הפרדה גנטית: ממה היא מורכבת ודוגמא - ביולוגיה - 2025

ההפרדה הגנטית היא ההפצה של גנים מהורים לילדים במהלך המיוזה. ניתן להגדיר גן כחלק של DNA המקודד לפנוטיפ מסוים: זה יכול להיות חלבון או גן המעורב בוויסות התאים.

הגנים ממוקמים פיזית על כרומוזומים, ישויות מאורגנות מאוד של DNA וחלבונים שבהם מאוחסן מידע גנטי. בעת ההתרבות יש להפריד בין גורמים תורשתיים אלה ולהעבירם לצאצאים.

הניסויים שערך גרגור מנדל איפשרו לנו להבין את תהליך ההפרדה, כפי שהוסבר בחוקיו הידועים.

ממה זה מורכב?

הפרדה גנטית היא הפרדה והעברת גנים לאביביות ומתרחשת בתהליך חלוקת תאים על ידי מיוזה. הפרדה כרומוזומית היא הבסיס למושג זה.

החוק הראשון של מנדל

על פי עקרון ההפרדה או החוק הראשון שהכריז על ידי גרגור מנדל, לאורגניזמים שני אללים לאופי מסוים.

אלל הוא צורה או גרסה של גן. לדוגמה, אנו יכולים להניח באופן אלחוטי אלל אחד לשיער בלונדיני ואלל אחר לשיער חום. האללים מסומנים בדרך כלל באותיות גדולות עבור הדומיננטיות והקטנים הקטנים עבור רצסיבי.

על פי החוק הראשון, כל סמל (ביצה או זרע) בתהליך היווצרותו מקבל אחד או אחר של אללים אלה. בזמן ההפריה נוצר שוב אורגניזם דיפלואידי עם אלל אחד שמתקבל מכל הורה.

אחת המסקנות הרלוונטיות ביותר מניסיון זה היא לציין כי הגנים הם חלקיקים נפרדים המופרדים באופן עצמאי מהורה לילד.

לפני מנדל טופלו עקרונות תורשתיים שגויים וסברה שגנים התנהגו כמו נוזלים שיכולים להתערבב זה בזה, ולאבד את השונות הראשונית.

החוק השני של מנדל

בסיבוב שני של ניסויים הוסיף מנדל אופי מורפולוגי נוסף למחקר. כעת, חצו אנשים עם שני מאפיינים (למשל צמחים עם זרעים עגולים וצהובים לעומת צמחים עם זרעים מקומטים וירוקים) וצאצאיהם נספרו.

לאחר ניתוח הנתונים הצליח מנדל להסיק כי כל דמות התנהגה באופן עצמאי. ניתן לסכם את העיקרון הזה באופן הבא: כל מאפיין תורשתי מופץ באופן עצמאי.

קבוצות הצמדה והפרדה

כיום ידוע שמנדל העריך דמויות בצמחי הניסוי שלו (חספוס הזרעים, גובה הגזע וכו ') שהיו ממוקמים פיזית על כרומוזומים נפרדים.

כאשר לוקוסים (מקום הגנים בכרומוזומים) הם רצופים או צמודים לכרומוזום, יש סיכוי סביר שהם יפרדו זה מזה במה שמכונה "קבוצת קישור".

השלכות ההפרדה

כאשר הזיגוטה מקבלת שני אללים שווים מהוריה, האורגניזם הומוזיגי עבור הדמות שנחקרה. אם שני האללים הם דומיננטיים, זה נקרא הומוזיגוטי דומיננטי ומסומן AA (או כל אות אחרת, שתיהן באותיות רישיות).

לעומת זאת, אם שני האללים הם רצסיביים, זהו הומוזיגי רצסיבי ומצוין באותיות קטנות: aa.

יתכן גם שהצאצא יורש אלל דומיננטי ורססיבי. במקרה זה, הוא הטרוזיגי ומצוין באותיות גדולות בתחילת הדרך, ואחריהן אותיות קטנות: Aa.

הפנוטיפ - או המאפיינים הנצפים של אורגניזם - תלוי בגנוטיפ שלו ובסביבה. אם הגנוטיפ הוא AA או aa, הם פשוט מבטאים את התכונה שהם קובעים; במקרה של הטרוזיגוטים, התכונה המתבטאת היא זו שנקבעת על ידי האלל הדומיננטי.

