درباره ژن ها، آلل ها، فنوتیپ ها و ژنوتیپ ها بیاموزید

۱. ژن چیست؟

یک ژن توالیی از نوکلئوتیدهای DNA است که تولید پروتئین را کدگذاری می کند.

• بررسی مفاهیم ژنتیکی – تنوع تصویر: مولکول DNA

۲. آیا یک ژن سه گانه از نوکلئوتیدهای DNA متوالی است؟

یک ژن یک سه گانه از نوکلئوتیدهای DNA با بازهای حاوی نیتروژن مربوطه مانند AAG یا CGT نیست. سه قلوهای نوکلئوتیدی ممکن است قطعاتی از ژن باشند اما ژن نیستند.

یک ژن بخشی از یک مولکول DNA است که یک پروتئین خاص را کد می کند. بنابراین، توسط چندین سه گانه نوکلئوتیدی DNA تشکیل می شود.

۳. مفهوم کروموزوم چه ارتباطی با مفهوم ژن دارد؟

کروموزوم یک مولکول DNA است. یک کروموزوم ممکن است حاوی چندین ژن مختلف و همچنین بخش هایی از DNA باشد که ژن نیستند.

• بررسی مفاهیم ژنتیکی – تنوع تصویر: کروموزوم

۴. منظور از “منبع ژن” چیست؟

مکان ژنی (لوکوس به معنی مکان) مکان یک ژن در یک کروموزوم است؛ یا بهتر است بگوییم، موقعیت ژن در یک مولکول DNA.

• بررسی مفاهیم پایه – تنوع تصویر: منبع ژن

آلل ها و ژن ها

۵. آلل ها چیست؟

افراد دیپلوئید دارای کروموزوم های جفتی هستند. به عنوان مثال، در انسان ۲۳ جفت کروموزوم وجود دارد که در مجموع ۴۶ کروموزوم است. هر جفت شامل کروموزوم های همولوگ است، یک کروموزوم از پدر و دیگری از مادر، که هر دو حاوی اطلاعات مربوط به تولید پروتئین های مشابه هستند (به استثنای کروموزوم های جنسی که تا حدی هترولوگ هستند). بنابراین، در یک فرد دیپلوئید، هر ژن دارای دو آلل در نظر گرفته می شود، یکی در هر کروموزوم جفت همولوگ.

• بررسی مفاهیم پایه – تنوع تصویر: آلل ها

۶. آیا الل های یک ژن لزوماً به گونه ای منشأ می گیرند که یکی از پدر و دیگری از مادر باشد؟ آیا استثناهایی وجود دارد؟

طبیعی است که یک آلل از پدر و الل دیگر از مادر باشد، اما واجب نیست. به عنوان مثال، در یک “کلون” تولید شده توسط فناوری پیوند هسته، آلل ها از یک فرد منفرد می آیند. در پلی‌زومی‌ها (مانند تریزومی ۲۱)، هر ژن کروموزوم آسیب‌دیده دارای سه آلل در مورد تریزومی یا چهار آلل در مورد تترازومی است.

فنوتیپ و ژنوتیپ

۷. فنوتیپ چیست؟

فنوتیپ هر ویژگی قابل مشاهده یک موجود زنده است که توسط ژن های آن شرطی شده است. برخی از فنوتیپ ها ممکن است توسط عوامل غیر ژنتیکی (مثلاً رنگ آمیزی موی مصنوعی) تغییر کنند. به فنوتیپ های خاص صفات فنوتیپی نیز گفته می شود.

۸. ژنوتیپ چیست؟ تفاوت بین ژنوتیپ و فنوتیپ چیست؟

یک ژنوتیپ شامل ژن ها، توالی های نوکلئوتیدی DNA موجود در کروموزوم های یک فرد است که فنوتیپ را تعیین می کند. بنابراین فنوتیپ ها مظهر بیولوژیکی ژنوتیپ ها هستند.

به عنوان مثال، زنجیره هموگلوبین تغییر یافته بیماری سلول داسی شکل و تظاهرات خود بیماری فنوتیپ هستند. توالی نوکلئوتیدی DNA تغییر یافته در ژنی که تولید آن زنجیره هموگلوبین غیرطبیعی را کد می کند، ژنوتیپ است.

