Genotip va fenotip o'rtasidagi munosabatlar. Fenotip: ta'rif, misollar, genotip va genetik xilma-xillik bilan bog'liqlik
Ta'rif: fenotip - genotip, tasodifiy irsiy o'zgaruvchanlik va atrof-muhitga ta'sir ko'rsatadigan organizmning aniq jismoniy xususiyatlari.
Misollar: rang, bo'y, o'lcham, shakl va xulq kabi xususiyatlar.
Fenotip va genotip o'rtasidagi munosabatlar
Organizmning genotipi uning fenotipini aniqlaydi. Barcha tirik organizmlarda molekula, to'qima va organlarni ishlab chiqarish bo'yicha ko'rsatmalar berilgan DNK mavjud. DNKda genetik kod mavjud bo'lib, u barcha hujayra funktsiyalarini, shu jumladan DNK replikatsiyasi, oqsil sintezi va molekulalarni uzatish uchun ham javobgardir.
Fischer va uning sheriklari partizanlar urushi kamaygan yoki kuchaytirilgan va ko'proq yoki kamroq xarakterli plastika uchun o'simliklarni tanlagan. Garchi ular partizanlar tanlovi to'g'risida muhim fikr-mulohazalarni olishgan bo'lsa-da, ammo ularning plastisitasida biron bir o'zgarish topa olmadilar, bu turda o'sish strategiyalarini reaktsiya qoidasining shakli emas, balki balandligini o'zgartirish orqali amalga oshirish mumkin, degan xulosaga kelishdi. Boshqa yondashuv eksperimental manipulyatsiyadan foydalanadi. Ushbu tajribalar natijalari quruq mavsumda aks ettirish aks ettirilganligi haqidagi fikrni qo'llab-quvvatlaydi. ko'z dog'lariyomg'ir mavsumida ko'zlar uchun dog'larni tanlash bilan bir qatorda.
Organizmning fenotipi (jismoniy xususiyatlar va xatti-harakatlar) ularning meros qilib olingan genlari bilan belgilanadi. DNKning oqsillarning tuzilishini kodlaydigan va turli xil xususiyatlarni aniqlaydigan ba'zi bo'limlari. Har bir gen joylashgan va bir nechta shakllarda mavjud bo'lishi mumkin. Ushbu turli xil shakllar ma'lum xromosomalarda ma'lum joylarda joylashgan allellar deb ataladi. Allellar ota-onadan avlodga o'tadi.
Ikkita tanlangan rejimning kombinatsiyasi moslashuvchan fenotipik plastmassani saqlab qolish uchun etarli bo'lishi mumkin. Ushbu tadqiqotlar bir nechta laboratoriyalarda ishlatiladigan, tajribali manipulyatsiyani va tajriba manipulyatsiyasini va kuzatuv ma'lumotlarini to'g'ri yig'ishni birlashtirgan holda, bir nechta eksperimental strategiyalarni echish qobiliyatini ta'kidlaydi. Ushbu turdagi tadqiqotlarning o'ziga xos muammolari shundan iboratki, ular ko'pincha past texnologiyalarga asoslangan tadqiqotlarga tayanadilar, ular bajarishga zerikarli va yuqori ish haqi talab qiladi va uzoq vaqt talab etadi; Bu yuqori texnologiyali fanlardagi hozirgi tadqiqot standartlari bilan taqqoslaganda, tadqiqot moliyachilari bilan oqlash juda qiyin bo'lgan omillar to'plamidir.
Diploid organizmlar har bir gen uchun ikkita allelni meros qilib oladi; har bir ota-onadan bitta allel. Allellarning o'zaro ta'siri organizmning fenotipini aniqlaydi. Agar organizm ma'lum bir belgi uchun bir xil allellardan ikkitasini meros qilib olsa, u ushbu belgi uchun gomozigotdir. Gomozigotli shaxslar bitta belgi uchun bitta fenotipni ifoda eting. Agar organizm ma'lum bir belgi uchun ikki xil allelni meros qilib olsa, bu belgi uchun heterozigotdir. Geterozigotli shaxslar ushbu belgi uchun bittadan ko'p fenotipni ifodalashlari mumkin.
