MONOHYBRIDNÉ KRÍŽE: Z ČOHO POZOSTÁVAJÚ A PRÍKLADY - BIOLÓGIE - 2025

Monohybridní kríženia , v genetike, sa odkazuje na kríženie dvoch osôb, ktoré sa líšia v jednom znaku alebo znak. Presnejšie povedané, jednotlivci majú dve variácie alebo „alely“ charakteristiky, ktorá sa má študovať.

Zákony, ktoré predpovedajú proporcie tohto kríženia, boli vyhlásené rakúskym prírodovedcom a mníchom Gregorom Mendelom, známym aj ako otec genetiky.

Zdroj: Alejandro Porto, prostredníctvom Wikimedia Commons

Výsledky prvej generácie monohybridného kríža poskytujú potrebné informácie na odvodenie genotypu rodičovských organizmov.

Historická perspektíva

Pravidlá dedenia stanovil Gregor Mendel vďaka známym pokusom s použitím hrachu (Pisum sativum) ako modelového organizmu. Mendel vykonával svoje experimenty v rokoch 1858 až 1866, ale boli o roky neskôr znovu objavené.

Pred Mendelom

Pred Mendelom si vedci času mysleli, že častice (teraz vieme, že sú to gény) dedičnosti sa správali ako kvapaliny, a preto mali tú vlastnosť, že sa zmiešali. Napríklad, ak vezmeme pohár červeného vína a zmiešame ho s bielym vínom, získame ružové víno.

Ak by sme však chceli obnoviť rodičovskú farbu (červenú a bielu), nemohli sme. Jedným z vnútorných dôsledkov tohto modelu je strata variácie.

Po Mendelovi

Tento nesprávny pohľad na dedičnosť bol po objavení Mendelových diel vyradený, rozdelený na dva alebo tri zákony. Prvý zákon alebo zákon segregácie je založený na monohybridných krížoch.

Pri pokusoch s hráškom Mendel urobil sériu monohybridných krížov, pričom zohľadnil sedem rôznych znakov: okrem iného farba semien, štruktúra strukov, veľkosť stonky, poloha kvetov.

Pomery získané na týchto kríženiach viedli Mendela k navrhnutiu nasledujúcej hypotézy: v organizmoch existuje niekoľko „faktorov“ (teraz génov), ktoré kontrolujú vzhľad určitých charakteristík. Telo je schopné diskrétne prenášať tento prvok z generácie na generáciu.

Príklady

V nasledujúcich príkladoch použijeme typickú nomenklatúru genetiky, kde dominantné alely predstavujú veľké písmená a recesívne malé písmená.

Alela je alternatívny variant génu. Na chromozómoch sú vo fixných pozíciách, nazývané loci.

Teda organizmus s dvoma alelami reprezentovanými veľkými písmenami je homozygotnou dominantou (napríklad AA), zatiaľ čo dve malé písmená označujú homozygotnú recesiu. Naproti tomu je heterozygotom veľké písmeno, za ktorým nasleduje malé písmeno: Aa.

V heterozygotoch zodpovedá znak, ktorý vidíme (fenotyp), dominantnému génu. Existujú však určité javy, ktoré sa neriadia týmto pravidlom, známe ako kodominancovanie a neúplná dominancia.

Rastliny s bielymi a fialovými kvetmi: prvá generácia syrov

Monohybridný kríž sa začína reprodukciou medzi jedincami, ktorí sa líšia jednou charakteristikou. Ak je to zelenina, môže sa vyskytnúť samooplodnením.

Inými slovami, kríženie zahŕňa organizmy, ktoré majú dve alternatívne formy znaku (napríklad červená vs. biela, vysoká vs. krátka). Jednotlivcom zúčastňujúcim sa na prvom prechode je pridelené meno „rodič“.

Pre náš hypotetický príklad použijeme dve rastliny, ktoré sa líšia farbou lístkov. PP (homozygotný dominantný) genotyp sa premieňa na fialový fenotyp, zatiaľ čo pp (homozygotný recesívny) predstavuje fenotyp bielych kvetov.

Rodič s PP genotypom bude produkovať P gaméty. Podobne gaméty jednotlivého pp budú produkovať p gaméty.

Samotné kríženie zahŕňa spojenie týchto dvoch gamét, ktorých jedinou možnosťou potomstva bude genotyp Pp. Preto fenotyp potomstva budú fialové kvety.

Potomok prvého kríža sa nazýva prvá synovská generácia. V tomto prípade je prvá syrová generácia zložená výlučne z heterozygotných organizmov s fialovými kvetmi.

Výsledky sú všeobecne vyjadrené graficky pomocou špeciálneho diagramu nazývaného Punnettov štvorec, kde je pozorovaná každá možná kombinácia alel.

Rastliny s bielymi a fialovými kvetmi: syrová hmota druhej generácie

Potomkovia produkujú dva typy gamét: P a p. Preto sa zygota môže vytvoriť podľa nasledujúcich udalostí: Že spermie P spĺňajú vajíčko P. Zygota bude dominantnou homozygotnou PP a fenotyp budú fialové kvety.

Ďalším možným scenárom je, že spermie P spĺňajú vajíčko P. Výsledok tohto kríženia by bol rovnaký, ak spermie p splnia vajíčko P. V obidvoch prípadoch je výsledným genotypom Pp heterozygotný s fenotypom purpurových kvetov.

Nakoniec je možné, že spermie p sa stretnú s vajíčkom. Druhá možnosť zahrnuje homozygotný recesívny pp zygota a bude vykazovať fenotyp bielych kvetov.

To znamená, že v krížení medzi dvoma heterozygotnými kvetmi, tri zo štyroch opísaných možných udalostí zahŕňajú aspoň jednu kópiu dominantnej alely. Preto je pri každom oplodnení pravdepodobnosť, že potomstvo získa alelu P. 3: 4. A keďže je dominantná, kvety budú purpurové.

Na rozdiel od toho pri procesoch oplodnenia existuje šanca, že zygota zdedí dve alely p, ktoré produkujú biele kvety.

Úžitok v genetike

Monohybridné kríže sa často používajú na vytvorenie dominantných vzťahov medzi dvoma alelami génu, o ktorý je záujem.

Napríklad, ak chce biológ študovať dominantný vzťah medzi dvoma alelami, ktoré kódujú čiernu alebo bielu srsť v stáde králikov, pravdepodobne použije monohybridný kríž ako nástroj.

Metodika zahŕňa kríženie medzi rodičmi, kde každý jednotlivec je homozygotný pre každú študovanú vlastnosť - napríklad králika AA a ďalší aa.

Ak sú potomky získané v tomto kríži homogénne a vyjadrujú iba jeden znak, usudzuje sa, že tento znak je dominantný. Ak kríženie pokračuje, objavia sa jedinci druhej synovskej generácie v pomere 3: 1, to znamená, že 3 jedinci prejavujú dominantné vs. 1 s recesívnym znakom.

Tento fenotypový pomer 3: 1 je na počesť svojho objaviteľa známy ako „Mendelian“.

Referencie

1. Elston, RC, Olson, JM, a Palmer, L. (2002). Biostatistická genetika a genetická epidemiológia. John Wiley a synovia.
2. Hedrick, P. (2005). Genetika populácií. Tretia edícia. Vydavatelia Jones a Bartlett.
3. Montenegro, R. (2001). Ľudská evolučná biológia. Národná univerzita v Cordobe.
4. Subirana, JC (1983). Didaktika genetiky. Vydania Universitat Barcelona.
5. Thomas, A. (2015). Predstavujeme genetiku. Druhé vydanie. Garland Science, Taylor & Francis Group.