Biologie

E-learning jako vzdělávací nástroj školy 3. tisíciletí

  • Full Screen
  • Wide Screen
  • Narrow Screen
  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size

Základní zákonitosti přenosu genů z rodičů na potomky

Email Tisk PDF

Při pohlavním rozmnožování se může z rodiče na potomka přenést vždy pouze jediná alela každého jejího páru. V generaci potomků tedy nese každý par alel vždy jednu alelu mateřskou a jednu alelu otcovskou. Přenos alel z rodičů do následných generací potomstva odpovídá jednoduchým kombinatorickým zákonitostem, jejichž autorem je Johann Gregor Mendel (1822 - 1864). Ten při své práci vzájemně křížil několik různých forem hrachu. Výsledkem jeho studií byly zákonitosti, které jsou dnes známy jako Mendelovy zákony (1865). 

Mendelovy zákony

  1. Při vzájemném křížení homozygotů vzniká potomstvo, které je svým genotypem (a tudíž i fenotypem) jednotné (odpovídá monohybridizmu); tzv. zákon o uniformitě první generace kříženců.
  2. Při vzájemném křížení heterozygotů vzniká potomstvo, které je genotypově (a tudíž i fenotypově) různorodé, přičemž poměrné zastoupení homozygotů a heterozygotů (a tudíž i dominantních a recesivních fenotypů) je pravidelné a stálé (odpovídá monohybridizmu); tzv. zákon o segregaci alel a jejich kombinaci ve druhé generaci kříženců.
  3. Při vzájemném křížení vícenásobných heterozygotů (jedinců heterozygotních ve větším počtu různých alelových párů) vzniká genotypově a fenotypově různorodé potomstvo, v němž je pravidelné a stálé poměrné zastoupení genotypů a fenotypů, odpovídajícím všem teoreticky možným kombinacím mezi dominantními a recesivními alelami všech sledovaných heterozygotních alelových párů (odpovídá dihybridizmu); tzv. zákon o volné (nezávislé) kombinovatelnosti alel z různých alelových párů. 

Autozomální dědičnost

Při autozomální dědičnosti jsou znaky určovány geny umístěnými na autozómech - dědičnost není vázána na pohlaví. Přičemž se při vzájemném křížení alel může sledovat jeden gen - toto křížení se označuje pojmem monohybridizmus - nebo dva geny současně, křížení se pak označuje pojem dihybridizmus.

Monohybridizmus - 1. Mendelův zákon

Výchozí homozygotní rodičovské organismy tvoří tzv. parentální generaci - P-generace. Potomstvo těchto rodičů tvoří 1. dceřinnou = filiální generaci F1.
Vzájemným křížením dvou homozygotně dominantních (AA) nebo dvou homozygotně recesivních (aa) jedinců vzniká potomstvo vždy stejné = uniformní, shodné s rodiči, tzv. čistá linie potomků. Pro zjištění možných genotypových kombinací u potomstva lze sestavit tzv. kombinační čtverec, ve kterém se uvádí gamety tvořené oběma rodiči a vzhledem k volné kombinovatelnosti gamet (a tím i alel) i kombinace alel v zygotách, viz. tabulka 1 a 2.
Křížení dvou dominantních homozygotů
gamety   A    A 
  A   AA    AA 
  A   AA    AA

Tabulka č. 1 Křížení dvou dominantních homozygotů.

Křížení dvou recesivních homozygotů
gamety   a    a 
  a   aa    aa 
  a   aa    aa 

Tabulka č. 2 Křížení dvou recesivních homozygotů.

Při vzájemném křížení homozygotně rozdílných rodičů (jeden z nich je homozygotně dominantní a druhý je homozygotně recesivní) vznikají vždy potomci všichni stejní, ale s heterozygotním genotypem (Aa), tzv. hybridi (nejedná se tedy o čistou linii potomků), viz tabulka 3. Tito potomci jsou tedy genotypově odlišní od svých rodičů. Jejich fenotyp však závisí na vzájemném vztahu alel:

  • při úplné dominanci je potomstvo vždy shodné s rodičem AA;
  • při neúplné dominanci a kodominanci se odlišuje od obou rodičů.
Křížení dominantního a recesivního homozygota
gamety         
  a      Aa   Aa
  a    Aa   Aa

Tabulka č. 3 Křížení dominantního a recesivního homozygota.

