Dominująca cecha definicja
Dominująca cecha jest dziedziczoną cechą, która pojawia się u potomstwa, jeśli jest przekazywana od rodzica poprzez dominujący allel. Cechy, znane również jako fenotypy, mogą obejmować cechy takie jak kolor oczu, kolor włosów, odporność lub podatność na pewne choroby oraz cechy twarzy, takie jak dołeczki i piegi.
W gatunkach rozmnażających się płciowo, każdy osobnik ma dwie pary chromosomów; ludzie mają 23 pary chromosomów, a więc w sumie 46 chromosomów. Chromosomy zawierają tysiące genów, które kodują białka wyrażające i kontrolujące wszystkie biochemiczne i fizyczne cechy organizmu; ten zestaw genów to genotyp organizmu.
W każdym chromosomie znajdują się dwie kopie każdego genu. Każdy chromosom przenosi ten sam gen w tej samej pozycji (zwanej locus), tak że są one sparowane. Jednakże w każdym locus mogą znajdować się dwie różne wersje każdego genu: jedna otrzymana od matki i jedna od ojca. Każda z alternatywnych wersji genu nazywana jest allelem. Allele występują w dwóch różnych formach: recesywnej (oznaczanej małą literą, np. a) i dominującej (oznaczanej dużą literą, np. A).
Jeżeli osobnik posiada takie same dwa allele dla danego genu, jest homozygotyczny dla tego genu (aa lub AA); dzieje się tak niezależnie od tego, czy allele są recesywne czy dominujące. Jeśli dwa allele są różne, osobnik jest heterozygotyczny dla genu (Aa).
Zakładając genetykę mendlowską, która jest uproszczonym narzędziem wyjaśniającym:
- Cecha recesywna będzie wyrażona tylko wtedy, gdy potomstwo ma dwie kopie allelu recesywnego, który koduje cechę (homozygotyczny recesywny, aa).
- Cecha dominująca będzie zawsze wyrażona u potomstwa, jeśli allel dominujący jest obecny, nawet jeśli jest tylko jedna jego kopia (heterozygotyczny lub homozygotyczny dominujący, Aa lub AA).
Genetyka mendlowska
Gregor Mendel był XIX-wiecznym austriackim mnichem, który po raz pierwszy sformułował ideę dziedziczenia cech po przeprowadzeniu prostych eksperymentów hybrydyzacji z roślinami grochu.
W tamtym czasie wierzono głównie, że w wyniku rozmnażania powstaje potomstwo o cechach będących mieszanką cech rodziców. Mendel zauważył jednak, że kiedy skrzyżował rośliny grochu o fioletowych kwiatach z roślinami grochu o białych kwiatach, potomstwo miało fioletowe kwiaty. Następnie wyhodował te rośliny potomne w pierwszym pokoleniu z samymi sobą (jest to możliwe u wielu gatunków roślin). W drugim pokoleniu roślin grochu zauważył, że 75% potomstwa było fioletowe, a 25% białe. Mendel zasugerował, że istniała „cecha”, która była przekazywana z pierwszej populacji rodziców o białych kwiatach do trzeciego pokolenia; obecnie wiemy, że te cechy to geny.
W przypadku grochu, fioletowe zabarwienie kwiatów jest kontrolowane przez gen dominujący (oznaczony tutaj jako P), podczas gdy białe zabarwienie jest kontrolowane przez gen recesywny (p). Pokolenie rodzicielskie zawierało homozygotyczne geny purpury (PP) i homozygotyczne geny bieli (pp).
Gdy zostały one wyhodowane w celu stworzenia pierwszego pokolenia, potomstwo było Pp, biorąc allel dominujący od jednego z rodziców i allel recesywny od drugiego. Tak więc, chociaż oba allele były przekazywane w dół, allele białego koloru były maskowane przez dominujące allele koloru purpurowego. Potomstwo drugiego pokolenia mogło więc być PP, Pp lub pp, przy czym osobniki PP i Pp wykazywały purpurowy kolor, a osobniki pp wykazywały kolor biały.
Używając kwadratu punnet, można zobaczyć, jak stosunek kolorów 3:1 został osiągnięty w drugim pokoleniu:
Mendel kontynuował swoje badania badając inne cechy grochu, takie jak kolor strąków (żółty lub zielony), kształt grochu (okrągły lub pomarszczony), położenie kwiatów (osiowe lub terminalne) oraz wysokość roślin (wysokie lub krótkie); dla każdego z nich zaobserwowano taki sam wynik jak dla koloru kwiatów.
Używając tych podstawowych zasad dziedziczenia, można przewidzieć procent różnych dominujących cech wyrażonych w potomstwie, w szerokim zakresie zdarzeń reprodukcyjnych. Jednakże, większość cech w fenotypie złożonego organizmu jest kontrolowana przez wiele różnych genów, więc rzeczywistość nie zawsze jest tak prosta jak w eksperymentach Mendla.