۹. آیا محیط بر فنوتیپ تأثیر دارد؟

یک فنوتیپ ممکن است (در مقایسه با وضعیت اصلی که توسط ژنوتیپ آن مشروط شده است) توسط ابزارهای غیر ژنتیکی تغییر یابد. به عنوان مثال: برخی از هورمون ها ممکن است به دلیل بیماری ها دیگر ترشح نشوند، در حالی که ژن هایی که ترشح آنها را تعیین می کنند دست نخورده باقی می مانند. فرد می تواند به آرایشگاه مراجعه کند و رنگ موهای خود را تغییر دهد. جراحی پلاستیک می تواند برای تغییر ویژگی های صورت یک فرد انجام شود. ممکن است از لنزهای تماسی رنگی استفاده شود. و یک گیاه می تواند از طریق استفاده از هورمون های گیاهی فراتر از اندازه ژنتیکی خود رشد کند.

تأثیر تأثیرات محیطی بر فنوتیپ ها را می توان در دوقلوهای تک تخمکی که در مکان های مختلف رشد کرده اند مشاهده کرد. به طور کلی، این دوقلوها به دلیل تفاوت‌های محیطی و فرهنگی مکان‌هایی که در آن زندگی می‌کردند و به دلیل تجربیات فردی متفاوتشان در زندگی، ویژگی‌های فنوتیپی بسیار متمایزی دارند.

(تغییرات فنوتیپی برنامه ریزی شده بیولوژیکی، مانند تغییرات غیر آسیب شناختی در رنگ پوست ناشی از قرار گرفتن در معرض نور خورشید، دباغی یا تغییر رنگ برخی از گلها بسته به PH خاک را نمی توان مستقل از ژنوتیپ در نظر گرفت. در واقع، این تغییرات عبارتند از: توسط ژنوتیپ به عنوان سازگاری طبیعی با تغییرات محیطی برنامه ریزی شده است.)

۱۰. آیا تغییرات فنوتیپی محیطی به فرزندان منتقل می شود؟

تغییرات فنوتیپ ها توسط محیط به فرزندان منتقل نمی شود (مگر اینکه علت اصلی آنها تغییر ژنوتیپی در سلول های زایا یا سلول های گامتیک باشد). اگر فردی رنگ موهای خود را تغییر دهد یا تحت عمل جراحی زیبایی زیبایی قرار گیرد، ویژگی های حاصله به فرزندان او منتقل نمی شود.

۱۱. در چه شرایطی محیط می تواند ژنوتیپ فرد را تغییر دهد؟ شرط انتقال این نوع تغییرات به فرزندان چیست؟

محیط تنها زمانی می تواند ژنوتیپ ها را تغییر دهد که عمل آن باعث تغییر در ماده ژنتیکی (جهش) فرد شود. یعنی حذف، افزودن یا جایگزینی کل کروموزوم ها یا نوکلئوتیدهایی که مولکول های DNA را تشکیل می دهند.

جهش‌ها تنها زمانی به فرزندان منتقل می‌شوند که بر سلول‌های زایا که گامت‌ها یا خود گامت‌ها را تولید می‌کنند، تأثیر بگذارند.

۱۲. چند نمونه از ویژگی های فنوتیپی که دو یا چند گونه ارائه می دهند و ویژگی های فنوتیپی که متفاوت نیستند چیست؟ در رابطه با ژن های مربوط به آن ویژگی ها، که در بین افراد متفاوت است، در مورد آلل های آنها چه انتظاری می توان داشت؟

رنگ چشم، رنگ مو، رنگ پوست، قد و گروه خون نمونه‌هایی از ویژگی‌های فنوتیپی هستند که دو یا چند گونه را نشان می‌دهند. نمونه‌های دیگر رنگ گل‌ها و دانه‌ها در برخی گیاهان، جنسیت فرد در گونه‌های دوپایه‌ای و غیره است. نمونه‌هایی از ویژگی‌های فنوتیپی که در بین افراد یک گونه تفاوتی ندارند عبارتند از: به طور کلی تعداد اندام‌ها، آناتومیکی موقعیت اندام ها، ترکیب کلی بافت ها و سلول ها و غیره.

امکان ارائه تغییرات طبیعی یک فنوتیپ (در ارگانیسم های همان گونه) لزوماً توسط دو یا چند آلل مختلف از ژن مربوطه تعیین می شود. این آلل‌های مختلف ترکیب می‌شوند و ژنوتیپ‌های مختلفی را تشکیل می‌دهند که فنوتیپ‌های مختلف (واریاسیون‌ها) را شرطی می‌کنند.

آلل های غالب و مغلوب

۱۳. با در نظر گرفتن یک جفت کروموزوم همولوگ حاوی یک ژن با دو آلل متفاوت، آن فرد می تواند چند ژنوتیپ متفاوت داشته باشد؟

اگر ژن یک گونه دیپلوئید دارای آلل های متفاوتی باشد، مثلاً A و A’، ژنوتیپ های ممکن عبارتند از: A’A’، AA و AA’. بنابراین، هر یک از این سه ژنوتیپ مختلف ممکن است ژنوتیپ فرد باشد.