Mohobybriduzmus - 2. Mendelův zákon

Při vzájemném křížení dvou heterozygotů vzniká soubor potomků, který se označuje pojmem 2. dceřinná = filiální generace F2.

Pokud dochází ke křížení homozygotně dominantního jedince s heterozygotním organismem, vzniká potomstvo, v jehož generaci dojde k vyštěpení homozygotně dominantních (AA) a hetrozygotních (Aa) jedinců (tedy původních rodičovských forem) v poměru 1 : 1, viz. tabulka 4. Při úplné dominanci jsou ovšem fenotypově potomci Aa shodní s potomky AA (tak tomu bylo i u rodičů). Pozn. autora: Uváděné štěpné poměry jsou ovšem zjistitelné teprve při dostatečném množství potomstva, neboť jde o statistický jev (uplatňuje se zákon velkých čísel).

Křížení dominantního homozygota s heterozygotem
gamety   A
  A
  A   AA   AA
  a   Aa   Aa

Tabulka č. 4 Křížení dominantního homozygota s heterozygotem.

Při křížení homozygotně recesivního jedince s heterozygotním organismem dochází opět, jako v předchozím případě, k vyštěpení homozygotních (aa) a heterozygotních (Aa) jedinců (tedy původních rodičovských forem) v segregačním poměru  
1 : 1, viz. tabulka 5. Pro výsledné fenotypové vlastnosti platí rovněž stejné zákonitosti jako v předchozím případě. 

Křížení recesivního homozygota s heterozygotem

gamety   a   a
  A   Aa   Aa
  a   aa   aa

Tabulka č. 5 Křížení recesivního homozygota s heterozygotem.

Při křížení dvou heterozygotů (Aa) se v potomstvu vyštěpí 3 různé genotypy v segregačním poměru 1 : 2 : 1, viz. tabulka 6.
Při úplné dominanci mají homozygtoně dominantní a heterozygotní potomci shodně dominantní fenotyp, a proto se v takovém případě F2 generace fenotypově štěpí v pravidelném pravděpodobnostním poměru 3 : 1. Tzn.: s pravděpodobností 75 % vznikají potomci s dominantním fenotypem a s pravděpodobností 25 % vznikají potomci s fenotypem recesivním.
Při neúplné dominanci a kodominanci, kdy heterozygotní potomci mají svůj vlastní charakteristický fenotypový projev, odlišný od fenotypů homozygotně dominantních i homozygotně recesivních potomků, odpovídá fenotypový štěpný poměr F2 generace v plné míře genotypovému štěpnému poměru.

Křížení dvou heterozygotů

gamety   A   a
  A   AA   Aa
  a   Aa   aa

Tabulka č. 6 Křížení dvou heterozygotů.

hetrozygoti

Obrázek č. 1 Zákon o segregaci a kombinaci alel v F2 generaci, úplná dominance.

Příklady:

