არასრული დომინირება: განმარტება, განმარტება და მაგალითი

მოწინავე ორგანიზმები, როგორიცაა ცხოველები, მიიღებენ გენების ორ ნაკრს, თითო ნაკრები თითოეული მშობლისგან. მიუხედავად იმისა, რომ საერთო გენეტიკური კოდი იგივეა, მშობლებს ხშირად აქვთ ერთი და იგივე გენის სხვადასხვა ვერსია. შედეგად, მემკვიდრეობით მიღებული გენეტიკური კოდი შეიძლება შეიცავდეს ორი ვერსიის ასლებს; ერთი შეიძლება იყოს დომინანტი ხოლო სხვა შეიძლება იყოს რეცესიული.

როდესაც ცალკეული გენი წარმოქმნის ორგანიზმში კონკრეტულ ნიშანს, მენდელიანის მემკვიდრეობა მოქმედებს წესები. ისინი პირველად ავსტრიელმა ბერმა შემოგვთავაზა გრეგორ მენდელი მე -19 საუკუნეში და დეტალურად, თუ როგორ ხდება მემკვიდრეობით მიღებული ცალკეული გენების მიღება რამდენიმე მარტივი წესით. მენდელი მუშაობდა ბარდის მცენარეებთან და განსაზღვრავდა დომინანტურ და რეცესიულ ალელებს.

ორგანიზმის მახასიათებლების უმეტესობას ერთი გენი არ აწარმოებს. ამის ნაცვლად, მრავალი გენი ახდენს გავლენას მახასიათებელ მახასიათებელზე და ზოგი გენი მოქმედებს ორგანიზმის რამდენიმე ნიშანზე. რადგან მენდელის მარტივი წესები არ გამოიყენება ასეთ შემთხვევებში, არამენდელიანური მემკვიდრეობა

გრეგორ მენდელის ნამუშევარი ბარდის მცენარეებთან ფოკუსირებული იყო დამკვირვებელ მახასიათებლებზე, როგორიცაა ყვავილის ფერი და ტოტის ფორმა. მენდელმა სცადა დაედგინა, რა გენებში წარმოიქმნებოდა მეწამული და თეთრი ყვავილები და ბარდის მცენარის სხვა ნიშნები. მან აირჩია თვისებები, რომლებიც ძირითადად გამოწვეულია ერთი გენით; შედეგად, მან შეძლო მემკვიდრეობის ახსნა მარტივი სიტყვებით.

მისი ძირითადი დასკვნები შემდეგი იყო:

• თითოეულ ორგანიზმს აქვს გენის ორი ვარიანტი.
• თითოეული მშობელი ხელს უწყობს ერთ ვერსიას.
• თუ ორი ვარიანტი ერთნაირია, ორგანიზმი გამოავლენს შესაბამის თვისებას.
• თუ ორი ვერსია განსხვავებულია, ორგანიზმი დომინანტურ თვისებას გამოავლენს.

მედელის მემკვიდრეობაში მშობლებისგან მემკვიდრეობით მიღებულ ორ გენურ ვარიანტს უწოდებენ ალელები. ალელები შეიძლება იყოს დომინანტი ან რეცესიული. ინდივიდს, რომელსაც ჰყავს ერთი ან ორი დომინანტური ალელები ექნება დომინანტური გენის კოდირებული თვისება.

ორი ადამიანისთვის რეცესიული ალელები, რეცესიული თვისება გამოჩნდება. მენდელის თანახმად, ცალკეული გენების და მათი ალელების არსებობა ან არარსებობა განმარტავს, რომელი თვისებები გამოვლინდა ბარდის მცენარეებში.

მენდელამდე მეცნიერთა უმეტესობა ფიქრობდა, რომ თვისებები გადაეცემოდა ა მშობლების თვისებების ნაზავი. პრობლემა ის იყო, რომ ხშირად ბავშვებს არ ჰქონდათ ისეთი ნარევი, როგორიცაა ცისფერთვალა მშობლისა და ყავისფერი თვალების მშობლის მიერ ცისფერთვალება ბავშვის გაჩენა.

მენდელმა შემოგვთავაზა, რომ თვისებები დომინანტური ალელის არსებობის ან არარსებობის შედეგი იყო. მისი თეორია კვლავ გამოიყენება ერთი გენის მიერ წარმოქმნილი თვისებებისათვის.

მაგალითად, მენდელმა დაამტკიცა, რომ ბარდის მცენარეები მოკლე და გრძელი მშობლით არ აწარმოებენ საშუალო სიგრძის მცენარეებს, არამედ მხოლოდ მოკლე ან გრძელი მცენარეები. მცენარეებს, რომლებსაც ჰყავდათ ერთი მშობელი გლუვი და ერთი მშობელი ნაოჭებით, არ გამოიმუშავეს ოდნავ დანაოჭებული ძირები, არამედ ან ნაოჭებიანი ან გლუვი ძირები.

Იყო თვისებების ნარევი არ არის.

ნიშან-თვისებების უმეტესობას მრავალი გენი აწარმოებს. მაგალითად, არსებობს მრავალი მცენარე სიგრძის დიაპაზონით, არა მხოლოდ მოკლე და გრძელი მცენარეები. როდესაც მოკლე და გრძელი მცენარე შუალედური მცენარის წარმოქმნას გულისხმობს, ეს მრავალი გენის გავლენის ან დომინანტი გენის სრული დომინირების არარსებობის გამო უნდა მოხდეს.

ამ სახის მემკვიდრეობას არამენდელიური მემკვიდრეობა ეწოდება.

ორგანიზმის გენების საერთო კოლექცია არის გენოტიპი ხოლო გენოტიპის მიერ წარმოქმნილი დაკვირვებადი ნიშნების კრებულს ეწოდება ფენოტიპი. ფენოტიპები ემყარება გენოტიპს, მაგრამ მათზე გავლენა შეიძლება იქონიონ გარემო ფაქტორებმა და ორგანიზმის ქცევამ.

მაგალითად, მცენარეს შეიძლება ჰქონდეს მაღალი და ბუჩქოვანი ზრდის გენოტიპი, მაგრამ თუ ის იზრდება ღარიბ ნიადაგში, ის შეიძლება მაინც იყოს მცირე და იშვიათი.

ორგანიზმები, რომლებსაც აქვთ ორი დომინანტი ან ორი რეცესიული ალელი, არიან ჰომოზიგოტური ამ გენისთვის, ხოლო ის, ვისაც აქვს დომინანტი და რეცესიული ალელი ჰეტეროზიგოტური. ეს მნიშვნელოვანი ხდება არამენდელური მემკვიდრეობის პირობებში, რადგან ჰომოზიგოტურ ორგანიზმებს აქვთ ორი დომინანტური ან რეცესიული ალელის გენის მკაფიო გამოხატვა და აჩვენებენ შესაბამის ფენოტიპს.

დომინანტური და რეცესიული ალელის მქონე ჰეტეროზიგოტურ ორგანიზმებში დომინანტური / რეცესიული ურთიერთობა შეიძლება არ იყოს სრული და ორივე ალელი შეიძლება განსხვავებული ხარისხით იყოს გამოხატული.

გენოტიპის გარდა, ფაქტორები, რომლებიც გავლენას ახდენენ ფენოტიპზე, მოიცავს შემდეგს:

• ხელმისაწვდომი რესურსები, როგორიცაა საკვები ნივთიერებები, სივრცე და თავშესაფარი.
• ტოქსინები, როგორიცაა სამრეწველო ნარჩენები და კანალიზაცია.
• გამოსხივება, ბუნებრივიც და თვითნაკეთიც.
• ტემპერატურის უკიდურესობა.
• მტაცებლების ყოფნა.

დომინანტური და რეცესიული ალელების ურთიერთქმედება გარემო ფაქტორებთან ერთად წარმოშობს გენოტიპის ფენოტიპს.

არამენდელიანური მემკვიდრეობის რთული ხასიათი ემყარება იმ ფაქტს, რომ მრავალი თვისება მრავალი განსხვავებული გენის, გარემო ფაქტორებისა და ორგანიზმის ქცევის გავლენის შედეგია. ამ გავლენის გარდა, ალელები ა გენი შეუძლია შექმნას სხვადასხვა ფენოტიპები შემდეგი ოთხი მექანიზმის გამო:

• კოდომინანტობა: გამოხატულია ერთი და იმავე გენის ორი ალელი და გამოხატავს მათ თვისებას. მაგალითად, კნუტს შავი კატისა და თეთრი კატის შთამომავალი შეიძლება ჰქონდეს ალელები შავი და თეთრი ბეწვისთვის და ჰქონდეს შავი და თეთრი ლაქები.
  
• არასრული დომინირება: დომინანტი და რეცესიული ალელი წარმოქმნის შუალედურ ნიშანს, რადგან დომინანტური ალელის დომინირება არასრულია და რეცესიული ალელი ახდენს გავლენას ამ ნიშანზე. მაგალითად, მცენარეთა დომინანტური წითელი ყვავილების ალელით და რეცესიული თეთრი ყვავილის ალელით შეიძლება წარმოიქმნას ვარდისფერი ყვავილები.
• ცვალებადი გამოხატულება: ალელების თვისება ყოველთვის სრულად არ არის გამოხატული. მაგალითად, მარფანის სინდრომი არის შემაერთებელი ქსოვილის არეულობა მთელ სხეულში, მაგრამ სიმპტომები მნიშვნელოვნად განსხვავდება, რადგან სხვა გენი და გარემო ფაქტორები გავლენას ახდენენ გენების გამოხატვაზე.
• არასრული შეღწევა: დომინანტური ალელის მქონე ადამიანი ყოველთვის არ გამოხატავს შესაბამის თვისებას. ალელი სრულად არის გამოხატული, მაგრამ არ იწვევს ფენოტიპის გაჩენას. მაგალითად, გენით შეიძლება ადამიანი მგრძნობიარე გახდეს კიბოს მიმართ, მაგრამ კიბო მხოლოდ მაშინ ჩნდება, როდესაც სხვა ფაქტორებია.

როდესაც კონკრეტული ნიშნისთვის არასრული დომინირებაა, ჰეტეროზიგოტურ შთამომავლებს შეიძლება ჰქონდეთ მშობლების თვისებების ნარევი და აჩვენონ შუალედური ფენოტიპი. ადამიანებში კანის ფერი არასრული დომინირების მაგალითია, რადგან მელანინის გამომუშავებაზე და ღია ან მუქ კანზე პასუხისმგებელი გენები ვერ დომინირებენ.

შედეგად, შთამომავლობას ხშირად აქვს კანის ფერი, რომელიც მშობლების კანის ტონებს შორისაა.

არასრული დომინირების მექანიზმს აქვს ოდნავ განსხვავებული ეფექტი, როდესაც ის ჩნდება ცალკეულ გენებში, მრავალმხრივი, ან პოლიგენური, გენოტიპისგან.

არასრული დომინირების მქონე გენების შედეგად წარმოქმნილი ფენოტიპების შესაძლო განსხვავებები მოიცავს შემდეგ ვარიაციებს:

• ცალკეული ჰეტეროზიგოტური გენი: დომინანტური / რეცესიული გენური წყვილის არცერთი ალელი არ არის სრულად დომინანტური. თვისებების კომბინაცია, რომლებიც წარმოდგენილია ორი ალელის შედეგად. მაგალითად, ჰომოზიგოტურ სნაპდრაგონებს აქვთ წითელი ან თეთრი ყვავილები, მაგრამ ჰეტეროზიგოტურ შთამომავლებს შეიძლება ჰქონდეთ ვარდისფერი ყვავილები.
• მრავალი გენი: მრავალი თვისების ეფექტის შედეგად წარმოიქმნება თვისება. ზოგიერთ ალელს აქვს არასრული დომინირება და თვისებებს ურევს თვისებებს. მაგალითად, ადამიანის თვალის ფერით, მუქი ფერისთვის პასუხისმგებელი გენები სულაც არ დომინირებენ და მუქი ფერის წვლილს შეიტანენ.
• სხვა გავლენა: არასრული დომინირების მქონე ალელებზე შეიძლება გავლენა იქონიოს სხვა გენებმა ან სხვა დაშიფრულმა მახასიათებლებმა. მაგალითად, ადამიანის სიმაღლე განისაზღვრება მრავალი გენეტიკური ფაქტორით, არასრული დომინირების ჩათვლით, მაგრამ კვება ასევე მოქმედებს ზრდაზე და ინდივიდუალურ სიმაღლეზე.

ამ ვარიაციების შედეგად არასრული დომინირება შეიძლება გამოიწვიოს ა მრავალფეროვანი ფენოტიპები და დაგეხმარებათ მრავალი თვისების უწყვეტი ცვალებადობის ახსნაში.

მენდელს არ დაუკვირდა არასრული დომინირება ბარდის მცენარეებთან ექსპერიმენტებში, მაგრამ არამენდელი მემკვიდრეობის მექანიზმები, მათ შორის არასრული დომინირება, უფრო გავრცელებულია ვიდრე მენდელიანის მემკვიდრეობა.

მრავალჯერადი გენების გავლენის ქვეშ მყოფი ერთი თვისებები პოლიგენური მემკვიდრეობით გადაეცემა შთამომავლებს. ცხოველებში ფერი ხშირად არის პოლიგენური, და თითოეულ გენს მცირედი წვლილი შეაქვს საერთო საბოლოო ფენოტიპის შესაქმნელად. გენებში არსებობს დამატებითი განსხვავება ალელებს შორის, თითოეულ ალელურ წყვილს გააჩნია a პოტენციური ოთხი სხვადასხვა კონტრიბუცია, ასევე ვარიაციები დომინირებისა და გენის ხარისხით გამოხატვა.

ამდენი ფაქტორით რთულია ზუსტი სურათის შემუშავება იმის შესახებ, თუ როგორ იქმნება თვისება და რომელ გენებსა და ალელებს უწყობს ხელს. ალელური წყვილი ყოველთვის ერთ ადგილას ან ადგილზე მდებარეობს ქრომოსომაში, მაგრამ თავად გენების პოვნა უფრო რთულია.

ხელშემწყობი გენი შეიძლება იყოს დაკავშირებული ქარი ქრომოსომის მახლობლად, ან ის შეიძლება იყოს მეორე ბოლოს. ზოგიერთი ხელშემწყობი გენი შეიძლება სხვა ქრომოსომებზე იყოს და ისინი მხოლოდ გარკვეულ გარემოებებში გამოიხატოს.

პოლიგენური გავლენა თვისებაზე შეიძლება იყოს შემდეგი:

• დომინანტი ალელი.
  
• ორი რეცესიული ალელი.
• დომინანტი და რეცესიული ალელი არასრული დომინირებით.
• ორი კოდომინანტი ალელი.
• გენი სრულად არ არის გამოხატული სხვა გენების გავლენის გამო.
• გენი სრულად გამოხატულია, მაგრამ ნაწილობრივი შეღწევადობით, გარემო ფაქტორების გამო.

ყველა ეს შესაძლებლობა ვრცელდება თვისების თითოეულ გენზე მრავალჯერადი გენეტიკური გავლენა. შედეგად მიღებული ფენოტიპის აღწერა შეიძლება დეტალურად, მაგრამ ზუსტი ფუძემდებლური გენეტიკური გავლენა ხშირად ნაკლებად ნათელია.

მიუხედავად იმისა, რომ მენდელის ალელების მემკვიდრეობის წესი ზოგადად მართალია და ალელის დონეზეც კი მოქმედებს მრავალი გენიანი ნიშნისთვის, სრული მემკვიდრეობის წესები პოლიგენური თვისებები ბევრად უფრო რთულია. პოლიგენურ თვისებებზე გავლენას ახდენს მრავალი ფაქტორი, რომლებიც გავლენას ახდენენ გენების გამოხატვასა და შეღწევადობაზე.

ტიპიური მაგალითები ადამიანებში მოიცავს შემდეგს:

• Კანის ფერი: მრავალი გენი ახდენს გავლენას შრატის წარმოებაზე მელანინი, პიგმენტი, რომელიც პასუხისმგებელია ადამიანების მუქ კანზე. გარემოს ფაქტორები, როგორიცაა მზის სხივები, გავლენას ახდენს კანის ფერზეც.
• თვალის ფერი: ორი ძირითადი გენი პასუხისმგებელია თვალის ფერის სიბნელეზე და შეფერილობაზე, მაგრამ თვალის ინდივიდუალური ფერი განსხვავდება სიბნელის, ფერისა და დიაპაზონის მიხედვით სხვა გენების გავლენის გამო.
• Თმის ფერი: მელანინის გენები ასევე მოქმედებენ თმის ფერზე, მაგრამ ასევე მოქმედებს მზის სხივები და ასაკი.
• სიმაღლე: ადამიანის სიმაღლე განისაზღვრება გენების მიერ, რომლებიც არეგულირებენ ძვლების ზრდას, ორგანოთა ზომას და სხეულის ფორმას. კვება ასევე გავლენას ახდენს ზრდაზე და სხვა ფაქტორებმა, როგორიცაა ფარმაცევტული საშუალებები, შეიძლება გავლენა იქონიოს სიმაღლეზე.

პოლიგენური თვისებების ცვალებადობა ხელს უწყობს ფენოტიპების დიდ განსხვავებებს, რომლებიც გვხვდება მოწინავე ორგანიზმებში, მათ შორის ადამიანებში. იმის ნაცვლად, რომ ერთი გენი სპეციფიკურ ნიშანს წარმოშობდეს, პოლიგენური მემკვიდრეობის რთული მექანიზმები, არასრული დომინირების ჩათვლით, მრავალფეროვანი მახასიათებლების სათავეშია.