МОНОГІБРИДНІ СХРЕЩУВАННЯ: З ЧОГО ВОНИ СКЛАДАЮТЬСЯ ТА ПРИКЛАДИ - БІОЛОГІЯ - 2025

Хрест моногибридного , в генетиці, відноситься до перетину двох особин, що відрізняються по одному символу або ознакою. Точніше кажучи, люди володіють двома варіаціями або "алелями" характеристики, що вивчається.

Закони, які передбачають пропорції цього хреста, озвучив австрійський натураліст і монах Грегор Мендель, також відомий як батько генетики.

Джерело: Автор Алехандро Порто, через Wikimedia Commons

Результати першого покоління моногібридного схрещування дають необхідну інформацію для висновку про генотип батьківських організмів.

Історична перспектива

Правила успадкування був встановлений Грегором Менделем завдяки його відомим експериментам із застосуванням гороху (Pisum sativum) як модельного організму. Мендель проводив свої експерименти між 1858 і 1866 роками, але вони були знову відкриті через роки.

До Менделя

До Менделя вчені того часу думали, що частинки (тепер ми знаємо, що це гени) спадковості поводилися як рідини, а тому мали властивість змішуватися. Наприклад, якщо ми візьмемо келих червоного вина і змішимо його з білим вином, то отримаємо вино з роз.

Однак, якби ми хотіли відновити батьківські кольори (червоний і білий), ми не змогли б. Одним із суттєвих наслідків цієї моделі є втрата варіації.

Після Менделя

Цей неправильний погляд на спадковість було відкинуто після відкриття праць Менделя, розділеного на два-три закони. Перший закон або закон сегрегації заснований на моногібридних схрещуваннях.

В експериментах з горохом Мендель зробив серію моногібридних схрещувань, враховуючи сім різних символів: колір насіння, текстуру стручка, розмір стебла, розташування квіток, серед інших.

Пропорції, отримані в цих схрещуваннях, змусили Менделя запропонувати таку гіпотезу: в організмах є пара «факторів» (нині генів), які контролюють появу певних характеристик. Організм здатний стримано передавати цей елемент з покоління в покоління.

Приклади

У наступних прикладах ми будемо використовувати типову номенклатуру генетики, де домінуючі алелі представлені великими літерами, а рецесивні - малими літерами.

Аллель - альтернативний варіант гена. Вони знаходяться у фіксованих положеннях на хромосомах, званих локусами.

Таким чином, організм з двома алелями, представленими великими літерами, є гомозиготною домінантою (наприклад, АА), тоді як двома малими літерами позначають гомозиготну рецесиву. Навпаки, гетерозигота представлена ​​великою літерою, а потім нижній регістр: Aa.

У гетерозигот ознака, яку ми можемо бачити (фенотип), відповідає домінантному гену. Однак є певні явища, які не дотримуються цього правила, відомі як кодомінантність та неповне домінування.

Рослини з білими та фіолетовими квітками: перше синове покоління

Моногібридний хрест починається з розмноження між особинами, які відрізняються однією характеристикою. Якщо це овочі, це може статися шляхом самозапліднення.

Іншими словами, схрещування передбачає організми, які мають дві альтернативні форми ознаки (наприклад, червоний проти білого, високий проти короткого, наприклад). Особам, які беруть участь у першому схрещуванні, присвоюється ім’я "батьківський".

Для нашого гіпотетичного прикладу ми будемо використовувати дві рослини, які відрізняються за кольором пелюсток. Генотип РР (гомозиготний домінант) перекладається на фіолетовий фенотип, тоді як РР (гомозиготний рецесивний) являє собою фенотип білої квітки.

Батько з генотипом РР вироблятиме P гамети. Аналогічно, гамети pp-окремої особи вироблять p гамет.

Саме схрещування передбачає об'єднання цих двох гамет, єдиною можливістю потомства яких буде генотип Pp. Тому фенотипом потомства будуть фіолетові квіти.

Потомство першого хреста відоме як перше синове покоління. У цьому випадку перше синове покоління складається виключно з гетерозиготних організмів з фіолетовими квітками.

Результати, як правило, виражаються графічно за допомогою спеціальної діаграми під назвою площа Пуннета, де спостерігається кожна можлива комбінація алелів.

Рослини з білими та фіолетовими квітами: синичка другого покоління

Нащадки виробляють два типи гамет: P і p. Тому зигота може утворюватися відповідно до таких подій: Щоб P сперматозоїд зустрічався з Р яйцеклітиною. Зигота буде гомозиготною домінантою РР, а фенотипом будуть фіолетові квіти.

Інший можливий сценарій полягає в тому, що P сперматозоїд зустрічається з яйцеклітиною Р Результат цього схрещування був би таким самим, якщо сперматозоїд зустрічається з овуляцією Р. В обох випадках генотип Pp гетерозиготний з фенотипом фіолетового квітки.

Нарешті, можливо, що сперматозоїд p зустрічається з яйцеклітиною p. Остання можливість передбачає гомозиготну рецесивну pp-зиготу і демонструватиме фенотип білої квітки.

Це означає, що в перехресті між двома гетерозиготними квітками три з чотирьох описаних можливих подій містять щонайменше одну копію домінантного алеля. Тому при кожному заплідненні існує ймовірність 3 на 4. Потомство придбає алель Р. І оскільки воно є домінуючим, квіти будуть фіолетовими.

Навпаки, в процесах запліднення існує шанс 1 на 4, що зигота успадкує два p алелі, які дають білі квіти.

Корисність в генетиці

Моногібридні схрещування часто використовуються для встановлення домінантних зв’язків між двома алелями цікавого гена.

Наприклад, якщо біолог хоче вивчити домінування між двома алелями, які кодують чорне або біле хутро у стаді кроликів, він, швидше за все, використовує моногібридний хрест як інструмент.

Методика включає схрещування між батьками, коли кожна особина є гомозиготною для кожної досліджуваної ознаки - наприклад, кроля АА та іншого аа.

Якщо потомство, отримане в цьому хресті, є однорідним і виражає лише один характер, робиться висновок, що ця ознака є домінуючою. Якщо схрещування буде продовжено, особини другого синового покоління з’являться у пропорціях 3: 1, тобто 3 особини, що демонструють домінуючу відносно 1 з рецесивною ознакою.

Це фенотипічне співвідношення 3: 1 відоме як "Менделєв" на честь свого відкривача.

Список літератури

1. Elston, RC, Olson, JM, & Palmer, L. (2002). Біостатистична генетика та генетична епідеміологія. Джон Вілі та сини.
2. Гедрік, П. (2005). Генетика населення. Третє видання. Видавництво Джонса та Бартлетта.
3. Чорногорія, Р. (2001). Еволюційна біологія людини. Національний університет Кордови.
4. Subirana, JC (1983). Дидактика генетики. Видання Universitat Barcelona.
5. Томас, А. (2015). Представляємо генетику. Друге видання. Garland Science, Taylor & Francis Group.