الگوهای وراثتی غیر مندلی

تعریف وراثت غیر مندلی

۱. طبق قانون مندل، ویژگی های فنوتیپی توسط جفت عوامل (آلل) که به طور مستقل در گامت ها از هم جدا می شوند، تعیین می شود. انواع اصلی وراثت که از قوانین مندل مستثنی هستند کدامند؟

انواع زیادی از وراثت وجود دارد که از الگوی مندلی پیروی نمی کنند. موارد قابل توجه عبارتند از: آلل های متعدد، برهمکنش های ژنی (ژن های مکمل، اپیستازی و کمی یا چند ژنی، وراثت)، پیوند با یا بدون تقاطع و وراثت وابسته به جنس.

Pleiotropy، عدم تسلط و ژن های کشنده را نمی توان به عنوان انواع وراثت طبقه بندی کرد زیرا ژن ها می توانند این رفتارها را داشته باشند و در عین حال از قوانین مندلی پیروی کنند.

جهش ها و آنئوپلوئیدی ها ناهنجاری هایی هستند که الگوی توارث مندلی و همچنین وراثت میتوکندری (گذر DNA میتوکندری از مادر از طریق سیتوپلاسم سلول تخمک به فرزندان) را تغییر می دهند.

عدم تسلط

۲- شرایط ژنتیکی که در آن فرد هتروزیگوت فنوتیپ متفاوتی با فرد هموزیگوت دارد چیست؟

به این حالت عدم تسلط گفته می شود و به دو صورت می تواند اتفاق بیفتد: تسلط ناقص یا تسلط همزمان.

در تسلط ناقص، فرد هتروزیگوت یک فنوتیپ واسط بین دو نوع هموزیگوت ارائه می کند، مانند کم خونی سلول داسی شکل، که در آن فرد هتروزیگوت مقداری گلبول قرمز بیمار و تعدادی گلبول قرمز طبیعی تولید می کند. برای مثال در تعیین ژنتیکی سیستم گروه خونی MN که در آن فرد هتروزیگوت فنوتیپ کاملاً متفاوت از هموزیگوت دارد و نه یک شکل میانی، هم‌دومینانس رخ می‌دهد.

پلیوتروپی

۳. پلیوتروپی چیست؟

پلیوتروپی (یا پلیوتروپی) پدیده‌ای است که در آن یک ژن، چندین صفت فنوتیپی متفاوت را تعیین می‌کند.

برخی از صفات فنوتیپی ممکن است به اثرات پلیوتروپیک (مثلاً مهار) ژنهای دیگر حساس باشند، حتی زمانی که توسط یک جفت آلل در غالبیت ساده شرطی شوند. ترکیبی از پلیوتروپی و تعامل ژن مشخصه این موارد است.

ژن های کشنده

۴. ژن های کشنده چیست؟

ژن های کشنده ژن هایی با حداقل یک آلل هستند که در صورت وجود در ژنوتیپ فرد باعث مرگ می شوند. آلل های کشنده مغلوب و آلل های کشنده غالب وجود دارد. (همچنین ژن‌هایی با آلل‌هایی وجود دارند که در هتروزیگوسیتی غالب اما در حالت هموزیگوسیتی کشنده هستند، به این معنی که غلبه مربوط به فنوتیپ با غالبیت مربوط به کشندگی مطابقت ندارد.)

آلل های چندگانه

۵. چند آلل چیست؟ آیا در چندین آلل غالب است؟

آلل های چندگانه پدیده ای است که در آن یک ژن دارای بیش از دو آلل متفاوت است (در وراثت طبیعی مندلی، ژن فقط دو آلل دارد). بدیهی است که این آلل ها به صورت جفت ترکیب می شوند و ژنوتیپ ها را تشکیل می دهند.

در آلل های متعدد، غالبیت نسبی در بین آلل ها ممکن است وجود داشته باشد. یک مثال معمولی از چند آلل، توارث سیستم گروه خونی ABO است که در آن سه آلل (A، B یا O، یا IA، IB و i) وجود دارد. IA بر i غالب است که در رابطه با آلل IB دیگر مغلوب است. IA و IB فاقد تسلط بین خود هستند.

مثال دیگر رنگ خز خرگوش است که توسط چهار آلل مختلف (C، Cch، Ch و C) مشخص می شود. در این مورد، روابط تسلط عبارتند از C > Cch > Ch > c (نماد > به معنای “بر روی غالب است” است).

  • بررسی وراثت غیر مندلی – تنوع تصویر: چند آلل

ژن های مکمل

۶. تعاملات ژنی چیست؟ سه نوع اصلی از تعاملات ژن چیست؟

فعل و انفعالات ژنی پدیده ای است که در آن یک صفت فنوتیپی معین توسط دو یا چند ژن مشروط می شود (این را با چند آلل اشتباه نگیرید که در آن یک ژن با سه یا چند آلل وجود دارد).

سه نوع اصلی تعامل ژن عبارتند از: ژن های مکمل، اپیستاز و وراثت چند ژنی (یا وراثت کمی).

