CO TO JEST DIHYBRYDYZM? - BIOLOGIA - 2026

Dihibridismo genetyczny określa jednoczesnego badania dwóch różnych cech genetycznych, a co za tym idzie, od tych, którego ekspresja zależy od dwóch różnych genów, nawet jeśli ma taki sam charakter

Siedem cech, które analizował Mendel, było dla niego przydatnych w formułowaniu teorii dziedziczenia cech, ponieważ między innymi geny odpowiedzialne za ich manifestację miały kontrastujące allele, których fenotyp był łatwy do analizy, a każdy z nich określał ekspresję jednego znaku.

Oznacza to, że były to cechy monogeniczne, których stan hybrydowy (monohybrydy) pozwolił określić relacje dominacji / recesywności między allelami tego pojedynczego genu.

Kiedy Mendel przeanalizował wspólne dziedziczenie dwóch różnych postaci, postąpił tak samo, jak w przypadku pojedynczych postaci. Otrzymał podwójne hybrydy (dihybrydy), które pozwoliły mu sprawdzić:

• Że każdy był zgodny z niezależną segregacją, którą zaobserwowałem w krzyżach monohybrydowych.
• Ponadto w krzyżówkach dwuhybrydowych manifestacja każdego charakteru była niezależna od fenotypowej manifestacji drugiego. Oznacza to, że ich czynniki dziedziczenia, czymkolwiek były, były rozdzielane niezależnie.

Teraz wiemy, że dziedziczenie znaków jest nieco bardziej złożone niż to, co zaobserwował Mendel, ale także, że w swoich podstawach Mendel był całkowicie poprawny.

Późniejszy rozwój genetyki umożliwił wykazanie, że krzyżówki dwuhybrydowe i ich analiza (dihybrydyzm), jak początkowo był w stanie wykazać Bateson, mogą być niewyczerpanym źródłem odkryć w tej potężnej i rodzącej się nauce XX wieku.

Dzięki ich sprytnemu wykorzystaniu mogą dać genetykowi nieco jaśniejszy obraz zachowania i natury genów.

Dihybrydowe krzyże różnych postaci

Jeśli przeanalizujemy produkty krzyżówki monohybrydowej Aa X Aa, zobaczymy, że jest to równoznaczne z opracowaniem niezwykłego produktu (A + a) ² = AA + 2Aa + aa.

Wyrażenie po lewej stronie obejmuje dwa typy gamet, które może wytworzyć jedno z rodziców heterozygotycznych pod względem genu A / a; poprzez podniesienie do kwadratu wskazujemy, że oboje rodzice mają identyczną budowę dla badanego genu.

Wyrażenie po prawej stronie daje nam genotypy (a zatem fenotypy są wywnioskowane) i oczekiwane proporcje pochodzące z krzyżówki.

Stąd bezpośrednio możemy obserwować proporcje genotypowe wyprowadzone z pierwszej zasady (1: 2: 1), a także wyjaśniane przez nią proporcje fenotypowe (1 AA + 2 Aa = 3 A _ na każdy 1 aa, czyli współczynnik fenotypowy 3 :jeden).

Jeśli teraz weźmiemy pod uwagę krzyż, aby przeanalizować dziedziczenie genu B, wyrażenia i proporcje będą takie same; w rzeczywistości tak będzie w przypadku każdego genu. Zatem w krzyżówce dwuhybrydowej faktycznie mamy rozwinięcie produktów (A + a) ² X (B + b) ² .

Albo co jest tym samym, jeśli krzyżówka dwuhybrydowa obejmuje dwa geny, które biorą udział w dziedziczeniu dwóch niepowiązanych ze sobą postaci, proporcje fenotypowe będą takie, jak przewiduje drugie prawo: (3 A _: 1 aa) X (3 B _: 1 bb) = 9 A _ B _: 3 A _ bb: 3 aaB _: 1 aabb).

Te oczywiście wywodzą się z uporządkowanych stosunków genotypowych 4: 2: 2: 2: 2: 1: 1: 1: 1 wynikających z iloczynu (A + a) ² X (B + b) ² = (AA + 2Aa + aa) X (BB + 2 Bb + bb).

