Τροποποιήσεις των μενδελικών αναλογιών
Τεύχος Β΄ · Κεφ. 5 · Ατελώς επικρατή, συνεπικρατή, θνησιγόνα, πολλαπλά αλληλόμορφα
Ροζ λουλούδι από κόκκινο και λευκό γονέα;
Αν διασταυρώσεις φυτά σκυλάκι με κόκκινα και λευκά άνθη, οι απόγονοι βγαίνουν ροζ. Ανάμειξη, σαν μπογιές; Όχι — αν διασταυρώσεις δύο ροζ, ξαναεμφανίζονται κόκκινα και λευκά άνθη. Τα αλληλόμορφα δεν «λιώνουν» ποτέ· απλώς δεν επικρατεί πάντα το ένα πλήρως.
Όταν οι αναλογίες δεν είναι 3:1
Στα πειράματα του Mendel ένα αλληλόμορφο επικρατούσε πλήρως. Σε πολλές περιπτώσεις όμως η σχέση των αλληλομόρφων είναι διαφορετική, και οι φαινοτυπικές αναλογίες αλλάζουν — χωρίς να παραβιάζεται ο νόμος του διαχωρισμού.
Ατελώς επικρατή αλληλόμορφα
Το ετερόζυγο έχει ενδιάμεσο φαινότυπο. Κλασικό παράδειγμα το φυτό σκυλάκι (Antirrhinum): κόκκινο () × λευκό () → F1 ροζ ().
Εδώ η φαινοτυπική αναλογία ταυτίζεται με τη γονοτυπική (1:2:1), επειδή κάθε γονότυπος έχει δικό του φαινότυπο.
Συνεπικρατή αλληλόμορφα
Στο ετερόζυγο εκφράζονται και τα δύο αλληλόμορφα ταυτόχρονα και πλήρως — όχι ένας ενδιάμεσος φαινότυπος. Παράδειγμα: τα αλληλόμορφα και των ομάδων αίματος: το άτομο έχει στα ερυθροκύτταρά του και το αντιγόνο Α και το Β (ομάδα AB).
Πολλαπλά αλληλόμορφα: το σύστημα ABO
Όταν ένα γονίδιο έχει περισσότερα από δύο αλληλόμορφα στον πληθυσμό, μιλάμε για πολλαπλά αλληλόμορφα. Κάθε άτομο φέρει βέβαια μόνο δύο. Στο σύστημα ABO υπάρχουν τρία: , (συνεπικρατή μεταξύ τους) και (υπολειπόμενο και προς τα δύο).
- Ομάδα A: ή
- Ομάδα B: ή
- Ομάδα AB:
- Ομάδα O:
Έξι γονότυποι, τέσσερις φαινότυποι.
Ατελής επικράτηση = ανακατεμένη μπογιά: κόκκινο + λευκό δίνει ένα νέο, ενδιάμεσο ροζ. Συνεπικράτηση = πουά ύφασμα: φαίνονται και τα δύο χρώματα, καθαρά και πλήρως — όπως στην ομάδα AB, όπου υπάρχουν και τα αντιγόνα A και τα αντιγόνα B.
Ποιοι γονείς δεν μπορούν να αποκτήσουν παιδί ομάδας O;
Τις ομάδες αίματος του συστήματος ABO τις ανακάλυψε ο Karl Landsteiner γύρω στο 1900–1901, όταν παρατήρησε ότι το αίμα ορισμένων ανθρώπων συγκολλά όταν αναμειχθεί με αίμα άλλων. Η ανακάλυψη έκανε τις μεταγγίσεις ασφαλείς και του χάρισε το Νόμπελ Ιατρικής του 1930.
Θνησιγόνα αλληλόμορφα
Θνησιγόνα είναι τα αλληλόμορφα που προκαλούν τον θάνατο του ατόμου, συνήθως πριν από τη γέννηση, όταν βρίσκονται σε ορισμένη κατάσταση (συνήθως ομόζυγη).
Παράδειγμα: το κίτρινο χρώμα τριχώματος στα ποντίκια οφείλεται σε αλληλόμορφο που είναι επικρατές ως προς το χρώμα, αλλά υπολειπόμενο θνησιγόνο: τα πεθαίνουν στο έμβρυο.
Η αναλογία 2 : 1 είναι «σήμα» θνησιγόνου αλληλόμορφου. Τα κίτρινα ποντίκια είναι πάντα ετερόζυγα.
Μέθοδος: αναγνώριση τρόπου κληρονόμησης από αναλογίες
- 3 : 1 → πλήρης επικράτηση.
- 1 : 2 : 1 φαινοτυπικά, με ενδιάμεσο φαινότυπο στο ετερόζυγο → ατελής επικράτηση.
- Ετερόζυγο που εμφανίζει και τις δύο ιδιότητες πλήρως → συνεπικράτηση.
- 2 : 1 → θνησιγόνο αλληλόμορφο σε ομόζυγη κατάσταση.
- Τρεις ή περισσότεροι φαινότυποι από ένα γονίδιο με ιεραρχία επικράτησης → πολλαπλά αλληλόμορφα.
- Γράψε πάντα σύμβολα και γονοτύπους και αιτιολόγησε με τον νόμο του διαχωρισμού.
