Geslachtsgebonden overerving en niet-disjunctie in Drosophila

Geslachtsgebonden overerving en niet-disjunctie in Drosophila!

De geslachtschromosomen dragen niet alleen enkele van de genen die het geslacht bepalen, maar ook andere genen. Genen van bepaalde karakters zijn gekoppeld aan geslachtschromosomen in Drosophila melanogaster.

Ongeveer 150 geslachtsgebonden personages zijn tot nu toe hierin op vruchtbare wijze ontdekt. Morgan's geval van oogkleur overerving in Drosophila kan het gemakkelijkst worden verklaard door aan te nemen dat het gen voor pigment in het oog wordt gedragen op X-chromosoom en dat het Y-chromosoom geen allel van dit gen heeft.

Zoals al besproken, ontdekte Morgan (1910) bij normale wildtype rode-ogenvliegen, een enkele mannelijke witte-eyed-mutant (recessief). Het mannetje met de witte ogen (w) werd gepaard met een homozygoot roodogig wijfje (WW) zoals getoond in Fig. 5.42.

Fig. 5.42. Een diagram dat twee generaties van de overerving van een kenmerk toont dat wordt gecontroleerd door een gen op het X-chromosoom van Drosophila. Het gen regelt in dit geval de productie van witte ogen; het normale allel resulteert in rode ogen.

Alle F1-personen hadden rode ogen. De vrouwtjes waren heterozygoot (Ww), terwijl de man een enkel allel (W) voor de eigenschap bevatte. Rood oog is dominant over wit oog.

In F 2 werd de volgende verhouding tussen mannetjes en vrouwtjes waargenomen:

Teven:

Homozygote rode ogen (WW) = 1/4

Heterozygote rode ogen (Ww) = 1/4

mannetjes:

Rode ogen (W) = 1/4

Witte ogen (w) = 1/4

Een kritisch onderzoek onthult een sterke overeenkomst tussen de overerving van oogkleur en het X-chromosoom. Het suggereert dat het gen voor oogkleur op het X-chromosoom moet worden gelokaliseerd.

Vanaf het kruis is het duidelijk dat het mannetje zijn X-chromosoom alleen aan zijn dochters doorgeeft, terwijl de vrouw zijn X-chromosomen doorgeeft aan zowel zonen als dochters. Dus, het mannetje geeft zijn recessieve geslachtsgebonden trek (wit oog) door aan zijn 50% van zijn kleinzonen via zijn dochter en nooit aan zijn kleindochters door zijn zonen [Fig. 5.43 (a)].

Fig. 5.43. (a) Testkruis van F 1 vrouwelijk en recessief mannelijk met witte ogen. Rode en witte ogen vrouwtjes en mannetjes worden geproduceerd in gelijke verhoudingen.

Het geslachtsgebonden kenmerk dat recessief is (w) komt niet tot uiting bij achterdochters vanwege de heterozygote toestand. Dit type overerving van recessief geslachtsgebonden karakter van P 1 man naar F 2 man via F 1 vrouw wordt gekruiste overerving genoemd.

Aan de andere kant als een homozygoot vrouwtje met witte ogen (ww) wordt gekruist met een mannetje met rode ogen (W) [Fig. 5.43 (b)] in F 1- generatie hebben alleen de vrouwtjes rode ogen (Ww) die een (W) hebben gekregen met X-chromosoom van de mannelijke ouder en een (w) met X-chromosoom van de vrouwelijke ouder. De F 1- mannetjes bezitten slechts een (w) dragend X-chromosoom van de vrouwelijke ouder en hebben dus witte ogen.

Fig. 5.43 (b). Wederzijdse kruis van witogige vrouwelijke en roodogige man produceert alle vrouwen met rode ogen en alle mannetjes met witte ogen. Dit kriskras patroon van overerving is typerend voor geslachtsgebonden (X-gebonden) genen.

