Hayvanlar gibi gelişmiş organizmalar, her bir ebeveynden bir grup olmak üzere iki grup gen alır. genel iken genetik Kod aynıdır, ebeveynler genellikle aynı genin farklı versiyonlarına sahiptir. Sonuç olarak, miras alınan genetik kod, iki versiyonun kopyalarını içerebilir; biri olabilir baskın diğeri olabilirken çekinik.
Tek bir gen, bir organizmada belirli bir özellik ürettiğinde, Mendel mirası kurallar geçerlidir. İlk olarak Avusturyalı keşiş tarafından önerildiler. Gregor Mendel 19. yüzyılda ve tek genlerin birkaç basit kuralla nasıl kalıtıldığını detaylandırın. Mendel bezelye bitkileriyle çalıştı ve baskın ve çekinik alelleri tanımladı.
Yine de çoğu organizma özelliği tek bir gen tarafından üretilmez. Bunun yerine, birçok gen bir özelliği etkiler ve bazı genler birkaç organizma özelliğini etkiler. Mendel'in basit kuralları bu gibi durumlarda geçerli olmadığı için, Mendel olmayan kalıtım bu karmaşık süreçlerle ilgilenir. Mendel, bir genin iki versiyonundan birinin baskın olduğunu varsaydığında, Mendel olmayan kalıtım, bazı durumlarda baskınlığın eksik olduğunu kabul eder.
Mendel Kalıtımı Basit Durumlarda İyi Çalışır
Gregor Mendel'in bezelye bitkileriyle yaptığı çalışma, çiçek rengi ve bakla şekli gibi gözlemlenebilir özelliklere odaklandı. Mendel, hangi genlerin mor ve beyaz çiçekler ve diğer bezelye bitkisi özelliklerini ürettiğini belirlemeye çalıştı. Çoğunlukla tek bir genin neden olduğu özellikleri seçti; sonuç olarak, kalıtımı basit terimlerle açıklayabildi.
Başlıca sonuçları şöyleydi:
- Her organizma bir genin iki versiyonuna sahiptir.
- Ebeveynlerin her biri bir versiyona katkıda bulunur.
- İki versiyon aynıysa, organizma ilgili özelliği sergileyecektir.
- İki versiyon farklıysa, organizma baskın özelliği sergileyecektir.
Medelian kalıtımında, ebeveynlerden miras alınan iki gen versiyonuna denir. aleller. Aleller baskın veya çekinik olabilir. Bir veya iki tane olan bir kişi baskın aleller baskın gen tarafından kodlanan özelliğe sahip olacaktır.
İki kişilik bireyler için çekinik aleller, çekinik özellik görünecektir. Mendel'e göre, tek genlerin ve alellerinin varlığı veya yokluğu, bezelye bitkilerinde hangi özelliklerin sergilendiğini açıkladı.
Mendel Dışı Kalıtım, Açıklama ve Örnek
Mendel'den önce, çoğu bilim adamı özelliklerin bir tür olarak aktarıldığını düşünüyordu. ebeveynlerin özelliklerinin karışımı. Sorun, mavi gözlü bir ebeveyn ile kahverengi gözlü bir ebeveynin mavi gözlü bir çocuk ürettiğinde olduğu gibi, çocukların genellikle böyle bir karışıma sahip olmamasıydı.
Mendel, özelliklerin baskın bir alelin varlığının veya yokluğunun sonucu olduğunu öne sürdü. Teorisi, tek bir gen tarafından üretilen özellikler için hala geçerlidir.
Örneğin Mendel, kısa ve uzun bir ebeveyne sahip bezelye bitkilerinin orta uzunlukta bitkiler üretmediğini, sadece kısa veya uzun bitkiler ürettiğini kanıtladı. Bir ebeveyni pürüzsüz ve bir ebeveyni buruşuk baklalara sahip olan bitkiler, hafif buruşuk baklalar değil, ya buruşuk ya da pürüzsüz baklalar üretti.
Oradaydı özelliklerin karışımı yok.
Yine de çoğu özellik birden fazla gen tarafından üretilir. Örneğin, sadece kısa ve uzun bitkiler değil, çeşitli uzunluklarda birçok bitki vardır. Kısa ve uzun bir bitki orta uzunlukta bir bitki ürettiğinde, bunun nedeni çoklu genlerin etkisi veya baskın genin tam baskınlığının olmaması olmalıdır.
Bu tür kalıtım, Mendel dışı kalıtım olarak adlandırılır.
Genotip ve Fenotip Tanımı
Bir organizmanın genlerinin genel koleksiyonu, genotip genotip tarafından üretilen gözlemlenebilir özelliklerin toplamına ise genotip tarafından üretilen gözlemlenebilir özelliklerin toplamı denir. fenotip. Fenotipler genotipe dayalıdır ancak çevresel faktörlerden ve organizmanın davranışından etkilenebilir.
Örneğin, bir bitki uzun ve gür büyümek için genotipe sahip olabilir, ancak zayıf toprakta yetişiyorsa, yine de küçük ve seyrek olabilir.
İki baskın veya iki çekinik alel içeren organizmalar homozigot bu gen için baskın ve çekinik bir alele sahip olanlar ise heterozigot. Bu, Mendel olmayan kalıtımda önemli hale gelir, çünkü homozigot organizmalar, iki baskın veya çekinik alelin açık gen ekspresyonuna sahiptir ve karşılık gelen fenotipi sergiler.
Bir baskın ve bir çekinik alel içeren heterozigot organizmalarda, baskın/çekinik ilişki tam olmayabilir ve her iki alel de değişen derecelerde ifade edilebilir.
Fenotipi etkileyen genotip dışındaki faktörler şunları içerir:
- Besinler, alan ve barınak gibi mevcut kaynaklar.
- Endüstriyel atık ve kanalizasyon gibi toksinler.
- Radyasyon, hem doğal hem de yapay.
- Aşırı sıcaklıklar.
- Avcıların varlığı.
Çevresel faktörlerle birleşen baskın ve çekinik alellerin etkileşimi, köken genotipten fenotipi üretir.
Heterozigot Yavrular Ara Bir Fenotip Üretebilir
Mendel dışı kalıtımın karmaşık doğası, birçok özelliğin birçok farklı genin, çevresel faktörlerin ve organizma davranışının etkilerinin sonucu olduğu gerçeğine dayanmaktadır. Bu etkilere ek olarak, bir alel gen aşağıdaki dört mekanizma nedeniyle farklı fenotipler üretebilir:
-
birlikte egemenlik: Aynı genin iki alleli ifade edilir ve özelliklerini sergiler. Örneğin, siyah bir kediden ve beyaz bir kediden gelen bir yavru kedi, siyah beyaz kürk için alellere ve siyah beyaz noktalara sahip olabilir.
- Eksik baskınlık: Baskın ve çekinik bir alel bir ara özellik üretir çünkü baskın alelin baskınlığı eksiktir ve çekinik alel özelliği etkiler. Örneğin, baskın kırmızı çiçek aleli ve çekinik beyaz çiçek aleli olan bir bitki pembe çiçekler üretebilir.
- Değişken ifade: Bir özelliğin alelleri her zaman tam olarak ifade edilmez. Örneğin, Marfan sendromu vücuttaki bağ dokusunun bir bozukluğudur, ancak diğer genler ve çevresel faktörler gen ekspresyonunu etkilediğinden semptomlar çok değişkenlik gösterir.
- Eksik penetrasyon: Baskın bir aleli olan birey, her zaman karşılık gelen özelliği sergilemez. Alel tamamen ifade edilir ancak fenotipin ortaya çıkmasına neden olmaz. Örneğin, bir gen, bir kişiyi kansere duyarlı hale getirebilir, ancak kanser yalnızca diğer faktörler mevcut olduğunda ortaya çıkar.
Belirli bir özellik için eksik baskınlık mevcut olduğunda, heterozigot yavrular, ebeveynlerinin özelliklerinin bir karışımına sahip olabilir ve bir ara fenotip gösterebilir. İnsanlarda ten rengi eksik baskınlığın bir örneğidir çünkü melanin üretiminden ve açık veya koyu tenden sorumlu genler baskınlık oluşturamaz.
Sonuç olarak, yavrular genellikle ebeveynlerin ten tonları arasında olan bir ten rengine sahiptir.
Eksik Hakimiyetin Nasıl Çalıştığının Açıklaması
Eksik baskınlık mekanizması, çoklu gen veya poligenik genotipe karşı tek genlerde göründüğünde biraz farklı etkilere sahiptir.
Eksik baskınlığa sahip genlerden kaynaklanan fenotiplerdeki olası farklılıklar aşağıdaki varyasyonları içerir:
- Tek heterozigot genler: Baskın/resesif gen çiftindeki alellerin hiçbiri tamamen baskın değildir. İki alel tarafından temsil edilen özelliklerin bir kombinasyonu ortaya çıkar. Örneğin, homozigot aslanağzıların kırmızı veya beyaz çiçekleri vardır, ancak heterozigot yavruların pembe çiçekleri olabilir.
- Çoklu genler: Birçok genin etkisiyle bir özellik üretilir. Bazı aleller eksik baskınlığa sahiptir ve özelliğe bir özellik karışımı katkıda bulunur. Örneğin insan göz renginde koyu renkten sorumlu genler tamamen baskın değildir ve koyu renge katkı sağlar.
- Diğer etkiler: Eksik baskınlığa sahip aleller, kodlanmış özellikten tamamen ayrı olan diğer genlerden veya diğer faktörlerden etkilenebilir. Örneğin, insan boyu, eksik baskınlık dahil olmak üzere birçok genetik faktör tarafından belirlenir, ancak beslenme aynı zamanda büyümeyi ve bireysel yüksekliği de etkiler.
Bu varyasyonların bir sonucu olarak, eksik baskınlık, çok çeşitli fenotipler ve birçok özelliğin sürekli varyasyonunu açıklamaya yardımcı olabilir.
Mendel, bezelye bitkileriyle yaptığı deneylerde eksik baskınlık gözlemlemedi, ancak eksik baskınlık da dahil olmak üzere Mendel olmayan kalıtım mekanizmaları Mendel kalıtımından daha yaygındır.
Çoklu Gen ve Alel Etkileri ile Poligenik Kalıtım Tanımı Anlaşmaları
Çoklu genlerden etkilenen tek özellikler, poligenik kalıtım yoluyla yavrulara aktarılır. Hayvanlarda renk genellikle poligenikve her gen, genel nihai fenotipi oluşturmaya biraz katkıda bulunur. Genler içinde aleller arasında ek bir fark vardır, her alel çifti bir baskınlık ve gen derecelerine bağlı varyasyonların yanı sıra potansiyel dört farklı katkı ifade.
Bu kadar çok faktörle, bir özelliğin nasıl oluştuğuna ve hangi genlerin ve alellerin katkıda bulunduğuna dair doğru bir resim geliştirmek zordur. Alel çiftleri kromozom üzerinde her zaman aynı yerde veya yerde bulunur, ancak genlerin kendilerinin bulunması daha zordur.
Katkıda bulunan bir gen, kromozom üzerinde yakındaki bağlantılı bir gen olabilir veya diğer uçta olabilir. Katkıda bulunan bazı genler diğer kromozomlarda olabilir ve yalnızca belirli koşullar altında ifade edilebilirler.
poligenik etkiler bir özellik üzerinde aşağıdakileri içerebilir:
- Baskın alel.
- İki resesif alel.
- Eksik baskınlığa sahip baskın ve çekinik alel.
- İki kodominant alel.
- Gen, diğer genlerin etkisi nedeniyle tam olarak ifade edilmez.
- Gen tamamen ifade edilmiş ancak çevresel faktörlerden dolayı kısmi penetrasyon ile.
Bu olasılıkların tümü, bir özelliğin genlerinin her biri için geçerlidir. çoklu genetik etkiler. Ortaya çıkan fenotip ayrıntılı olarak tarif edilebilir, ancak altta yatan genetik etkiler genellikle daha az nettir.
Eksik Baskınlık Örnekleri
Mendel'in alellerin kalıtımı için kuralları genellikle doğrudur ve hatta birden fazla gen içeren özellikler için alel düzeyinde çalışır, ancak tam genlerin kalıtımı için kurallar. poligenik özellikler çok daha karmaşıktır. Poligenik özellikler, gen ekspresyonunu ve penetransını etkileyen birçok faktörden etkilenir.
İnsanlarda tipik örnekler aşağıdakileri içerir:
- Ten rengi: Birçok genin üretimini etkiler. melanin, insanlarda koyu tenden sorumlu pigment. Güneş ışığına maruz kalma gibi çevresel faktörler de cilt rengini etkiler.
- Göz rengi: Karanlıktan ve göz renginin tonundan iki ana gen sorumludur, ancak bireysel göz rengi, diğer genlerin etkisinden dolayı karanlığa, renge ve menzile göre değişir.
- Saç rengi: Melanin genleri saç rengini de etkiler, ancak güneş ışığına ve yaşa maruz kalma da etkiler.
- Yükseklik: Bir bireyin boyu, kemiklerin büyümesini, organların boyutunu ve vücut şeklini yöneten genler tarafından belirlenir. Beslenme de büyümeyi etkiler ve ilaçlar gibi diğer faktörler de yüksekliği etkileyebilir.
Poligenik özelliklerdeki çeşitlilik, insanlar dahil gelişmiş organizmalarda bulunan fenotiplerdeki büyük farklılıkları açıklamaya yardımcı olur. Spesifik bir özelliğe yol açan tek bir gen yerine, çok çeşitli özelliklerin temelinde, eksik baskınlık da dahil olmak üzere poligenik kalıtımın karmaşık mekanizmaları vardır.