Tabiatda bor bo'lsa-da genetik o'zgaruvchanlik plastmassa va tabiiy tanlov ba'zi plastik javob turlarini afzal ko'rishi isbotlangan, shuningdek, moslashuvchan plastmassa evolyutsiyasida cheklovlar bo'lishi mumkin. Muhim bo'lishiga qaramay, xarajat va moslashuv chegaralari o'rtasidagi kontseptual farq ko'pincha ahamiyatsiz hisoblanadi: maqbul fenotip ifodalangan taqdirda ham, xarajatlarning natijasi fitnes kamayadi, birinchi cheklash esa eng maqbul fenotipni ifoda eta olmaslikdir.
Dastlab, egiluvchanlik xarajatlarini aniqlash qiyin edi, garchi yaqinda qilingan ishlar ko'p turli xil tizimlarda ularni miqdorini aniqlashga muvaffaq bo'lsa-da. Ba'zi hollarda, xuddi shu turlar uchun xarajatlar faqat taqsimlanishning geografik mintaqasining ayrim hududlarida, ehtimol, mahalliy tanlab olish bosimi tufayli yuzaga kelgan; va ko'rib chiqilayotgan turning ma'lum evolyutsion ekologiyasiga ko'ra, boshqa turdagi kirish mavjudligini namoyish qilish qiyinroq bo'lishi mumkin.
Shikastlar ham retsessiv bo'lishi mumkin. Merosxo'rlik sxemalarida to'liq hukmronlik dominant belgining fenotipi fenotipni to'liq niqoblaydi retsessiv xususiyat... Turli xil allellar o'rtasidagi munosabatlar to'liq ustunlikni ko'rsatmaydigan holatlar ham mavjud. Qachon to'liqsiz hukmronlik dominant allel boshqa allelni to'liq niqoblamaydi. Natijada ikkala allelda kuzatiladigan fenotiplarning aralashmasi bo'lgan fenotip paydo bo'ladi. Kodominlashda ikkala allel ham to'liq ifodalanadi. Bu ikkala belgilar bir-biridan mustaqil ravishda kuzatiladigan fenotipga olib keladi.
Fazoviy tuzilgan populyatsiyalarga qo'llaniladigan modellashtirishga ko'ra, tabiiy tanlanish resurslarni o'zlashtirish bilan qiymatning pasayishiga qarshi turadigan reaktsion me'yorlarni qo'llab-quvvatlaydi. Masalan, plastik reaktsiyani ushlab turish uchun sarf-xarajatlar organizm tomonidan tez-tez uchraydigan muhitga moslashishni kuchaytiradigan reaktsion me'yorlarning rivojlanishiga olib keladi deb taxmin qilish mumkin. Plastik reaktsiyani ishlab chiqarish bilan bog'liq xarajatlar ma'lum bir fenotip ma'lum bir muhitda hosil bo'lganda to'lanadi, bu xarajatlar afzal ko'rilgan fenotip ko'rib chiqilgan joyda atrof-muhit ko'rib chiqiladigan chastotaga mutanosib bo'ladi. Plastisite hali ham go'dakligidadir, ammo nazariy nuqtai nazardan muhim sohadir, ammo empirik jihatdan qiyin bo'lsa ham, kelajakda u "katta qiziqish doirasiga" aylanishi mumkin.
To'liq, to'liq emas va kodominant
Fenotip va irsiy xilma-xillik
Fenotiplarga ta'sir qilishi mumkin. Bu populyatsiyada organizmlar genlaridagi o'zgarishlarni tasvirlaydi. Ushbu o'zgarishlar DNK mutatsiyalarining natijasi bo'lishi mumkin. Mutatsiyalar bu DNKdagi genlar ketma-ketligidagi o'zgarishlar.
Genlar ketma-ketligidagi har qanday o'zgarish meros qilingan allellarda ifodalangan fenotipni o'zgartirishi mumkin. Gen oqimi ham genetik xilma-xillikka hissa qo'shadi. Yangi organizmlar populyatsiyaga kirganda, yangi genlar paydo bo'ladi. Genel fondga yangi allellarning kiritilishi yangi genlar va turli xil fenotiplarning kombinatsiyasini amalga oshiradi.