  1. Gen pro vznik černé barvy srsti u skotu je dominantní nad genem pro červenou barvu (jedná se o dvě různé alely téhož genu). Jaké potomstvo (F1) získáme po křížení čistokrevného, tj. homozygotního černého býka s červenými kravami? Jaké bude složení potomstva po vzájemném křížení získaných kříženců (v F2)? A jaká telata získáme zkřížením červeného býka s hybridními kravami z F1?
  2. U rajčat je gen řídící normální vzrůst rostliny dominantní nad genem pro zakrslost (jedná se o dvě různé alely téhož genu). Jaký vzrůst budou vykazovat rostliny v F1 po zkřížení homozygotních odolných rostlin s rostlinami napadenými snětí? Co získáme vzájemným zkřížením získaných hybridů? Jaký je výsledek zpětného křížení hybridních rostlin z F1 s vnímavou rodičovskou formou?
  3. U skotu je bezrohost dominantní nad rohatostí. Víme, že rohatost a bezrohost je řízena jediným párem alel. Jaká telata získáme křížením rohatého býka s homozygotními bezrohými kravami? Jaké bude potomstvo v F2 po vzájemném zkřížení hybridních telat? Jaká se mohou rodit telata při zkřížení bezrohého býka z F2-generace s hybridní krávou z F1-generace? Bude složení takového potomstva vždy shodné? Co můžeme očekávat po vzájemném zkřížení dvou rohatých jedinců z F2-generace?
  4. Ranost je u ječmene dominantní nad pozdní zralostí a tyto znaky jsou řízeny jediným párem alel. Jaké budou rostliny v F1, zkřížíme-li homozygotní rané rostliny s pozdně dozrávajícími? Jaký bude ječmen v F2? Jaké rostliny můžeme získat křížením pozdně dozrávajících rostlin z F2 s hybridními rostlinami z F1?
  5. U kukuřice je tmavé zbarvení zrna dominantní nad světlým zbarvením. Jakou barvu zrn budou mít rostliny získané zkřížením homozygotní tmavozrnné formy se světlozrnnou? Co získáme, zkřížíme-li mezi sebou hybridní rostliny z F1? Jaký výsledek dá zpětné křížení hybridních rostlin z F1 s rostlinami homozygotně recesivními?

Dihybridizmus - 3. Mendelův zákon

Pravidelné genotypové i fenotypové štěpení v F2-generaci nastává také při vzájemném křížení vícenásobných hybridů, polyhbridů. Nejjednodušším příkladem je dihybridní křížení. Při tomto křížení se sledují současně dva geny, jedinec se označuje pojmem dihybrid. Pro označení genů se obvykle používají písmena a (A, a) a b (B, b). Mají-li oba výchozí rodiče genotypy shodně heterozygotní ve dvou různých párech alel, může každý z nich vytvářet pohlavní buňky (gamety), obsahující se stejnou pravděpodobností jednu ze čtyř možných kombinací mezi dominantními a recesivními alelami těchto alelových párů, např. dihybrid AaBb může vytvářet gamety: AB, Ab, aB, ab. Se stejnou pravděpodobností u nich vznikají čtyři genotypově rozdilné typy gamet. Potomci vznikající vzájemným křížením dihybridních rodičů (AaBb x AaBb) proto mohou vznikat stejně pravděpodobným spojením čtyř různých typů gamet jednoho i druhého rodiče. Genotypové složení F2-generace je možno nejlépe znázornit pomocí kombinačního čtverce, viz. tabulka 7. 

Dihybridní křížení
  AB Ab aB ab
AB AABB AABb AaBB AaBb
Ab AABb AAbb AaBb Aabb
aB AaBB AaBb aaBB aaBb
ab AaBb Aabb aaBb aabb

Tabulka č. 7 Dihybridní křížení jedinců AaBb x AaBb.

V F2-generaci vzniká 16 zygotických genotypových kombinací. 4 z nich jsou unikátní - vyskytují se pouze jednou - to jsou všechny čtyři možné rozdílné homozygotní genotypové kombinace, tzv. úhlopříčka hmozygotů. Jiné kombinace se objevují ve čtverci dvakrát - kombinace heterozygotní v jednom z obou alelových párů (AABb, Aabb, AaBB, aaBb) nebo čtyřikrát - kombinace heterozygotní v obou alelových párech (AaBb), tzv. úhlopříčka heterozygotů. Celkem tedy vzniká devět různých genotypů, a to v pravidelném pravděpodobnostním genotypovém štěpném poměru 1:2:1:2:4:2:1:2:1, viz tabulka 8.

dihybridizmus

Tabulka č. 8 Rozdělení genotypů při dihybridním křížení.

Při úplné dominanci v obou zúčastněných párech alel mají některé rozdílné genotypové kombinace shodný fenotypový projev. V dihybridní F2-generaci jsou vyštěpeny pouze čtyři rozdílné fenotypové kombinace obou sledovaných vlastností: dominantní v obou znacích, dominantní v jednom a recesivní v druhém znaku, recesivní v jednom a dominantní v druhém znaku, recesivní v obou znacích. Pravidelný fenotypový štěpný poměr je 9:3:3:1, viz. tabulka 9.

dihybridizmus_I
Tabulka č. 9 Rozdělení fenotypů při dihybridním křížení.

