Informație

Este moștenirea legată de sex independentă de dominație?

Este moștenirea legată de sex independentă de dominație?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Am o mică provocare cu ceea ce a spus lectorul meu în clasă. Nu sunt de acord cu explicația, dar nu știu cum să mă conving. Vă rog să revizuiți și să-mi spuneți părerea dvs.

Culoarea ochilor la drosophila este o trăsătură legată de sex în care un bărbat cu ochi albi a fost încrucișat cu o femelă cu ochi roșii. Generația F1 este formată din 54 de femei cu ochi albi și 49 de femei cu ochi roșii; și 47 de ochi albi și 50 de bărbați cu ochi roșii. Explica.?

El a spus și citez

„masculul cu ochi alb va transfera alela ochiului alb generației feminine F1, în timp ce femela cu ochi roșii își va transfera alela ochilor roșii generației masculine F1”

Nu am fost de acord pentru că explicația lui nu a luat în considerare generația de femei f1 cu ochi roșii și generația de bărbați cu ochi alb f1... Am propus că părintele feminin este heterozigot pentru trăsătura de culoare a ochilor... Prin urmare, o încrucișare arată că rapoartele fenotipice pentru ambele culori ale ochilor pentru orice sex este 1/4... Ca răspuns, el a aclamat că nu există dominație, deoarece este o abatere de la principiul medellian.


Drosophila urmează aceeași determinare a sexului ca și la om, XY pentru bărbați, XX pentru femele. Culoarea ochilor este legată de sex, adică genele pentru culoarea ochilor sunt purtate doar pe cromozonul X în acest caz, nu pe Y (există alte legături care sunt purtate doar pe Y, dar nu este cazul aici). Culoarea de tip sălbatic, roșu, este dominantă față de culoarea albă a ochilor. Când vorbim despre moștenirea culorii ochilor la masculii drosophila în mod specific, nu trebuie să luați în considerare dominanța sau recesivitatea, deoarece masculii primesc doar o copie pe X - fie roșu de tip sălbatic, fie alb, nu există nicio interacțiune între alele. Dominanța și recesivitatea intră doar în joc cu culoarea ochilor femelelor, deoarece acestea obțin două copii, câte unul pe fiecare X pe care îl primesc de la părinți, caz în care heterozigotul va apărea cu ochii roșii, la fel ca homozigotul pentru ochiul roșu. alela.

Pentru imagine: În această încrucișare avem o femelă heterozigotă cu ochi roșii (XWXw) încrucișată cu un mascul cu ochi albi (XwY). La urmași vedeți că jumătate dintre femele ar fi heterozigote pentru ochii roșii, prezentându-se astfel ca ochi roșii, iar jumătate ar fi homozigote pentru albi. La bărbați, jumătate ar fi cu ochi roșii și jumătate cu ochi albi, deoarece nu există dominanță sau interacțiune între alele, deoarece au doar o singură copie pe cromozomul X unic pe care l-au moștenit.

Sper că acest lucru are sens!

Având toate acestea în minte, aveți dreptate, veți obține masculi cu ochi albi din generația F1 doar dacă mama dintr-o încrucișare este heterozigotă pentru trăsătura de culoare a ochilor.


Teoria cromozomală a moștenirii

Genele sunt localizate pe cromozomi
Astăzi considerăm de la sine înțeles că ADN-ul este materialul genetic și, prin urmare, genele noastre trebuie să fie localizate pe cromozomi. Dar, ca toate faptele din știință, această idee a trebuit să fie testată în mod repetat și găsită a fi adevărată înainte de a putea fi acceptată ca fapt. The teoria cromozomiala a mostenirii, sau ideea că genele sunt localizate pe cromozomi, a fost propusă pe baza experimentelor de Thomas Hunt Morgan folosind Drosophila melanogaster, sau muștele de fructe. Drosophila sunt ca oamenii prin aceea că un individ cu doi cromozomi X este femeie, iar un individ cu un cromozom X și unul Y este bărbat (multe organisme au alte moduri de a determina sexul).
În Drosophila, muștele normale au ochii roșii. Culoarea ochilor roșii este dominantă. Morgan a descoperit o mutație recesivă (alele) care a cauzat ochi albi. Când Morgan a împerecheat o femelă cu ochi roșii cu un mascul cu ochi albi, toți descendenții aveau ochii roșii. Acest rezultat are sens perfect cu un model de moștenire dominant/recesiv și aici este pătratul Punnett care demonstrează că (x^w = alela mutantă recesiva de ochi alb x^W = alela dominantă de tip sălbatic ochi roșii):

Adaptat din OpenStax Biology (http://cnx.org/resources/9ce8757f364f530db58306d982c0dbc52932e235/Figure_12_02_09.jpg)

Dar Morgan a obținut un rezultat surprinzător când a făcut crucea reciprocă, împerecheând femele cu ochi albi cu masculi cu ochi roșii. În loc de toți descendenții cu ochi roșii, a văzut că toate femelele aveau ochii roșii și toți masculii aveau ochii albi. Acest rezultat părea să încalce principiul asortimentului independent al lui Mendel, deoarece două trăsături diferite (sex și culoarea ochilor) păreau a fi legate. Singura modalitate de a explica aceste rezultate a fost dacă gena care a cauzat culoarea ochilor a fost localizată pe (legată de) cromozomul X. Iată pătratul Punnett care demonstrează această cruce:

Adaptat din OpenStax Biology (http://cnx.org/resources/9ce8757f364f530db58306d982c0dbc52932e235/Figure_12_02_09.jpg)

Aceste rezultate susțin teoria cromozomală a moștenirii, deoarece singura modalitate de a le explica este dacă gena culorii ochilor se află pe cromozomul X. Aceasta este legături sexuale, sau moștenirea genelor care se află pe cromozomii sexuali (X și Y). Trăsăturile legate de sex arată modele de moștenire interesante, în parte, deoarece femelele au două copii ale fiecărui cromozom X, dar bărbații au doar una. Acest model de moștenire înseamnă că un bărbat cu alela recesivă va prezenta întotdeauna trăsătura recesivă, deoarece are doar o copie a alelei. În schimb, cele mai multe gene sunt localizate pe autozomi sau cromozomi non-sexuali, unde atât bărbații cât și femeile au două copii ale fiecărei gene. Amintiți-vă că toate modelele de moștenire observate de Mendel, inclusiv principiul segregării si principiul sortimentului independent se explică prin comportamentul cromozomilor în timpul meiozei. Aceste principii fac parte din teoria moștenirii cromozomiale.
Iată un videoclip care explică aceste experimente și puțin despre implicațiile pentru oameni:

La clasă, vom folosi rapoarte fenotipice pentru a determina dacă genele sunt legate de sex și pentru a prezice fenotipurile descendenților atunci când genele sunt legate de sex. De asemenea, vom aplica aceste informații pentru a analiza pedigree-ul uman.

Legătura
Legătura este moștenirea trăsăturilor într-un model care încalcă principiul asortimentului independent al lui Mendel, ideea că alelele pentru diferite trăsături sunt separate în gameți în mod independent. Legătura sexuală este un tip special de legătură, în care trăsăturile sunt legate de cromozomii sexuali. Legătura genetică apare atunci când genele care controlează două trăsături diferite sunt situat aproape unul pe altul pe același cromozom. Ideea de bază este că dacă două gene sunt pe același cromozom și moșteniți întreg cromozom, atunci trebuie să moșteniți acele două gene (și orice alele pe care le au) împreună.
Cu toate acestea, aceasta este biologie, așa că există o avertizare: fenomenul trecere peste ajută la amestecarea alelelor pentru genele situate pe același cromozom. Un eveniment de încrucișare între locațiile a două gene de pe un cromozom are ca rezultat genetic recombinare, sau noi combinații de alele de pe un cromozom.

Încrucișarea între genele A și B are ca rezultat cromozomi recombinanți cu noi combinații de alele a, b și A, B, în plus față de combinațiile parentale originale A, b și a, B. Imagine de la Wikimedia de către utilizatorul Abbyprovenzano, cu CC-BY- Licență SA-3.0.

Încrucișarea are loc în timpul profezei I meiotice, când cromozomii omologi se aliniază și fac sinapse și are ca rezultat schimbarea fizică a materialului genetic (ADN) între cromatidele non-surori ale cromozomilor omologi perechi. Deoarece încrucișarea are loc aleatoriu de-a lungul cromozomului, cu cât două gene sunt mai apropiate una de cealaltă pe un cromozom, cu atât este mai puțin probabil să apară o încrucișare între ele. În schimb, cu cât două gene sunt mai îndepărtate una de cealaltă de-a lungul cromozomului, cu atât este mai probabil ca acestea să fie schimbate cu alelele de pe cromozomul omolog. Imaginea de mai jos ilustrează această idee:

Poate fi surprinzător să realizăm că două gene de pe același cromozom se vor asorta în mod independent (ca genele situate pe cromozomi separați) dacă sunt suficient de departe una de cealaltă încât să apară aproape întotdeauna o încrucișare între ele, producând 50% recombinante (deoarece încrucișarea implică doar două dintre cele 4 cromatide dintr-o pereche sinapsată de cromozomi omologi, frecvența maximă de recombinare este de 50%).
Videoclipul de mai jos prezintă legătura ca o încălcare a sortimentului independent și explică modul în care trecerea întrerupe legătura. Rețineți că acest videoclip folosește o definiție incompletă a legăturii: legătura are loc atunci când există două gene situate aproape una de alta pe acelasi cromozom și, astfel tind să fie moștenite împreună. Nu este suficient ca genele să fie pe același cromozom pentru a fi legate, de asemenea, trebuie să fie suficient de apropiate, astfel încât încrucișarea între ele să fie un eveniment relativ rar.

Reguli simple pentru analiza pedigree
Nu putem cere diferitelor persoane să se împerecheze și să producă o mulțime de urmași, astfel încât să putem testa modelele de moștenire la oameni. În schimb, ne bazăm pe analiza pedigree pentru a deduce modele de moștenire. Iată un exemplu de pedigree care explică cum să citiți pedigree:

Sursa: Wikimedia Commons (https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/9c/Pedigree-chart-example.svg/769px-Pedigree-chart-example.svg.png)

Regulile simple pentru analiza pedigree sunt:

  • Autosomal recesiv
    • afectează în mod egal bărbații și femeile
    • ambii parinti trebuie sa poarte alela
    • părinții nu pot prezenta trăsături (purtători)
    • recesiv legat de X
      • de obicei afectează numai bărbații
      • masculul afectat transmite alela fiicelor, nu fiilor
      • trăsătura trece peste o generație

      În clasă, vom exersa utilizarea acestor reguli pentru a determina modelele de moștenire ale trăsăturilor în diferite genealogii.

      Slide-uri Powerpoint cu ilustrații animate ale mișcărilor cromozomilor în mitoză și meioză, pentru a însoți cazul Nash: MollyNashMitosisMeiosisAnimations


      1. Încrucișarea monohibridă: O plantă de mazăre care este heterozigotă pentru trăsătura Alela înaltă/scurtă este autopolenizată. Care sunt rapoartele fenotipice dintre descendenți?

      2. Cruce dihibridă: La plante, semințele rotunde sunt dominante față de semințele încrețite și înalte sunt dominante spre scurte. Arătați încrucișarea dintre două plante care sunt heterozigote pentru ambele trăsături. Care sunt fenotipurile descendenților și în ce proporție?

      b. Ce se întâmplă dacă al doilea părinte ar fi recesiv pentru ambele trăsături? La ce fenotipuri v-ați aștepta la urmași?

