МОНОГИБРИДНЫЕ КРОССЫ: ИЗ ЧЕГО СОСТОЯТ И ПРИМЕРЫ - БИОЛОГИЯ - 2025

В генетике моногибридное скрещивание относится к скрещиванию двух особей, которые отличаются одним признаком или признаком. Точнее говоря, люди обладают двумя вариациями или «аллелями» характеристики, которую необходимо изучить.

Законы, предсказывающие пропорции этого скрещивания, были провозглашены австрийским натуралистом и монахом Грегором Менделем, также известным как отец генетики.

Источник: Алехандро Порто, через Wikimedia Commons.

Результаты первого поколения моногибридного скрещивания предоставляют информацию, необходимую для определения генотипа родительских организмов.

Историческая перспектива

Правила наследования были установлены Грегором Менделем благодаря его известным экспериментам с использованием гороха (Pisum sativum) в качестве модельного организма. Мендель проводил свои эксперименты между 1858 и 1866 годами, но спустя годы они были обнаружены заново.

До Менделя

До Менделя ученые того времени думали, что частицы (теперь мы знаем, что они являются генами) наследственности вели себя как жидкости и, следовательно, имели свойство смешиваться. Например, если мы возьмем бокал красного вина и смешаем его с белым вином, мы получим розовое вино.

Однако, если бы мы хотели восстановить родительские цвета (красный и белый), мы не смогли бы. Одно из внутренних следствий этой модели - потеря вариативности.

После Менделя

Этот неправильный взгляд на наследственность был отвергнут после открытия работ Менделя, разделенных на два или три закона. Первый закон или закон сегрегации основан на моногибридных скрещиваниях.

В экспериментах с горохом Мендель сделал серию моногибридных скрещиваний с учетом семи различных характеристик: цвета семян, текстуры стручка, размера стебля, положения цветов и других.

Пропорции, полученные при этих скрещиваниях, привели Менделя к выдвижению следующей гипотезы: в организмах существует пара «факторов» (теперь генов), которые контролируют появление определенных характеристик. Организм способен незаметно передавать этот элемент из поколения в поколение.

Примеры

В следующих примерах мы будем использовать типичную номенклатуру генетики, где доминантные аллели представлены заглавными буквами, а рецессивные - строчными.

Аллель - это альтернативный вариант гена. Они находятся в фиксированных положениях на хромосомах, называемых локусами.

Таким образом, организм с двумя аллелями, представленными заглавными буквами, является гомозиготным доминантным (например, AA), а две строчные буквы обозначают гомозиготный рецессивный. Напротив, гетерозигота представлена ​​заглавной буквой, за которой следует строчная буква: Aa.

У гетерозигот признак, который мы видим (фенотип), соответствует доминантному гену. Однако есть определенные явления, которые не следуют этому правилу, известные как кодоминантность и неполное доминирование.

Растения с бело-пурпурными цветками: первое дочернее поколение

Моногибридное скрещивание начинается с размножения между особями, различающимися одним признаком. Если это овощи, это может происходить путем самоопыления.

Другими словами, в скрещивании участвуют организмы, обладающие двумя альтернативными формами признака (например, красный и белый, высокий и низкий). Особи, участвующие в первом скрещивании, получают название «родительские».

В нашем гипотетическом примере мы будем использовать два растения, различающиеся цветом лепестков. Генотип PP (гомозиготный доминантный) преобразуется в фиолетовый фенотип, в то время как pp (гомозиготный рецессивный) представляет фенотип белого цветка.

Родитель с генотипом PP будет производить P-гаметы. Точно так же гаметы индивидуума pp будут производить p гамет.

Само скрещивание предполагает объединение этих двух гамет, единственной возможностью получения потомства будет генотип Pp. Следовательно, фенотип потомства будет пурпурными цветками.

Потомки первого креста известны как первое сыновнее поколение. В этом случае первое дочернее поколение состоит исключительно из гетерозиготных организмов с пурпурными цветками.

Результаты обычно выражаются графически с помощью специальной диаграммы, называемой квадратом Пеннета, где наблюдается каждая возможная комбинация аллелей.

Растения с бело-пурпурными цветками: дочерние растения второго поколения.

Потомки производят два типа гамет: P и p. Следовательно, зигота может быть сформирована в соответствии со следующими событиями: сперматозоид P встречается с P-яйцеклеткой. В зиготе будет преобладать гомозиготный РР, а фенотипом будут фиолетовые цветы.

Другой возможный сценарий - сперматозоид P встречается с P-яйцеклеткой. Результат этого скрещивания будет таким же, если сперматозоид P встречается с яйцеклеткой P. В обоих случаях результирующий генотип представляет собой гетерозиготу Pp с фенотипом пурпурного цветка.

Наконец, возможно, что сперматозоид p встречается с p яйцеклетки. Последняя возможность связана с гомозиготной рецессивной зиготой pp и проявляет фенотип белого цветка.

Это означает, что при скрещивании двух гетерозиготных цветков три из четырех возможных описанных событий включают по крайней мере одну копию доминантного аллеля. Следовательно, при каждом оплодотворении существует вероятность 3 из 4, что потомство приобретет аллель P. И поскольку он является доминантным, цветки будут пурпурными.

Напротив, в процессах оплодотворения вероятность того, что зигота унаследует два аллеля p, производящих белые цветы, составляет 1 из 4.

Полезность в генетике

Моногибридные скрещивания часто используются для установления отношений доминирования между двумя аллелями интересующего гена.

Например, если биолог хочет изучить отношения доминирования между двумя аллелями, кодирующими черный или белый мех в стаде кроликов, он, вероятно, воспользуется моногибридным скрещиванием в качестве инструмента.

Методология включает скрещивание между родителями, где каждый человек является гомозиготным по каждому изучаемому признаку - например, кролик AA и другой aa.

Если потомки, полученные в результате этого скрещивания, однородны и выражают только один признак, делается вывод, что этот признак является доминирующим. Если скрещивание будет продолжено, особи второго дочернего поколения появятся в пропорции 3: 1, то есть 3 особи, демонстрирующие доминирующую vs. 1 с рецессивным признаком.

Это фенотипическое соотношение 3: 1 известно как «менделевское» в честь его первооткрывателя.

Ссылки

1. Элстон, Р. К., Олсон, Дж. М., и Палмер, Л. (2002). Биостатистическая генетика и генетическая эпидемиология. Джон Вили и сыновья.
2. Хедрик, П. (2005). Генетика популяций. Третье издание. Джонс и Бартлетт Издательство.
3. Черногория, Р. (2001). Эволюционная биология человека. Национальный университет Кордовы.
4. Субирана, JC (1983). Дидактика генетики. Издания Universitat Barcelona.
5. Томас, А. (2015). Знакомство с генетикой. Второе издание. Гарланд Наука, Тейлор и Фрэнсис Групп.