۱۴. برای فردی با ژنوتیپ تشکیل شده از دو آلل متفاوت که گونه های متفاوتی از یک صفت فنوتیپی یکسان را شرایط می کنند، ویژگی فنوتیپی که در واقع آشکار می شود به چه بستگی دارد؟

اگر فردی ژنی با آلل های مختلف (یک موقعیت مشترک) ارائه دهد، به عنوان مثال، A و A’، ممکن است سه نوع ژنوتیپ تشکیل شود: AA، A’A’ و AA’. سوال به فردی با ژنوتیپ اشاره دارد که از دو آلل مختلف تشکیل شده است. بنابراین، به ژنوتیپ AA (فرد هتروزیگوت) اشاره دارد.

این فرد AA ممکن است فنوتیپ شرطی شده توسط آلل A یا فنوتیپ شرطی شده توسط آلل A یا حتی فنوتیپ ترکیبی از این دو شکل را نشان دهد. اگر آلل A بر آلل A غالب باشد، شکل شرطی A آشکار می شود. اگر A’ آلل غالب باشد، شکل تعیین شده توسط A آشکار خواهد شد. این پدیده به عنوان غالب شناخته می شود و به این دلیل رخ می دهد که آلل مغلوب (غیر غالب) تنها زمانی آشکار می شود که در دو مورد در ژنوتیپ (در هموزیگوسیتی) وجود داشته باشد، در حالی که آلل غالب حتی در حالت هتروزیگوسیتی آشکار است. اگر هیچ یک از آلل ها غالب نباشد، مخلوطی از دو نوع شرطی شده توسط هر دو آلل ظاهر می شود، یا ممکن است شکل سومی به جای آن ظاهر شود.

۱۵. تفاوت بین آلل غالب و آلل مغلوب چیست؟

آلل غالب آللی است که ویژگی های فنوتیپی آشکار در ژنوتیپ های هموزیگوت یا هتروزیگوت را تعیین می کند.

در ژنتیک، آلل غالب با حروف بزرگ (“A”) و آلل مغلوب آن با حروف کوچک (“a”) نشان داده می شود.

از نظر مولکولی، آلل مغلوب به طور کلی دارای یک توالی نوکلئوتیدی است که قبلاً با توالی مربوطه در آلل غالب یکسان بود، اما با جهش در طول تکامل غیرفعال شد. این واقعیت بیان فنوتیپ غالب در هتروزیگوسیتی را توضیح می دهد (از آنجایی که یک آلل عملکردی هنوز وجود دارد).

۱۶. هر گاه یک جفت آلل دارای آلل های مختلف باشد، آیا بین آنها غالب است؟

تسلط همیشه در همه موارد یک ژن با دو آلل متفاوت کامل نیست. ژن هایی وجود دارند که در آنها هتروزیگوسیتی با تسلط ناقص همراه است (تظاهر یک فنوتیپ میانی در رابطه با فنوتیپ هموزیگوت، مانند رنگ گل رز، که بین سفید و قرمز متفاوت است) و ژن های دیگری که همگانی را نشان می دهند (بیان یک فنوتیپ سومین ویژگی متفاوت، مانند سیستم گروه خونی MN).

هموزیگوت و هتروزیگوت

۱۷- تفاوت هموزیگوت و هتروزیگوت چیست؟

هموزیگوت زمانی اتفاق می افتد که یک فرد دارای دو آلل یکسان از یک ژن، به عنوان مثال، AA یا aa باشد. هتروزیگوت زمانی رخ می دهد که یک فرد دارای دو آلل متفاوت از یک ژن مانند Aa باشد.

۱۸. چرا یک آلل مغلوب می تواند در فنوتیپ یک فرد پنهان بماند و تنها زمانی آشکار شود که از طریق هموزیگوت در فرزندان خود آشکار شود؟

یک آلل مغلوب می تواند پنهان بماند زیرا در فرد هتروزیگوت آشکار نمی شود، به این معنی که ممکن است در ژنوتیپ وجود داشته باشد اما در فنوتیپ بیان نشود. هنگامی که این آلل به فرزندان منتقل می شود و یک ژنوتیپ هموزیگوت را با یک آلل مغلوب دیگر از دودمان کروموزومی دیگر تشکیل می دهد، ویژگی های فنوتیپی که ظاهر می شود وجود آن را آشکار می کند.

اکنون که مطالعه مفاهیم ژنتیک را به پایان رسانده اید ، این گزینه های شما هستند:

• این موضوع را باز هم مرور کنید، همه پرسش و پاسخ ها را دوباره بخوانید.
• موضوع بعدی را مطالعه کنید: به قوانین مندل بروید .

منبع: Biology Q&As