      3. Cruce epistatică: La Labrador, culoarea hainei galbene este epistatică. Laboratoarele pot fi negre (dominante), maro (recesive) sau galbene care sunt cauzate de o pereche de alele recesive (ee). Un laborator negru heterozigot (BbEe) este încrucișat cu un laborator galben (Bbee). Ce proporție din urmași va fi:
      Negru? _________ Galben? __________ Maro? __________

      4. Codominanță: La bovine, culoarea blanii poate fi roșie sau albă. Dacă o vacă roșie este încrucișată cu o vacă albă, urmașul este roșu și alb pestrițat - fermierii o numesc „roan”. Ce fenotipuri ați obține dintr-o încrucișare între o vacă roană și o vacă albă?

      5. Grupele de sânge: Dacă un părinte are sânge de tip A și alt părinte are sânge de tip B, care sunt TOATE tipurile de sânge posibile ale copiilor. Nu cunoașteți genotipurile părinților.

      6. Legat de sex: La oameni, daltonismul este o trăsătură recesivă legată de sex. Dacă o femeie care este purtătoare de daltonism se căsătorește cu un bărbat daltonist, care sunt șansele ca copiii lor să fie daltonici?

      7. O plantă cu tulpină păroasă (HH) cu flori violete (PP) este încrucișată cu una cu tulpină netedă (hh) și cu flori albe (pp). Arătați genotipurile și fenotipurile generației F1.

      Progenitul este încrucișat cu o cruce de test dublu recesiv. S-au obţinut următoarele rezultate.

      Păros, violet Păros, alb Neted, violet Neted, alb
      45 5 5 45

      Explicați aceste rezultate, includeți o explicație pentru recombinare.

      Determinați distanța dintre alelele tulpinii și florii.

      8. Următoarele frecvențe de încrucișare au fost determinate din diferite experimente: Frecvența de încrucișare între gena A și C este de 30%. Frecvența de încrucișare între B și C este de 44%. Cât de departe sunt A și B? Schițați harta cromozomilor.

      />Această lucrare este licențiată sub o licență internațională Creative Commons Attribution-NonComercial-ShareAlike 4.0.


      Moștenirea legată de sex: semnificație și caracteristici | Genetica | Biotehnologie

      În acest articol vom discuta despre semnificația și caracteristicile moștenirii legate de sex.

      Semnificația moștenirii legate de sex:

      Pe lângă faptul că poartă gene pentru determinarea sexului, cromozomii sexuali poartă și gene pentru alte personaje. Aceste gene sunt transportate din generație în generație și sunt numite gene legate de sex, iar caracterele controlate de aceste gene sunt numite caractere legate de sex. Moștenirea genelor legate de sex sau a unei trăsături este cunoscută sub numele de moștenire legată de sex.

      Legătura sexuală a fost descoperită pentru prima dată de Morgan în 1910 la musca de fructe, Drosophila melanogaster. Musca fructelor are cromo și tizomi sexuali XX și XY la femelă și, respectiv, la mascul. Gena pentru culoarea ochilor este localizată în cromozomul X și nu există nicio alele corespunzătoare în cromozomul Y.

      Masculul va exprima prin urmare trasatura legata de sex, chiar daca are o singura gena, dominanta sau recesiva. Aceasta este cunoscută ca stare hemizigotă. Hemizigotul este atunci când un organism posedă doar o singură alelă pentru o trăsătură. În schimb, în ​​condițiile homozigote și heterozigote, sunt prezente două alele pentru o trăsătură.

      Morgan a efectuat următoarele încrucișări pentru a demonstra că gena pentru culoarea ochilor este localizată în cromozomul X. Culoarea normală a ochilor este roșie și este dominantă față de culoarea albă mutantă a ochilor.

      Crucea I – Femeie cu ochi roșii x Bărbat cu ochi albi:

      Dacă o femelă homozigotă cu ochi roșii (WW) este împerecheată cu un mascul hemizigot cu ochi albi (wY), toate muștele, indiferent de sexul lor, au ochi roșii. Când masculii și femelele cu ochi roșii din F1 sunt încrucișate, F2 muștele sunt în proporție de 2 femele cu ochi roșii, 1 mascul cu ochi roșii și un mascul cu ochi albi. Astfel, muștele cu ochi roșii și albi sunt în raport de 3:1 în F2 generație (Fig. 12).

      Crucea II – Heterozigot F1 Femeie x Masculin cu ochi albi:

      Când femela heterozigotă (Ww) a lui F1 obţinută din crucea I se încrucişează cu masculul cu ochi albi (wY), rezultatele obţinute sunt ilustrate în Fig. 13. Aceasta arată că culoarea albă nu se limitează la masculi, ci poate apărea la oricare dintre cele două sexe.

      Crucea III – Femeie cu ochi albi x Bărbat cu ochi roșii:

      Încrucișarea dintre femela cu ochi albi și masculul cu ochi roșii este o cruce reciprocă a primei cruci. Rezultatele obţinute nu sunt identice cu cele aşteptate din raportul Mendelian normal (Fig. 14). Toți masculii au ochi albi și toate femelele sunt roșii. Acest lucru arată că modelul de moștenire a culorii ochilor este paralel cu comportamentul cromozomului X. Prin urmare, s-a ajuns la concluzia că gena pentru culoarea ochilor este localizată pe cromozomul X.

      Non-disjuncția este eșecul separării cromozomilor omologi în timpul meiozei. A fost raportat pentru prima dată în Drosophila de către Bridges, unde cromozomii X nu reușesc să se separe și are ca rezultat formarea unui gamet cu o afecțiune XX și altul fără cromozom X (Fig. 15). Unirea gametului XX cu un spermatozoid Y a dus la o afecțiune XXY, care este o femeie. Non-disjuncția poate apărea și în autozomi.

      Caracteristicile moștenirii legate de sex:

      Caracteristicile moștenirii legate de sex sunt următoarele:

      A. Modelul de moștenire a trăsăturii legate de sex este încrucișat. Tatăl transmite alela X legată a unei trăsături fiicelor care o transmit nepoților. Tatăl nu poate transmite o alelă legată de sex direct unui fiu.

      b. Mama poate transmite alela unei trăsături atât fiicei, cât și fiului.

      c. Doar femelele homozigote pot exprima o trăsătură recesivă, în timp ce femelele heterozigote sunt purtătoare și nu exprimă trăsătura.

      d. Masculii exprimă trăsătura imediat din cauza absenței unei alele corespunzătoare. Acesta este motivul pentru care bărbații suferă de tulburări legate de sex mai mult decât femeile.

      e. Majoritatea trăsăturilor legate de sex sunt recesive. Câteva exemple de trăsături legate de sex includ hemofilia sau boala lui Bleeder, daltinismul sau daltonismul (Fig. 24 și 25).


      2. Co-dominare:-

      Este o descoperire post mendeliană. În acest caz, ambele alele contrastante ale genelor sunt exprimate independent în stare heterozigotă.

      Diferite tipuri de globule roșii care determină gruparea sanguină ABO la ființe umane.

      • Grupele sanguine ABO guvernate de gena I. Genea I are trei alele multiple, există șase combinații diferite ale acestor trei alele care sunt posibile și, prin urmare, un total de șase genotipuri diferite ale tipurilor de sânge ABO umane.

      Alela inu produce zahăr, deoarece oamenii sunt organisme diploide, fiecare persoană posedă oricare două dintre cele trei alele ale genei I. Alela A și alela B sunt complet dominante eu,când alela A și alela B sunt prezente împreună, ambele își exprimă propriile tipuri de zaharuri. acest lucru se datorează co-coaducerii.

      culoarea pielii la bovine

      În generația F₁ (heterozigotă), toate bovinele vor fi Roan (roșu și alb ambele culori sunt prezente împreună) și în generația F₂ rapoartele fenotipului = 1 Roșu: 2 Roan: 1 alb.

      Raportul genotipului = 1 Roșu : 2 Roan : 1 alb.


      Cuprins

      Conceptul de dominanță a fost introdus de Gregor Johann Mendel. Deși Mendel, „Părintele Geneticii”, a folosit pentru prima dată termenul în anii 1860, acesta nu a fost cunoscut pe scară largă până la începutul secolului al XX-lea. Mendel a observat că, pentru o varietate de trăsături ale mazării de grădină care au de-a face cu aspectul semințelor, păstăilor și plantelor, au existat două fenotipuri distincte, cum ar fi semințe rotunde versus încrețite, semințe galbene versus verzi, flori roșii versus albe sau plante înalte versus plante scurte. Când au fost crescute separat, plantele au produs întotdeauna aceleași fenotipuri, generație după generație. Cu toate acestea, atunci când liniile cu fenotipuri diferite au fost încrucișate (încrucișate), unul și doar unul dintre fenotipurile parentale au apărut la urmași (verde, sau rotund, sau roșu sau înalt). Cu toate acestea, atunci când aceste plante hibride au fost încrucișate, plantele descendenți au prezentat cele două fenotipuri originale, într-un raport caracteristic de 3:1, fenotipul mai comun fiind cel al plantelor hibride parentale. Mendel a argumentat că fiecare părinte din prima încrucișare a fost un homozigot pentru diferite alele (un părinte AA și celălalt părinte aa), că fiecare a contribuit cu o alelă la descendenți, cu rezultatul că toți acești hibrizi au fost heterozigoți (Aa) și că una dintre cele două alele din crucea hibridă a dominat expresia celeilalte: A mascat a.Încrucișarea finală între doi heterozigoți (Aa X Aa) ar produce descendenți AA, Aa și aa într-un raport de genotip 1:2:1, primele două clase arătând fenotipul (A), iar ultima prezentând fenotipul (a). , producând astfel raportul de fenotip 3:1.

      Mendel nu a folosit termenii genă, alelă, fenotip, genotip, homozigot și heterozigot, toți fiind introduși mai târziu. El a introdus notarea literelor majuscule și mici pentru alelele dominante și, respectiv, recesive, încă în uz astăzi.

      În 1928, geneticianul britanic al populației Ronald Fisher a propus că dominanța acționează pe baza selecției naturale prin contribuția genelor modificatoare. În 1929, geneticianul american Sewall Wright a răspuns afirmând că dominația este pur și simplu o consecință fiziologică a căilor metabolice și a necesității relative a genei implicate. Explicația lui Wright a devenit un fapt stabilit în genetică, iar dezbaterea s-a încheiat în mare măsură. Cu toate acestea, unele trăsături pot avea dominația lor influențată de mecanisme evolutive. [4] [5] [6]

      Cromozomi, gene și alele Edit

      Majoritatea animalelor și unele plante au cromozomi perechi și sunt descrise ca fiind diploide. Ei au două versiuni ale fiecărui cromozom, una contribuită de ovulul mamei, iar cealaltă de spermatozoizii tatălui, cunoscuți sub numele de gameți, descriși ca haploid și creat prin meioză. Acești gameți fuzionează apoi în timpul fertilizării în timpul reproducerii sexuale, într-un nou zigot cu o singură celulă, care se divide de mai multe ori, rezultând un nou organism cu același număr de perechi de cromozomi în fiecare celulă (non-gametă) ca și părinții săi.

      Fiecare cromozom al unei perechi de potrivire (omoloage) este similar structural cu celălalt și are o secvență ADN foarte asemănătoare (loci, locus singular). ADN-ul din fiecare cromozom funcționează ca o serie de gene discrete care influențează diferite trăsături. Astfel, fiecare genă are și un omolog corespunzător, care poate exista în diferite versiuni numite alele. Alelele din același locus pe cei doi cromozomi omologi pot fi identice sau diferite.

      Tipul de sânge al unui om este determinat de o genă care creează un grup de sânge A, B, AB sau O și este situat în brațul lung al cromozomului nouă. Există trei alele diferite care ar putea fi prezente la acest locus, dar numai două pot fi prezente la orice individ, una moștenită de la mama lor și una de la tatăl lor. [7]

      Dacă două alele unei anumite gene sunt identice, organismul este numit homozigot și se spune că este homozigot în raport cu acea genă, dacă în schimb cele două alele sunt diferite, organismul este heterozigot și este heterozigot. Structura genetică a unui organism, fie la un singur locus, fie peste toate genele sale în mod colectiv, se numește genotipul său. Genotipul unui organism, direct și indirect, afectează trăsăturile sale moleculare, fizice și de altă natură, care individual sau colectiv sunt numite fenotipul său. La loci genei heterozigote, cele două alele interacționează pentru a produce fenotipul.

      Dominanță completă Edit

      În dominație completă, efectul unei alele într-un genotip heterozigot maschează complet efectul celeilalte. Se spune că alela care îl maschează pe celălalt este dominant celui din urmă, iar alela care este mascată se spune că este recesiv la prima. [8] Prin urmare, dominanța completă înseamnă că fenotipul heterozigotului nu se poate distinge de cel al homozigotului dominant.

      Un exemplu clasic de dominanță este moștenirea formei semințelor (forma de mazăre) la mazăre. Mazărea poate fi rotundă (asociată cu alela R) sau încrețită (asociată cu alela r). În acest caz, sunt posibile trei combinații de alele (genotipuri): RR și rr sunt homozigoţi şi Rr este heterozigot. The RR indivizii au mazăre rotundă și cel rr indivizii au mazăre încrețită. În Rr indivizii R alela maschează prezența r alela, deci acești indivizi au și mazăre rotundă. Astfel, alela R este complet dominantă la alelă r, și alela r este recesiv la alele R.

      Dominanță incompletă Edit

      Dominanță incompletă (numită și dominație parțială, semi-dominanță sau moștenire intermediară) apare atunci când fenotipul genotipului heterozigot este distinct și adesea intermediar cu fenotipurile genotipurilor homozigote. De exemplu, culoarea florii snapdragon este homozigotă fie pentru roșu, fie pentru alb. Când floarea roșie homozigotă este asociată cu floarea homozigotă albă, rezultatul dă o floare roz de mucus. Mucusul roz este rezultatul unei dominații incomplete. Un tip similar de dominanță incompletă se găsește la planta de la ora patru, în care culoarea roz este produsă atunci când părinții de rasă adevărată ai florilor albe și roșii sunt încrucișați. În genetica cantitativă, în care fenotipurile sunt măsurate și tratate numeric, dacă fenotipul unui heterozigot este exact între (numeric) cel al celor doi homozigoți, se spune că fenotipul prezintă nicio dominatie deloc, adică dominanța există numai atunci când măsura fenotipului heterozigotului se află mai aproape de un homozigot decât de celălalt.

      Când plantele F1 generație sunt autopolenizate, raportul fenotipic și genotipic al F2 generația va fi 1:2:1 (Roșu:Roz:Alb). [9]

      Co-dominanță Edit

      Co-dominanța apare atunci când contribuțiile ambelor alele sunt vizibile în fenotip.

      De exemplu, în sistemul grupelor sanguine ABO, modificările chimice ale unei glicoproteine ​​(antigenul H) de pe suprafața celulelor sanguine sunt controlate de trei alele, dintre care două sunt co-dominante una față de cealaltă (IN ABSENTA , eu B ) și dominantă asupra recesivului i la locusul ABO. The IN ABSENTA și eu B alelele produc modificări diferite. Enzima codificată de IN ABSENTA adaugă o N-acetilgalactozamină la un antigen H legat de membrană. The eu B enzima adaugă o galactoză. The i alela nu produce nicio modificare. Astfel, cel IN ABSENTA și eu B alelele sunt fiecare dominante la i (I A I A și eu A i indivizii au ambii tip de sânge A și I B I B și I B i ambii indivizi au sânge de tip B), dar I A I B indivizii au ambele modificări ale celulelor sanguine și, prin urmare, au sânge de tip AB, deci IN ABSENTA și eu B se spune că alelele sunt co-dominante.

      Un alt exemplu apare la locul pentru componenta beta-globină a hemoglobinei, unde cele trei fenotipuri moleculare ale Hb A/Hb A , Hb A/Hb S , și Hb S /Hb S toate se disting prin electroforeză proteică. (Afecțiunea medicală produsă de genotipul heterozigot se numește trăsătura celulelor falciforme și este o afecțiune mai ușoară care se distinge de anemia celulelor secera, astfel arată alelele dominație incompletă referitor la anemie, vezi mai sus). Pentru majoritatea locilor genelor la nivel molecular, ambele alele sunt exprimate co-dominant, deoarece ambele sunt transcrise în ARN.

      Co-dominanța, unde produsele alelice coexistă în fenotip, este diferită de dominanța incompletă, unde interacțiunea cantitativă a produselor alelice produce un fenotip intermediar. De exemplu, în co-dominanță, o floare homozigotă roșie și o floare homozigotă albă vor produce descendenți care au pete roșii și albe. Când plantele din generația F1 sunt auto-polenizate, raportul fenotipic și genotipic al generației F2 va fi de 1:2:1 (Roșu:Pete:Alb). Aceste rapoarte sunt aceleași cu cele pentru dominanța incompletă. Din nou, această terminologie clasică este inadecvată – în realitate, nu ar trebui să se spună că astfel de cazuri prezintă dominație deloc.

      Abordarea concepțiilor greșite comune Edit

      Deși este adesea convenabil să vorbim despre a alela recesivă sau a trăsătură dominantă, dominanța nu este inerentă nici unei alele și nici fenotipului acesteia. Dominanța este o relație între două alele ale unei gene și fenotipurile asociate acestora. O alela „dominantă” este dominantă la o anumită alelă a aceleiași gene care poate fi dedusă din context, dar poate fi recesivă la o a treia alele și codominantă la o a patra. În mod similar, o trăsătură „recesivă” este o trăsătură asociată cu o anumită alelă recesivă implicată de context, dar aceeași trăsătură poate apărea într-un context diferit, unde se datorează unei alte gene și unei alele dominante.

      Dominanța nu are legătură cu natura fenotipului în sine, adică dacă este considerat „normal” sau „anormal”, „standard” sau „nestandard”, „sănătos” sau „bolnav”, „mai puternic” sau „mai slab”, „sau mai mult sau mai puțin extremă. O alelă dominantă sau recesivă poate explica oricare dintre aceste tipuri de trăsături.

      Dominanța nu determină dacă o alelă este dăunătoare, neutră sau avantajoasă. Cu toate acestea, selecția trebuie să opereze asupra genelor în mod indirect prin fenotipuri, iar dominanța afectează expunerea alelelor în fenotipuri și, prin urmare, rata de schimbare a frecvențelor alelelor sub selecție. Alelele recesive dăunătoare pot persista într-o populație la frecvențe joase, majoritatea copiilor fiind transportate în heterozigoți, fără costuri pentru acești indivizi. Aceste recesive rare stau la baza multor tulburări genetice ereditare.

      Dominanța nu are nicio legătură cu distribuția alelelor în populație. Atât alelele dominante, cât și cele recesive pot fi extrem de comune sau extrem de rare.

      În genetică, simbolurile au început ca substituenți algebrici. Când o alelă este dominantă față de alta, cea mai veche convenție este de a simboliza alela dominantă cu o literă mare. Alelei recesive i se atribuie aceeași literă cu litere mici. În exemplul de mazăre, odată ce relația de dominanță dintre cele două alele este cunoscută, este posibil să se desemneze alela dominantă care produce o formă rotundă printr-un simbol cu ​​majuscule. R, și alela recesivă care produce o formă șifonată printr-un simbol cu ​​litere mici r. Genotipurile homozigote dominante, heterozigote și homozigote recesive sunt apoi scrise RR, Rr, și rr, respectiv. De asemenea, ar fi posibil să se desemneze cele două alele ca W și w, și cele trei genotipuri WW, Ww, și ww, dintre care primele două au produs mazăre rotundă și a treia mazăre încrețită. Alegerea "R" sau "W", ca simbol pentru alela dominantă, nu pre-judecă dacă alela care provoacă fenotipul "rotund" sau "ridat" atunci când homozigotul este cel dominant.

      O genă poate avea mai multe alele. Fiecare alelă este simbolizată de simbolul locului urmat de un superscript unic. La multe specii, cea mai comună alela din populația sălbatică este desemnată alela de tip sălbatic. Este simbolizat cu un caracter + ca superscript. Alte alele sunt dominante sau recesive la alela de tip sălbatic. Pentru alelele recesive, simbolul locusului este cu litere mici. Pentru alelele cu orice grad de dominanță față de alela de tip sălbatic, prima literă a simbolului locului este cu majuscule. De exemplu, iată câteva dintre alelele de la A locusul șoarecelui de laborator, Mus musculus: Ay , galben dominant un + , tip sălbatic și un bt , negru și cafeniu. The un bt alela este recesivă la alela de tip sălbatic, iar alela Ay alela este codominantă cu alela de tip sălbatic. The Ay alela este, de asemenea, codominantă la un bt alela, dar arătând că relația este dincolo de limitele regulilor pentru nomenclatura genetică a șoarecilor.

      Regulile nomenclaturii genetice au evoluat pe măsură ce genetica a devenit mai complexă. Comitetele au standardizat regulile pentru unele specii, dar nu pentru toate. Regulile pentru o specie pot diferi oarecum de regulile pentru o specie diferită. [10] [11]

      Alele multiple Edit

      Deși orice individ al unui organism diploid are cel mult două alele diferite la orice locus (cu excepția aneuploidiilor), majoritatea genelor există într-un număr mare de versiuni alele în populația în ansamblu. Dacă alelele au efecte diferite asupra fenotipului, uneori relațiile lor de dominanță pot fi descrise ca o serie.

      De exemplu, culoarea blanii la pisicile domestice este afectată de o serie de alele ale TYR gena (care codifică enzima tirozinaza). Alelele C, c b , c s , și c a (colorate, birmaneză, siameză și, respectiv, albinos) produc niveluri diferite de pigment și, prin urmare, niveluri diferite de diluare a culorii. The C alela (culoare completă) este complet dominantă asupra ultimelor trei și c a alela (albinos) este complet recesivă la primele trei. [12] [13] [14]

      Autozomal impotriva dominanță legată de sex Edit

      La oameni și la alte specii de mamifere, sexul este determinat de doi cromozomi sexuali numiți cromozom X și cromozom Y. Femelele umane sunt de obicei XX masculii sunt de obicei X Y. Perechile de cromozomi rămase se găsesc la ambele sexe și se numesc autozomi. Trăsăturile genetice din cauza loci de pe acești cromozomi sunt descrise ca fiind autozomale și pot fi dominante sau recesive. Trăsături genetice pe X și Y cromozomii sunt numiți legați de sex, deoarece sunt legați de cromozomii sexuali, nu pentru că sunt caracteristici unui sex sau altuia. În practică, termenul se referă aproape întotdeauna la X-trăsăturile legate și multe astfel de trăsături (cum ar fi deficiența vederii culorii roșu-verde) nu sunt afectate de sex. Femelele au două copii ale fiecărui locus genic găsit pe cromozomul X, la fel ca și pentru autozomi, și se aplică aceleași relații de dominanță. Masculii, totuși, au o singură copie a fiecărui locus al genei cromozomului X și sunt descriși ca hemizigoți pentru aceste gene. Cromozomul Y este mult mai mic decât X, și conține un set mult mai mic de gene, incluzând, dar fără a se limita la, cele care influențează „masculinitatea”, cum ar fi gena SRY pentru factorul determinant al testiculelor. Regulile de dominanță pentru genele legate de sex sunt determinate de comportamentul lor la femeie: deoarece masculul are o singură alelă (cu excepția anumitor tipuri de aneuploidie a cromozomului Y), alela respectivă este întotdeauna exprimată indiferent dacă este dominantă sau recesiv. Păsările au cromozomi de sex opus: bărbații au cromozomi ZZ și femelele ZW. Cu toate acestea, moștenirea trăsăturilor amintește sistemului XY, altfel cintezele zebra masculi pot purta gena colorantă albă în unul dintre cei doi cromozomi Z, dar femelele dezvoltă întotdeauna o colorare albă. Lăcustele au sistem XO. Femelele au XX, dar bărbații doar X. Nu există deloc cromozom Y.

