Հիմնական նյութ

Դասընթաց․ (9-րդ դասարան. կենսաբանություն) > Բաժին 2

Դաս 2: Մենդելյան գենետիկայի տատանումները

Բազմակի ալելներ, ոչ լրիվ դոմինանտություն և կոդոմինանտություն

Իրական աշխարհում գեները հաճախ լինում են բազմաթիվ տարբերակներով (ալելներ)։ Ալելները միշտ չէ, որ մեկը մյուսի նկատմամբ լրիվ դոմինանտ կամ ռեցեսիվ են․ հաճախ նրանք դրսևորվում են կոդոմինանտություն կամ ոչ լրիվ դոմինանտություն։

Ներածություն

Գրիգորի Մենդելըl գիտեր՝ ինչպես պարզեցնել երևույթները։ Ոլոռի բույսերի հետ աշխատելիս, յուրաքանչյուր գենը հանդես էր գալիս երկու տարբերակներով կամ ալելներով, որոնք ֆենոտիպում արտահայտում են հստակ դոմինանտում (դոմինանտ ալելը ամբողջովին քողարկում է ռեցեսիվ ալելը՝ պայմանավորելով բույսի արտաքին տեսքը)։

Այժմ մենք գիտենք, որ ոչ բոլոր ալելներն ունեն նույնքան հստակ պահվածք, որքան Մենդելի փորձերում։ Օրինակ՝ իրական կյանքում․

Ալելների զույգերը կարող են ունենալ դոմինանտ հարաբերությունների բազմազանություն (այն է՝ հետերոզիգոտ օրգանիզմներում զույգի մեկ ալելը կարող է ամբողջովին չքողարկել մյուսին)։
Պոպուլյացիայում հաճախ մեկ գենի շատ տարբեր ալելներ են առկա։

Այսպիսի դեպքերում օրգանիզմի գենոտիպը կամ ալելների ամբողջությունը դեռ պայմանավորում է ֆենոտիպը կամ օրգանիզմի տեսանելի հատկանիշների ամբողջությունը։ Բայց ալելների այս բազմազանությունից յուրաքանչյուր ալել կարող է փոխազդել մյուսի հետ տարբեր եղանակով՝ պայմանավորելով օրգանիզմի ֆենոտիպը։

Որպես կողմնակի նշում նշենք, որ մարդկության բախտը բերել է, որ Մենդելի ոլոռների գեներում չեն արտահայտվել այս բարդությունները։ Եթե այդպես լիներ, հավանական է, որ Մենդելը այդպես էլ չէր հասկանա իր ստացած արդյունքները և չէր կարողանա պարզել ծառանգականության հիմնական սկզբունքները, որոնց միջոցով էլ հասկանում և կարողանում ենք բացատրել յուրահատուկ դեպքերը։

Ոչ լրիվ դոմինանտում

Մենդելի փորձերից ստացված արդյունքները շրջադարձային էին մասնակիորեն որովհետև դրանք հակասում էին այդ ժամանակաշրջանում ընդունված մտքին, որ ծնողների հատկանիշները մշտապես խառնվում են իրենց սերունդներում։ Որոշ դեպքերում, սակայն, հետերոզիգոտ օրգանիզմի ֆենոտիպը իսկապես կարող է իր հոմոզիգոտ ծնողների ֆենոտիպերի խառնման արդյունքը լինել։

Օրինակ՝ շանբերան բույսում՝ Antirrhinum majus, սպիտակ ծաղիկներով հոմոզիգոտ (

C^{W} C^{W}

) և կարմիր ծաղիկներով հոմոզիգոտ (

C^{R} C^{R}

) բույսերի խաչասերման արդյունքում կառաջանա վարդագույն ծաղիկներով հետերոզիգոտ (

C^{R} C^{W}

) առանձնյակ։ Ալելների միջև այդպիսի փոխհարաբերությունը, որում հետերոզիգոտ առանձնյակի ֆենոտիպը միջանկյալ դիրք ունի երկու հոմոզիգոտ ֆենոտիպերի միջև կոչվում է ոչ լրիվ դոմինանտում։

Բայց միևնույն է ոչ լրիվ դոմինանտում ցուցաբերող ալելների խաչասերման արդյունքերը ևս կարելի է կանխագուշակել Մենդելի մոդելի շնորհիվ։ Օրինակ՝ վանդագույն բույսի ինքնաբեղմնավորման արդյունքում կառաջանան

1

C^{R} C^{R}

:

2

C^{R} C^{W}

:

1

C^{W} C^{W}

գենոտիպերի հարաբերությամբ և

1 : 2 : 1

կարմիր։վարդագույն։սպիտակ ֆենոտիպային հարաբերությամբ օրգանիզմներ։ Ալելները միևնույն է ժառանգվում են Մենդելի հիմնական կանոնների համաձայն, նույնիսկ եթե դրանք ցուցաբերում են ոչ լրիվ դոմինանտում։