Platnost 3. Mendelova zákona je tedy omezena pouze na alely těch genů, které jsou neseny různými páry homologických chromozomů. Alelové páry, které jsou neseny týmž párem homologických chromozomů, nejsou vzájemně volně kombinovatelné, při tvorbě gamet jsou na sebe vzájemně závislé. Jedná se o tzv. vazbu genů.

Příklady k procvičení učiva - monohybridizmus a dihybridizmus

  1. Ranost je u ovsa dominantní nad pozdní zralostí. V potomstvu po zkřížení dvou rostlin se objevil poměr raných rostlin k pozdním blízký poměru 1:1. Co můžete říci o genotypu výchozích rostlin? O jaké genotypy by se jednalo v případě poměru 3:1? Při jakých fenotypech křížených rostlin dostaneme vždy fenotypově stejnorodé potomstvo?
  2. Zakrslost je u pšenice dominantní nad normálním vzrůstem. Jaké jsou genotypy výchozích forem, jestliže při jejich zkřížení vyštěpuje v tomto znaku potomstvo v poměru 3:1? Jaké budou výchozí genotypy v případě štěpného poměru 1:1? Při jakých fenotypech křížených rostlin dostaneme vždy fenotypově stejnorodé potomstvo?
  3. Čistokrevný černý bezrohý býk je křížen s červenými rohatými kravami. Dva alelické páry, které řídí dědičnost těchto znaků, se nacházejí v různých párech homologických chromozomů. Jak budou fenotypově vypadat kříženci? Jaké bude složení potomstva v další generaci získané křížením těchto hybridů mezi sebou, jestliže víme, že bezrohost je dominantní nad rohatostí a černá barva srsti nad červenou?
  4. Zbarvení srsti u králíka je vzhledem k albinismu dominantní. Vlastní barva je pak řízena dalším genem, ležícím v jiném chromozomu, přičemž šedé zbarvení srsti je dominantní nad černým (u králíků - albínů se samozřejmě tento gen fenotypově vůbec neprojevuje). Jaký fenotyp budou mít králíci získaní zkřížením šedých rodičů s albíny, kteří však nesou alelu pro černou barvu? Jaký podíl králíků v F2 bude vykazovat černou barvu? Předpokládáme, že obě rodičovské formy byly v obou alelických párech homozygotní.

Zopakujte si Morganovy zákony.

Crossing-over a genetická rekombinace

Každý chromozom v sobě nese veliké množství genů, které jsou uspořádány postupně za sebou od jednoho konce chromozomu k jeho druhému konci. Změna v uspořádání alel těchto vzájemně vázaných genů, tzv. genetická rekombinace, je tedy možná jen náhodnou strukturní výměnou částí nesesterských chromatid ve stadiu crossing-over v profázi prvního meiotického dělení. Crossing-over je podmíněn poměrně složitým sledem vzájemně na sebe navazujících biochemických pochodů, při nichž se uplatňují pouze enzymy schopné štěpit molekuly DNA.

V čem spočívají odchylky od mendelovských štěpných poměrů neboli, o čem Mendel nevěděl?

Síla vazby - pravděpodobnost náhodného uplatnění crossing-overu v chromozomové oblasti mezi dvěma určitými genovými lokusy je tím vyšší, čím dále od sebe tyto lokusy leží. Mnohem častěji tedy nastane gentická rekombinace mezi dvěma vzájemně vzdálenějšími genovými lokusy, než mezi těsně vázanými lokusy. Mezi lokusy různě od sebe vzdálených vzájemně vázaných genů je různá síla vazby.

Síla vazby odráží pravděpodobnost, s níž může na určitém chromozomu dojít k rekombinaci mezi určitými dvěma geny. Síle vazby odpovídá tzv. poměrná četnost, s jakou u jedince, heterozygotního v daných vzájemně vázaných genech, vznikají pohlavní buňky s nerekombinovatelným, nebo naopak s rekombinovatelným uspořádáním alel těchto genů.