      Epistaza Edit

      Epistazis ["epi + stază = a sta deasupra"] este o interacțiune între alele la doi diferit gene loci care afectează o singură trăsătură, care uneori poate semăna cu o interacțiune dominantă între două diferit alele la la fel locus. Epistazis modifică raportul caracteristic 9:3:3:1 așteptat pentru două gene non-epistatice. Pentru doi loci sunt recunoscute 14 clase de interacțiuni epistatice. Ca exemplu de epistasis recesiv, un loc genic poate determina dacă un pigment de flori este galben (AA sau Aa) sau verde (aa), în timp ce un alt loc determină dacă pigmentul este produs (BB sau Bb) sau nu (bb). Într-o bb plante, florile vor fi albe, indiferent de genotipul celuilalt locus ca AA, Aa, sau aa. The bb combinația este nu dominantă la A alela: mai degrabă, cel B arată genele epistasis recesiv la A gena, deoarece B locus atunci când este homozigot pentru recesiv alela (bb) suprimă expresia fenotipică a A locus. Într-o încrucișare între doi AaBb plantelor, aceasta produce o caracteristică 9:3:4 raport, în acest caz galben : verde : flori albe.

      În epistaza dominantă, un loc genic poate determina pigmentul galben sau verde, ca în exemplul anterior: AA și Aa sunt galbene și aa sunt verzi. Un al doilea loc determină dacă este produs un precursor de pigment (dd) sau nu (DD sau Dd). Aici, într-un DD sau Dd plante, florile vor fi incolore, indiferent de genotipul de la A locus, din cauza efectului epistatic al dominantei D alela. Astfel, într-o încrucișare între doi AaDd plante, 3/4 din plante vor fi incolore, iar fenotipurile galbene și verzi sunt exprimate numai în dd plantelor. Aceasta produce o caracteristică 12:3:1 raportul alb : galben : plante verzi.

      Epistasis suplimentar apare atunci când doi loci afectează același fenotip. De exemplu, dacă culoarea pigmentului este produsă de CC sau Cc dar nu cc, și prin DD sau Dd dar nu dd, atunci pigmentul nu este produs în nicio combinație genotipică cu niciunul cc sau dd. Acesta este, ambii loci trebuie să aibă cel puțin o alelă dominantă pentru a produce fenotipul. Aceasta produce o caracteristică 9:7 raportul dintre plante pigmentate și nepigmentate. Epistas complementar în contrast produce o plantă nepigmentată dacă și numai dacă genotipul este cc și dd, iar raportul caracteristic este 15:1 între plantele pigmentate și nepigmentate. [15]

      Genetica clasică a considerat interacțiuni epistatice între două gene în același timp. Acum este evident din genetica moleculară că toți locii genici sunt implicați în interacțiuni complexe cu multe alte gene (de exemplu, căile metabolice pot implica zeci de gene) și că acest lucru creează interacțiuni epistatice care sunt mult mai complexe decât modelele clasice cu două locații. .

      Principiul Hardy–Weinberg (estimarea frecvenței purtătoarei) Edit

      Frecvența stării heterozigote (care este starea purtătoare a unei trăsături recesive) poate fi estimată folosind formula Hardy–Weinberg: p 2 + 2 pq + q 2 = 1 +2pq+q^ <2>=1>

      Această formulă se aplică unei gene cu exact două alele și leagă frecvențele acelor alele dintr-o populație mare cu frecvențele celor trei genotipuri ale acestora din acea populație.

      De exemplu, dacă p este frecvența alelei A, și q este frecvența alelei A apoi termenii p 2 , 2pq, și q 2 sunt frecvențele genotipurilor AA, Aa și aa respectiv. Deoarece gena are doar două alele, toate alelele trebuie să fie oricare A sau A și p + q = 1 . Acum dacă A este complet dominant la A apoi frecvenţa genotipului purtător Aa nu poate fi observată direct (deoarece are aceleași trăsături ca genotipul homozigot AA), cu toate acestea poate fi estimată din frecvența trăsăturii recesive în populație, deoarece aceasta este aceeași cu cea a genotipului homozigot. aa. adică frecvențele alelelor individuale pot fi estimate: q = √ f (aa) , p = 1 − q , iar din acestea se poate deriva frecvența genotipului purtător: f (Aa) = 2pq .

      Această formulă se bazează pe o serie de ipoteze și pe o estimare precisă a frecvenței trăsăturii recesive.În general, orice situație din lumea reală se va abate de la aceste ipoteze într-o oarecare măsură, introducând inexactități corespunzătoare în estimare. Dacă trăsătura recesivă este rară, atunci va fi greu de estimat frecvența cu acuratețe, deoarece va fi nevoie de o dimensiune foarte mare a eșantionului.

      Dominant versus avantajos Editare

      Proprietatea de „dominant” este uneori confundată cu conceptul de avantajos, iar proprietatea de „recesiv” este uneori confundată cu conceptul de nociv, dar fenomenele sunt distincte. Dominanța descrie fenotipul heterozigoților în raport cu fenotipurile homozigoților și fără a ține seama de gradul în care diferitele fenotipuri pot fi benefice sau dăunătoare. Deoarece multe alele ale bolii genetice sunt recesive și deoarece cuvântul dominanță are o conotație pozitivă, se face adesea presupunerea că fenotipul dominant este superior în ceea ce privește fitness-ul. Totuși, acest lucru nu este asigurat, așa cum se discută mai jos, în timp ce majoritatea alelelor bolilor genetice sunt dăunătoare și recesive, nu toate bolile genetice sunt recesive.

      Cu toate acestea, această confuzie a fost omniprezentă de-a lungul istoriei geneticii și persistă până în zilele noastre. Abordarea acestei confuzii a fost una dintre principalele motivații pentru publicarea principiului Hardy-Weinberg.

      Baza moleculară a dominanței era necunoscută lui Mendel. Se înțelege acum că un locus genic include o serie lungă (de sute la mii) de baze sau nucleotide ale acidului dezoxiribonucleic (ADN) într-un anumit punct al unui cromozom. Dogma centrală a biologiei moleculare afirmă că „ADN-ul face ARN-ul face proteine„, adică acel ADN este transcris pentru a face o copie a ARN-ului, iar ARN-ul este tradus pentru a face o proteină. În acest proces, diferite alele la un loc pot fi sau nu transcrise, iar dacă este transcris pot fi traduse în versiuni ușor diferite. ale aceleiași proteine ​​(numite izoforme). Proteinele funcționează adesea ca enzime care catalizează reacții chimice în celulă, care produc direct sau indirect fenotipuri. În orice organism diploid, secvențele ADN ale celor două alele prezente la orice locus al genelor pot fi identice ( homozigot) sau diferit (heterozigot). Chiar dacă locusul genei este heterozigot la nivelul secvenței ADN, proteinele realizate de fiecare alelă pot fi identice. În absența oricărei diferențe între produsele proteice, nici una dintre alele nu se poate spune că fi dominant (vezi co-dominanță, de mai sus). Chiar dacă cele două produse proteice sunt ușor diferite (alozime), este probabil să producă același fenotip în ceea ce privește acțiunea enzimatică și, din nou, nici una dintre alele nu poate fi considerată dominantă.

      Pierderea funcției și haplosuficiență Edit

      Dominanța apare de obicei atunci când una dintre cele două alele este nefuncțională la nivel molecular, adică nu este transcrisă sau altfel nu produce un produs proteic funcțional. Acesta poate fi rezultatul unei mutații care modifică secvența ADN a alelei. [ citare necesară ] Un organism homozigot pentru alela nefuncțională va prezenta în general un fenotip distinctiv, datorită absenței produsului proteic. De exemplu, la oameni și alte organisme, pielea nepigmentată a fenotipului albino [16] rezultă atunci când un individ este homozigot pentru o alelă care codifică o versiune nefuncțională a unei enzime necesare pentru a produce melanina pigmentului pielii. Este important de înțeles că nu lipsa funcției permite alelei să fie descrisă ca recesivă: aceasta este interacțiunea cu alela alternativă la heterozigot. Sunt posibile trei tipuri generale de interacțiune:

      1. În cazul tipic, alela funcțională unică produce suficientă proteină pentru a produce un fenotip identic cu cel al homozigotului: aceasta se numește haplosuficiență. De exemplu, să presupunem că cantitatea standard de enzimă produsă în homozigotul funcțional este de 100%, cele două alele funcționale contribuind cu 50% fiecare. Alela funcțională unică din heterozigot produce 50% din cantitatea standard de enzimă, ceea ce este suficient pentru a produce fenotipul standard. Dacă heterozigotul și homozigotul alelei funcționale au fenotipuri identice, alela funcțională este dominantă față de alela nefuncțională. Acest lucru se întâmplă la locusul genei albinos: heterozigotul produce suficientă enzimă pentru a converti precursorul pigmentului în melanină, iar individul are o pigmentare standard.
      2. Mai rar, prezența unei singure alele funcționale dă un fenotip care nu este normal, dar mai puțin sever decât cel al homozigotului nefuncțional. Acest lucru se întâmplă atunci când alela funcțională nu este haplo-suficientă. Termenii haplo-insuficiență și dominanță incompletă sunt de obicei aplicați acestor cazuri. Interacțiunea intermediară are loc atunci când genotipul heterozigot produce un fenotip intermediar între cei doi homozigoți. În funcție de care dintre cei doi homozigoți seamănă cel mai mult heterozigotul, se spune că o alelă arată dominație incompletă peste celălalt. De exemplu, la oameni Hb Locul genei este responsabil pentru proteina lanțului beta (HBB), care este una dintre cele două proteine ​​globine care alcătuiesc hemoglobina pigmentului sanguin. [16] Mulți oameni sunt homozigoți pentru o alelă numită Hb A unele persoane poartă o alelă alternativă numită Hb S , fie ca homozigoți, fie ca heterozigoți. Moleculele de hemoglobină ale Hb S /Hb S homozigoții suferă o schimbare a formei care distorsionează morfologia celulelor roșii din sânge și provoacă o formă severă de anemie, care pune viața în pericol, numită anemie secerică. Persoane heterozigote Hb A /Hb S căci această alelă are o formă mult mai puțin severă de anemie numită trăsătură de celule falciforme. Deoarece fenotipul bolii de Hb A /Hb S heterozigoții este mai asemănător, dar nu identic cu Hb A /Hb A homozigot, cel Hb A se spune că alela este incomplet dominant la Hb S alela.
      3. Rareori, o singură alelă funcțională la heterozigot poate produce un produs genetic insuficient pentru orice funcție a genei, iar fenotipul seamănă cu cel al homozigotului pentru alela nefuncțională. Acest lucru complet haploinsuficiență este foarte neobișnuit. În aceste cazuri, alela nefuncțională s-ar spune că este dominantă față de alela funcțională. Această situație poate apărea atunci când alela nefuncțională produce o proteină defectuoasă care interferează cu funcționarea adecvată a proteinei produse de alela standard. Prezența proteinei defecte „domină” proteina standard, iar fenotipul bolii heterozigotului seamănă mai mult cu cel al homozigotului pentru două alele defecte. Termenul „dominant” este adesea aplicat incorect alelelor defecte al căror fenotip homozigot nu a fost examinat, dar care provoacă un fenotip distinct atunci când sunt heterozigote cu alela normală. Acest fenomen apare într-un număr de boli repetate cu trinucleotide, un exemplu fiind boala Huntington. [17]

      Mutații dominant-negative Edit

      Multe proteine ​​sunt în mod normal active sub forma unui multimer, un agregat de copii multiple ale aceleiași proteine, altfel cunoscut sub numele de proteină homomultimeric sau proteină homooligomerică. De fapt, majoritatea celor 83.000 de enzime diferite din 9800 de organisme diferite din baza de date a enzimelor BRENDA [18] reprezintă homooligomeri. [19] Când versiunea de tip sălbatic a proteinei este prezentă împreună cu o versiune mutantă, se poate forma un multimer mixt. O mutație care conduce la o proteină mutantă care perturbă activitatea proteinei de tip sălbatic din multimer este o mutație dominantă negativă.