Cheklovlar sifatida genetik korrelyatsiyalar uchun argument ko'pincha ikkita alohida vaziyatda bo'lsa ham, fenotipik plastiklikka yaqinlashadi. Esda tutishimiz kerakki, genetik korrelyatsiya - bu ikki fenotipik belgilar o'rtasidagi o'zaro bog'liqlik bo'lib, shaxslar orasidagi genetik farqlar bilan statistik ravishda bog'liq bo'lgan fenotipik dispersiyaning nisbati yordamida hisoblanadi. yaxshi yo'l miqdoriy genetika nuqtai nazaridan plastmassani tasavvur qilish uchun, bir vaqtning o'zida faqat ikkita muhitni namoyish qilish mumkinligi sababli ba'zi cheklovlar mavjud.
Turli xil gen kombinatsiyalarini shakllantirish jarayonida. Meiozda ular tasodifiy ravishda turli xillarga bo'linadi. Geni uzatish homolog xromosomalar o'rtasida o'tish jarayoni orqali sodir bo'lishi mumkin. Ushbu genlarning rekombinatsiyasi populyatsiyada yangi fenotiplarni yaratishi mumkin.
Fenotipni tahlil qilayotganda, palto rangining turli xil belgilarining palto uzunligiga ega bo'lgan avlodlarining genotiplarining mumkin bo'lgan variantlari yozib olinadi. Keyin har bir belgilar birikmasi uchun tegishli genotiplar qayd etiladi. Shuning uchun yuqorida qayd etilgan har bir genotipning fenotipik namoyon bo'lishini aniqlab, ularning barchasini ma'lum belgilar birikmasiga tegishli bo'lishiga qarab guruhlaymiz.
Ikkinchidan, evolyutsiya vaqtining genetik korrelyatsiyalari doimiy bo'lib qoladi, deb taxmin qilinayotganligi sababli, ular atrof-muhit o'zgarishi bilan bir avlodda o'zgarishi mumkinligini ko'rsatib turibdi, evolyutsion genetikani umumiy nazariy qamrab olish uchun aniq ta'sirga ega. miqdoriy belgilar... Bu genetik korrelyatsiyalarni o'rganish befoyda degani emas: kuzatilgan taqsimotlar tajriba nazorati bilan tasdiqlanishi mumkin bo'lgan sabablar haqida farazlarni taklif qilishi mumkin.
Genotiplar | ||
qizil bo'lmagan, fraklangan qizil emas, norma qizg'ish, fraklangan qizilcha, norma |
1AAVV, 2AAVv, 2AaVV, 4AaVv 1Aavv, 2Aavv 1aaBV, 2aaBv |
Qizil bo'lmagan fraklangan bolalarning ulushi 9 yoki 56,25% ni tashkil qiladi.
9. Ajratish uchun umumiy formulalar
Agar ikkita alternativ bo'lmagan belgilarning namoyon bo'lishi uchun javob beradigan genlar homolog bo'lmagan xromosomalarda joylashgan bo'lsa, u holda meiosis paytida ular bir-birlaridan mustaqil ravishda gametalarga kirishadi. Shuning uchun ikkita digeterozigotani kesib o'tayotganda, genotip bo'yicha bo'linish:
Plastik reaktsiyaning genetik asoslarini tushuntirish uchun taklif qilingan turli xil modellar adabiyotda plastika evolyutsiyasining muhim mavzusidir va Scheiner uchta asosiy modelni umumlashtiradi: haddan tashqari qaramlik, pleiotropiya va epistaz. Ortiqcha bog'liqlik modeli plastisiyaning "heterozigotozlikning teskari funktsiyasi" ekanligini aniqlaydi: genotip heterozigot, kamroq plastmassa, chunki "heterozigot atrof-muhitga ta'sir ko'rsatishga bufer yordam beradi. Pleiotropiya modeli, plastika ma'lum bir belgi bilan pleiotropik ta'sirga ega bo'lgan ko'plab genlardan kelib chiqishiga asoslanadi. turli muhitlarda ifodalangan.
