MONOHYBRID KERESZTEK: MIBŐL ÁLLNAK, ÉS PÉLDÁK - BIOLÓGIA - 2026

A monohibrid kereszt a genetikában két olyan személy keresztezésére utal, amelyek egyetlen karakterben vagy tulajdonságban különböznek egymástól. Pontosabban fogalmazva, az egyéneknek két változata vagy "allélja" van a vizsgált tulajdonságnak.

Az e kereszt arányát megjósoló törvényeket Gregor Mendel, az osztrák naturista és szerzetes, a genetika atyjának is nevezték ki.

Forrás: Alejandro Porto, a Wikimedia Commons segítségével

A monohibrid kereszt első generációjának eredményei biztosítják a szülő organizmusok genotípusának megállapításához szükséges információkat.

Történelmi perspektíva

Az öröklési szabályokat Gregor Mendel hozta létre, köszönhetően a borsó (Pisum sativum) mint minta organizmusként alkalmazott ismert kísérleteinek. Mendel 1858 és 1866 között végezte kísérleteit, de évvel később fedezték fel őket.

Mendel előtt

Mendel előtt a korabeli tudósok úgy gondolták, hogy az öröklődés részecskéi (ma már tudjuk, hogy gének) folyadékokként viselkednek, és ezért megkeveredésük tulajdonsága volt. Például, ha veszünk egy pohár vörös bort és összekeverjük fehérborral, akkor rozé bort kapunk.

Ha azonban a szülői színeket (piros és fehér) szeretnénk helyreállítani, nem tudtunk. Ennek a modellnek az egyik lényeges következménye a variáció elvesztése.

Mendel után

Az öröklődésnek ezt a téves képét Mendel alkotásainak felfedezése után ketté vagy három törvényre osztották. Az első törvény vagy a szegregációs törvény monohibrid kereszteken alapul.

A borsóval végzett kísérletekben Mendel monohidrális kereszteket készített, figyelembe véve hét különböző karaktert: a magok színét, a hüvely textúráját, a szár méretét, a virágok helyzetét, egyebek mellett.

Az ezekben a keresztekben elért arányok vetették Mendelnek a következő hipotézist: a szervezetekben van néhány „tényező” (ma gének), amelyek ellenőrzik bizonyos jellemzők megjelenését. A test képes diszkrét módon továbbítani ezt az elemet nemzedékről generációra.

Példák

A következő példákban a genetika tipikus nómenklatúráját fogjuk használni, ahol a domináns alléleket nagybetűkkel, a recesszív kisbetűket képviselik.

Az allél egy gén alternatív változata. Ezek rögzített helyzetben vannak a kromoszómákban, úgynevezett lókuszoknak.

Így egy olyan organizmus, amelynek két allélja nagybetűkkel van ábrázolva, homozigóta domináns (például AA), míg két kicsi betű a homozigóta recessziót jelöli. Ezzel szemben a heterozigótát nagybetű képviseli, amelyet kisbetű követi: Aa.

Heterozigótákban a látható tulajdonság (a fenotípus) megfelel a domináns génnek. Vannak azonban olyan jelenségek, amelyek nem követik ezt a szabályt, az úgynevezett kodominance és hiányos dominancia.

Növények, fehér és lila virágokkal: első filial generáció

A monohibrid kereszt az egyedek közötti reprodukcióval kezdődik, amelyek egyik jellemzőjükben különböznek. Ha zöldségfélék, akkor önmegtermékenyítés útján fordulhat elő.

Más szavakkal, a keresztezés olyan szervezeteket érint, amelyeknek a tulajdonság két alternatív formája van (például vörös és fehér, magas vs. rövid). Az első kereszteződésben részt vevő személyeknek "szülő" nevet kaptak.

Hipotetikus példánkhoz két olyan növényt fogunk használni, amelyek a szirmok színében különböznek egymástól. A PP genotípus (homozigóta domináns) lila fenotípust eredményez, míg a pp (homozigóta recesszív) a fehér virág fenotípust ábrázolja.