Zachęcamy do samodzielnego sprawdzenia i przeanalizowania teraz, co się dzieje, gdy proporcje fenotypowe 9: 3: 3: 1 krzyżówki dwuhybrydowej „odbiegają” od tych jasnych i przewidywalnych matematycznych zależności, które wyjaśniają niezależne dziedziczenie dwóch zakodowanych znaków. przez różne geny.

Alternatywne fenotypowe przejawy krzyżówek dwuhybrydowych

Istnieją dwa główne sposoby, w jakie krzyżówki dwuhybrydowe odbiegają od tego, co jest „oczekiwane”. Pierwsza to ta, w której analizujemy wspólne dziedziczenie dwóch różnych postaci, ale proporcje fenotypowe obserwowane u potomstwa dają wyraźną przewagę przejawianiu się fenotypów rodzicielskich.

Najprawdopodobniej jest to przypadek powiązanych genów. Oznacza to, że dwa analizowane geny, chociaż znajdują się w różnych loci, są tak blisko siebie fizycznie, że mają tendencję do dziedziczenia razem i, oczywiście, nie są dystrybuowane niezależnie.

Druga okoliczność, również dość powszechna, wynika z faktu, że niewielka mniejszość cech dziedzicznych jest monogeniczna.

W przeciwieństwie do tego więcej niż dwa geny uczestniczą w manifestacji większości dziedzicznych cech.

Z tego powodu zawsze jest możliwe, że interakcje genetyczne, które powstają między genami uczestniczącymi w przejawianiu się jednej postaci, są złożone i wykraczają poza prosty związek dominacji lub recesywności, jak obserwuje się w związkach alleliczny typowy dla cech jednogenowych.

Na przykład, w przejawianiu cechy, około czterech enzymów może być zaangażowanych w określonej kolejności, aby dać początek końcowemu produktowi odpowiedzialnemu za fenotypową manifestację typu dzikiego.

Analiza, która pozwala zidentyfikować liczbę genów z różnych loci, które uczestniczą w przejawianiu się cechy genetycznej, a także kolejność, w jakiej działają, nazywa się analizą epistazy i jest prawdopodobnie tą, która najczęściej definiuje to, co nazywamy analizą genetyczną w najbardziej klasycznym sensie.

Trochę więcej epistazy

Na końcu tego posta przedstawiono proporcje fenotypowe obserwowane w najczęstszych przypadkach epistazy - i to tylko z uwzględnieniem krzyżówek dwuhybrydowych.

Zwiększając liczbę genów biorących udział w przejawianiu się tego samego charakteru, oczywiście zwiększa się złożoność interakcji genów i ich interpretacji.

Co więcej, co z kolei może być traktowane jako złota zasada prawidłowej diagnozy interakcji epistatycznych, można zweryfikować pojawienie się nowych fenotypów nieobecnych w pokoleniu rodzicielskim.

Wreszcie, oprócz umożliwienia nam analizy pojawiania się nowych fenotypów i ich proporcji, analiza epistazy pozwala nam również określić hierarchiczny porządek, w którym różne geny i ich produkty muszą przejawiać się na określonej ścieżce, aby uwzględnić związany z nimi fenotyp.

Najbardziej podstawowy lub wczesny gen manifestacyjny jest epistatyczny nad wszystkimi innymi, ponieważ bez jego produktu lub działania, na przykład, osoby poniżej niego nie będą w stanie wyrazić siebie, co w związku z tym będzie dla niego hipostatyczne.

Gen / produkt trzeci w hierarchii będzie hipostatyczny w stosunku do pierwszych dwóch i epistatyczny w stosunku do wszystkich pozostałych pozostałych na tym szlaku ekspresji genów.

Bibliografia

1. Bateson, W. (1909). Zasady dziedziczenia Mendla. Cambridge University Press. Cambridge, Wielka Brytania
2. Brooker, RJ (2017). Genetyka: analiza i zasady. McGraw-Hill Higher Education, Nowy Jork, NY, USA.
3. Cordell, H. (2002). Epistaza: co to znaczy, czego nie oznacza i metody statystyczne do wykrywania tego u ludzi. Human Molecular Genetics, 11: 2463–2468.
4. Goodenough, UW (1984) Genetyka. WB Saunders Co. Ltd, Pkiladelphia, PA, USA.
5. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). Wprowadzenie do Analiza genetyczna (11 ^th ed.). Nowy Jork: WH Freeman, Nowy Jork, NY, USA.