Կոդոմինանտում

Կոդոմինանտումը շատ սերտ կապված է ոչ լրիվ ժառանգման հետ, և դրա ժամանակ հետերոզիգոտ օրգանիզմներում երկու ալելները միաժամանակ արտահայտվում են։

Կոդոմինանտության օրինակ ենք մարդկանց MN արյան խմբերը (ավելի քիչ հայտնի է, քան արյան ABO խմբերը, բայց միևնույն է կարևոր է)։ Մարդու MN արյան տեսակը պայմանավորվում է տվյալ գենի ալելներով։

L^{M}

ալելը պայմանավորում է արյան կարմիր բջիջների մակերեսին M մարկերի արտադրումը, իսկ

L^{N}

ալելը՝ մի փոքր տարբերվող N մարկերի առաջացումը։

Հոմոզիգոտները (

L^{M} L^{M}

and

L^{N} L^{N}

) իրենց արյան կարմիր բջիջների մակարեսին ունեն համապատասխանաբար միայն M կամ միայն N մարկերներ։ Իսկ հետերոզիգոտների (

L^{M} L^{N}

) արյան կարմիր բջիջների մակերեսին առկա են երկու տեսակի մարկերների հավասար քանակներ։

Ինչպես ոչ լրիվ դոմինանտման, այդպես էլ կոդոմինանտման պարագայում կարող ենք օգտվել Մենդելի կանոններից դրանց ծառանգումը կանխատեսելու համար։ Օրինակ՝ եթե երկու

L^{M} L^{N}

գենոտիպով մարդիկ ունենան երեխա, ապա որպես երեխայի գենոտիպ կարող ենք ակնկալել M, MN, և N արյան տեսակներ և

L^{M} L^{M}

L^{M} L^{N}

, և

L^{N} L^{N}

գենոտիպեր՝

1 : 2 : 1

հարաբերությամբ (եթե իհարկե նրանք ունենա այնքան երեխաներ, որքան մեզ անհրաժեշտ է այս հարաբերությունը ճշգրտելու համար)։

Բազմակի ալելներ

Մենդելի աշխատանքում առաջարկվում էր, որ յուրաքանչյուր գեն կարող էր ունենալ միայն 2 ալելներ։ Բայց այսօր մենք գիտենք, որ դա ոչ միշտ, կամ նույնիսկ սովորաբար այդպես չէ։ Չնայած մարդիկ (և բոլոր դիպլոիդ օրգանիզմները) կարող են կրել տվյալ գենի միայն 2 ալելներ, բազմակի ալելները կարող են գոյություն ունենալ պոպուլյացիայի մակարդակով և պոպուլյացիայում տարբեր առանձնյակներ կարող են կրել այս ալելների տարբեր զույգեր։

Որպես օրինակ, արի դիտարկենք ճագարների շրջանում մորթու գույնը պայամանվորող

C

գենը։

C

գենը ունի 4 հիմնական ալելներ․

C

c^{c h}

c^{h}

, և

c

$C C$ ‍ գենոտիպով ճագարը ունի շագանակագույն կամ սև մորթի
$c^{c h}$ ‍ $c^{c h}$ ‍ գենոտիպով ճագարը ունի շնիշիլա կոչվող գունավորում (մոխրագույն մորթի)։
$c^{h} c^{h}$ ‍ գենոտիպով ճագարը ունի Հիմալայան (կետ-գունային) երանգ՝ սպիտակ մարմին սր ականջներով, դեմքով, ոտքերով և պոչով
$c c$ ‍ գենոտիպով ճագարը ալբինոս է և ունի սպիտակ մորթի։

Բազմակի ալելներով կարող են պայմանավորվել մի շարք հնարավոր դոմինանտ փոխհարաբերություններ։ Այս դեպքում սև

C

ալելը ամբողջապես դոմինանտ է մյուս բոլորի նկատմամբ, շինշիլա

c^{c h}

ալելը ոչ լրիվ դոմինանտ է հիմալայան

c^{h}

և ալբինոս

c

ալելների նկատմամբ, և հիմալայան

c^{h}

ալելը ամբողջապես դոմինանտ է

c

ալբինոս ալելի նկատմամբ։

Ճագար բուծողները պարզել են այս փոխհարաբերությունները՝ տարբեր գենոտիպերով ճագարների խաչասերելով և դրանց հետերոզիգոտ ժառանգների ֆենոտիպերն ուսումնասիրելով։

Ճագարների շրջանում

C

գենը կոդավորում է այն ֆերմենտի առաջացումը, որը անհրաժեշտ է մազերում մելանին կոչվող գունակի տեսակի արտադրման համար

