Genetica koppeling: Types, groepen en kenmerken van Genetica Linkage

Lees dit artikel voor meer informatie over de Genetics-koppeling: Typen, groepen en kenmerken van Genetics Linkage!

Koppeling is het fenomeen van bepaalde genen die tijdens generaties bij elkaar blijven gedurende generaties zonder enige verandering of scheiding vanwege hun aanwezigheid op hetzelfde chromosoom. Linkage werd voor het eerst gesuggereerd door Sutton en Boveri (1902-1903) toen ze de beroemde 'chromosomale theorie van overerving' voorstelden.

Afbeelding met dank aan: mun.ca/biology/scarr/MGA2-9-3a_smc.jpg

Bateson en Punnet (1906) hebben tijdens het werken aan Sweet Pea ontdekt dat de factoren voor bepaalde karakters geen onafhankelijk assortiment vertonen. Vervolgens voerden ze aan dat, aangezien Sweet Pea slechts enkele paar homologe chromosomen heeft, een chromosoom verschillende factoren moet bezitten die samen moeten worden overgedragen.

Het was Morgan (1910) die de koppeling duidelijk aantoonde en definieerde op basis van zijn kweekexperimenten in vruchtbaar Drosophila melanogaster. In 1911 stelden Morgan en Castle de chromosoomtheorie van koppeling voor. Het zegt dat

(i) Gekoppelde genen komen voor op hetzelfde chromosoom.

(ii) Ze liggen in een lineaire sequentie in het chromosoom.

(iii) Er is een neiging om de ouderlijke combinatie van genen te handhaven behalve voor incidentele kruisingen.

(iv) De sterkte van de koppeling tussen twee genen is omgekeerd evenredig met de afstand tussen de twee, dat wil zeggen, twee gekoppelde genen tonen een hogere frequentie van overschrijding als de afstand tussen hen groter is en een lagere frequentie als de afstand klein is.

Gekoppelde genen zijn die genen die op hetzelfde chromosoom voorkomen, terwijl niet-gekoppelde genen die genen zijn die op verschillende chromosomen worden aangetroffen. Gekoppelde en niet-gekoppelde genen kunnen gemakkelijk worden gekend uit fokkerijsexperimenten. Niet-gekoppelde genen vertonen een onafhankelijk assortiment, een di-hybride verhouding van 9: 3: 3: 1 en de di-hybride of dubbele testruisverhouding van 1: 1: 1: 1 met twee ouderlijke en twee recombinante typen.

De gekoppelde genen vertonen geen onafhankelijk assortiment, maar blijven bij elkaar en worden overgeërfd en geblokkeerd en produceren alleen ouderlijk type nageslacht. Ze geven een di-hybride verhouding van 3: 1 en een testruisverhouding van 1: 1.

Di-hybride verhouding van twee gekoppelde genen

Soorten koppelingen:

De koppeling is van twee typen, compleet en onvolledig.

1. Volledige linkage (Morgan, 1919):

De genen op hetzelfde chromosoom scheiden niet van elkaar en worden samen over de generaties geërfd vanwege de afwezigheid van oversteken. Volledige koppeling maakt het mogelijk dat de combinatie van ouderlijke kenmerken als zodanig wordt geërfd. Het is zeldzaam maar is gemeld bij mannelijke Drosophila en sommige andere heterogametische organismen.

Voorbeeld 1:

Een roodogige, normaal gevleugelde (wildtype) zuiver fokkende vrouwelijke Drosophila wordt gekruist met homozygoot recessief purperen ogentier en rudimentair gevleugeld mannetje. Het nageslacht of de F1-generatie individuen zijn heterozygote rode ogen en normale vleugels. Wanneer F ₁ -mannetjes worden gekruist met een homozygoot recessief wijfje (purperen ogen en rudimentair gevleugeld), worden er slechts twee soorten individuen geproduceerd: roodogig normaal gevleugeld en paars oog rudimentair gevleugeld in de verhouding van 1: 1 (alleen parentale fenotypen). Evenzo zijn tijdens inteelt van F1-individuen recombinante typen afwezig. In de praktijk wordt deze 1: 1-testratio nooit bereikt omdat totale koppeling zeldzaam is.

