може да бъде протеин или ген, участващ в клетъчната регулация.

Гените са физически разположени в хромозоми, високоорганизирани структури на ДНК и протеини, където се съхранява генетична информация. По време на възпроизводството тези наследствени фактори трябва да бъдат разделени и предадени на потомците.

Експериментите, проведени от Грегор Мендел, ни позволиха да разберем процеса на сегрегация, обяснен в неговите добре познати закони.

От какво се състои?

Генетичната сегрегация е разделяне и трансфер на гени към потомство и се проявява по време на процеса на клетъчно делене чрез мейоза. Сегрегацията на хромозомите е в основата на тази концепция.

Първият закон на Мендел

Според принципа на сегрегацията или първия закон, описан от Грегор Мендел, организмите имат два алела за определен характер.

Алел е форма или вариант на ген. Например, хипотетично можем да имаме един алел за руса коса и друг алел за кафява коса. Алелите обикновено се обозначават с главни букви за доминиращите и малки букви за рецесивни.

Според първия закон, всеки гамета (яйцеклетка или сперматозоид) в своя процес на формиране получава един или друг от тези алели. По време на оплождането отново се образува диплоиден организъм с алел, получен от всеки родител.

Един от най-важните изводи от този опит е да се отбележи, че гените са дискретни частици, които сегрегират независимо от родителите на децата.

Преди Мендел, грешните наследствени принципи бяха обработени и се смяташе, че гените се държат като течности, които могат да се смесват помежду си, губейки първоначалната вариабилност.

Втори закон на Мендел

Във втория кръг експерименти Мендел добави още един морфологичен характер към изследването. Сега индивиди с две характеристики (например, растения с кръгли и жълти семена срещу растения с набръчкани и зелени семена) бяха кръстосани и тяхното потомство беше преброено.

След като анализира данните, Мендел успява да заключи, че всеки герой се държи самостоятелно. Този принцип може да се обобщи по следния начин: всяка наследствена характеристика се разпределя независимо.

Свързващи групи и групи за сегрегация

Вече е известно, че Мендел е оценявал героите в експерименталните си растения (грапавост на семената, височина на стъблото и т.н.), които физически се намират на отделни хромозоми.

Когато локусите (мястото, заемано от гените в хромозомите) са съседни или съседни на хромозома, е много вероятно те да се сегрегират заедно в така наречената "група на свързване".

Последици от сегрегацията

Когато зиготата получи два равни алела от своите предшественици, организмът е хомозиготен за изучения характер. Ако двата алела са доминиращи, то се нарича доминантна хомозигота и се обозначава като АА (или всяка друга буква, и двете с главни букви).

Обратно, ако и двата алела са рецесивни, то е рецесивна хомозигота и е обозначена с малки букви: аа.

Възможно е потомството да наследи доминиращ и рецесивен алел. В този случай тя е хетерозигота и е обозначена с главна буква в началото, последвана от малка буква: Аа.

Фенотипът или наблюдаваните характеристики на организма зависят от неговия генотип и околната среда. Ако генотипът е АА или аа, те просто изразяват характеристиката, която те определят; в случая на хетерозиготи, изразената черта е тази, която се определя от доминиращия алел.

Последното е вярно само ако доминирането е пълно; има и други случаи, като непълно господство или кодоминация.

смекчен израз

Мейоза е феноменът на клетъчното делене, което се случва в зародишните линии на организмите, за да доведе до хаплоидни гамети от диплоидни клетки.

Мейозата започва с репликация на ДНК, а по-късни кръгове на сегрегация на хромозома, наречена мейоза I и II, се появяват.

Мейоза I е стъпка на редукция на процеса, на този етап настъпва трансформация в хаплоидни клетки. За да се постигне това, хомоложните хромозоми се сдвояват (в профазата) и се разделят на различни клетки (в анафазата) по случаен начин.

В допълнение, при мейоза I възниква процес, наречен рекомбинация или мейотично омрежване, при което се извършва обмен на генетичен материал между несестринските хроматиди на хомоложните хромозоми. Поради тази причина произведените гамети са различни един от друг.

По време на пресичането се появява област, наречена хиазма, която държи хромозомите заедно, докато вретеното ги раздели.

Когато рекомбинацията не се извършва правилно, могат да възникнат грешки в сегрегацията, което води до развитие на организъм с хромозомни дефекти.

Например, синдромът на Даун се появява поради неадекватна сегрегация, при която организмът носи три хромозоми (а не две) в двадесет и една двойка.

пример

Цветя върху граховите растения

Градинските растения от вида Pisum sativum могат да имат цветя с лилави венчелистчета и при други индивиди могат да бъдат бели. Ако се пресекат две чисти линии от тези два варианта, полученото първоначално поколение показва само пурпурни цветя.

Белият характер обаче не е изчезнал при тези индивиди. Той не може да бъде наблюдаван, защото е маскиран от доминиращия алел, който е свързан с лилавия цвят.

Използвайки гореспоменатата номенклатура, имаме, че родителите са АА (лилаво) и аа (бяло).

Първото филиално поколение се състои само от растения с лилави цветя и, въпреки че фенотипно изглеждат като един от техните родители (АА), те се различават по своите генотипи. Цялото първо поколение е хетерозиготно: Aa.

Тези хетерозиготни индивиди произвеждат четири вида гамети: женските гамети А и мъжките гамети А вече са в идентични пропорции.

За да се гарантира, че алелите се появяват по двойки и че те сегрегират при мейоза, е необходимо да се пресекат хетерозиготни лилави индивиди с индивиди, носещи бели цветя.

Въпреки че изглежда кръст, идентичен с първоначалния, резултатът е различен: половината от индивидите имат бели цветя (генотип аа), а другата половина цветя лилаво (Аа).