1Aav: 2aaBv: 1aAv: 2AaBv: 4AaBv: 2Aav: 1aaBv: 2aaBv: 1aavv
ikkita mustaqil bo'linish natijasidir
1AA: 2Aa: 1aa va 1BB: 2BB: 1BB
Matematik jihatdan uni mahsulot sifatida ifodalash mumkin:
(1AA: 2Aa: 1aa) va (1BB: 2BB: 1BB)
(1: 2: 1) 2
Ushbu yozuv shuni ko'rsatadiki, AA genotipiga ega bo'lgan shaxslar orasida bir qismi BB genlarini, ikki qismi BB genlarini va bir qismi BB genlarini olib yuradi. Shunga o'xshash shaxslarning B genlari to'plamiga nisbati Aa va aa genotiplari uchun bo'ladi.
Va nihoyat, epistatik model ikki xil genlar to'plamining mavjudligini taxmin qiladi; biri reaktsiya qoidasining balandligini aniqlaydi, ikkinchisi uning shaklini aniqlaydi va ikkita to'plam ular orasida bosqichma-bosqich o'zaro ta'sir qiladi. Ushbu muammolar so'nggi o'n yillikdagi empirik tadqiqotlar yordamida hal qilindi. O'simliklardagi soya reaktsiyalari yoki issiqlik zarbalari reaktsiyalari kabi plastisitaning molekulyar biologiyasida keng qamrovli tadqiqotlar natijasida biz heterozigotitning plastisitning genetik asosiga deyarli aloqasi yo'qligini va ikkala pleiotrop va epistatik ta'sir hozirgi kungacha barcha plastik reaktsiyalarda keng tarqalganligini bilamiz. kun.
Agar shaxslar bir necha xususiyatlarga ko'ra tahlil qilinsa, unda umumiy formula To'liq heterozigotli odamlarni kesib o'tishda bo'linish bo'ladi (1) : 2: 1) n, bu erda n - alternativ xususiyatlarning juftliklari soni. N ning maksimal qiymati homolog xromosoma juftlarining soniga teng.
Vaziyat fenotipning yorilishi bilan o'xshashdir. Bundan tashqari, monohibridli bo'linish 3 ga asoslanadi : 1. Ikki dieterozigotli organizmni mustaqil ravishda ajratish uchun kesib o'tganda : 1 9 ga bo'linadi : 3: 3: 1. Fenotipning yorilishining umumiy formulasi (3) bo'ladi : 1).
Xulosa qilish mumkinki, plastmassaning genetik asosini aniqlash har doim ham kontseptual jihatdan qiyin bo'lgan, plastmassaning o'ziga xos turlariga asoslangan o'ziga xos molekulyar o'zaro ta'sirlar bilan bog'liq bo'lgan ko'plab muammolar hal bo'lgan. Shuning uchun asosiy savol haqida o'ylash juda muhim: nega biz plastiklikni o'ziga xos genetik asosga ega bo'lgan unitar narsa deb bilamiz? Javob shu bo'lishi mumkinki, bu belgi barcha uchta omilga bog'liq, uchta "mexanizm" ning hech biri alohida ahamiyatga ega emas, chunki ularning barchasi eng murakkab poydevorni shakllantirish uchun raqobatlashayotgan bo'lishi mumkin. fenotipik belgilar.
Ajratish formulalarini bilish uchun Punnett panjarasini tuzishning hojati yo'q.
9.1-misol. Odamlarda katarakt va kar-soqovlikning ba'zi shakllari otozomal retsessiv belgilar sifatida uzatiladi. Ikkala ota-ona ikkala gen jufti uchun ham heterozigotga ega bo'lgan oilada ikkita g'ayritabiiylik bilan farzand ko'rish ehtimoli qanday?
Qaror:
belgisi: gen
Plastiklik evolyutsiyasining matematik modellari Ishchilar orasida "namunaviy plastika" iborasi fenotipik plastika evolyutsiyasi bilan bog'liq nazariy modellarning qurilishini ham anglatadi. Ushbu modellashtirishning ba'zilari ilgari muhokama qilingan genetikaning plastik javob modellarini o'rganishga asoslangan bo'lsa-da, plastmassani modellashtirishning ikkita ma'nosi aslida bir-biridan mutlaqo mustaqil va alohida ko'rib chiqilishi mumkin. Optimal modellar har qanday genetik nuqtai nazarga bog'liq emas, chunki ular ma'lum sharoitlarda qanday maqbul strategiya rivojlanishi mumkinligini savol ostiga olishadi.
kataraktisiz : A R AaBv x AaBv
katarakt : sog'lom sog'lom
kar va soqov : IN
kar-soqov : ning F 1 aavb -?