האחרון נכון רק במקרה שהדומיננטיות הושלמה; ישנם גם מקרים אחרים, כמו דומיננטיות לא שלמה או codominance.

מיוזה

מיוזה היא תופעה של חלוקת תאים המתרחשת בקווי הנבט של אורגניזמים ומולידה גמטים חסרי תאים מתאים דיפלואידים.

מיוזה מתחילה בשכפול DNA ובהמשך מתרחשת סבבי ההפרדה הכרומוזומית המכונה מיוזה I ו- II.

Meiosis I הוא שלב צמצום של התהליך, בשלב זה מתרחשת הטרנספורמציה לתאים haploid. כדי להשיג זאת, כרומוזומים הומולוגיים מזדווגים (בניבוי) ומתבדלים לתאים שונים (באנאפזה) בצורה אקראית.

יתר על כן, במיוזה אני מתרחש תהליך שנקרא רקומבינציה או מעבר מוצלב מיוטי, בו מתרחש חילוף של חומר גנטי בין הכרומטידים שאינם אחיות של הכרומוזומים ההומולוגיים. מסיבה זו הגמטות המיוצרים שונים זה מזה.

במהלך מעבר מוצלב מופיע אזור הנקרא הכינוי, המחזיק את הכרומוזומים זה בזה עד שהציר מפריד ביניהם.

כאשר לא מתבצעים רקombombination כנדרש, עלולות להתרחש טעויות בהפרדה, וכתוצאה מכך התפתחות של אורגניזם עם פגמים כרומוזומליים.

לדוגמא, תסמונת דאון מתרחשת כתוצאה מהפרדה לא תקינה בה הגוף נושא שלושה כרומוזומים (ולא שניים) בזוג העשרים ואחת.

דוגמא

פרחים על צמחי אפונה

צמחי אפונה מסוג Pisum sativum עשויים להציג פרחים עם עלי כותרת סגולים ובאנשים אחרים הם עשויים להיות לבנים. אם חוצים שני קווים טהורים משני גרסאות אלה, דור הדם הראשון שהתקבל מציג פרחים סגולים בלבד.

עם זאת, הדמות הלבנה לא נעלמה אצל אנשים אלה. זה לא ניתן לצפייה מכיוון שהוא מוסווה על ידי האלל הדומיננטי שקשור לצבע סגול.

על פי השימוש במינוף הנ"ל, יש לנו שההורים הם AA (סגול) ו aa (לבן).

דור הפיליאל הראשון מורכב אך ורק מצמחים עם פרחים סגולים, ולמרות שהם מבחינה פנוטיפית הם נראים זהים לאחד מהוריהם (AA), הם נבדלים זה מזה בגנוטיפים שלהם. הדור הראשון כולו הטרוזיגי: Aa.

אנשים הטרוזיגוטיים אלו מייצרים ארבעה סוגים של גמטים: הנקבה A והגמטים והגמטים A הגברים שכבר נמצאים בפרופורציות זהות.

כדי להבטיח שהאללים מופיעים בזוגות ושהם מפרישים במיוזה, יש לחצות אנשים סגולים הטרוזיגוטיים עם אנשים הנושאים פרחים לבנים.

למרות שזה נראה צלב זהה לזה הראשוני, התוצאה שונה: מחצית מהאנשים פרחים לבנים (גנוטיפ aa) והחצי השני הפרחים הסגולים (Aa).

הפניות

1. אלברטס, ב., בריי, ד., הופקין, ק., ג'ונסון, א., לואיס, ג'., רף, מ., … & וולטר, פ. (2013). ביולוגיה חיונית של תאים. גרלנד מדע.
2. קרטיס, ח., ושנק, א '(2008). קרטיס. ביולוגיה. פנמריקנית רפואית אד.
3. גריפית'ס, AJ, Wessler, SR, Lewontin, RC, Gelbart, WM, Suzuki, DT, & Miller, JH (2005). מבוא לניתוח גנטי. מקמילן.
4. פירס, BA (2009). גנטיקה: גישה רעיונית. פנמריקנית רפואית אד.
5. Sadava, D., & Purves, WH (2009). החיים: מדע הביולוגיה. פנמריקנית רפואית אד.
6. תומפסון, מ.וו, תומפסון, מ.וו, נוסבאום, ר.ל., מקיננס, ר.ר., וילארד, ה.פ. גנטיקה ברפואה. מאסון.