۷. ژن های مکمل چیست؟ آیا این الگوی وراثتی از قانون دوم مندل پیروی می کند؟

ژن‌های مکمل ژن‌های مختلفی هستند که با هم برای تعیین یک صفت فنوتیپی خاص عمل می‌کنند.

به عنوان مثال، یک صفت فنوتیپی مشروط شده توسط ۲ ژن مکمل را در نظر بگیرید که آلل های آنها به ترتیب X، x، Y و y هستند. با انجام هیبریداسیون در F2، ۴ شکل فنوتیپی مختلف به دست می آید: X_Y_ (غالب مضاعف)، X_yy (غالب برای جفت اول، مغلوب برای دوم)، xxY_ (مغلوب برای جفت اول، غالب برای دوم) و xxyy (دوبار مغلوب). ). این همان چیزی است که مثلاً در رنگ پرهای طوطی طوطی اتفاق می افتد که در آن فعل و انفعال غالب دوگانه منجر به پرهای سبز می شود. برهمکنشی که برای جفت اول غالب و برای جفت دوم مغلوب است منجر به پرهای زرد می شود. تعاملی که برای جفت اول مغلوب و برای جفت دوم غالب است منجر به پرهای آبی می شود. و برهم کنش مغلوب مضاعف منجر به پرهای سفید می شود.

هر ژن مکمل به طور مستقل از سایرین جدا می شود زیرا در کروموزوم های مختلف قرار دارند. بنابراین، این الگو از قانون دوم مندل پیروی می کند (اگرچه از قانون اول مندل تبعیت نمی کند).

اپیستازیس

۸. اپیستازیس چیست؟ تفاوت بین اپیستازیس غالب و اپیستازی مغلوب چیست؟

Epistasis تعامل ژنی است که در آن یک ژن (ژن epistatic) می تواند تظاهرات فنوتیپی یک ژن دیگر (ژن هیپوستاتیک) را مجاز نکند. در اپیستاز غالب، آلل بازدارنده آلل غالب (به عنوان مثال، I) ژن اپیستاتیک است و در نتیجه، مهار در هموزیگوسیتی غالب (II) یا در هتروزیگوسیتی (Ii) رخ می دهد. در اپیستاز مغلوب، آلل بازدارنده، آلل مغلوب ژن اپیستاتیک (i) است و در نتیجه، مهار فقط در هموزیگوسیتی مغلوب (ii) رخ می دهد.

  • بررسی وراثت غیر مندلی – تنوع تصویر: epistasis

۹. در هیبریداسیون ۲ ژن (۴ آلل مختلف، ۲ تا از هر جفت)، اپیستاز چگونه بر نسبت اشکال فنوتیپی در نسل F2 تأثیر می گذارد؟

در دی هیبریدیسم بدون اپیستاز، والدین هتروزیگوت دوگانه با هم تلاقی می کنند و ۴ شکل فنوتیپی در F2 ظاهر می شود. نسبت ۹ فرد غالب دو برابر، ۳ فرد غالب برای جفت اول و مغلوب برای جفت دوم، ۳ فرد مغلوب برای جفت اول و غالب برای جفت دوم، و ۱ فرد دوتایی مغلوب (۹:۳:۳:۱) .

با توجه به اینکه ژن اپیستاتیک جفت دوم است و ژنوتیپ مغلوب ژن هیپوستاتیک نشان دهنده فقدان ویژگی است، در نسل F2 اپیستاز غالب، اشکال فنوتیپی زیر ظاهر می شود: ۱۳ فرد غالب برای جفت دوم یا مغلوب برای جفت دوم. جفت اول، به این معنا که مشخصه آشکار نیست. ۳ فرد غالب برای جفت اول و مغلوب برای جفت دوم، یعنی مشخصه آشکار است. نسبت فنوتیپی ۱۳:۳ خواهد بود. در اپیستازی مغلوب، اشکال فنوتیپی که در F2 پدیدار می شوند عبارتند از: ۹ فرد غالب مضاعف (ویژگی آشکار است) و ۷ فرد مغلوب برای جفت اول یا مغلوب برای جفت دوم، به این معنی که مشخصه آشکار نیست. بنابراین، نسبت فنوتیپی ۹:۷ خواهد بود.

این مثال‌ها نشان می‌دهند که چگونه اپیستازی شکل‌ها و نسبت‌های فنوتیپی را تغییر می‌دهد، از ۹:۳:۳:۱ طبیعی در F2 به ۱۳:۳ در اپیستازیس غالب یا به ۹:۷ در اپیستازیس مغلوب (توجه داشته باشید که برخی از اشکال حتی ناپدید شده‌اند).

(اگر ژنوتیپ مغلوب ژن هیپوستاتیک فعال باشد، نه تنها به این معنی که آلل غالب آشکار نیست، تعداد اشکال فنوتیپی در F2 نیز تغییر می کند.)