A PP genotípusú szülő P-ivarsejteket termel. Hasonlóképpen, a pp egyéni ivarsejtek termelnek p ivarsejteket.

Maga a keresztezés magában foglalja e két ivarsejt egyesülését, amelynek utódok egyetlen esélye a Pp genotípus lesz. Ezért az utódok fenotípusa lila virágok lesz.

Az első kereszt utódait első filialistaként hívják. Ebben az esetben az első filialiszt nem kizárólag lila virágokkal rendelkező heterozigóta szervezetekből áll.

Az eredményeket általában grafikusan fejezik ki egy speciális diagram segítségével, amelyet Punnett négyzetnek hívnak, ahol az allélok minden lehetséges kombinációját megfigyelik.

Növények fehér és lila virágokkal: második generációs filial

Az leszármazottak kétféle ivarsejtet termelnek: P és p. Ezért a zigótát a következő események szerint lehet kialakítani: Hogy egy P-sperma találkozik egy P-pete-vel. A zigóta homozigóta PP domináns, a fenotípus lila virágok lesz.

Egy másik lehetséges forgatókönyv az, hogy egy P-sperma találkozik egy P-pete-vel. Ennek a keresztezésnek az eredménye ugyanaz lenne, ha egy P sperma megfelel egy P ovulusnak, mindkét esetben a kapott genotípus egy Pp heterozigóta, lila virág fenotípussal.

Végül lehetséges, hogy a sperma p találkozik petesejt p-vel. Ez utóbbi lehetőség magában foglal egy homozigóta recesszív pp-zigótát, és fehér virág fenotípust mutat.

Ez azt jelenti, hogy a két heterozigóta virág keresztezésénél a leírt négy lehetséges esemény közül három tartalmaz a domináns allél legalább egy példányát. Ezért minden megtermékenyítésnél 3: 4 esély van arra, hogy az utódok megszerezzék a P allélt, és mivel ez domináns, a virágok lila lesznek.

Ezzel szemben a megtermékenyítési folyamatokban 1: 4 esély van arra, hogy a zigóta örökli a két fehér fehérjét előállító p allélt.

Hasznosság a genetikában

A monohibrid keresztezéseket gyakran használják domináns kapcsolatok létrehozására egy érdeklődésre számot tartó gén két allélja között.

Például, ha egy biológus meg akarja tanulmányozni a nyulak állományában a fekete vagy fehér szőrmeket kódoló két allél közötti dominancia összefüggést, akkor valószínűleg szerszámként használja a monohibrid keresztet.

A módszertan magában foglalja a szülők közötti kereszteződést, ahol minden egyes ember homozigóta minden vizsgált tulajdonsághoz - például egy AA nyúl és egy másik aa.

Ha az ebben a keresztben nyert utódok homogének és csak egy karaktert fejeznek ki, akkor azt a következtetést lehet levonni, hogy ez a tulajdonság a domináns. Ha a keresztezést folytatjuk, akkor a második filialista egyének 3: 1 arányban jelennek meg, vagyis 3 egyed mutat ki domináns vs. 1 recesszív vonással.

Ez a 3: 1 fenotípusos arány Mendelian néven ismert felfedezője tiszteletére.

Irodalom

1. Elston, RC, Olson, J. M. és Palmer, L. (2002). Biostatisztikai genetika és genetikai járványtani kutatások. John Wiley & Sons.
2. Hedrick, P. (2005). A populációk genetikája. Harmadik kiadás. Jones és Bartlett Publishers.
3. Montenegro, R. (2001). Az emberi evolúciós biológia. Cordoba Nemzeti Egyetem.
4. Subirana, JC (1983). A genetika didaktikája. Editions Universitat Barcelona.
5. Thomas, A. (2015). Bemutatjuk a genetikát. Második kiadás. Garland Science, Taylor és Francis csoport.