Przykłady cech dominujących
Człowiek cechy dominujące
Istnieje wiele cech ludzkiego fenotypu, które są kontrolowane przez allele dominujące:
- Ciemne włosy dominują nad blond lub rudymi.
- Włosy kręcone dominują nad włosami prostymi.
- Łysienie jest cechą dominującą.
- Posiadanie szczytu wdowy (linia włosów w kształcie litery V) dominuje nad posiadaniem prostej linii włosów.
- Piegi, rozszczep podbródka i dołeczki są przykładami cech dominujących.
- Posiadanie oczu w kształcie migdałów jest cechą dominującą, podczas gdy posiadanie okrągłych oczu jest cechą kontrolowaną przez allele recesywne.
- Cecha oderwanych płatków uszu, w przeciwieństwie do doczepionych płatków uszu, jest dominująca.
- Praworęczność jest dominująca w stosunku do leworęczności.
- Zdolność do wywijania językiem jest dominująca w stosunku do niezdolności do tego.
- Astygmatyzm jest dominujący nad normalnym widzeniem.
- Obecność palców środkowych jest cechą dominującą.
- Rozwój 6 palców zamiast 5 jest kontrolowany przez allele dominujące.
- Brązowe oczy są dominujące nad niebieskimi (jednak kolor oczu jest kontrolowany przez więcej niż jeden gen i jest cechą poligenetyczną i nie może być wyjaśniony przez genetykę mendlowską. Ludzie z zielonymi i orzechowymi oczami mają mieszankę alleli dla brązowych i niebieskich oczu).
Inne cechy, które nie są fizycznie widoczne, są również kontrolowane przez allele dominujące, na przykład:
- Odporność na trujący bluszcz jest kontrolowana przez allel dominujący.
- Wysokie ciśnienie krwi jest cechą dominującą.
- Grupa krwi A & B jest dominująca w stosunku do grupy krwi O.
- Podatność na migrenę jest cechą dominującą.
- Głuchota tonalna jest dominująca w stosunku do normalnego słuchu.
Należy zauważyć, że allele dominujące nie są lepsze niż allele recesywne; cechy dominujące mogą powodować poważne problemy zdrowotne u osób (takie jak wysokie ciśnienie krwi). Cechy dominujące nie są też koniecznie bardziej powszechne niż cechy recesywne; chociaż, jeśli mają one wpływ na zdrowie jednostek w populacji, mogą stać się bardziej lub mniej powszechne w puli genowej z czasem, z powodu naturalnej selekcji.
Cechy dominujące w hodowli selektywnej
Tak jak w eksperymentach Mendla, ludzie używają genetyki do hodowli selektywnej zwierząt, a także owoców i warzyw, od tysięcy lat.
Cechy dominujące, które są korzystne, takie jak biała wełna u owiec, gładka sierść u koni i krótkie nogi u jamników, mogą być zwiększone w populacji poprzez hodowanie osobników posiadających allele dominujące. Poprzez konsekwentne rozmnażanie osobników z pożądaną cechą dominującą, allel dominujący staje się bardziej powszechny w populacji.
Hodowla selektywna ma jednak swoje minusy. Gdy podejmowane są wysiłki w celu wyhodowania osobników z małej populacji założycielskiej, która jest homozygotyczna dla pożądanej cechy dominującej, zmienność w puli genów jest niska. Geny recesywne, które mogą powodować problemy zdrowotne, zwiększają swoją częstotliwość w populacji i są wyrażane, gdy stają się homozygotyczne. Jest to znane jako chów wsobny i może powodować problemy takie jak zwiększona częstość występowania nowotworów, chorób serca i zaburzeń wzroku lub słuchu.
- Cechy recesywne – Cechy recesywne są cechami fenotypu, które są wyświetlane, gdy gen ma dwa allele recesywne w locus w obrębie chromosomu.
- Geny – Zbudowane z DNA, geny są podstawową jednostką dziedziczności, które kodują ekspresję i kontrolę białek.
- Genotyp – Zestaw genów u każdego osobnika, który jest odpowiedzialny za ekspresję poszczególnych cech.
- Fenotyp – Cechy fizyczne lub cechy, które są wyrażone jako konsekwencja genotypu organizmu.
Quiz
1. Dominującą cechą u kaczych dziobów jest długość, kontrolowana przez allel B. Krótkie dzioby są determinowane przez allel recesywny b. Jeśli kaczka matka jest homozygotyczna dla długiego dzioba (BB), a ojciec jest heterozygotyczny (Bb), to jaki procent ich potomstwa będzie miało długie dzioby?
A. 25%
B. 50%
C. 75%
D. 100%
2. Które z poniższych stwierdzeń jest prawdziwe?
A. Fenotyp kontroluje genotyp
B. Allele dominujące są częstsze
C. Genotyp kontroluje fenotyp
D. Cecha dominująca jest zawsze lepsza dla zdrowia
3. Która z poniższych cech nie jest cechą dominującą?
A. Proste włosy
B. Wyrastanie 6 palców
C. Wysokie ciśnienie krwi
D. Piegi