Podstatu genové vazby odkrývá tzv. zpětné neboli testovací křížení (backcross). Při něm se obvykle kříží heterozygot (AaBb) z generace F1 s rodičem, který je v obou genech recesivním homozygotem (aabb). Vzniklé potomstvo se označuje jako mendelovská dihybridní B1-generace. V ní je fenotypový štěpný poměr, v případě volné kombinovatelnosti alel, jsou-li geny mezi dvěma vzdálenějšími genovými lokusy nebo nejsou ve vazbě, 1 AaBb : 1 Aabb : 1 aaBb : 1 aabb, viz. tabulka 10.

Zpětné (testovací) křížení v případě volné kombinovatelnosti alel
 gamety AB Ab aB ab
  ab AaBb Aabb aaBb aabb

 Tabulka č. 10 Zpětné křížení v případě volné kombinovatelnosti alel.

Pokud jsou ale geny lokalizovány na stejném chromozomu, tzv. těsná vazba genových lokusů A a B, není volná kombinace alel možná a segregační (štěpný) poměr se výrazně změní, viz. tabulka 11. Vznikají tedy s větší pravděpodobností potomci s fenotypovými kombinacemi odpovídajícími původnímu uspořádání alel na rodičovských chromozomech, nežli ti, kteří mohou vzniknout s uplatněním gamet s rekombinovanou alelovou sestavou v důsledku crossing-overu v dané chromozomové oblasti. Pokud jsou tedy geny v tzv. těsné vazbě, objeví se v potomstvu B1 pouze jedinci s oběma dominantními (AaBb) nebo s oběma recesivními znaky (aabb). Ostatní kříženci (aaBb, Aabb) budou zcela chybět.

Zpětné křížení v případě těsné vazby genových lokusů A a B
gamety AB ab
    ab AaBb aabb
Tabulka č. 11 Zpětné křížení v případě těsné vazby genových lokusů A a B.

Sílu vazby lze vyjádřit matematicky, a to buď poměrem mezi četnostmi fenotypově nerekombinantních a rekombinantních potomků - tzv. vazbový koeficient (Batesonovo číslo), nebo častěji, procentuálním podílem potomků s rekombinantními fenotypy - tzv. vazbový koeficient nazývaný jako Morganovo číslo.

Genetické mapy chromozomů

Při postupném stanovení síly vazby mezi jednotlivými geny vzájemně vázanými na témže chromozomu lze určit pořadí, v němž jsou dané geny na daném chromozomu uspořádány za sebou, a odhadnout i relativní vzdálenosti mezi danými genovými lokusy. Jednotkou relativní vzdálenosti (též jednotkou síly vazby) je 1% podíl rekombinantních potomků v potomstvu ze zpětného křížení. Schematickým znázorněním rozložení genů na chromozomu a vyznačením jejich pořadí a síly jejich vzájemné vazby lze získat tzv. genetickou mapu chromozomu.

Genové interakce

Pojem interakce znamená terminologicky vzájemný vztah, v daném případě vzájemný vztah mezi geny nebo formami existence genů – alelami. Jedná se proto o tzv. genové nebo alelické interakce. Protože mohou existovat nejrůznější formy těchto vzájemných vztahů (vzájemného působení), rozlišují se interakce intraalelické a interalelické.

Intraalelické interakce představují vzájemné vztahy mezi různými alelami uvnitř alelického páru na daném lokusu. Vzájemný vztah (interakce) dvou různých alel na daném lokusu může mít různý charakter, který se obvykle označuje pojmem dědičnost. Může se jednat o dědičnost dominantní, recesivní dědičnost, úplnou dominanci, neúplnou dominanci a kodominanci. Jednotlivé typy dědičnosti jsou probrány v předchozích kapitolách.

Interalelické interakce představují vztahy mezi dvěma nebo více alelickými páry (geny), jejichž výsledkem je vznik určitého znaku. Obecně lze předpokládat, že žádný gen se nerealizuje bez interakce s některým z ostatních genů. Ovlivnění dalším genem nebo geny může být tak malé, že je neidentifikovatelné, v takovém případě se jedná u daného genu nebo znaku o monofaktoriální dědičnost. V jiném případě může druhý gen ovlivnit fenotypový projev základního genu jen nevýrazně – modifikovat ho a takovéto geny se označují jako geny s modifikačním účinkem, též tzv. modifikátory. Často jde o zesílení projevu znaku - podmíněné geny supresory - nebo naopak jeho zeslabení jako výsledek modifikačního působení genů represorů. S modifikačním působením genů úzce souvisí termíny expresivita a penetrance, které způsobují variabilitu fenotypového projevu znaku.

Expresivita je vlastně intenzita projevu genu ve fenotypu. Fenotypový projev téhož genotypu může být variabilní, může se u různých jedinců vyskytovat v kvalitativně nebo kvantitativně odlišných variantách. Např. různá chuťová vnímavost, různá intenzita reakce na alergeny, různá úroveň tvorby protilátek u jedinců stejného genotypu.

Penetrance je frekvence projevu vlohy ve fenotypu zpravidla vyjadřovaná procentem nositelů znaku ze všech jedinců se stejným genotypem. Způsobuje-li daný gen vznik znaku u všech jedinců, hovoříme o úplné penetranci (100 %). Naopak nevyvine-li se vůbec daný znak u např. 10 % jedinců se stejným genotypem, jedná se o neúplnou penetranci (90 %).

Působí-li na vznik znaku více genů, jedná se zpravidla o duplicitní, triplicitní až obecně o polyfaktoriální dědičnost. Přitom geny působící na daný znak se mohou různě ovlivňovat, mohou být v různých vzájemných vztazích – interakcích. Podle charakteru těchto vztahů se rozeznávají jednotlivé typy genových interakcí. Při jejich rozlišování se vychází z fenotypu hybridů F1 generace a štěpného poměru v F2 generaci, který známe u dihybrida (9 : 3 : 3 : 1). Při jednotlivých typech genových interakcí je však tento základní fenotypový štěpný poměr zpravidla pozměněn.

Dominantní epistáze
Je takový vztah mezi geny, kdy dominantní alela jednoho (nadřazeného, epistatického) alelového páru potlačuje projev dominantní alely druhého (podřízeného, hypostatického) genu, ať již je tento gen v homozygotní nebo heterozygotní konstituci.

Recesivní epistáze
Při tomto typu genových interakcí je (jak již vyplývá z názvu) nadřazena recesivně homozygotní konstituce epistatického genu nad jakoukoliv konstitucí druhého (hypostatického) genu. Tento stav je zpravidla funkčně podmíněn tím, že fenotypový projev hypostatického genu je závislý na funkci a produktu dominantní alely epistatického genu. Klasickým případem recesivní epistáze může být případ, kdy žena s krevní skupinou 0 porodí dítě se skupinou AB. Alely genu pro AB0 systém ( IA,  IB, i0) ovlivňují pouze sktrukturu jejich koncových oblastí. Pro sestavení celé molekuly je však důležitá dominantní alela genu H. Od tohoto genu je však známa také vzácná recesivní alela h, která nevytváří aktivní produkt. Pokud je tedy přítomna v homozygotní konstituci (hh), povrchový protein nevzniká a jedinec má (bez ohledu na konstituci alel AB0 systému) vždy krevní skupinu 0. Pokud však jeho genotyp obsahuje alely IA nebo IB, předává je svému potomkovi. Dítě zpravidla získá od druhého rodiče dominantní alelu H, takže může mít krevní skupinu AB. Recesivní alela h tedy potlačuje projev dominantních alel IA a IB.

Dvojitá recesivní epistáze (jinak komplementární faktory)
Je charakteristická tím, že pro realizaci znaku je nutná přítomnost alespoň jedné z dominantních alel (A-B-) každého z komplementárních genů (např. syntéza kyanovodíku u jetele plazivého, nebo normální slyšení u člověka). Každý ze dvou recesivně homozygotních stavů v genu aa nebo bb (proto dvojitá recesivní epistáze) vede ke vzniku jiného fenotypu - syntéza neprobíhá, člověk neslyší.