Παράδειγμα 1: Διασταυρώνονται ένα κόκκινο και ένα ροζ σκυλάκι. Ποια η φαινοτυπική αναλογία των απογόνων;
Λύση: . Γαμέτες: μόνο από τον πρώτο· ή από τον δεύτερο. Απόγονοι: (κόκκινα) : (ροζ) → 1 κόκκινο : 1 ροζ.
Παράδειγμα 2: Μητέρα ομάδας A, της οποίας ο πατέρας ήταν ομάδας O, αποκτά παιδιά με άνδρα ομάδας B, του οποίου η μητέρα ήταν ομάδας O. Ποιες ομάδες αίματος μπορεί να έχουν τα παιδιά και με ποια πιθανότητα;
Λύση: Η μητέρα πήρε από τον πατέρα της: . Ο άνδρας πήρε από τη μητέρα του: .
→ (AB), (A), (B), (O).
Και οι τέσσερις ομάδες, καθεμία με πιθανότητα .
Άσκηση τύπου Πανελλαδικών: Από διασταύρωση δύο κίτρινων ποντικών προέκυψαν 240 απόγονοι: 160 κίτρινοι και 80 γκρίζοι.
(α) Πώς εξηγείται η αναλογία; (β) Ποιοι είναι οι γονότυποι των γονέων; (γ) Τι αναλογία θα δώσει η διασταύρωση κίτρινου × γκρίζου;
Λύση:
(α) . Η αναλογία 2:1 αντί για 3:1 δείχνει ότι το αλληλόμορφο για το κίτρινο χρώμα () είναι θνησιγόνο σε ομόζυγη κατάσταση: τα πεθαίνουν στην εμβρυϊκή ζωή, ενώ ως προς το χρώμα το είναι επικρατές (τα ετερόζυγα είναι κίτρινα).
(β) Αφού τα δεν επιβιώνουν, κάθε κίτρινο ποντίκι είναι : γονείς → (πεθαίνουν) : (κίτρινα) : (γκρίζα) ⇒ 2 : 1 στους επιζώντες.
(γ) → (κίτρινα) : (γκρίζα) = 1 : 1. Κανένας απόγονος δεν πεθαίνει, αφού δεν σχηματίζεται .
Διασταυρώνονται δύο ροζ σκυλάκια. Ποιο ποσοστό των απογόνων αναμένεται να είναι ροζ;
Τι δείχνει μια φαινοτυπική αναλογία 2 : 1 σε διασταύρωση δύο ετερόζυγων;
(α) Στα ποντίκια, όταν διασταυρώνονται γκρίζα με γκρίζα, οι γέννες έχουν κατά μέσο όρο 8 νεογνά. Πόσα νεογνά περιμένεις κατά μέσο όρο σε μια γέννα από κίτρινο × κίτρινο; (Το αλληλόμορφο του κίτρινου χρώματος είναι θνησιγόνο στην ομόζυγη κατάσταση.) (β) Ποια η πιθανότητα ένα κίτρινο νεογνό αυτής της διασταύρωσης να είναι ετερόζυγο; (γ) Μητέρα ομάδας A έχει παιδί ομάδας O. Μπορεί πατέρας να είναι άνδρας ομάδας AB; Άνδρας ομάδας B;
Δοκίμασε πρώτα μόνος σου — μετά δες τη λύση
(α) Κίτρινο × κίτρινο → (πεθαίνουν στο έμβρυο), , . Επιβιώνουν τα των εμβρύων: νεογνά ανά γέννα (4 κίτρινα και 2 γκρίζα, δηλαδή ).
(β) Όλα τα κίτρινα που γεννιούνται είναι , αφού τα πεθαίνουν: πιθανότητα 1. Το του μονοϋβριδισμού εδώ είναι παγίδα.
(γ) Το παιδί O είναι , άρα πήρε ένα από κάθε γονέα. Ο άνδρας AB () δεν έχει → αποκλείεται. Ο άνδρας B μπορεί να είναι → δεν αποκλείεται (που δεν σημαίνει ότι είναι σίγουρα ο πατέρας).
- Σύγχυση ατελούς επικράτησης (ενδιάμεσος φαινότυπος) με συνεπικράτηση (εκφράζονται και τα δύο πλήρως).
- «Ένα άτομο μπορεί να έχει τρία αλληλόμορφα ABO.» Κάθε διπλοειδές άτομο έχει δύο.
- «Άτομο ομάδας A είναι πάντα .» Μπορεί να είναι και — έλεγξε τους γονείς και τα παιδιά του.
- Θνησιγόνο: ξεχνάμε να αφαιρέσουμε τα άτομα που πεθαίνουν από τον παρονομαστή των πιθανοτήτων.
- Ατελώς επικρατή: ενδιάμεσος φαινότυπος στο ετερόζυγο, 1:2:1 (σκυλάκι: κόκκινο – ροζ – λευκό).
- Συνεπικρατή: στο ετερόζυγο εκφράζονται και τα δύο ( → ομάδα AB).
- Πολλαπλά αλληλόμορφα: , , — 6 γονότυποι, 4 φαινότυποι· κάθε άτομο έχει δύο.
- Θνησιγόνα: θάνατος σε ομόζυγη κατάσταση, αναλογία 2:1 (κίτρινα ποντίκια, πάντα ετερόζυγα).
- Ο νόμος του διαχωρισμού ισχύει σε όλες τις περιπτώσεις — αλλάζει μόνο η σχέση γονοτύπου–φαινοτύπου.