Ikki anomaliyasi bo'lgan bolada genotip mavjud - aavv. Ma'lumki, ikkita diheterozigotalar kesishganida, birinchi avlod vakillari orasida fenotipik bo'linish kuzatiladi. Ajratish formulasi 9: 3: 3: 1 ga o'xshaydi. Ushbu formuladan ko'rinib turibdiki, organizmning 1 qismi retsessiv genlar uchun dihomozigotdir. Bu shuni anglatadiki, ikkita anomaliyaga ega bo'lgan bolani tug'ilish ehtimoli 1/16 yoki 6.25%.
Genetika yo'qligi optimizm modelining cheklanishi sifatida qaralishi mumkin, ammo uni afzallik sifatida ham talqin qilish mumkin, chunki modelning maqsadi haqiqiy evolyutsion yo'llar to'g'risida miqdoriy bashorat qilishdan ko'ra, bir qator "ha-o'sha" taxminiy stsenariylarini o'rganishdir. Genetikaning miqdoriy modellari, ularning nomlariga qaramay, shuningdek, genetik genetikadan ham mustaqildir. Ular genetikani zarur "qo'shimcha" genetik tafovutlar yuzaga keladigan qora quti sifatida ko'rib chiqadilar.
Siz di- va poligbridlarni kesib o'tishda muammolarni echishga yanada osonroq yondashishingiz mumkin. Buning uchun faqat ma'lum bir genotiplar yoki fenotiplarning monohibridli o'tishning turli xil variantlarida namoyon bo'lish ehtimolini bilish kerak.
Shunday qilib, uchun monohibridli o'tish heterozigotalar (Aa), AA genotipi bilan nasl berish ehtimoli ¼, Aa - gen, genotipi I / 4 bilan, va alomatlari bo'lgan odamlarning paydo bo'lishi ehtimoli dominant gen ¾ ga teng, retsessiv gen belgisi bilan - ¼.
Bular statistik modellardir va genetik korrelyatsiyalar bilan bir xil cheklovlarga ega. Gametik naqsh faqat o'z ichiga oladi haqiqiy genetikachunki ular nafaqat tanlanish va ko'chib o'tish kabi evolyutsion jarayonlar ta'sirida bo'lgan, balki bir nechta lokal ta'sir ko'rsatadigan belgilar bilan nima sodir bo'lishini tasvirlaydi. Garchi gamet modellarining ahamiyati ularning genetik hodisalarini to'g'ridan-to'g'ri ifoda etish qobiliyatida bo'lsa ham. pleiotropiya va epistaz kabi, ularning muammosi shunchaki oddiy stsenariylar bilan chegaralanganligi va ularni yanada reallashtirishga harakat qilganda oldindan aytib bo'lmaydigan bo'lib qolishidir.
Diheterozigotalarni kesib o'tishda (AaBb), aa genotipi bo'lgan odamlarning paydo bo'lishi ehtimoli -, cc genotipi bilan - ¼.
Ikki mustaqil hodisaning bir-biriga mos kelishi ehtimolini topish uchun siz ularning har birini bir-biringiz bilan ko'paytirishingiz kerak. Masalan, ikki resessiv xususiyatga ega bo'lgan odamlarning paydo bo'lishi ehtimolini aniqlash uchun (aavv), nado ¼ ga ko'paytirilishi kerak, bu 1/16 ga olib keladi.
Har qanday simulyatsiya modellari ushbu muammoni qisman bartaraf eta oladi, chunki ular hisoblash nazoratsiz yoki ular umumiy echimlarni taqdim eta olmaydilar. Reaktsion me'yorlar evolyutsiyasi modellarini ishlab chiqarishga bag'ishlangan so'nggi adabiyotlar tahlili shuni ko'rsatadiki, aksariyat tadqiqotchilar optimistik naqsh bilan bog'liq bo'lib, ko'pincha aniq ekologik-evolyutsion vaziyatlar bilan bog'liq. Model katta jonzotning omon qolish manfaati va oziq-ovqat ta'minoti xarajatlari o'rtasidagi savdoni o'z ichiga olgan.