Kompenzace
Je vzácným typem interakce, se kterým se setkáváme tehdy, jestliže účinek dvou alel na stejný znak je protisměrným. Tzn. každá alela v dominantním genotypu podmiňuje určitý fenotyp, pokud jsou však v genotypu zastoupeny oba geny alespoň jednou dominantní alelou, účinek genů se kompenzuje, což vede ke třetímu typu fenotypu.

Příklady k procvičení učiva - dědičnost při vazbě vloh

1. U rajčete je kulatý tvar plodu dominantní nad podlouhlým tvarem a přítomnost lesklé slupky je dominantní nad matnou slupkou. Alelické páry řídící dědičnost těchto znaků leží v témže páru homologických chromozomů. Jaká je relativní vzdálenost mezi uvedenými geny, jestliže ve zpětném křížení dihybrida s homozygotně recesivní rostlinou vzniklo potomstvo o fenotypovém složení: 108 rostlin s kulatými plody a lesklou slupkou, 13 s kulatými plody a matnou slupkou, 12 s podlouhlými plody a lesklou slupkou a 117 rostlin s podlouhlými plody s matnou slupkou?
Jaké bylo původní uspořádání dominantních a recesivních alel příslušných genů na chromozomech hybridní rostliny a jaká byla síla vazby mezi nimi?

Řešení: Nejdříve si označíme alelické páry, např. symboly A (dominantní alela pro kulatý tvar plodu), a (recesivní alela pro podlouhlý tvar plodu), B (dominantní alela pro lesklou slupku plodu), b (recesivní alela pro matnou slupku). Genotypové složení souboru gamet dihybridní rostliny, která odpovídá fenotypovému složení B-generace, bude následující: 108 AB, 13 Ab, 12 aB, 117 ab. Podle četnosti jednotlivých typů gamet lze usoudit na původní uspořádnání alel na chromozomech hybrida, neboť víme, že gamety s původním (nerekombinovaným) uspořádáním aleljsou zastoupeny častěji, nežli gamety s uspořádáním rekombinovaným. Jedná se tedy o uspořádání, při kterém na jednom z příslušných homologických chromozomů hybridní rostliny leží společně dominantní alely A a B, v partnerském chromozomu leží recesivní alely a a b. Vazba mezi geny byla silnější.

Relativní vzálenost mezi zúčastněnými geny můžeme vyjádřit počtem rekombinačních jednotek, vypočítáme hodnotu Morganova čísla: podíl rekombinovaných gamet v gametickém souboru, tedy:

p = (13 Ab + 12 aB) : (108 AB + 13 Ab + 12 aB + 117 ab) = 25 : 250 = 0,1, tj. 10 % rekombinací.

Závěr: Geny pro tvar plodu a kvalitu slupky plodu rajčete jsou tedy na příslušném chromozómu od sebe vzdáleny 10 rekombinačních jednotek.

2. Černá barva těla mušky rodu Drosophila (octomilka, banánová muška) je recesivní vůči standardnímu šedavému zbarvení, zatímco utváření dlouhých křídel je dominantní nad přítomností zkrácených křídel. Geny řídící dědičnost těchto znaků jsou ve vzájemné vazbě. Jaké je uspořádání alel na příslušném páru homologických chromozomů hybridní samičky, jestliže křížení s černě zbarveným samečkem se zakrslými křídly dalo potomstvo o následujícím fenotypovém složení: 822 šedavých mušek s dlouhými křídly, 158 šedavých se zkrácenými křídly, 130 černých s dlouhými křídly a 690 černých se zkrácenými křídly? Jaká je relativní vzdálenost mezi geny řídícími dědičnost uvedených znaků?

Opakovací otázky:
  1. Jak Mendel označuje rodičovskou a jak 1. dceřinnou generaci? 
  2. Kolik různých genotypů vznikne při křížení dvou heterozygotů? 
  3. Čím je charakteristická autozomální dědičnost? 
  4. Jaký genotypový štěpný poměr vzniká při křížení dihybridů? 
  5. Kterým pojmem se označuje intenzita projevu genu ve fenotypu?
Připravte si referát na téma: Johann Gregor Mendel.




Navigace: 4. ročník Dědičnost Základní zákonitosti přenosu genů z rodičů na potomky