وراثت چند ژنی

۱۰. وراثت چند ژنی چیست؟ چگونه کار می کند؟

وراثت چند ژنی که به عنوان وراثت کمی نیز شناخته می شود، برهمکنش ژنی است که در آن یک صفت خاص توسط چندین ژن مختلف با آلل هایی که ممکن است در افزایش شدت فنوتیپ نقش داشته باشند، مشروط می شود. این آلل ها ممکن است کمک کننده یا غیر کمک کننده باشند و هیچ غالبی در بین آنها وجود ندارد. وراثت پلی ژنیک نوع وراثت است، مثلاً رنگ پوست و قد در انسان.

با در نظر گرفتن گونه معینی از جانور که در آن طول فرد به وراثت چند ژنی سه ژن مشروط است، برای ژنوتیپ تنها با آلل های غیر کمک کننده (aabbcc)، یک فنوتیپ پایه، به عنوان مثال، ۳۰ سانتی متر ظاهر می شود. همچنین با توجه به اینکه به ازای هر آلل کمک کننده، ۵ سانتی متر افزایش طول حیوان اضافه می شود، در ژنوتیپ تنها با آلل های کمک کننده (AABBCC)، حیوان فنوتیپ پایه (۳۰ سانتی متر) به اضافه ۳۰ سانتی متر بیشتر اضافه می شود. هر آلل کمک کننده، یعنی طول آن ۶۰ سانتی متر خواهد بود. به عنوان مثال، در مورد هتروزیگوسیتی سه گانه، طول حیوان ۴۵ سانتی متر خواهد بود. این روشی است که وراثت چند ژنی کار می کند.

۱۱. محتمل ترین الگوی وراثتی یک صفت با توزیع متناسب گاوسی اشکال فنوتیپی چیست؟

اگر یک صفت از نظر آماری دارای توزیع نرمال (گاوسی، منحنی زنگی) از اشکال فنوتیپی خود باشد، احتمالاً مشروط به وراثت چند ژنی (وراثت کمی) است.

در وراثت کمی، اثرات چندین ژن به ژن‌های دیگر اضافه می‌شود و این امکان را فراهم می‌کند که تنوع صفت یک جمعیت معین را در منحنی گاوسی با ژنوتیپ‌های هتروزیگوت در مرکز، یعنی آنهایی که در تعداد بیشتری ظاهر می‌شوند و هموزیگوت در انتها.

۱۲. چگونه می توانید تعداد جفت آلل های دخیل در وراثت چند ژنی را با استفاده از تعداد اشکال فنوتیپی صفتی که آنها شرط می کنند پیدا کنید؟

با در نظر گرفتن “p” تعداد اشکال فنوتیپی و “a” تعداد آلل های درگیر در وراثت چند ژنی، فرمول p = 2a + 1 اعمال می شود.

(اغلب، به دلیل ماهیت چند ژنی وراثت، تعیین دقیق تعداد اشکال فنوتیپی، p امکان پذیر نیست، زیرا تغییرات مشاهده شده فنوتیپ ها اغلب به نظر می رسد یک پیوستار باشد یا این صفت ممکن است از تأثیرات محیطی رنج ببرد.)

وراثت مرتبط با جنسیت

۱۳. چرا وراثت وابسته به جنس نمونه ای از وراثت غیر مندلی است؟

وراثت وابسته به جنس نوعی وراثت غیر مندلی است زیرا با قانون اول مندل مخالف است که فرض می کند هر صفت همیشه مشروط به دو عامل (الل) است. در نواحی غیر همولوگ کروموزوم‌های جنسی، ژنوتیپ‌های ژن‌ها تنها حاوی یک آلل هستند (حتی در مورد کاریوتیپ XX، در زنان، یکی از کروموزوم‌های X غیرفعال است).

وراثت میتوکندریایی

۱۴. وراثت میتوکندری چیست؟

وراثت میتوکندریایی انتقال مولکول های DNA میتوکندری (mtDNA) به فرزندان است. کل موجودی mtDNA یک فرد باید از مادر، مادربزرگ مادری، مادربزرگ مادر و غیره باشد، زیرا میتوکندری ها از سیتوپلاسم سلول تخمک (که بعداً سیتوپلاسم زیگوت را تشکیل می دهد) به ارث می رسد.

چندین بیماری ژنتیکی ناشی از وراثت میتوکندری وجود دارد، مانند نوروپاتی ارثی بینایی Leber که منجر به از دست دادن بینایی مرکزی هر دو چشم می شود و سندرم Kearns-Sayre، یک بیماری عصبی-عضلانی که باعث چشمی و خستگی عضلانی می شود.

وراثت میتوکندریایی وسیله ای عالی برای تجزیه و تحلیل ژنتیکی دودمان مادری است (درست مانند کروموزوم Y که وسیله ای عالی برای مطالعه نسب پدری است).

اکنون که مطالعه وراثت غیر مندلی را به پایان رسانده اید ، این گزینه های شما هستند:

  • این موضوع را مرور کنید، همه پرسش و پاسخ ها را دوباره بخوانید.
  • موضوع بعدی را مطالعه کنید: به کراسینگ اور بروید .

منبع: Biology Q&As