Genetyka klasyczna — prawa Mendla
Prawa Mendla, krzyżówki genetyczne, dominacja pełna i niepełna, kodominacja
Genetyka klasyczna — prawa Mendla
Gregor Johann Mendel (1822–1884), augustiański mnich z Brna, jest uważany za ojca genetyki. Prowadził eksperymenty na grochu zwyczajnym (Pisum sativum), badając dziedziczenie cech takich jak kolor i kształt nasion, wysokość łodygi czy kolor kwiatów.
---
Podstawowe pojęcia genetyczne
| Pojęcie | Definicja |
|---------|-----------|
| Gen | Odcinek DNA kodujący białko lub RNA; jednostka dziedziczenia |
| Allel | Wersja (odmiana) genu; organizm diploidalny ma dwa allele każdego genu |
| Locus | Miejsce genu na chromosomie |
| Allel dominujący (A) | Wyraża się w fenotypie zarówno w homozygotyczności (AA), jak i heterozygotyczności (Aa) |
| Allel recesywny (a) | Wyraża się tylko w homozygotyczności (aa) |
| Homozygota | Organizm z identycznymi allelami (AA lub aa) |
| Heterozygota | Organizm z różnymi allelami (Aa) |
| Genotyp | Zestaw alleli organizmu (np. Aa, BB, cc) |
| Fenotyp | Obserwowalna cecha organizmu (np. kolor oczu, wzrost) |
| Pokolenie P | Pokolenie rodzicielskie |
| Pokolenie F₁ | Pierwsze pokolenie potomne |
| Pokolenie F₂ | Drugie pokolenie potomne (z krzyżówki F₁ × F₁) |
---
I prawo Mendla — prawo czystości gamet (prawo jednolitości)
Gdy krzyżujemy dwie homozygoty różniące się jedną cechą, wszystkie osobniki F₁ są heterozygotami o jednolitym fenotypie (dominującym).
Przykład: Kolor kwiatów grochu
- P: AA (fioletowe) × aa (białe)
- Gamety: A × a
- F₁: Aa (100% fioletowe)
---
II prawo Mendla — prawo segregacji (rozszczepiania)
Przy krzyżówce heterozygot F₁ × F₁, allele segregują się do gamet i w F₂ obserwujemy rozszczepienie fenotypowe 3:1.
Krzyżówka Punnetta:
``
A a
A AA Aa
a Aa aa
- F₂ genotypy: 1 AA : 2 Aa : 1 aa
- F₂ fenotypy: 3 fioletowe : 1 białe (stosunek 3:1)
Krzyżówka testowa (krzyżówka wsteczna):
Aby sprawdzić, czy osobnik o fenotypie dominującym jest homozygotą (AA) czy heterozygotą (Aa), krzyżujemy go z homozygotą recesywną (aa):
- Jeśli AA × aa → 100% Aa (wszystkie dominujące)
- Jeśli Aa × aa → 50% Aa + 50% aa (rozszczepienie 1:1)
---
III prawo Mendla — prawo niezależnej segregacji cech
Geny zlokalizowane na różnych chromosomach dziedziczą się niezależnie od siebie.
Przykład — krzyżówka dwugenowa:
- P: AABB × aabb (żółte gładkie × zielone pomarszczone)
- F₁: AaBb (żółte gładkie)
- F₂: stosunek fenotypowy 9:3:3:1
- 3 A_bb (żółte pomarszczone)
- 3 aaB_ (zielone gładkie)
- 1 aabb (zielone pomarszczone)
---
Odchylenia od mendlowskiego modelu dziedziczenia
Dominacja niepełna (niezupełna)
Heterozygota ma fenotyp pośredni między homozygotami.
- Przykład: kwiaty lwiej paszczy — AA (czerwone) × aa (białe) → Aa (różowe)
- F₂: 1 czerwone : 2 różowe : 1 białe (stosunek 1:2:1)
Kodominacja
Oba allele wyrażają się w pełni w heterozygotycznym fenotypie.
- Przykład: grupy krwi AB — allel Iᴬ i Iᴮ są kodominujące → fenotyp AB
Allele wielokrotne
Gen ma więcej niż dwa allele w populacji (ale organizm diploidalny ma nadal tylko dwa).
- Przykład: grupy krwi ABO — trzy allele: Iᴬ, Iᴮ, i
Plejotropia
Jeden gen wpływa na wiele cech fenotypowych.
- Przykład: gen odpowiedzialny za anemię sierpowatą — wpływa na kształt erytrocytów, transport tlenu, odporność na malarię
---
Pojęcia kluczowe
- Prawo czystości gamet — każda gameta zawiera tylko jeden allel danego genu
- Prawo segregacji — allele rozdzielają się podczas tworzenia gamet
- Prawo niezależnej segregacji — geny na różnych chromosomach dziedziczą się niezależnie
- Krzyżówka Punnetta — tabela do przewidywania wyników krzyżówek
- Dominacja niepełna — fenotyp heterozygoty pośredni
- Kodominacja — oba allele w pełni wyrażone