9.2-misol. Odamlarda gen jigarrang ko'zlar hukmronlik qiladi ko'k ko'zlar, va asosan egalik qilish qobiliyati o'ng qo'l - chapakaylik. Allel bo'lmagan genlar homolog bo'lmagan xromosomalarda joylashgan. Moviy ko'zli o'ng qo'li jigarrang ko'zli o'ng qo'li bilan turmush qurdi. Ularning ikkita farzandi bor edi: jigarrang ko'zli chap qo'l va ko'k ko'zli o'ng qo'li. Ularning keyingi bolasi ko'k ko'zli va birinchi navbatda chap qo'lli bo'lish ehtimolini aniqlang.
Model bashoratlari shundan iboratki, daromad yanada qiyin sharoitlarda kichik bo'lishi kerak, natijada, agar hayvonlar energiya talabini etkazib berish narxiga qarab o'zgarganda fenotipik egiluvchanlikni namoyon etsa, unda model tana og'irligi va energiya iste'moli o'rtasida ijobiy bog'liqlik mavjudligini taxmin qiladi. ... Mualliflar eksperimental tekshirish modelini taqdim etdilar, ular saytlar ichidagi ikki chora o'rtasidagi ijobiy korrelyatsiyaga qaramay, energiya sarfi pastroq bo'lgan joylarda ko'proq energiya sarflanishini aniqladilar.
Muammo holatining qisqacha yozuvi quyidagicha bo'ladi:
belgisi: gen
jigarrang ko'zlar : A R A B x aaB
moviy ko'zlar : va jigarrang ko'zli ko'k ko'zli
o'ng qo'l : O'ng qo'l bilan o'ng qo'l
chapaqaylik : ichida
F 1 A cc aaB
jigarrang ko'zli ko'k ko'zli
chap qo'li o'ng qo'l
Qaror:
Ularning xulosasi shundaki, o'lchovlar xarid qilishda moslashuvchan plastmassa bilan emas, balki oziq-ovqat sifati va mavjudligi bilan bog'liqlik. Plastisitani fenotipik modellashtirishning ushbu o'ziga xos tomoni nazariy va eksperimental biologlar uchun foydali bo'lishi mumkin bo'lgan umumiy nuqtai nazarga tayyor. Makroevolyutsiya va fenotipik plastiklik Plastiklik shuningdek, makroevolyutsiyani engillashtiradigan muhim mexanizm sifatida taklif qilingan. Buni kamida ikkita rejimda amalga oshirish mumkin: bir tomondan, plastmassa populyatsiya yangi muhitni egallab olganida xarakterning genetik assimilyatsiyasiga olib kelishi mumkin.
Genotip - aavb bilan keyingi farzandning tug'ilishi ehtimolini hisoblashni davom ettirishdan oldin, ularning farzandlarining genotiplarini aniqlash kerak. Bolalarning genotipida ikkita juftlikning mavjudligi retsessiv genlar (aa va cc) ikkala ota-onada ham a va b genlari borligini anglatadi. Shunday qilib, onaning genotiplari AaBb, otasi - aaBb bo'ladi.
Keyingi bolani ma'lum bir genotip bilan tug'ilish ehtimoli allaqachon qanday bolalar tug'ilishiga bog'liq emas. Shuning uchun, muammoni hal qilish, bu ko'k ko'zli chap qo'llarning juftligida tug'ilish ehtimolini aniqlash uchun kamayadi.
P AaBv x aaBv
r (aa) \u003d 1/2
Aa va aa genotiplari bilan odamlarni kesib o'tishda genotip AA paydo bo'lishi ehtimoli ½, Bb va Bb kesishganida genotip cc ning paydo bo'lishi ehtimoli ¼. Shuning uchun ushbu ikkita genotipni bitta organizmda uchratish ehtimoli ½ x ¼ \u003d 1/8 bo'ladi.
Javob beringKo'k ko'zli bolani tug'ish ehtimoli, asosan chap tomonga ega, 1/8 ga teng.
Ushbu texnikadan faqat oddiy muammolarni echish mahoratini to'liq qo'llash bilan foydalanish kerak.