KRZYŻE DWUHYBRYDOWE: Z CZEGO SKŁADAJĄ SIĘ I PRZYKŁADY - BIOLOGIA - 2026

W dihybrids krzyże , genetycznej obejmują procesy hybrydyzacji, które biorą pod uwagę właściwości rodzicielskich każdego. Dwie badane cechy muszą kontrastować ze sobą i muszą być brane pod uwagę jednocześnie podczas krzyżowania.

Przyrodnik i mnich Gregor Mendel użył tego typu krzyży do wypowiedzenia swoich dobrze znanych praw dziedziczenia. Krzyże dihybrydowe są bezpośrednio związane z drugim prawem lub zasadą niezależnej segregacji postaci.

Źródło: By Tocharianne (wersja PNG), WhiteTimberwolf (wersja SVG) (wersja PNG), za pośrednictwem Wikimedia Commons

Istnieją jednak wyjątki od drugiej ustawy. Cechy nie są dziedziczone niezależnie, jeśli są zakodowane w genach znajdujących się na tych samych chromosomach, to znaczy fizycznie razem.

Krzyżowanie rozpoczyna się od wyboru rodziców, którzy muszą różnić się dwiema cechami. Na przykład wysoką roślinę o gładkich nasionach krzyżuje się z krótką rośliną o szorstkich nasionach. W przypadku zwierząt możemy skrzyżować królika o białej i krótkiej sierści z osobnikiem płci przeciwnej o długim czarnym futrze.

Zasady znalezione przez Mendla pozwalają nam przewidywać wynik wspomnianych krzyżyków. Zgodnie z tymi prawami pierwsze pokolenie synowskie będzie składać się z osobników wykazujących obie cechy dominujące, podczas gdy w drugim pokoleniu synowskie proporcje 9: 3: 3: 1.

Prawa Mendla

Gregorowi Mendelowi udało się wyjaśnić główne mechanizmy dziedziczenia dzięki wynikom uzyskanym z różnych krzyżówek grochu.

Wśród jego najważniejszych postulatów wyróżniają się, że cząsteczki związane z dziedziczeniem (obecnie nazywane genami) są dyskretne i przekazywane są w stanie nienaruszonym z pokolenia na pokolenie.

Pierwsza zasada Mendla

Mendel zaproponował dwa prawa, z których pierwsze znane jest jako zasada dominacji i proponuje, że kiedy dwa kontrastujące allele są połączone w zygocie, tylko jeden jest wyrażany w pierwszym pokoleniu, będąc dominującym i tłumiącym recesywną cechę fenotypu.

Aby zaproponować to prawo, Mendel kierował się proporcjami uzyskanymi w krzyżach monohybrydowych: krzyżówkach między dwoma osobnikami różniącymi się tylko jedną cechą lub cechą.

Drugie prawo Mendla

Krzyże dihybrydowe są bezpośrednio związane z drugim prawem Mendla lub zasadą niezależnej segregacji. Zgodnie z tą zasadą dziedziczenie dwóch postaci jest od siebie niezależne.

Ponieważ loci są segregowane niezależnie, można je traktować jako krzyżówki monohybrydowe.

Mendel badał krzyżówki dwuhybrydowe łączące różne cechy u roślin grochu. Użył rośliny z gładkimi żółtymi nasionami i skrzyżował ją z inną rośliną z surowymi zielonymi nasionami.

Interpretację Mendla wyników jego krzyżowania dwuhybrydowego można podsumować następującą ideą:

„W krzyżówce dwuhybrydowej, w której bierze się pod uwagę kombinację pary kontrastujących postaci, w pierwszym pokoleniu pojawia się tylko jedna odmiana każdej cechy. Dwie ukryte funkcje pierwszej generacji pojawiają się ponownie w drugiej ”.

Wyjątek od drugiej ustawy

Możemy wykonać krzyżówkę dwuhybrydową i stwierdzić, że cechy nie są niezależnie segregowane. Na przykład możliwe jest, że w populacji królików czarne futro zawsze będzie segregować z długim futrem. Jest to logicznie sprzeczne z zasadą niezależnej segregacji.

Aby zrozumieć to zdarzenie, musimy zbadać zachowanie chromosomów w przypadku mejozy. W krzyżówkach dwuhybrydowych badanych przez Mendla każda cecha znajduje się na oddzielnym chromosomie.

W przypadku anafazy I mejozy, homologiczne chromosomy oddzielają się, które wydzielają się niezależnie. Zatem geny znajdujące się na tym samym chromosomie pozostaną razem na tym etapie, docierając do tego samego celu.

Pamiętając o tej zasadzie, w naszym hipotetycznym przykładzie z królikiem możemy wywnioskować, że geny odpowiedzialne za kolor i długość sierści znajdują się na tym samym chromosomie i dlatego segregują się razem.

Istnieje zdarzenie zwane rekombinacją, które umożliwia wymianę materiału genetycznego między sparowanymi chromosomami. Jeśli jednak geny są fizycznie bardzo blisko, zdarzenie rekombinacji jest mało prawdopodobne. W takich przypadkach prawa dziedziczenia są bardziej złożone niż te proponowane przez Mendla.

Przykłady

W poniższych przykładach użyjemy podstawowej nomenklatury używanej w genetyce. Allele - formy lub warianty genu - są oznaczane dużymi literami, gdy są dominujące, i małymi literami, gdy są recesywne.

Jednostki diploidalne, jak my, ludzie, posiadają dwa zestawy chromosomów, co przekłada się na dwa allele na gen. Dominujący homozygota ma dwa dominujące allele (AA), podczas gdy recesywny homozygota ma dwa recesywne allele (aa).

W przypadku heterozygoty jest oznaczony dużą literą, a następnie małą literą (Aa). Jeśli dominacja cechy jest całkowita, heterozygota będzie wyrażać cechę związaną z dominującym genem w swoim fenotypie.

Kolor i długość futra królika

Jako przykład krzyżówek dwuhybrydowych posłużymy się kolorem i długością futra hipotetycznego gatunku królików.

Generalnie te cechy są kontrolowane przez kilka genów, ale w tym przypadku użyjemy uproszczenia ze względów dydaktycznych. Omawiany gryzoń może mieć długą czarną szatę (LLNN) lub krótką szarą szatę (llnn).

Filial pierwszego pokolenia

Królik z długim czarnym futrem produkuje gamety z allelami LN, podczas gdy gamety osobnika z krótkim, szarym futrem będą ln. W momencie powstania zygoty plemniki i komórka jajowa przenosząca te gamety połączą się.

W pierwszym pokoleniu znajdujemy jednorodne potomstwo królików o genotypie LlNn. Wszystkie króliki będą miały fenotyp odpowiadający dominującym genom: długie, czarne futro.

Jednostka zależna drugiej generacji

Jeśli weźmiemy dwie osobniki płci przeciwnej z pierwszego pokolenia i skrzyżujemy je, otrzymamy dobrze znany stosunek Mendla 9: 3: 3: 1, w którym cechy recesywne pojawiają się ponownie i cztery badane cechy są połączone.

Te króliki mogą wytwarzać następujące gamety: LN, Ln, lN lub ln. Jeśli wykonamy wszystkie możliwe kombinacje dla potomstwa, okaże się, że 9 królików będzie miało długie czarne futro, 3 będzie miało krótkie czarne futro, 3 będzie miało długie szare futro i tylko jeden osobnik będzie miał krótkie szare futro.

Jeśli czytelnik chciałby potwierdzić te proporcje, może to zrobić, rysując allele na wykresie, zwane kwadratem Punnetta.

Bibliografia

1. Elston, RC, Olson, JM i Palmer, L. (2002). Genetyka biostatystyczna i epidemiologia genetyczna. John Wiley & Sons.
2. Hedrick, P. (2005). Genetyka populacji. Trzecia edycja. Jones and Bartlett Publishers.
3. Czarnogóra, R. (2001). Biologia ewolucyjna człowieka. Narodowy Uniwersytet w Kordobie.
4. Subirana, JC (1983). Dydaktyka genetyki. Wydania Universitat Barcelona.
5. Thomas, A. (2015). Wprowadzenie do genetyki. Druga edycja. Garland Science, Taylor & Francis Group.