Voorbeeld 2:

In Drosophila zijn genen van grijs lichaam en lange vleugels dominant over zwart lichaam en rudimentaire (korte) vleugels. Als zuivere, fokkende, grijs gebouwde, lang gevleugelde Drosophila (GL / GL) vliegen worden gekruist met zwartachtige rudimentaire gevleugelde vliegen (gl / gl), toont de F ₂ een 3: 1-verhouding van ouderlijke fenotypes (3 grijs lichaam lang gevleugeld en één zwart lichaam rudimentair gevleugeld).

Dit wordt verklaard door aan te nemen dat genen met lichaamskleur en vleugellengte op hetzelfde chromosoom worden gevonden en volledig zijn gekoppeld.

2. Onvolledige koppeling:

Genen die aanwezig zijn in hetzelfde chromosoom hebben de neiging te scheiden vanwege kruising en produceren derhalve recombinant nageslacht naast het oudertype. Het aantal recombinante individuen is gewoonlijk minder dan het aantal dat wordt verwacht in een onafhankelijk assortiment. In onafhankelijk assortiment zijn alle vier typen (twee oudertypen en twee recombinante typen) elk 25%. In het geval van koppeling is elk van de twee oudertypen meer dan 25%, terwijl elk van de recombinante typen minder is dan 25%.

Voorbeeld 1:

Een roodogige normaal gevleugelde of wild type dominante homozygote vrouwelijke Drosophila wordt overgestoken naar homozygoot recessief purperen en rudimentair gevleugelde mannetje. Het nageslacht of F1-individuen zijn heterozygote rode ogen en normale vleugels. F ₁ vrouwelijke vliegen zijn getest met homozygote recessieve mannetjes. Het levert niet de verhouding van 1: 1: 1: 1 op. In plaats daarvan komt de verhouding uit op 9: 1: 1: 8. Dit toont aan dat de twee genen niet onafhankelijk van elkaar segregeerden. De gegevens verkregen door Bridges (1916) zijn als volgt:

Er werden slechts 9, 3% recombinante typen waargenomen die nogal verschillen van 50% recombinanten in het geval van een onafhankelijk assortiment. Dit toont aan dat in de oöcyten van de F1, generatie slechts enkele van de chromatiden cross-over ondergaan, terwijl de meerderheid intact wordt bewaard. Dit produceert 90, 7% parentale typen in het nageslacht.

Voorbeeld 2:

In Sweet Pea (Lathyrus odoratus) is de blauwe bloemkleur (B) dominant over de rode bloemkleur (b), terwijl de eigenschap van lang stuifmeel (L) dominant is boven rond stuifmeel (1). Een erwtensoort die heterozygoot is voor zowel blauwe bloemkleur als lang stuifmeel (BbLl) werd gekruist met een dubbele recessieve roodbloemige plant met rond stuifmeel (bbll). Het is vergelijkbaar met kruis testen. In het geval dat de genen van de twee eigenschappen niet gekoppeld zijn, zou het nageslacht vier fenotypen (Blauw lang, Blauw rond, Rood lang en Rood rond) in de verhouding van 1: 1: 1: 1 (25% elk) moeten hebben. In het geval dat de twee genen volledig gekoppeld zijn, zou het nageslacht zowel de oudertypes (Blue Long en Red Round) in de verhouding van 1: 1 (50% elk) moeten hebben.

Recombinanten zouden niet moeten verschijnen. In de bovenstaande cross vonden echter Bateson en Punnett (1906) zowel parentale als recombinante typen maar met verschillende frequenties in de verhouding van 7: 1: 1: 7 (7 + 7 ouderlijke en 1 + 1 recombinante typen).

Slechts 12, 6% recombinante typen werden waargenomen tegen het verwachte percentage van 50% in het geval van een onafhankelijk assortiment. Daarom zijn de genen gekoppeld maar ondergaan recombinatie als gevolg van overschrijding in sommige van de gevallen.

