science >> Wetenschap >  >> Biologie

Onvolledige dominantie: definitie, uitleg en voorbeeld

Geavanceerde organismen zoals dieren ontvangen twee sets genen met één set van elke ouder. Hoewel de algehele genetische code
hetzelfde is, hebben de ouders vaak verschillende versies van hetzelfde gen. Als gevolg hiervan kan de overgeërfde genetische code kopieën van de twee versies bevatten; de ene kan dominant zijn terwijl de andere recessief is.

Wanneer een enkel gen een bepaald kenmerk in een organisme produceert, zijn Mendeliaanse erfenisregels van toepassing. Ze werden voor het eerst voorgesteld door de Oostenrijkse monnik Gregor Mendel in de 19e eeuw en beschrijven hoe afzonderlijke genen worden geërfd met een paar eenvoudige regels. Mendel werkte met erwtenplanten en definieerde dominante en recessieve allelen.

De meeste eigenschappen van organismen worden echter niet door één gen geproduceerd. In plaats daarvan beïnvloeden veel genen een kenmerk en sommige genen beïnvloeden verschillende eigenschappen van organismen. Omdat de eenvoudige regels van Mendel in dergelijke gevallen niet van toepassing zijn, behandelt niet-Mendeliaanse erfenis
deze complexe processen. Waar Mendel ervan uitging dat een van de twee versies van een gen dominant was, accepteert niet-Mendeliaanse erfenis dat dominantie in sommige gevallen onvolledig is.
Mendelian Inheritance werkt goed in eenvoudige situaties

Gregor Mendel's werk met erwtplanten gericht op waarneembare eigenschappen zoals bloemkleur en podvorm. Mendel probeerde te bepalen welke genen paarse en witte bloemen en andere kenmerken van erwtenplanten produceerden. Hij koos eigenschappen die meestal door een enkel gen werden veroorzaakt; hierdoor kon hij overerving in eenvoudige bewoordingen verklaren.

Zijn belangrijkste conclusies waren:

  • Elk organisme heeft twee versies van een gen.
  • De ouders dragen elk één versie bij.
  • Als de twee versies hetzelfde zijn, vertoont het organisme de overeenkomstige eigenschap.
  • Als de twee versies verschillend zijn, vertoont het organisme de dominante eigenschap .

    In Medeliaanse overerving worden de twee genversies die van ouders zijn geërfd allelen genoemd. Allelen kunnen dominant of recessief zijn. Een individu met een of twee dominante allelen zal de eigenschap hebben die wordt gecodeerd door het dominante gen.

    Voor individuen met twee recessieve allelen zal de recessieve eigenschap verschijnen. Volgens Mendel verklaarde de aanwezigheid of afwezigheid van afzonderlijke genen en hun allelen welke eigenschappen werden tentoongesteld in de erwtplanten.
    Niet-Mendeliaanse erfenis, verklaring en voorbeeld

    Voor Mendel dachten de meeste wetenschappers dat eigenschappen doorgegeven als een mengsel van de eigenschappen van de ouders. Het probleem was dat kinderen vaak niet zo'n mengsel hadden, zoals wanneer een ouder met blauwe ogen en een ouder met bruine ogen een kind met blauwe ogen produceerden.

    Mendel stelde voor dat eigenschappen het gevolg waren van de aanwezigheid of afwezigheid van een dominant allel. Zijn theorie is nog steeds van toepassing op eigenschappen geproduceerd door een enkel gen.

    Mendel bewees bijvoorbeeld dat erwtenplanten met een korte en een lange ouder geen planten van gemiddelde lengte produceerden, maar alleen korte of lange planten. Planten met één ouder met gladde en één ouder met rimpelige peulen produceerden geen licht gerimpelde peulen, maar ofwel rimpelige of gladde peulen.

    Er was geen mengsel van eigenschappen.

    De meeste eigenschappen worden geproduceerd door meerdere genen wel. Er zijn bijvoorbeeld veel planten met verschillende lengtes, niet alleen korte en lange planten. Wanneer een korte en een lange plant een plant van gemiddelde lengte produceert, moet dit komen door de invloed van meerdere genen of een gebrek aan volledige dominantie door het dominante gen.

    Dit soort overerving wordt niet- genoemd. Mendeliaanse overerving.
    Genotype en fenotype Definitie

    De totale verzameling genen van een organisme is het genotype
    , terwijl de verzameling waarneembare eigenschappen die door het genotype worden geproduceerd, het fenotype . Fenotypes zijn gebaseerd op het genotype, maar kunnen worden beïnvloed door omgevingsfactoren en het gedrag van het organisme.

    Een plant kan bijvoorbeeld het genotype hebben om lang en bossig te groeien, maar als het groeit in arme grond, kan het kan nog steeds klein en schaars zijn.

    Organismen met twee dominante of twee recessieve allelen zijn homozygoot
    voor dat gen, terwijl die met een dominant en recessief allel heterozygoot
    zijn >. Dit wordt belangrijk in niet-Mendeliaanse overerving omdat homozygote organismen duidelijke genexpressie hebben van de twee dominante of recessieve allelen en het overeenkomstige fenotype vertonen.

    In heterozygote organismen met een dominant en een recessief allel, de dominante /recessieve relatie is mogelijk niet volledig en beide allelen kunnen in verschillende mate tot expressie worden gebracht.

    Andere factoren dan het genotype die het fenotype beïnvloeden, zijn de volgende:

  • Beschikbare bronnen zoals voedingsstoffen, ruimte en beschutting.
  • Gifstoffen zoals industrieel afval en riool.
  • Straling, zowel natuurlijke als door de mens veroorzaakte.
  • Extreme temperaturen.
  • Aanwezigheid van roofdieren.

    Het samenspel van dominante en recessieve allelen in combinatie met de omgevingsfactoren produceert het fenotype van het oorspronkelijke genotype.
    Heterozygote nakomelingen kunnen een gemiddeld fenotype produceren

    De complexe aard van niet -Mendeliaanse erfenis is gebaseerd op het feit dat veel eigenschappen het gevolg zijn van invloeden van veel verschillende genen, omgevingsfactoren en gedrag van organismen. Naast deze invloeden kunnen de allelen van een gen verschillende fenotypen produceren vanwege de volgende vier mechanismen:

  • Codominantie: Twee allelen van hetzelfde gen worden tot expressie gebracht en vertonen hun eigenschap. Een kitten stamt bijvoorbeeld af van een zwarte kat en een witte kat kan allelen hebben voor zwarte en witte vacht en zwarte en witte vlekken hebben.

  • Onvolledige dominantie: een dominant en een recessief allel produceren een tussenproduct eigenschap omdat de dominantie van het dominante allel onvolledig is en het recessieve allel de eigenschap beïnvloedt. Een plant met een dominant rood bloemallel en een recessief wit bloemallel kan bijvoorbeeld roze bloemen produceren.
  • Variabele expressiviteit: de allelen voor een eigenschap worden niet altijd volledig uitgedrukt. Het Marfan-syndroom is bijvoorbeeld een aandoening van het bindweefsel door het hele lichaam, maar de symptomen variëren sterk omdat andere genen en omgevingsfactoren de genexpressie beïnvloeden.
  • Onvolledige penetratie: de persoon met een dominant allel vertoont niet altijd de bijbehorende eigenschap. Het allel wordt volledig tot expressie gebracht, maar veroorzaakt geen fenotype. Een gen kan bijvoorbeeld een individu vatbaar maken voor kanker, maar de kanker verschijnt alleen wanneer andere factoren aanwezig zijn.

    Wanneer onvolledige dominantie aanwezig is voor een bepaald kenmerk, kunnen heterozygote nakomelingen een mengsel hebben van de eigenschappen van hun ouders en vertonen een intermediair fenotype. Bij mensen is de huidskleur een voorbeeld van onvolledige dominantie omdat de genen die verantwoordelijk zijn voor de productie van melanine en de lichte of donkere huid geen dominantie kunnen vestigen.

    Als gevolg hiervan heeft het nageslacht vaak een huidskleur die tussen de huidtinten van de ouders.
    Verklaring van hoe onvolledige dominantie werkt

    Het mechanisme van onvolledige dominantie heeft iets andere effecten wanneer het voorkomt in enkele genen versus in een meervoudig gen of polygeen genotype.

    Mogelijke verschillen in fenotypes als gevolg van genen met onvolledige dominantie omvatten de volgende variaties:

  • Enkele heterozygote genen: Geen van de allelen in het dominante /recessieve genpaar is volledig dominant. Een combinatie van de eigenschappen die worden weergegeven door de twee allelenresultaten. Homozygote leeuwebekken hebben bijvoorbeeld rode of witte bloemen, maar de heterozygote nakomelingen kunnen roze bloemen hebben.
  • Meerdere genen: een eigenschap wordt geproduceerd door de effecten van veel genen. Sommige allelen hebben onvolledige dominantie en dragen een combinatie van functies bij aan de eigenschap. Bijvoorbeeld, in menselijke oogkleur, zijn genen die verantwoordelijk zijn voor donkere kleur niet volledig dominant en leveren een donkergekleurde bijdrage.
  • Andere invloeden: Allelen met onvolledige dominantie kunnen worden beïnvloed door andere genen of andere factoren die volledig los staan van de gecodeerde eigenschap. De menselijke lengte wordt bijvoorbeeld bepaald door veel genetische factoren, waaronder onvolledige dominantie, maar voeding beïnvloedt ook de groei en individuele lengte.