Door F 1- mannetjes en vrouwtjes te kruisen, werden de volgende soorten F 2- nakomelingen geproduceerd:

Vrouw:

Rode ogen (Ww) = 1/4

Witte ogen (ww) = 1/4

Mannetje:

Rode ogen (W) = 1/4

Witte ogen (w) = 1/4

Betekenis van kriskras overerving:

(i) Het is nuttig bij het bestuderen van de overgedragen geslachtsgebonden stoornis van de ziekte.

(ii) Criss-cross overerving vestigt de relatie tussen gen en het geslachtschromosoom.

Zo stelde Morgan de theorie van de koppeling voor waarin staat:

(i) De genen op een chromosoom bevinden zich in een lineaire sequentie en de afstand tussen de genen is variabel.

(ii) De neiging van de genen om verbonden te blijven en tot expressie te komen in hun ouderlijke combinatie is te wijten aan hun aanwezigheid op hetzelfde chromosoom.

(iii) De sterkte van koppeling is direct gerelateerd aan de afstand tussen de gekoppelde genen in een chromosoom.

(iv) De ouderlijke combinatie van gekoppelde genen blijft ongewijzigd gedurende het proces van overerving.

Niet-Disjunction:

Soms scheiden homologe chromosomen zich niet of scheiden ze niet tijdens meiose in individuele gameten. Dit fenomeen wordt niet-disjunctie genoemd. Het is voornamelijk te wijten aan het ontbreken van een goede koppeling tussen homologe chromosomen tijdens de metafase.

Dientengevolge bevinden centromeren van twee homologe chromosomen zich niet aan de tegenovergestelde kant van de metafaseplaat en de twee ongepaarde homologen scheiden zich dan willekeurig, gaan dan naar tegenovergestelde polen of naar dezelfde pool. Deze beweging van beide geslachtschromosomen tijdens de meiose kan leiden tot de aanwezigheid van beide chromosomen in één gameet en geen in de andere.

Bridges demonstratie van niet-disjunctie:

CB Bridges (1916) ontdekte dat in zeldzame gevallen (ongeveer 1 per 2000 vliegen), wanneer vrouwtjes met witte ogen gekruist naar mannetjes met rode ogen, uitzonderlijke nakomelingen produceerden. Zulke nakomelingen waren fenotypisch zoals hun ouders in plaats van roodogige vrouwtjes en mannetjes met witte ogen die normaal in zo'n kruis worden verwacht.

Bridges legde dit fenomeen uit op basis van niet-disjunctie van X-chromosomen bij de vrouwelijke persoon. In dit geval bewegen beide X-chromosomen samen naar dezelfde pool. De andere pool slaagt er als gevolg daarvan niet in om een ​​X-chromosoom te krijgen. Een dergelijke niet-disjunctie met een normale vrouwelijke ouder zal primaire niet-disjunctie worden genoemd (figuur 5.44).

Fig 5.44. Herkomst van uitzonderlijke typen in Drosophila melanogaster door primaire niet-disjunctie van X-chromosomen bij witogige vrouwtjes.

Bij secundaire niet-disjunctie werden de XXY-vrouwtjes die te wijten waren aan primaire niet-disjunctie echter opnieuw gebruikt. Toen witogige XXY-vrouwtjes gekruist werden met normale mannetjes met rode ogen, produceerde ongeveer 4 procent nageslacht (vrouwtjes) met witte ogen, wat het idee gaf dat er 4 procent niet-disjunctie was (uitzonderlijk). XXY wordt normaal gesproken losgekoppeld in X en XY, maar secundaire niet-disjunctie leidt tot de vorming van gameten die XX en Y dragen.

Er werden acht klassen nakomelingen geproduceerd, waaronder XYY-mannetjes die vruchtbaar bleken te zijn. De unieke chromosoomconstitutie van XO-, XXX-, XXY- en XYY-individuen werd door Bridges onder de microscoop geïdentificeerd. Zo slaagde hij erin de eerste directe correlatie tussen chromosomale en genetische overerving aan te tonen.