Voorbeeld 3:

Morgan en zijn studenten hebben ontdekt dat gekoppelde genen gevarieerde recombinaties vertonen, waarvan sommige nauwer verbonden zijn dan andere, (i) In Drosophila, kruising van gele body (Y) en witte ogen (W) vrouw met bruine body (Y ⁺ ) rode ogen (W ⁺ ) man produceerde F ₁ als bruine ogen rode ogen. Bij kruising van F1-nageslacht observeerde Morgan dat de twee genen niet onafhankelijk van elkaar segregeerden en daarom liep de F2-verhouding significant af van de verwachte verhouding van 9: 3: 3: 1. Hij vond 98, 7% ouderlijk en slechts 1, 3% recombinanten (Fig. 5.18). (ii) In een tweede kruising in Drosophila tussen witte en miniatuur gevleugelde (wwmm) vrouwtjes met wildtype of roodogige normaal gevleugelde (w ⁺ w ⁺ m ⁺ m ⁺ ) mannetjes, bleken alle F ₁ van wild type te zijn, dat wil zeggen, rode ogen en normale gevleugelde. Een F _1- vrouwtjesvlieg werd vervolgens door een test gekruist met een witogig en miniatuur gevleugeld mannetje. 62, 8% van het nageslacht was van oudertypen, terwijl 37, 2% recombinanten waren (Fig. 5.19).

Koppelingsgroepen:

Een verbindingsgroep is een lineair geordende groep van gekoppelde genen die normaal samen geërfd worden behalve voor kruising.

Het komt overeen met een chromosoom dat een lineaire sequentie van genen draagt ​​die aan elkaar zijn gekoppeld en worden geërfd. Omdat de twee homologe chromosomen ofwel dezelfde of allele genen op dezelfde loci hebben, vormen ze dezelfde verbindingsgroep. Daarom komt het aantal koppelingsgroepen dat aanwezig is in een individu overeen met het aantal chromosomen in zijn ene genoom (alle chromosomen als haploïde of homologe paren als diploïde). Het staat bekend als het principe van beperking van koppelingsgroepen.

Fruitvlieg Drosophila melanogaster heeft vier koppelingsgroepen (4 paren chromosomen), menselijke wezens 23 koppelingsgroepen (23 paren chromosomen), erwt zeven koppelingsgroepen (7 paren chromosomen), Neurospora 7 verbindingsgroepen (7 chromosomen), Mucor 2 verbindingsgroepen (2 chromosomen), Escherichia coli een verbindingsgroep (een pro-chromosoom of nucleoïde) terwijl Maize 10 verbindingsgroepen heeft (10 paren van chromosomen).

De grootte van de koppelingsgroep hangt af van de grootte van het chromosoom. Het kleinere chromosoom heeft van nature een kleinere verbindingsgroep, terwijl een langere een langere koppelingsgroep heeft. Dit is afhankelijk van de hoeveelheid heterochromatine die aanwezig is in het chromosoom. Dus Y-chromosoom van de mens bezit 231 genen terwijl menselijk chromosoom 1 2969 genen heeft.

omdat het niet toestaat dat ze vrijelijk alle wenselijke eigenschappen in één variëteit kunnen brengen, (v) Het verdunt het gebruik van gewenste eigenschappen als ongewenste ook aanwezig zijn in dezelfde verbindingsgroep, bijv. lage egellering en naakte zaden of pluizige zaden en hoge egalering in Amerikaans katoen, (vi) Markergenen of genen die hun effect in vroege groei tot expressie brengen, kunnen het effect van een gekoppeld gen aangeven dat laat, bijv. golvende lamina en grotere pluim in Millet tot expressie brengt.