^{1, 2}

Այս գենի $C$ ‍ ալելը կոդավորորում է ամբողջովին գործող ֆերմենտ, որը առաջացնում է մեծ քանակով գունակներ և հանգեցնում սև մորթու առաջացման։
$c^{c h}$ ‍ ալելը կոդավորում է այն ֆերմենտը, որը գունակների առաջացման հարցում այդքան էլ արդյունավետ չէ՝ հանգեցնելով ավելի բաց՝ մոխրագույն մորթու առաջացման։
$c^{h}$ ‍ ալելը կոդավորում է արատավոր ֆերմենտի առաջացումը, որում արատը ջերմաստիճանի նկատմամբ զգայունությունն է․ այն լավ է գործում ցածր ջերմաստիճանում, բայց բնավ չի գործում բարձրում։ Ճագարի վերջույթները (թաթեր, ականջներ և այլն) ավելի ցածր ջերմաստիճան ունեն, հետևաբար այդ հատվածներում ֆերմենտը գործում է՝ արտադրելով գունակ։ Ճագարի մարմնի հիմնական մասը ավելի տաք է, քան վերջույթները, հետևաբար այդտեղ ֆերմենտը չի գործում և գունակ չի արտադրվում։
$c$ ‍ ալելը կոդավորում է ամբողջապես չգործող ֆերմենտների առաջացումը՝ հանգեցնելով ալբինոս ճագարների առաջացման (ճագար, որի մազերում չի արտադրվում ոչ մի գունակ)։

Նշում ճագարների սիրահարների համար։ Ճագարի մորթու գույնը պայմանավորվում է մի շարք գեներով, այլ ոչ թե միայն

C

գենով։ Վերոբերյալ

C

ալելների շղթան ենթադրում է հստակ գենետիկական հետնապատկեր այլ գեների համար, որից մեկը

C C

գենոտիպով սև ճագարի առաջացումն է։

Մեջբերում

Հոդվածը՝ ըստ “Characteristics and traits”,” by OpenStax College, Biology (CC BY 3.0). Բնօրինակ հոդվածը կարող ես անվճար ներբեռնել այստեղ՝ http://cnx.org/contents/185cbf87-c72e-48f5-b51e-f14f21b5eabd@9.85

Մշակված հոդվածի արտոնագրի համարն է՝ CC BY-NC-SA 4.0

Օգտագործված գրականություն

Coat color in the Himalayan rabbit. (n.d.). In Cengage learning. Վերցված է՝ http://www.cengage.com/biology/discipline_content/animations/himalayan_rabbit_m.html.
Hinkle, Amy. (n.d.). Rabbit coat color biochemistry. In Amy's rabbit ranch. Վերցված է՝ http://www.amysrabbitranch.com/Color%26Genetics/Biochemistry-CoatColor.pdf.

Հավելյալ հղումներ

Blumberg, R. B. (1997). Mendel's paper in English. In MendelWeb. Retrieved from http://www.mendelweb.org/Mendel.plain.html.

Coat color photo matrix. (2013, September 29).In Green barn farm. Retrieved from http://www.gbfarm.org/rabbit/holland-colors-matrix.shtml.

Color genetics: The C series. (n.d.) In The nature trail. Retrieved from http://www.thenaturetrail.com/rabbit-genetics/color-c-series-chinchilla-sable-himalayan-rew/.

Cystic fibrosis transmembrane conductance regulator. (2015, November 12). Retrieved November 22, 2015 from Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Cystic_fibrosis_transmembrane_conductance_regulator.

Dominance (genetics). (2015, November 3). Retrieved November 21, 2015 from Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Dominance_%28genetics%29.

Fox, Richard R. (1974). Taxonomy and genetics. In S. H. Weisbroth, R. E. Flatt, and A. L. Kraus (Eds.), The biology of the laboratory rabbit (6-22). New York, NY: Academic Press.

Orfano, Finn. (2010, December 15). Codominance in genetics: An overview. In Bright hub. Retrieved from http://www.brighthub.com/science/genetics/articles/99400.aspx.

Purves, W. K., Sadava, D., Orians, G. H., and Heller, H. C. (2003). Alleles and their interactions. In Life: The science of biology (7th ed., pp. 197-199). Sunderland, MA: Sinauer Associates.

Rabbit color genotypes chart. (n.d.). In The nature trail. http://www.thenaturetrail.com/rabbit-genetics/rabbit-color-genotypes-chart/.

Raven, P. H., Johnson, G. B., Mason, K. A., Losos, J. B., and Singer, S. R. (2014). Patterns of inheritance. In Biology (10th ed., AP ed., pp. 221-238). New York, NY: McGraw-Hill.

Reece, J. B., Urry, L. A., Cain, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V., and Jackson, R. B. (2011). Mendel and the gene idea. In Campbell Biology (10th ed., pp. 267-291). San Francisco, CA: Pearson.

Sweat test. (2015, Septebmer 24). Retrieved November 22, 2015 from Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Sweat_test.

Ուզո՞ւմ ես միանալ խոսակցությանը։

Մուտք գործել

Դասակարգել ըստ

Առայժմ հրապարակումներ չկան։

Անգլերեն հասկանո՞ւմ ես: Սեղմիր այստեղ և ավելի շատ քննարկումներ կգտնես «Քան» ակադեմիայի անգլերեն կայքում: