Gen dominujący jest odpowiedzialny za określenie „dominant” cechy fenotypu u osobników. Termin „fenotyp” odnosi się do zestawu wszystkich cech, które można zaobserwować, zmierzyć i określić ilościowo w żywym organizmie. Charakterystyka wyrażana z dominującego genu będzie tą, która będzie obserwowana najczęściej w danej populacji.
Na przykład, w populacjach niedźwiedzi grizzly, ciemnobrązowe futro pochodzi z ekspresji genu dominującego, podczas gdy czerwonawe futro pochodzi z ekspresji genu recesywnego. Dlatego znacznie częściej obserwuje się osobniki o brązowym futrze niż czerwonawe w populacjach niedźwiedzi.
Przykład dominujących genów: ciemnobrązowe futro niedźwiedzia Grizzly (źródło: Gregory "Slobirdr" Smith za Wikimedia Commons)
Termin „dominujący” został po raz pierwszy użyty w kontekście klasyfikacji fenotypów przez mnicha Gregora Mendla w 1856 r. W opisie jego pracy z roślinami grochu. Mendel jest znany jako ojciec nowoczesnej genetyki.
Mendel ustalił, że fenotyp purpurowy w kwiatach grochu dominował nad fenotypem białym. Zauważył to, wykonując krzyżówki grochu o fioletowych kwiatach z roślinami o białych kwiatach.
Mendel nie mógł ustalić, że ten dominujący fioletowy fenotyp był spowodowany pochodzeniem z dominującego genu.
Zasady genetyczne
Mendel w swoich eksperymentach zaobserwował, że fenotypy są przenoszone przez „czynniki”, które znajdowano w parach u każdego osobnika. Te „czynniki” są obecnie znane jako geny, które mogą być dominujące lub recesywne.
Geny są podstawowymi jednostkami dziedziczności. Wcześniej słowo „gen” było używane w odniesieniu do fragmentu DNA, który zawierał informacje niezbędne do zakodowania białka. Jednak dziś wiadomo, że to znacznie więcej.
W eksperymentach Mendla jedna z roślin, która działała jako rodzic, miała dwa dominujące geny, podczas gdy druga roślina, z którą się krzyżowała, miała dwa geny recesywne; innymi słowy, Mendel pracował z dominującymi i recesywnymi roślinami homozygotycznymi (homo = równe).
Kiedy badacz ten wykonał krzyżówki rodziców i uzyskał pierwsze pokolenie (F1), wszystkie otrzymane rośliny były heterozygotyczne (hetero = różne), to znaczy każdy osobnik odziedziczył po jednym genie od każdego typu rodziców, jeden dominujący i jeden recesywny. .
Jednak wszystkie rośliny należące do populacji F1 miały fioletowe kwiaty, o których dziś wiadomo, że są spowodowane przewagą fioletu nad białym.
Zjawisko „dominacji” zostało zinterpretowane przez Gregora Mendla jako to, że ekspresja jednego z determinujących „czynników” fenotypu maskowała ekspresję drugiego.
Metody badań
Obecnie metoda badania genów dominujących polega na krzyżowaniu osobników tego samego gatunku, ponieważ zgodnie z prawami dziedziczenia Mendla, geny mogą przedstawiać alternatywne formy wpływające na fenotyp.
Mendel nazwał alternatywne formy genu (dla każdego morfologicznego charakteru) „ allelami ”. Allele mogą konfigurować kolor kwiatów, kształt nasion, kształty liści, kolor sierści niedźwiedzia grizzly, a nawet kolor oczu u ludzi (a także wiele innych cech, których nie widzimy. ).
U ludzi i większości zwierząt każda cecha przekazywana w drodze dziedziczenia jest kontrolowana przez dwa allele, ponieważ są to organizmy diploidalne. Warunkiem diploidalnym jest to, że wszystkie komórki mają dwa zestawy chromosomów autosomalnych.
Chromosomy to struktury białek i kwasów nukleinowych, w których znajduje się większość informacji genetycznej osobników. Są to wysoce zorganizowane struktury i są wyraźnie widoczne tylko podczas mitozy (podziału) komórki.
Osoby rozmnażające się w populacji działają jako „nośniki”, które „utrwalają” różne allele (geny dominujące i recesywne), które można znaleźć na chromosomach tej populacji.
Czynniki wpływające na dominację genetyczną
Nie wszystkie cechy zależne od dominujących genów są dokładnie zgodne ze wzorem dziedziczenia odkrytym przez Mendla. Wiele genów wykazuje niepełną dominację, co oznacza, że u osobników heterozygotycznych z tymi genami uzyskany fenotyp jest pośredni.
Przykładem tego są goździki. Goździki, które mają dwa geny odpowiadające za kolor biały, wyrażają kolor biały. Jednak goździki, które niosą geny dla koloru białego i koloru czerwonego, wyrażają kolor pochodzący od obu alleli, to znaczy są różowe.
Przykład niepełnej dominacji (źródło: Sciencia58 za pośrednictwem Wikimedia Commons)
Inną bardzo częstą odmianą jest kodominacja genetyczna. Gdy osoba jest heterozygotyczna (posiada gen recesywny i gen dominujący), wykazuje cechy pochodzące z obu genów.
Tak jest w przypadku grup krwi u ludzi. Geny grupy krwi O są recesywne, a geny grupy krwi A i B są kodominujące. Dlatego geny A i B dominują nad genem typu O.
Zatem osoba, która dziedziczy allele A i allele B, ma grupę krwi AB.
Przykłady
Ogólnie rzecz biorąc, produkt fenotypowy genów dominujących występuje dwukrotnie częściej niż fenotypy genów recesywnych, ponieważ analizując cechy fenotypowe jako pojedynczy gen, otrzymujemy, że:
Gen dominujący + gen dominujący = dominujący fenotyp
Gen dominujący + gen recesywny = dominujący fenotyp
Gen recesywny + gen recesywny = fenotyp recesywny
Jednak geny recesywne mogą występować w populacji o bardzo wysokiej częstotliwości.
Kolor oczu jest przykładem genów dominujących i recesywnych. Osoby z fenotypem jasnookim są produktem genów recesywnych, podczas gdy osoby z fenotypem ciemnookim są wytworem genów dominujących.
W Skandynawii większość ludzi ma jasne oczy, więc mówimy wtedy, że recesywne geny jasnych oczu są znacznie częstsze i powszechniejsze niż dominujące geny ciemnego koloru oczu.
Allele dominujące nie są lepsze niż allele recesywne, ale mogą mieć wpływ na sprawność (skuteczność reprodukcyjną) jednostek.
Bibliografia
- Anreiter, I., Sokolowski, HM, & Sokolowski, MB (2018). Gen - wzajemne oddziaływanie środowiska i indywidualne różnice w zachowaniu. Umysł, mózg i edukacja, 12 (4), 200-211.
- Griffiths, AJ, Miller, JH, Suzuki, DT, Lewontin, RC i Gelbart, WM (2000). Eksperymenty Mendla. We wstępie do analizy genetycznej. 7. edycja. WH Freeman.
- Herrera - Estrella, L., De Block, M., Messens, EHJP, Hernalsteens, JP, Van Montagu, M., & Schell, J. (1983). Geny chimeryczne jako dominujące markery selekcyjne w komórkach roślinnych. Czasopismo EMBO, 2 (6), 987-995.
- Mendel, G. (2015). Eksperymenty w ogrodzie klasztornym. American Zoologist, 26 (3), 749–752.
- Nakagawa, Y., & Yanagishima, N. (1981). Recesywne i dominujące geny kontrolujące indukowalną aglutynację płciową u Saccharomyces cerevisiae. Molecular and General Genetics MGG, 183 (3), 459-462