      O mutație dominant-negativă poate apărea într-o celulă somatică umană și poate oferi un avantaj proliferativ celulei mutante, conducând la expansiunea sa clonală. De exemplu, o mutație dominant-negativă într-o genă necesară pentru procesul normal de moarte celulară programată (apoptoză) ca răspuns la deteriorarea ADN-ului poate face ca celula să fie rezistentă la apoptoză. Acest lucru va permite proliferarea clonei chiar și atunci când este prezentă deteriorarea excesivă a ADN-ului. Astfel de mutații dominant-negative apar în gena supresoare a tumorii p53. [20] [21] Proteina de tip sălbatic P53 este prezentă în mod normal ca un multimer cu patru proteine ​​(oligotetramer). Dominant-negativ p53 mutațiile apar într-un număr de tipuri diferite de cancer și leziuni precanceroase (de exemplu, tumori cerebrale, cancer de sân, leziuni precanceroase orale și cancer oral). [20]

      Mutațiile dominant-negative apar și în alte gene supresoare de tumori. De exemplu, două mutații dominante-negative ale liniei germinale au fost identificate în gena cu mutație Ataxia telangiectasia (ATM), care crește susceptibilitatea la cancerul de sân. [22] Mutațiile dominante negative ale factorului de transcripție C/EBPα pot provoca leucemie mieloidă acută. [23] Mutațiile negative dominante moștenite pot crește, de asemenea, riscul de apariție a altor boli decât cancerul. Mutațiile dominant-negative ale receptorului gamma activat de proliferator de peroxizomi (PPARγ) sunt asociate cu rezistență severă la insulină, diabet zaharat și hipertensiune arterială. [24]

      Mutațiile dominant-negative au fost descrise și în alte organisme decât oamenii. De fapt, primul studiu care raportează a proteină mutantă inhibarea funcției normale a unei proteine ​​de tip sălbatic într-un multimer mixt a fost cu proteina GP37 din fibre de coadă de bacteriofag T4. [25] Mutațiile care produc o proteină trunchiată mai degrabă decât o proteină mutantă de lungime completă par să aibă cel mai puternic efect dominant-negativ în studiile asupra P53, ATM, C/EBPα și bacteriofag T4 GP37.

      La oameni, multe trăsături genetice sau boli sunt clasificate pur și simplu drept „dominante” sau „recesive”. Mai ales cu așa-numitele boli recesive, care sunt într-adevăr un factor al genelor recesive, dar pot simplifica prea mult baza moleculară subiacentă și pot duce la înțelegerea greșită a naturii dominantei. De exemplu, boala genetică recesivă fenilcetonuria (PKU) [26] rezultă dintr-un număr mare (>60) de alele la locusul genei pentru enzima fenilalaninhidroxilază (PAH). [27] Multe dintre aceste alele produc puțin sau deloc PAH, ca urmare a faptului că substratul fenilalanina (Phe) și produșii săi metabolici se acumulează în sistemul nervos central și pot provoca dizabilitate intelectuală severă dacă nu sunt tratate.

      Pentru a ilustra aceste nuanțe, genotipurile și consecințele fenotipice ale interacțiunilor dintre trei alele ipotetice ale PAH sunt prezentate în următorul tabel: [28]

      La persoanele neafectate homozigote pentru o alele funcționale standard (AA), PAH activitatea este standard (100%), iar concentrația de fenilalanină în sânge [Phe] este de aproximativ 60 μM (= μmol/L). La persoanele netratate homozigote pentru una dintre alelele PKU (BB), PAH activitatea este aproape de zero, [Phe] de zece până la patruzeci de ori standard, iar individul manifestă PKU.

      În AB heterozigot, PAH activitatea este de numai 30% (nu 50%) din sângele standard [Phe] este crescut de două ori, iar persoana nu manifestă PKU. Astfel, cel A alela este dominantă la B alela cu privire la PKU, dar B alela este incomplet dominantă la A alela în ceea ce privește efectul ei molecular, determinarea PAH nivelul de activitate (0,3% < 30% << 100%). În cele din urmă, cel A alela este o dominantă incompletă la B în raport cu [Phe], ca 60 µM < 120 µM << 600 µM. Rețineți încă o dată că este irelevant pentru problema dominanței ca alela recesivă să producă un fenotip [Phe] mai extrem.

      Pentru o alela a treia C, A CC homozigotul produce o cantitate foarte mică de PAH enzimă, care are ca rezultat un nivel oarecum crescut de [Phe] în sânge, o afecțiune numită hiperfenilalaninemie, care nu duce la dizabilitate intelectuală.

      Adică, relațiile de dominanță ale oricăror două alele pot varia în funcție de aspectul fenotipului luat în considerare. De obicei, este mai util să vorbim despre consecințele fenotipice ale interacțiunilor alelice implicate în orice genotip, decât să încercăm să le forțezi în categorii dominante și recesive.


      Acum că am vorbit despre dominanța incompletă, să ne uităm la co-dominanță. Dacă florile părinte din Figura 1 ar avea moștenire co-dominantă, cum credeți că ar arăta descendenții cu floarea din Figura 2.

      Figura 2. Această floare prezintă co-dominanță

      Un alt exemplu de co-dominanță este gruparea sângelui la ființe umane. Ignorând gruparea sanguină pozitivă și negativă, există patru tipuri de sânge:

      • Tip A (I A I A , I A i)
      • Tip B (I B I B , I B i)
      • Tip AB (I A I B )
      • Tip O (ii)

      Exerciții

      Având în vedere aceste alele, este posibil ca un copil cu sânge AB să aibă un părinte cu sânge O?


      Proprietățile moștenirii X-linked și autosomal dominante

      Descărcați videoclipul de pe iTunes U sau din Internet Archive.

      Vreau să mă întorc cu o secundă până la sfârșitul timpului trecut pentru că în ultimele momente de acolo, noi, sau cel puțin eu, ne-am rătăcit puțin, și unde plusurile și minusurile erau la o anumită masă.

      Și vreau să mă întorc și să mă asigur că am înțeles asta.

      Vorbeam despre o situație în care încercam să folosim genetica și fenotipurile care ar putea fi observate la mutanți pentru a încerca să înțelegem calea biochimică pentru că începem să încercăm să unim punctul de vedere al geneticianului care se uită doar la mutanți, și punctul de vedere al biochimistului care se uită la căi și proteine.

      Și, am emis ipoteza că au existat unii biochimiști care au gândit o posibilă cale pentru sinteza argininei care implica un precursor, alfa, beta, gamma, unde alfa este transformat în beta beta este transformat în gamma și gamma este folosit pentru a transforma. în arginină. Și, ipotetic, ar exista niște enzime: enzima A care convertește alfa, enzima B care convertește beta și enzima C care convertește gama.

      Și, tocmai ne gândeam, cum ar arăta fenotipurile diferiților auxotrofi de arginină care aveau blocuri în diferite stadii ale căii. Dacă aș avea un auxotrof de arginină care a avut un bloc aici pentru că să spunem o mutație într-o genă care afectează această enzimă, sau la un bloc aici la o mutație care afectează, să zicem, gena care codifică enzima C, cum aș putea spune foarte pur și simplu că erau în gene diferite? Data trecută, am descoperit că am putut spune că sunt în gene diferite făcând o încrucișare între un mutant care a avut prima mutație și un mutant care a avut a doua mutație și uitându-ne la heterozigotul dublu, nu? Și, dacă în heterozigotul dublu aveai un tip sălbatic sau un fenotip normal, atunci trebuiau să fie în gene diferite, bine? Sa nu uiti asta?

      Asta s-a numit un test de completare.

      Așa am reușit să distingem care mutații erau în aceeași genă și care mutații erau în gene diferite.

      Acum putem face un pas mai departe. Când am stabilit că sunt în gene diferite, putem încerca să începem să ne gândim cum se leagă aceste gene cu o cale biochimică?

      Am vrut să încep să introduc, pentru că va fi relevantă pentru astăzi, această noțiune: deci, să presupunem că am avut o mutație care a afectat enzima A, astfel încât acest pas enzimatic nu a putut fi efectuat.

      Un astfel de mutant, când încerc doar să-l cresc pe un mediu minim, nu va putea crește. Dacă îi dau substratul alfa, nu-i face bine pentru că nu are enzima pentru a converti alfa. Deci, dat fiind alfa, nu va crește. Dar dacă îi dau beta, ce se va întâmpla? Poate crește pentru că am ocolit defectul. Dar dacă îi dau gamma? Arginina?

      Acum, dacă în schimb mutația a afectat pasul enzimatic aici, atunci dacă o dau pe minim sau mediu, dar poate crește pe gamma. Dar această ultimă linie?

      Dacă am o mutație și ultimul pas enzimatic, mediu minim nu poate crește cu alfa, nu poate crește cu beta, nici măcar cu gamma. Dar, poate crește cu arginină pentru că am ocolit acel pas. Deci, primesc un fenotip diferit, incapacitatea de a crește chiar și pe gamma, dar pot crește pe arginină. Acum, iată, dacă adun împreună acei mutanți și fac un mutant dublu, un homozigot dublu, să zicem, că este defect atât în ​​A cât și în B, cum va arăta? Va putea crește pe mediu minim? Va putea crește pe alfa?

      Va putea crește pe beta?

      Va putea crește pe gama și arginină? Dar dacă am un dublu mutant în B și C, minus, minus, minus, minus, plus? Deci asta arată la fel. Asta arată la fel.

      Și astfel, uitându-mă la diferite combinații de mutanți, pot vedea că fenotipul B aici este ceea ce se întâmplă în dublu mutant. Deci, acest fenotip este epistatic față de acest fenotip.

      Epistatic înseamnă că se sprijină, bine? Deci, fenotipurile, la fel cum fenotipurile pot fi recesive sau dominante, puteți vorbi și despre epistatice. Și epistatic înseamnă că atunci când aveți două mutații împreună la epistatic, atunci una dintre ele este epistatică pentru cealaltă, poate.

      Va fi, de fapt, cel care este prezent.

      Deci, acest lucru nu este atât de ușor de făcut în multe cazuri, deoarece dacă iau diferite tipuri de mutații care afectează dezvoltarea aripilor și le adun împreună în aceeași muscă, s-ar putea să obțin o aripă foarte dezordonată și este foarte greu de spus că mutantul dublu are un fenotip care arată ca oricare dintre cei doi mutanți unici.

      Dar uneori, dacă se încadrează foarte bine într-o cale în care acest lucru afectează primul pas, acest lucru afectează al doilea pas, acesta afectează al treilea pas, acesta afectează al patrulea pas, atunci mutantul dublu va arăta ca unul dintre acestea, OK? Și, în acest fel, puteți să ordonați cumva lucrurile pe o cale biochimică. Acum, observați, totul este indirect, nu? Aceasta este ceea ce au făcut geneticienii la mijlocul secolului al XX-lea pentru a încerca să descopere cum să conecteze mutanții la biochimie.

      De fapt, nu este adevărat. Este ceea ce mai fac geneticienii astăzi, pentru că ați putea crede că Ei bine, nu mai trebuie să facem asta, dar, de fapt, geneticienii se uită constant la mutanți și fac conexiuni încercând să spună, cum arată această combinație dublă? Cum arată acea combinație dublă și cum ne spune asta despre calea de dezvoltare, care celulă semnalează ce celulă? Aceasta se dovedește a fi una dintre cele mai puternice moduri de a afla ce fac mutațiile spunând că combinația a două mutații arată la fel ca una dintre ele, permițându-vă să ordonați mutațiile într-o cale.

      Și, nu există o modalitate generală de a măcina o celulă și de a ordona lucrurile într-o cale. Genetica este un instrument foarte puternic pentru a face asta.

      Acum, există câteva modalități de a măcina celulele și de a ordona lucrurile, dar aveți nevoie de ambele tehnici pentru a crede lucruri.

      Oricum, am vrut să trec peste asta, pentru că este un concept important, conceptul de epistasis, conceptul de a lega mutațiile la pași și căi, dar ceea ce vreau mai mult să fac astăzi este să vorbesc acum despre genetică, nu în organisme. ca drojdia sau muștele de fructe sau chiar mazărea, dar genetică la om.

      Deci, ce este diferit la genetica la oameni față de genetica la drojdie?

      Nu poți alege cine se împerechează cu cine. Ei bine, poți.

      Adică, pe vremea căsătoriilor aranjate poate nu puteai, dar poți alege cine se împerechează cu cine, dar numai pentru tine, nu? Ceea ce nu poți face este să aranjezi alte încrucișări în populația umană ca un experimentator. Acum, propria ta alegere de împerechere, din păcate sau din fericire, poate produce prea puțini descendenți pentru a fi semnificative statistic. Ca părinte de trei copii, mă gândesc la ce ar fi nevoie pentru a crește un număr semnificativ statistic de urmași pentru a trage concluzii și nu cred că aș putea face asta.

      Deci, ai perfecta dreptate. Nu putem aranja împerecherile pe care le dorim în populația umană. Deci, asta e marea diferență.

      Deci, putem face genetică oricum? Cum facem genetică, chiar dacă nu putem aranja împerecherile așa cum ne-am dori? Îmi pare rău?

      Ei bine, arbori genealogic. Trebuie să luăm împerecherile așa cum le găsim în populația umană. Poți vorbi cu cineva care ar putea avea un fenotip interesant, nu știu, lobi de urechi atașați, sau boli de inimă foarte precoce, sau o culoare neobișnuită a ochilor și să începi să colectezi un istoric familial despre acea persoană.

      Este o chestie cam dusă pentru că s-ar putea să te bazezi pe amintirile acelei persoane. Deci, dacă ai fi cu adevărat harnic în acest sens, ai merge să verifici fiecare dintre membrii familiei lor și ai testa singur dacă au fenotipul. Oamenii care fac studii genetice umane serioase merg adesea și fac asta. Trebuie să meargă să confirme, fie obținând fișele spitalului, fie intervievând ceilalți membri ai familiei, etc. Așadar, acest lucru nu este la fel de ușor ca să așezi o mulțime de drojdii pe o farfurie Petri.

      Și apoi obțineți pedigree. Și pedigree-urile arată așa.

      Iată un pedigree. Spune-mi ce crezi din asta.

      Acum, simboluri: pătratele sunt bărbați, cercurile sunt femele prin convenție, un simbol colorat înseamnă fenotipul pe care suntem interesați să-l studiem în acest moment. Deci, în orice problemă, cineva vă va spune, ei bine, studiem un fenotip interesant. De multe ori ai un caz index sau un proband, adică persoana care vine în atenția clinică, apoi te gonești înapoi în pedigree și încerci să reconstruiești.

      Deci, să presupunem că am văzut un pedigree ca acesta.

      Ce concluzii as putea trage? Îmi pare rău? Trăsătură recesivă, de legătură sexuală de ce trăsătură de legătură sexuală? Deci, să vedem dacă vă putem aduce modelul aici. Crezi că asta reprezintă moștenirea legată de sex. Deci, care ar fi genotipul acestui mascul de aici? Mutant: voi folosi M pentru a desemna un mutant purtat pe cromozomul X și un Y pe cromozomul opus.

      Care este genotipul femelei aici?

      Deci, este plus peste plus unde voi folosi plus pentru a desemna gena purtată pe cromozomul X normal. OK, și atunci ce crezi că s-a întâmplat aici? Deci, mutant peste plus, te împerechezi cu acest mascul care este plus peste plus. De ce este bărbatul ăla plus peste plus? O, corect, idee bună.

      Nu este plus peste plus. Este plus peste Y. De ce este acel bărbat plus peste Y spre deosebire de mutant peste Y?

      Ar avea fenotipul mutant. Deci, el nu are fenotipul mutant, așa că poate deduce că are plus față de Y. OK, și atunci ce se întâmplă aici? Mutant peste Y este plus peste Y. Cum a obținut această persoană plus peste Y? Ei sunt doar un plus pentru mama și fiicele, Y de la tata și un plus de la mama. Asta e tare. Acum, ce zici de fiicele de acolo? Sunt plus peste plus, sau M peste plus? Este unul, unul și unul altul? Ei bine, în manuale este întotdeauna plus peste plus și M peste plus, dar în viața reală? Nu știm, nu? Deci, acesta ar putea fi plus peste plus, sau M peste plus, nu știm, OK? Acum, ce zici de această parte a pedigree-ului?

      Care este genotipul aici? Plus peste Y, OK.

      De ce nu mutant peste Y? Pentru că dacă au primit mutantul, ar trebui să vină de la, OK, deci aici, plus peste plus, și apoi aici, toată lumea este normală pentru că nu există nicio alele mutante separate.

      Da? Da, nu ar putea fi doar recesiv? Adică, este o poveste frumoasă despre legătura sexuală, dar nu ar putea fi recesivă? Așa că, dă-mă să fie recesiv. M peste plus, plus peste plus. Stai, stai, stai, stai. Ar putea fi acesta M peste plus, iar persoana respectivă să fie afectată?

      Trebuie să fie M peste M, deci mutanți peste mutanți, dar asta e posibil. Da, OK. Deci, care ar fi această persoană? Plus peste plus, să zicem, vino aici. Acum, care ar fi această persoană? M plus. Trebuie să fie M plus pentru că, OK, și cum rămâne cu această persoană de aici? M plus, acum ce zici de urmași? Deci, unul dintre ele este M peste M, plus peste plus și două M plusuri. Mereu merge așa?

      [Râsete] Nu, nu merge întotdeauna deloc așa.

      Deci, o să scriu plus peste plus aici doar pentru a spune, dur, nu? În viața reală, nu iese întotdeauna așa.

      Ce zici de aici? Ar trebui să fie plus peste plus.

      De ce nu? Nu, pentru că ar putea fi M peste plus și nu are niciun efect asupra descendenților din întâmplare, nu? Dar, aveai să spui că este plus peste plus pentru că în manuale este întotdeauna plus peste plus în imagini de genul acesta, nu? Și apoi, totul se dovedește a fi plusuri și mutanți, și plusuri și mutanți și toate astea, nu? Ei bine, care poză este corectă?

      Îmi pare rău? Nu știi. Deci, asta nu e bine. Ar trebui să existe răspunsuri la aceste lucruri. Ar putea fi adevărat? Care este mai probabil? Cel din stânga? De ce? Mai probabil statistic, cum de? Pentru ca este. S-ar putea să nu fie suficient ca răspuns științific complet complet.

      Da? Da. Ei bine, dar am pe cineva care este afectat aici. Deci, având în vedere că am devenit o persoană afectată în familie -- da, de fapt, ai dreptate, din punct de vedere statistic, este ceva mai puțin probabil ca două M independente să intre în același pedigree, mai ales dacă M este relativ rar.

      Dacă M este destul de comun, totuși, să presupunem că M ar fi o frecvență de 20% în populație, atunci ar putea fi destul de rezonabil că acest lucru s-ar putea întâmpla. Deci, ce ai vrea să faci pentru a testa asta? Îmi pare rău? Ei bine, dacă ați găsi vreo femeie aici, poate ați putea trage concluzia că este autosomal recesiv, deoarece femelele nu prezintă niciodată o trăsătură legată de sex. E adevarat?

      Nu, nu este adevărat. De ce nu? Ai dreptate. Deci, trebuie doar să fii homozigot pentru asta pe X. Deci, a avea o singură femeie nu va, adică, ea nu va lua asta ca dovadă. Obțineți o femelă afectată și demonstrați că toți descendenții ei masculi prezintă această trăsătură. Încrucișează-o cu, așteaptă, așteaptă.

      Acesta este un pedigree uman băieți [Râsete]. Uf! Sunt probleme implicate aici, nu? Ai putea s-o prezinți unui tip normal, [Râsete], dar nu este permis dacă o poți trece cu un tip normal. Așadar, vedeți, acestea sunt exact problemele în a da sens unor pedigree ca acesta.

      Deci, ceea ce trebuie să faceți este să colectați o mulțime de date și tipurile de caracteristici pe care le căutați într-un pedigree, dar sunt caracteristici statistice și, în ciuda -- Deci, aceasta ar putea fi daltonism sau ceva de genul ăsta, dar în ciuda imaginilor din manualul de daltonism și toate acestea, chiar trebuie să aruncați o privire la o serie de proprietăți. Care sunt unele proprietăți?

      Unul la care v-ați referit deja și care este o predominanță la bărbați dacă este legat de X. De ce există o predominanță la bărbați? Ei bine, există o predominanță la bărbați, deoarece dacă am un X peste Y și am o mutație asociată pe acest cromozom X, bărbații trebuie să o obțină doar pe unul.

      Femelele trebuie să-l primească pe ambele și, prin urmare, este mai probabil ca bărbații să-l obțină. Deci, de exemplu, care este frecvența daltonismului în rândul bărbaților? Da, este 8-10%, așa ceva. Cred că este cam 8% sau cam așa ceva.

      Și, printre femei, ei bine, dacă este de 8% pentru a obține una, care este șansa să obțineți două?

      Este de 8% ori 8% este puțin mai puțin de 1%, nu?

      Este 0,64%, OK, la femei. Deci, vom merge doar cu 8% pătrat. Deci la bărbați, 8% la femei, mai puțin de unu la sută.

      Deci, există o predominanță la bărbați a acestor trăsături legate de sex. Alte lucruri: bărbații afectați nu transmit trăsătura copiilor, în special nu o transmit fiilor lor, corect, pentru că ei trimit mereu cromozomii Y la cântecele lor. Femelele purtătoare transmit la jumătate dintre fii lor, iar femelele afectate transmit tuturor fiilor lor. Și, trăsătura pare a sări peste generații, deși nu-mi place această terminologie.

      Sari peste generatii. Acestea sunt tipurile de proprietăți pe care le aveți. Deci, hemofilie, un bun exemplu în acest sens, dacă am un copil cu hemofilie, bărbat cu hemofilie, ai fi surprins dacă unchiul lui ar avea hemofilie? Ce unchi ar fi, matern sau patern?

      Unchiul matern ar avea cel mai probabil hemofilie.

      Este întotdeauna posibil să fie patern. Aceasta este problema cu genetica umană este că trebuie să obțineți suficiente familii, astfel încât modelul să devină copleșitor de clar, OK, pentru că altfel, așa cum puteți vedea cu un număr mic, este greu să fiți absolut sigur.

      Deci, acestea sunt proprietăți ale trăsăturilor legate de X.

      Ce zici de chelie? Calviția este o trăsătură legată de sex? Cum se face? Nu vezi multe femele chele.

      Asta dovedește că este legat de sex? Îmi pare rău? Băieții sunt mai stresați.

      [Râsete] Există dovezi că are vreo legătură cu stresul?

      De fapt, are de-a face cu excesul de testosteron, se dovedește că nivelurile ridicate de testosteron sunt corelate cu chelie masculină, dar faptul că bărbații devin chelii indică faptul că aceasta este o trăsătură legată de sex? Nu. Doar pentru că este predominant la bărbați, trebuie să verificăm aceste alte proprietăți.

      Este cazul că tații cheli tind să aibă fii cheli?

      Ceva dovezi în acest sens? Dovezi de bun simț din observație? Este destul de clar. Foarte clar nu este o trăsătură legată de sex. Este o trăsătură limitată de sex, pentru că pentru a arăta acest lucru trebuie să fii bărbat, deoarece nivelurile ridicate de testosteron nu se găsesc la femele, chiar dacă au genotipul care le-ar putea predispune să devină chelie dacă ar fi bărbați. Deci, de fapt, nu este deloc o trăsătură legată de sex și este foarte clar că calviția masculină apare în familii mai pe verticală. Așadar, trebuie să fii atent la diferența dintre sex legat și sex limitat, și sex legat pe care îl poți alege cu adevărat din transmisie și familii.

      OK, iată încă una. Pedigree nou.

      S-a căsătorit de două ori aici. OK, ce avem?

      Da? S-a căsătorit din nou. S-a căsătorit de două ori. A doua oară nu a avut urmași. Dar asta se întâmplă și trebuie să poți să-l desenezi în pedigree.

      Are dreptul, bine. Bine, așa că s-a căsătorit din nou, fără urmași din această căsătorie. Acesta este simbolul ei legal. Credeți că e amuzant. Este real, știi?

      Bine, asta nu înseamnă că este căsătorită cu două persoane în același timp.

      Aceasta nu este o imagine temporală. Deci, ce avem aici? Da?

      Îmi pare rău, a acestei persoane? Ei bine, le desenez ca simbol gol aici, indicând că nu credem că au trăsătura.

      Nu sunt transportatori. Cum iti propui sa afli asta?

      Uită-te la copii. Ei bine, copiii sunt afectați. Ar putea fi transportatori. Datele sunt ceea ce sunt.

      Trebuie să o interpretezi. Această persoană trebuie să fie transportator? Ce fel de trăsătură crezi că este aceasta?

      Dominant? Ți se pare autosomal dominant?

      Da? Oh, nu toți copiii au această trăsătură în prima generație și, dacă aceasta ar fi dominantă, toți ar avea-o? Care este un posibil genotip pentru această persoană?

      Mutant peste plus. Și, acești copii ar putea fi mutanți peste plus.

      Acest lucru ar putea fi plus peste plus, și acesta ar putea fi plus peste plus, mutant peste plus, plus peste plus, mutant peste plus și plus peste plus ar fi o posibilitate. În medie, ce parte dintre copii ar trebui să obțină trăsătura? Aproximativ jumătate dintre copii, nu? Deci, să vedem ce caracteristici avem aici. Vedem trăsătura în fiecare generație.

      În medie, jumătate dintre copii primesc trăsătura.

      Jumătate din descendenții unui individ afectat sunt afectați.

      Ce altceva? Masculi si femele? Aproximativ egal la bărbați și femei?

      Îmi pare rău? Unu, doi, trei, patru, cinci la doi. Deci, este un raport de 5:2?

      Oh, la urmași este un raport de 2:1. Deci, acesta este ca Mendel.

      Vezi acest număr și spui, OK, 2:1. Nu asta încerci să-mi spui ceva? Nu cu șase urmași. Aceasta este problema cu șase urmași, 2:1 ar putea încerca să-ți spună 1:1.

      Si e. Dacă aș avea o trăsătură moștenită în mod dominant în care există o șansă de 50/50 ca fiecare descendent să facă boala și ar fi autozomal, nu legat de sex, ar exista șanse foarte bune de a obține doi bărbați și o femeie, deoarece se întâmplă: aruncați monede și se întâmplă. Deci, trebuie să ții cont de asta și aici vezi ce mai avem. Număr aproximativ egal de bărbați și femele, ei transmit în mod egal, iar cei neafectați nu transmit niciodată.

      Aceasta ar fi trăsătura clasică autozomal dominantă.

      Da, aici acest mutant ar merge mutant peste plus, mutant peste plus, plus peste plus, mutant peste plus, plus peste plus, plus peste plus, și ai vedea aici că trei din cei cinci de aici și unul, doi, trei din cei șase de acolo: asta înseamnă puțin mai mult de jumătate, dar aici sunt numere mici, nu? Acesta este un autosomal dominant clasic ca în manuale. Da? Se pare că nu face o diferență prea mare. Se pare că există o mulțime de genom care sunt pe oricare. Și așa, este adevărat că bărbații sunt mai susceptibili la anumite boli genetice.

      Deci, va fi ceva exces, dar nu va conta pentru asta.

      Acum, în viața reală, nu funcționează întotdeauna atât de frumos.

      Vom lua un exemplu: cancerul de colon. Există aici mutații autosomale dominante care cauzează un risc ridicat de cancer de colon.

      Persoanele care au mutații la o anumită genă, MLH-1, au un risc de aproximativ 70% de a face cancer de colon în viața lor.

      Dar observați, nu este 100%. S-ar putea să ai o penetrare incompletă.

      Penetranța incompletă înseamnă că nu toți cei care primesc genotipul primesc fenotipul. Nu toți oamenii cu genotipul M peste plus prezintă fenotipul. Odată ce faci asta, ne încurcă colosal imaginea, pentru că, spune-mi, de unde știm că această persoană de aici nu este de fapt M peste plus.

      Poate că sunt criptice. Nu au arătat fenotipul.

      Și poate, va apărea în generația următoare. Asta va strica totul. Ne strica regula de a nu transmite prin neafectat, ne dă jos regula de a nu fi afișat în fiecare generație și chiar ne va strica raportul de 50/50, deoarece dacă jumătate din urmași obțin M peste plus, dar numai 70% din acea jumătate arată fenotipul, atunci doar 35% din descendenți vor prezenta fenotipul. Din păcate, aceasta este viața reală.

      Când geneticienii umani se uită cu adevărat la trăsături, multe mutații, majoritatea cu excepția celor mai severe, sunt incomplet penetrante.

      Și așa că trebuie să începeți cu adevărat să adune o mulțime de date pentru a demonstra că aveți de-a face cu o trăsătură autosomal dominantă care este incomplet penetrantă. Și apoi sunt alte probleme.

      Există o genă pe cromozomul numărul 17 numită BRCA-1, mutații în care sunt predispuse la un risc foarte mare de cancer de sân, dar numai la femei. Bărbații poartă mutația și nu au cancer de sân. Există și alte mutații care cauzează cancer de sân la bărbați. Bărbații au țesut mamar și pot avea cancer de sân, dar cel de pe cromozomul 17 nu are. Și așa, acolo ați vedea acest lucru transmis doar prin femele.

      Ar trece la bărbați fără să arate un fenotip etc. Deci, în viața reală, viața este puțin mai complicată.

      În regulă, deci dominație autozomală. Acum, să luăm încă un pedigree.

      Îmi pare rău? Sex limitat, dar nu legat de sex.

      Deci, pe cromozomul 17, care este un autozom de bună credință, dar este limitat de sex, deoarece fenotipul se poate arăta doar la un individ care se întâmplă să fie femeie. Da? Îmi pare rău? Cum de autosomal recesiv? Deci, dacă tipul acela din stânga acolo sus este de fapt un heterozigot, iar acolo sus acel individ, deci dacă am avea un homozigot, homozigot, heterozigot, homozigot, ooh, poți interpreta acel pedigree dacă vrei ca un autosomal recesiv, cu condiția ca M este destul de frecvent în populație. Asta e corect. Geneticienii umani, de fapt, pentru a dovedi cu adevărat că au modelul potrivit, colectează o mulțime de pedigree și rulează un model pe computer.

      Modelul computerizat încearcă mai întâi autosomal recesiv, încearcă autosomal dominant, încearcă dominant cu penetranță incompletă și, pentru fiecare model posibil, calculează probabilitatea statistică de a vedea astfel de date sub acel model.

      Și când datele devin copleșitoare și spui, da, cu un pedigree, orice pedigree pe care îl desenez pe tablă, s-ar putea de fapt să se potrivească cu aproape orice pentru modele. Nu scrie asta în manuale, dar este adevărat. Obțin destule pedigree și, în cele din urmă, spun că șansele sunt de 105 ori mai mari ca această colecție de pedigree să apară din dominanță autosomală, moștenire cu penetranță incompletă de aproximativ 80%.

      Apoi, de la moștenirea autosomal recesivă, apoi ajung să scriu o lucrare despre asta. De fapt, asta fac geneticienii umani este că trebuie să colecteze suficient, acum, orice alt organism, ai face doar o cruce, dar nu poți. Și, atâta timp cât avem modele netriviale, chiar trebuie să colectăm o mulțime de date. Să luăm următorul pedigree, grozav, la care te gândești ca un genetician uman.

      E foarte bine. Iată următorul pedigree. De fapt, o voi inversa. Iată-ne.

      Ce-i asta? Cine știe? Nu poți spune. Bine, te-am pregătit să te antrenezi până la punctul în care, dar în manuale, asta ar fi autosomal recesiv. Sau ar putea fi orice.

      Stii asta, nu? Dar manualele ți-ar arăta această imagine ca un autosomal recesiv. Dar desigur, ce altceva ar putea fi? Ar putea fi un autosomal dominant cu penetranță incompletă.

      Ar putea fi legat de sex. Ar putea fi o mulțime de lucruri.

      Ar putea fi, de asemenea, nu v-am spus fenotipul.

      Dacă fenotipul de aici ar fi lovit de un camion?

      [Râsete] Ai tendința să observi asta? Da, deci să fii lovit de un camion, de exemplu, dacă cineva este lovit de un camion, este puțin probabil ca părinții lor să fi fost loviți de un camion sau de câteva generații în urmă, când bunicii lor au fost loviți de un camion.Deci, cum îți dai seama că ai fost lovit de un camion de la, adică, de unde știi că ceva este genetic? Când este relativ rar și apare într-un pedigree, de unde știi că este genetic?

      Din cauza ADN-ului. Dar, vreau să spun, este nevoie de multă muncă pentru a găsi gena și toate acestea, pe măsură ce vom ajunge la curs. S-ar putea să doriți puțină asigurare înainte de a scrie grantul către NIH și de a spune că voi găsi gena pentru asta, pentru că o scrieți și spuneți că voi găsi gena pentru a fi lovit de un camion, și vor scrie înapoi și vor spune, arată-mi că merită să cheltuiești bani pentru a găsi acea genă. Arată-mi că este adevărat. Deci, ce fel de lucruri am căuta? Dacă am dori să arătăm că ceva este autosomal recesiv într-o populație, ce am face?

      Mai multe date. Deci, colectăm o mulțime de familii și ce am vedea? Pe măsură ce adunam din ce în ce mai multe familii, începem să vedem ce lucruri? Uneori s-ar putea să vedem familii ca asta, sau am putea vedea familii ca asta. [Râsete] Dacă ambii părinți ar fi mutanți, toți copiii ar fi mutanți, nu? Le-am colora în mutant. E adevarat? Ei bine, în primul rând, depinde. Unele dintre lucrurile pe care vrem să le studiem sunt fenotipuri genetice medicale extrem de severe și nu vor trăi pentru a avea copii. Deci, aceasta este o problemă cu care trebuie să vă ocupați. Dar, este adevărat că, dacă ar fi autosomal recesiv, s-ar transmite o împerechere între doi homozigoți pentru acea genă. [Râsete] Dacă ar fi toți în aceeași mașină? Ceea ce este o parte foarte importantă, pentru că glumim despre mașină, dar dieta, lucruri de genul ăsta, sunt factori de mediu corelați familiali. Există factori de mediu care se corelează în cadrul unei familii.

      Și așadar, nu este trivial să subliniez acest aspect. Deci, bine, vom putea demonstra care este adevărata dovadă a moștenirii mendeliane aici? Pentru că ar putea fi toți în aceeași mașină, sau toți mănâncă același fel de mâncare sau așa ceva, ceea ce îi predispune într-un anumit fel. Deci, vom dori niște dovezi mai bune ale acestor lucruri. Ce zici de rapoartele mendeliane?

      Raporturi mendeliane cineva? Nu, pentru că ar putea fi o dominanță autozomală incompletă. Nu vreau să te încurc.

      La examene, băieți, vă puteți gândi curat la lucruri simple.

      Dar, acest lucru ar putea fi dominant cu penetranță incompletă, deși TA mă vor ura pentru că vă spun că, oricum, ce zici de rapoartele Mendeliane? Ce zici de ceva care este o predicție destul de bună? Ce parte din urmași va fi afectată? Avem o mulțime de familii, aliniați-le pe toate. Ce parte din urmași?

      Un sfert. Acum, aceasta este o predicție grea și rapidă.

      Un sfert din urmași sunt eficienți. Când am o împerechere între doi homozigoți, deci ce o să fac?

      am de gând să ies. O să adun o mulțime de familii.

      Poate voi aduna 100 de familii pentru că va fi o anumită boală, displazie diastrofică sau ceva de genul asta, xeroderma pigmentoasă, ataxie teleangiectazie, și voi merge la fundația bolii și voi obține toate pedigreele pentru toate familiile, și o să văd de câte ori a fost unul afectat, două afectați, trei afectați etc. Și în medie, proporția de afectați va fi un sfert, doar că nu este adevărat.

      Dacă fac asta, constat că raportul dintre afectați este de obicei mai mult ca o treime. Nu este un sfert.

      Acum, acest lucru ar trebui să vă deranjeze foarte mult pentru că știți foarte bine că M peste plus cu M peste plus ar trebui să vă dea un sfert de afectați.

      Dar când te uiți la familiile umane, nu este așa.

      De ce? Cu alte cuvinte, când numărăm toate împerecherile dintre heterozigoți, vom colecta toate împerecherile care produc un copil afectat. Vom colecta toate împerecherile care produc doi copii afectați. Vom colecta toate împerecherile care produc trei copii afectați. Dar, nu vom reuși să colectăm acele împerecheri între homozigoți care produc zero copii afectați.

      Și astfel, vom supraestima sistematic proporția.

      Desigur, ceea ce trebuie să facem este să ieșim și să luăm toate acele cupluri care au fost ambele purtătoare, dar pentru că au avut un număr mic de copii, nu sa întâmplat să aibă un copil afectat.

      Nu este foarte ușor de făcut, mai ales când nu cunoști gena dinainte. Deci, când geneticienii umani încearcă să iasă și să măsoare raportul Mendelian de un sfert, nu poți. Dar ceea ce puteți face este următorul, condiționat de ca primul proces să fie afectat, acum care va fi proporția copiilor ulterioare care sunt afectați?

      Un sfert. Dacă o condiționez, condiționând să am un prim copil care este afectat, copilul numărul unu care este afectat, atunci știu că am o împerechere între heterozigoți.

      Progeniturile ulterioare nu au acum această părtinire.

      Și așa, de fapt, crezi că acest gând destul de grozav, nu? Ai o condiție pentru unul. Se pare că există o lucrare foarte faimoasă despre fibroza chistică în care cineva a uitat acest punct și a făcut o mare afacere în literatură despre faptul că o treime dintre copii, în medie, aveau fibroză chistică în aceste familii și a propus tot felul de modele despre cât de avantajoasă ar putea fi fibroza chistică și ar duce la creșterea fertilității și toate astea.

      De fapt, a fost doar un eșec de a corecta această mică părtinire statistică. OK, asta fac geneticienii umani este că trebuie să se ocupe de popularul, acum, există un alt truc pe care îl poți folosi pentru a ști că ceva este autosomal recesiv.

      Trucul este acesta. Pentru a localiza acest truc, trebuie să mă întorc la o persoană numită Archibald Garrett.

      Archibald Garrett a fost medic la Londra în jurul anului 1900.

      Garrett a studiat copiii cu trăsătura alkoptonurie.

      Alkoptonuria a fost ceea ce alkopton înseamnă negru. Uria înseamnă urină.

      Aveau urină neagră. Acest lucru a fost evident deoarece urina lor a devenit neagră la tratamentul cu alcalin. Cum ai trata urina cu alcaline. Cum ar ști oamenii asta? Îmi pare rău? Anse cu var, da, și cine se va uita la urina copiilor sau așa ceva? Dar ești pe drumul cel bun.

      Ce zici de scutece? Spălați scutecele, scutecele de pânză, în alcalin. Ele devin negre. Acest lucru a fost evident din scutecele negre.

      Urina copiilor se va înnegri. Așadar, el a observat acest lucru și știți ce a observat Garrett când a studiat, alcoptonuria copiilor, a descoperit că o parte foarte mare din descendenții afectați au fost de fapt produse din împerecherea verilor primari.

      Împerecherile consanguine: acum râzi, dar, de fapt, consangvinitatea a fost ceva care a fost favorizat în multe societăți, iar în Marea Britanie, în special în rândul clasei superioare din Marea Britanie în 1900, căsătoria sau verii primari erau destul de comune, dar nu la fel de comune ca el. observat. El a descoperit că opt din 17 pacienți cu alkoptonurie au fost produse ale căsătoriilor cu veri primari.

      Este departe de top pentru că este aproape jumătate, când de fapt rata tipică în Marea Britanie ar fi putut fi de aproximativ 5%.

      Așadar, pe baza acestui fapt la începutul anilor 1900, Garrett a putut să arate la doar câțiva ani după redescoperirea lucrării lui Mendel că această proprietate a trăsăturilor recesive, îmbogățirea descendenților căsătoriilor consanguine, a fost o demonstrație clară a moștenirii mendeliane. Nu numai că a făcut asta, dar Garrett știa, datorită muncii unor biochimiști, și acest lucru este foarte grozav, că problema cu urina era că acești pacienți au scos în urină o mulțime de ceea ce se numește acid homogentisic, HGA, care practic este un inel fenolic. Ceea ce a făcut Garrett a fost el, iar chestia aia devine neagră la expunerea la aer. Ce ar putea produce din lucrurile pe care le-ai învățat deja un fel de inel ca acesta?

      Ce blocuri de construcție știi că au inele ca cele ale lucrurilor pe care le-ai studiat deja? Fenilalanina și tirozina au ambele inele. Să presupunem că cineva a avut probleme în descompunerea acidului homogentisic. Să presupunem că există o cale prin care proteinele au fost descompuse în aminoacizi, inclusiv fenilalanină și tirozină. Și, au fost descompuse în acid homogentisic. Și s-au împărțit în nu știu ce. Și, să presupunem că așa cum am fost acolo sus, pacienții au avut o mutație în acea enzimă. Ce s-ar întâmpla dacă aș hrăni pacienții cu multe proteine? În urina lor, ai recupera o mulțime de acid homogentisic. Să presupunem că le-am hrănit cu multă tirozină.

      Aș primi mult acid omogentisic pentru că organismul nu l-ar putea descompune. Să presupunem că le-am hrănit cu multă fenilalanină.

      Ar excreta o mulțime de acid homogentisic.

      Să presupunem că le-am hrănit cu acid homogentisic. Aș primi cantități cantitative de acid homogentisic. Garrett a făcut asta. Acestea sunt zilele dinaintea comitetelor de revizuire instituționale, știți, consimțământul informat. Se dovedește că este inofensiv să le hrănești cu proteine ​​și lucruri de genul ăsta. Dar, de fapt, Garrett, în 1911, a descoperit că această trăsătură trebuia să fie recesivă din cauza geneticii populației și a dedus o cale biochimică hrănind diferite lucruri pe parcurs și a reușit să conecteze o mutație a unei gene cu o problemă cu o cale biochimică specifică.

      Îmi pare rău, 1908: aceasta a fost prelegerea lui crooniană din 1908.

      La opt ani de la redescoperirea lui Mendel, el este capabil să conecteze defectul genetic, arătând că este genetic prin transmitere, cu defectul biochimic, arătând că are o cale prin care poate alimenta lucrurile. Și, totul se blochează din cauza incapacității de a metaboliza acidul homogentisic. El a conectat gena de enzimă până în 1908. Care crezi că a fost reacția la aceasta? Nedumerire politicoasă și s-a scufundat ca o piatră. Nimeni nu era pregătit să audă asta. Acesta seamănă foarte mult cu Mendel, după părerea mea. Acum, era un profesor distins.

      A fost Lectura Crooniană. A primit o mulțime de laude și toate astea, iar oamenii au spus, ce prelegere minunată a fost și a trecut să uite complet această legătură dintre gene și enzime, gene și proteine. Abia cu 40 de ani mai târziu, Beadle și Tatum, lucrând cu o ciupercă, de fapt roper, nu drojdie, au demonstrat că toți acești mutanți au interferat cu capacitatea de a digera sau de a produce anumiți aminoacizi și au scris acest lucru ca fiind singura genă. , o ipoteză enzimatică a modului în care genele codifică enzimele și a câștigat Premiul Nobel pentru această lucrare, dar, de fapt, în adresa lor Nobel, Beetle și Tatum au remarcat, de fapt, știți, Garrett știa cam toate astea. Dar, oamenii nu erau încă pregătiți să o digere. Tocmai a apărut genetica, biochimia tocmai fusese inventată în ultimii zece ani, iar ideea de a uni genetica și biochimia era doar ceva pentru care oamenii nu erau încă pregătiți. Mai multe data viitoare.


      6.13 Moștenirea legată de sex

      Figura 6.18 Exemplu de daltonism. Puteți citi numărul din acest test de daltonism?

      Un exemplu de trăsătură legată de sex este daltonismul roșu-verde. Gena OPN1LW, care codifică o proteină care permite oamenilor să facă diferența dintre roșu și verde, este localizată pe cromozomul X. Fără proteina funcțională OPN1LW, o persoană va fi daltonică roșu-verde. La femei, daltonismul este o trăsătură recesivă, deoarece deținerea unei singure copii funcționale a OPN1LW este suficientă pentru

      viziune. Bărbații, totuși, au o singură copie a cromozomului X și, prin urmare, o singură genă OPN1LW. Deci, dacă există o mutație funcțională pe gena OPN1LW a singurului cromozom X al unui bărbat, acesta va fi daltonist. Nu există nicio genă corespunzătoare pe cromozomul Y care să compenseze această pierdere a funcției. Această diferență între cromozomii sexuali explică de ce daltonismul roșu-verde este rară la femele, deoarece femelele trebuie să moștenească două copii mutante dacă vor să fie daltoniste roșu-verde. Cu toate acestea, femelele trebuie să fie transportatorii de daltonism pentru a transmite trăsătura oricăruia dintre fiii lor.