    Als gevolg van deze variaties kan onvolledige dominantie leiden tot een grote verscheidenheid aan fenotypes en kan helpen de voortdurende variatie van veel eigenschappen te verklaren.

    Mendel heeft geen onvolledige dominantie waargenomen in zijn experimenten met erwtplanten, maar niet-Mendeliaanse overervingsmechanismen, waaronder onvolledige dominantie, komen vaker voor dan Mendeliaanse erfenis. > Polygene overerving Definitie gaat over meerdere genen en allele invloeden

    Enkele eigenschappen die door meerdere genen worden beïnvloed, worden doorgegeven aan nakomelingen door polygene overerving. Kleur bij dieren is vaak polygeen en elk gen draagt een beetje bij aan het uiteindelijke uiteindelijke fenotype. Binnen genen is er een bijkomend verschil tussen allelen, waarbij elk allelpaar een potentiële vier verschillende bijdragen en variaties als gevolg van graden van dominantie en genexpressie oplevert.

    Met zoveel factoren is het moeilijk om een nauwkeurig beeld van hoe een eigenschap wordt gevormd en welke genen en allelen bijdragen. Allelparen bevinden zich altijd op dezelfde locatie of locus op het chromosoom, maar de genen zelf zijn moeilijker te vinden.

    Een bijdragend gen kan een gekoppeld gen in de buurt van het chromosoom zijn, of het kan aan de andere kant zijn . Sommige bijdragende genen kunnen zich op andere chromosomen bevinden, en ze kunnen alleen onder bepaalde omstandigheden tot expressie worden gebracht.

    Polygene invloeden op een eigenschap kunnen het volgende omvatten:

  • Dominant allel.

  • Twee recessieve allelen.
  • Dominante en recessieve allel met onvolledige dominantie.
  • Twee codominante allelen.
  • Gene niet volledig tot expressie gebracht door de invloed van andere genen.
  • Gen volledig tot expressie gebracht maar met gedeeltelijke penetratie door omgevingsfactoren.

    Al deze mogelijkheden gelden voor elk van de genen van een eigenschap die meerdere genetische invloeden heeft. Het resulterende fenotype kan in detail worden beschreven, maar de exacte onderliggende genetische invloeden zijn vaak minder duidelijk.
    Voorbeelden van onvolledige dominantie

    Terwijl de regels van Mendel voor de overerving van allelen over het algemeen waar zijn en zelfs op het allel werken niveau voor eigenschappen met meerdere genen, zijn de regels voor de overerving van volledige polygene eigenschappen
    veel ingewikkelder. Polygene eigenschappen worden beïnvloed door vele factoren die genexpressie en penetratie beïnvloeden.

    Typische voorbeelden bij mensen zijn de volgende:

  • Huidskleur: veel genen beïnvloeden de productie van melanine
    , het pigment dat verantwoordelijk is voor de donkere huid bij de mens. Omgevingsfactoren zoals blootstelling aan zonlicht hebben ook invloed op de huidskleur.
  • Oogkleur: Twee hoofdgenen zijn verantwoordelijk voor de duisternis en de tint van de oogkleur, maar de individuele oogkleur varieert afhankelijk van de duisternis, kleur en bereik door de invloed van andere genen.
  • Haarkleur: Melanine-genen beïnvloeden ook de kleur van het haar, maar ook de blootstelling aan zonlicht en leeftijd.
  • Lengte: de lengte van een individu wordt bepaald door genen regelt de groei van botten, de grootte van organen en de lichaamsvorm. Voeding heeft ook invloed op de groei en andere factoren, zoals geneesmiddelen, kunnen de lengte beïnvloeden.

    De variatie in polygene eigenschappen verklaart de grote verschillen in fenotypes in geavanceerde organismen, waaronder mensen. In plaats van een enkel gen dat aanleiding geeft tot een specifieke eigenschap, liggen de complexe mechanismen van polygene overerving inclusief onvolledige dominantie aan de basis van een breed scala aan kenmerken.