Inhoud
- Erwt Plant Kenmerken Bestudeerd
- Erwtplantbestuiving
- Monohybrid versus Dihybrid Crosses
- Wet op segregatie
- Mendels tweede experiment
- Mendels Law of Independent Assortiment: definitie en uitleg
- Dihybrid Punnett Square: Voorbeeld van wet van onafhankelijk assortiment
- Onafhankelijk assortiment versus gekoppelde genen
Gregor Mendel staat bekend als de vader van de moderne genetica. Hij bracht zijn carrière door als een Augustijnse monnik met een onwaarschijnlijke passie voor het bestuderen van erfelijke eigenschappen, en hij groeide en bestudeerde tot 29.000 erwtplanten tussen 1856 en 1863.
In Mendels eerste beroemde serie experimenten richtte hij Mendels op wet van segregatie, die vandaag stelt dat elke gameteof geslachtscel, is waarschijnlijk ook een gegeven ontvangen allel van de ouder. (Een allel is een variant van een gen; elk gen heeft meestal twee, zoals R voor ronde zaden in erwtenplanten en r voor gerimpelde zaden.)
Voortbouwend op dit werk begon Mendel vervolgens met het demonstreren van de wet van onafhankelijk assortimentwaarin staat dat verschillend genen beïnvloeden elkaar niet bij het sorteren van allelen in gameten. Er zijn enkele uitzonderingen op de regel, zoals zal worden beschreven.
Erwt Plant Kenmerken Bestudeerd
Mendel begon zijn werk door zeven kenmerken van erwtenplanten te onderzoeken waarvan hij merkte dat ze in twee verschillende varianten voorkomen:
Erwtplantbestuiving
Erwtenplanten kunnen zelfbestuiven, een eigenschap die Mendel in zijn werk aan onafhankelijk assortiment moest vermijden omdat hij specifiek naar de erfelijkheid van meerdere kenmerken keek. Hij gebruikte het daarom vooral kruisbestuivingof reproductie tussen verschillende planten.
Dit gaf Mendel controle over de specifieke genetische inhoud van de planten die hij in de loop van de tijd kweekte, omdat hij zeker kon zijn van de specifieke samenstelling van beide ouders, uit wat zijn experimenten ook bleken te bestaan.
Monohybrid versus Dihybrid Crosses
In zijn vroege experimenten gebruikte Mendel zelfbestuiving om zijn erwtenplanten te kweken voor slechts één eigenschap (bijvoorbeeld zaadkleur). Hij deed dit met behulp van een monohybride kruis, dat is het kweken van twee planten met een identiek hybride genotype, zoals Rr.
Deze planten maakten deel uit van de F1-generatie, waarbij de ouderlijke (P) erwtenplanten in elk geval de genotypes RR en rr hadden. De kruising van F1-planten met elkaar levert een F2-generatie op.
EEN dihybride kruis liet Mendel de overerving van twee eigenschappen tegelijkertijd onderzoeken, zoals zaadvorm en peulkleur. Deze planten waren kruisen tussen ouders die kopieën van beide allelen voor elke eigenschap hadden en daarom genotypen van de vorm RrPp hadden.
Wet op segregatie
Omdat Mendel aan zijn monohybride kruisen zag dat elk gamete even waarschijnlijk een bepaald kenmerk van de ouder zou krijgen, waardoor de wet van segregatie, voorspelde hij dat dit zich tegelijkertijd in meerdere eigenschappen zou manifesteren.
Mendel voorspelde door naar deze gegevens te kijken dat de erfenis van het ene kenmerk geen invloed had op het erfgoed van een ander, maar hij moest nog wat werk verzetten om dit te bevestigen.
Mendels tweede experiment
Mendel gebruikte nu zijn erwtenplanten om de resultaten van dihybride kruisen te beoordelen in plaats van monohybride kruisen. Dit stelde hem in staat om de erfenis te bepalen van meerdere kenmerken geassocieerd met meerdere genen.
Mendel voorspelde dat als kenmerken onafhankelijk van elkaar werden geërfd, deze kruisen zouden de vier mogelijke combinaties van de twee eigenschappen produceren (bijvoorbeeld voor zaadvorm en zaadkleur, rondgeel, rondgroen, gerimpeld geel, gerimpeld groen) in een vaste fenotypische verhouding van 9:3:3:1, in een bepaalde volgorde. Dat deden ze, rekening houdend met kleine statistische schommelingen.
Mendels Law of Independent Assortiment: definitie en uitleg
De wet van onafhankelijk assortiment stelt dat de allelen van twee (of meer) verschillende genen onafhankelijk van elkaar worden gesorteerd tijdens de vorming van gameten, wat betekent dat allelen elkaar of hun erfelijkheid niet beïnvloeden.
Zonder bepaalde eigenaardigheden van chromosomaal gedrag zou deze wet waarschijnlijk onder alle omstandigheden gelden. Maar verschillende eigenschappen zijn in feite soms samen geërfd, zoals je zult zien.
Dihybrid Punnett Square: Voorbeeld van wet van onafhankelijk assortiment
In een dihybride Punnett-vierkant worden alle mogelijke allelcombinaties van ouders met identieke genotypen voor twee eigenschappen in een raster geplaatst. Deze combinaties zijn van de vorm AB, Ab, aB en ab. Het raster heeft dus zestien vierkanten en de rij- en kolomkoppen zijn vier over en vier naar beneden, gemarkeerd met de bovenstaande combinaties.
Wanneer meer dan twee eigenschappen tegelijkertijd worden onderzocht, begint het gebruik van een Punnett-vierkant erg omslachtig te worden. Een trihybride kruis zou bijvoorbeeld een acht-bij-acht-raster vereisen, dat zowel tijdrovend als ruimtebesparend is.
Onafhankelijk assortiment versus gekoppelde genen
Diybride kruisresultaten van Mendels werden perfect toegepast op erwtplanten, maar verklaren erfelijkheid in andere organismen niet volledig. Dankzij wat tegenwoordig bekend is over chromosomen, kunnen de variaties van de wet van onafhankelijk assortiment die in de loop van de tijd zijn waargenomen, worden verklaard door wat bekend staat als genkoppeling.
Een proces vindt vaak plaats in gametevorming genaamd genetische recombinatie, waarbij kleine stukjes homologe chromosomen worden uitgewisseld. Op deze manier worden genen die fysiek dicht bij elkaar staan, samen getransporteerd wanneer een bepaalde vorm van recombinatie optreedt, waardoor bepaalde gekoppelde genen erfelijk in groepen.
Gerelateerde onderwerpen: