Непотпуна доминација: дефиниција, објашњење и пример

Напредни организми попут животиња добијају два сета гена са по једним сетом од сваког родитеља. Док је укупни генетски код је исти, родитељи често имају различите верзије истог гена. Као резултат, наслеђени генетски код може садржати копије две верзије; један може бити доминантан док други може бити рецесивно.

Када један ген произведе одређену особину у организму, Баштина Менделија важе правила. Прво их је предложио аустријски монах Грегор Мендел у 19. веку и детаљно описују како се наслеђују појединачни гени уз неколико једноставних правила. Мендел је радио са биљкама грашка и дефинисао доминантне и рецесивне алеле.

Већину карактеристика организма, међутим, не производи један ген. Уместо тога, многи гени утичу на карактеристику, а неки гени утичу на неколико особина организма. Јер Менделова једноставна правила не важе у таквим случајевима, неменђелско наслеђе бави се овим сложеним процесима. Тамо где је Мендел претпоставио да је једна од две верзије гена доминантна, неменђеловско наслеђе прихвата да је у неким случајевима доминација непотпуна.

Рад Грегора Мендела са биљкама грашка фокусирао се на уочљиве особине као што су боја цвета и облик махуне. Мендел је покушао да утврди који гени производе љубичасто и бело цвеће и друге особине биљака грашка. Одабрао је особине које су углавном узроковане једним геном; као резултат тога, могао је да објасни наслеђе једноставним речима.

Његови главни закључци били су следећи:

• Сваки организам има две верзије гена.
• Родитељи дају по једну верзију.
• Ако су две верзије исте, организам ће показати одговарајућу особину.
• Ако се две верзије разликују, организам ће показати доминантну особину.

У меделијанском наслеђу називају се две верзије гена наслеђене од родитеља алели. Алели могу бити доминантни или рецесивни. Појединац који има једног или два доминантни алели имаће особину кодирану од доминантног гена.

За појединце са две особе рецесивни алели, појавиће се рецесивна особина. Према Менделу, присуство или одсуство појединачних гена и њихових алела објаснило је која су својства изложена у биљкама грашка.

Пре Мендела, већина научника је мислила да се особине преносе као мешавина особина родитеља. Проблем је био у томе што деца често нису имала такву мешавину, као када су плавооки родитељ и родитељ смеђих очију родили плавооко дете.

Мендел је предложио да су особине резултат присуства или одсуства доминантног алела. Његова теорија је и даље применљива на особине произведене једним геном.

На пример, Мендел је доказао да биљке грашка са кратким и дугим родитељем не дају биљке средње дужине већ само кратке или дуге биљке. Биљке које су имале једног родитеља са глатким и једног родитеља са набораним махунама нису производиле благо наборане махуне, већ наборане или глатке махуне.

Било је нема мешавине особина.

Већину особина производи више гена. На пример, постоје многе биљке са различитим дужинама, не само кратке и дуге биљке. Када кратка и дуга биљка производе биљку средње дужине, то мора бити због утицаја више гена или недостатка потпуне доминације доминантног гена.

Ова врста наслеђа назива се неменђелско наследство.

Укупна колекција гена организма је генотип док се колекција уочљивих особина произведених генотипом назива фенотип. Фенотипови се заснивају на генотипу, али на њих могу утицати фактори околине и понашање организма.

На пример, биљка може имати генотип за раст високе и грмолике, али ако расте на сиромашном тлу, још увек може бити мала и ретка.

Организми који имају два доминантна или два рецесивна алела су хомозиготни за тај ген док су они који имају доминантан и рецесиван алел хетерозиготни. Ово постаје важно у неменђелском наслеђивању, јер хомозиготни организми имају јасну генску експресију два доминантна или рецесивна алела и показују одговарајући фенотип.

У хетерозиготним организмима са доминантним и рецесивним алелом, доминантни / рецесивни однос можда није потпун и оба алела могу бити изражена у различитом степену.

Фактори, осим генотипа који утичу на фенотип, укључују следеће:

• Доступни ресурси попут хранљивих састојака, простора и склоништа.
• Токсини као што су индустријски отпад и канализација.
• Зрачење, како природно, тако и вештачко.
• Екстремне температуре.
• Присуство предатора.

Међусобна повезаност доминантних и рецесивних алела у комбинацији са факторима животне средине ствара фенотип из пореклог генотипа.

Комплексна природа неменделовског наслеђа заснива се на чињеници да су многе особине резултат утицаја многих различитих гена, фактора околине и понашања организма. Поред ових утицаја, алели а ген може произвести различите фенотипове захваљујући следећа четири механизма:

• Цодоминанце: Изражена су два алела истог гена и показују своју особину. На пример, маче које потиче од црне мачке, а бела мачка може имати алеле за црно-бело крзно и имати црно-беле мрље.
  
• Непотпуна доминација: Доминантан и рецесиван алел производе средњу особину, јер је доминација доминантног алела непотпуна и рецесивни алел утиче на особину. На пример, биљка са доминантним алелом црвених цветова и рецесивним алелом белих цветова може произвести ружичасто цвеће.
• Променљива експресивност: Алели неке особине нису увек у потпуности изражени. На пример, Марфанов синдром је поремећај везивног ткива у целом телу, али симптоми се веома разликују јер други гени и фактори околине утичу на експресију гена.
• Непотпуна пенетрација: Појединац са доминантним алелом не показује увек одговарајућу особину. Алел је у потпуности изражен, али не доводи до појаве фенотипа. На пример, ген може учинити појединца подложним раку, али рак се појављује само када су присутни други фактори.

Када је непотпуна доминација присутна за одређену особину, хетерозиготни потомци могу имати мешавину особина својих родитеља и показивати средњи фенотип. Код људи је боја коже пример непотпуне доминације, јер гени одговорни за производњу меланина и светла или тамна кожа не могу успоставити доминацију.

Као резултат, потомство често има боју коже која се налази између тонова коже родитеља.

Механизам непотпуне доминације има мало другачије ефекте када се појављује у појединачним генима у односу на вишегени или полигени генотип.

Могуће разлике у фенотиповима које потичу од гена са некомплетном доминацијом укључују следеће варијације:

• Појединачни хетерозиготни гени: Ниједан од алела у доминантном / рецесивном генском пару није у потпуности доминантан. Резултат је комбинација особина представљених са два алела. На пример, хомозиготни снапдрагони имају црвене или беле цветове, али хетерозиготни потомци могу имати ружичасте цветове.
• Више гена: Особина се производи ефектима многих гена. Неки алели имају непотпуну доминацију и доприносе мешавини особина својству. На пример, у боји људских очију гени одговорни за тамну боју нису у потпуности доминантни и дају допринос тамној боји.
• Остали утицаји: На алеле са непотпуном доминацијом могу утицати други гени или други фактори који су потпуно одвојени од кодиране особине. На пример, људску висину одређују многи генетски фактори, укључујући непотпуну доминацију, али исхрана такође утиче на раст и индивидуалну висину.

Као резултат ових варијација, непотпуна доминација може резултирати а велика разноликост фенотипова и може вам помоћи да објасните континуирано варирање многих особина.

Мендел у својим експериментима са биљкама грашка није приметио непотпуну доминацију, али су мендељски механизми наслеђивања, укључујући непотпуну доминацију, чешћи од менделовског наслеђа.

Појединачне особине на које утиче више гена преносе се на потомство полигенским наслеђивањем. Боја код животиња је често полигенски, и сваки ген помало доприноси стварању укупног коначног фенотипа. Унутар гена постоји додатна разлика између алела, сваки пар алела доноси а потенцијална четири различита доприноса као и варијације због степена доминације и гена израз.

Са толико много фактора, тешко је развити тачну слику о томе како се формира нека особина и који гени и алели доприносе. Парови алела су увек на истој локацији или локусу на хромозому, али теже је пронаћи саме гене.

Ген који доприноси томе може бити повезани ген у близини хромозома или на другом крају. Неки гени који дају допринос могу бити на другим хромозомима и они се могу експримирати само у одређеним околностима.

Полигенски утицаји на особини може садржати следеће:

• Доминантан алел.
  
• Два рецесивна алела.
• Доминантан и рецесиван алел са непотпуном доминацијом.
• Два кодоминантна алела.
• Ген није у потпуности изражен због утицаја других гена.
• Ген у потпуности изражен, али са делимичном пенетрацијом због фактора околине.

Све ове могућности односе се на сваки од гена неке особине која има вишеструки генетски утицаји. Резултирајући фенотип се може детаљно описати, али тачни основни генетски утицаји често су мање јасни.

Иако су Менделова правила за наслеђивање алела генерално тачна и чак делују на нивоу алела за особине са више гена, правила за наслеђивање потпуних полигенске особине су много компликованије. На полигенске особине утичу многи фактори који утичу на експресију и пенетрацију гена.

Типични примери за људе укључују следеће:

• Боја коже: Многи гени утичу на производњу меланин, пигмент одговоран за тамну кожу код људи. Фактори окружења као што је излагање сунчевој светлости утичу и на боју коже.
• Боја очију: Два главна гена одговорна су за таму и нијансу боје очију, али појединачна боја очију варира у зависности од таме, боје и опсега због утицаја других гена.
• Боја косе: Гени меланина такође утичу на боју косе, али такође и изложеност сунчевој светлости и старости.
• Висина: Висина јединке одређена је генима који регулишу раст костију, величину органа и облик тела. Прехрана такође утиче на раст, а други фактори попут фармацеутских производа могу утицати на висину.

Варијације у полигенским особинама помажу у објашњавању огромних разлика у фенотиповима пронађеним у напредним организмима, укључујући људе. Уместо једног гена који даје одређену особину, сложени механизми полигенског наслеђа, укључујући непотпуну доминацију, су у основи различитих карактеристика.