Geslachtsrelatie of geslachtsgebonden overerving:

Geslachtsverbinding of geslachtsgebonden erfelijkheid is de overdracht van karakters en hun bepalende genen, samen met geslachtsbepalende genen die op de geslachtschromosomen worden gedragen en daarom van generatie op generatie worden overgeërfd. Y-chromosoom van het mannetje draagt ​​minder genen samen met TDF. Het X-chromosoom dat veel voorkomt bij mannen en vrouwen, heeft een aantal genen.

Alle geslachtsgebonden personages tonen kriskras overerving. Het werd ontdekt door Morgan (1910) toen hij de erfenis van rood-witte oogkleurtrekking bestudeerde (genen lokaliseren op chromosomen). Twee belangrijke geslachtsgebonden menselijke ziekten zijn hemofilie en kleurenblindheid.

Sex Linked Traits:

Het zijn die eigenschappen waarvan de bepalende genen te vinden zijn op de geslachtschromosomen. Alle geslachtsgebonden eigenschappen aanwezig op een geslachtschromosoom worden samen geërfd.

Sex Beperkte eigenschappen:

Het zijn autosomale kenmerken die in een bepaald geslacht tot expressie worden gebracht als reactie op geslachtshormonen, hoewel hun genen ook voorkomen in het andere geslacht, bijvoorbeeld melkafscheiding bij zoogdiervrouwtjes, patroonkaalheid bij mannen. Het gen voor kaalheid gedraagt ​​zich als een autosomaal dominante bij mannen en autosomaal recessief bij vrouwen.

Sekse beïnvloede eigenschappen:

De eigenschappen zijn niet te wijten aan bepaalde genen, maar zijn bijproducten van geslachtshormonen, bijvoorbeeld stem met lage tonen, baard, snorren. Bij mannen is patroonkaalheid gerelateerd aan zowel autosomale genen als overmatige afscheiding van testosteron.

Kenmerken van geslachtsgebonden verbonden overerving:

1. Het is kriskras overerving. Vader geeft het geslachtsgebonden allel van een eigenschap niet door aan zijn zoon. Hetzelfde wordt doorgegeven aan de dochter, van waar het de kleinzoon bereikt, diagynisch. Het is omdat de mannetjes slechts één X-chromosoom hebben dat wordt overgedragen naar het vrouwelijke nageslacht. Alleen het Y-chromosoom van de vader wordt overgedragen aan het mannelijke nageslacht, maar dit geslachtschromosoom heeft niet veel allelen.

2. Moeder geeft de allelen van geslachtsgebonden karaktertrekken door aan zowel zonen als dochters.

3. Meerderheid van de geslachtsgebonden kenmerken zijn recessief.

4. Geslachtsgebonden kenmerken zijn duidelijker bij mannen dan bij vrouwen.

5. Omdat veel geslachtsgebonden eigenschappen schadelijk zijn, lijden mannen meer aan geslachtsgebonden aandoeningen.

6. Vrouwtjes functioneren over het algemeen als dragers van geslachtsgebonden aandoeningen, omdat recessieve genen zich alleen bij vrouwen in homozygote toestand kunnen uiten.

7. Kenmerken die worden bepaald door geslachtsgebonden recessieve genen (a) Stoornissen bij mannen vaker produceren dan bij vrouwen, (b) Zichzelf bij mannen vertonen, zelfs als ze worden vertegenwoordigd door een enkel allel omdat Y-chromosoom geen overeenkomstige allelen draagt ​​(c ) Zelden verschijnen in zowel vader als zoon. (d) Faalt om bij vrouwen te verschijnen, tenzij hun vader ook dezelfde heeft en de moeder drager is; (e) vrouwen die heterozygoot zijn voor de eigenschapfunctie als drager, (f) vrouwelijke homozygoot voor de recessieve eigenschap, draagt ​​de eigenschap over aan alle zonen.

8. Kenmerken geregeerd door geslachtsgebonden dominante genen (a) Stoornissen produceren bij vrouwen vaker dan bij mannen, (b) Alle vrouwelijke nakomelingen zullen ze vertonen als vader dezelfde heeft, (c) Niet doorgeven aan zoon als moeder vertoont ze niet.