MONOHIDRIČNI KRIŽEVI: OD ČEGA SE SASTOJE I PRIMJERI - BIOLOGIJA - 2026

Monohybrid križ, u genetici, odnosi se na križanju dviju osoba koje se razlikuju po jedan znak ili osobina. Preciznije rečeno, pojedinci posjeduju dvije varijacije ili "alele" karakteristike koja se proučava.

Zakone koji predviđaju proporcije ovog križa nagovijestio je austrijski prirodoslovac i monah, Gregor Mendel, također poznat kao otac genetike.

Izvor: Autor Alejandro Porto, putem Wikimedia Commonsa

Rezultati prve generacije monohidričnog križa daju potrebne informacije za zaključivanje genotipa roditeljskih organizama.

Povijesna perspektiva

Pravila nasljeđivanja uspostavio je Gregor Mendel zahvaljujući svojim dobro poznatim eksperimentima koji koriste grašak (Pisum sativum) kao uzorni organizam. Mendel je izveo svoje eksperimente između 1858. i 1866., ali su ponovno otkriveni godinama kasnije.

Prije Mendela

Prije Mendela, znanstvenici tog vremena mislili su da se čestice (za koje sada znamo da su geni) nasljednosti ponašaju se poput tekućina, i stoga su imale svojstvo miješanja. Na primjer, ako uzmemo čašu crvenog vina i pomiješamo je s bijelim vinom, dobit ćemo rosé vino.

Međutim, ako smo željeli vratiti roditeljske boje (crvenu i bijelu), nismo uspjeli. Jedna od suštinskih posljedica ovog modela je gubitak varijacije.

Nakon Mendela

Taj pogrešan pogled na nasljednost odbačen je nakon otkrića Mendelovih djela, podijeljenih u dva ili tri zakona. Prvi zakon ili zakon segregacije temelji se na monohidričnim križima.

U eksperimentima s graškom Mendel je napravio niz monohibridnih križeva uzimajući u obzir sedam različitih znakova: boju sjemena, teksturu mahuna, veličinu stabljike, položaj cvijeća, među ostalim.

Omjer dobiven na tim križevima natjerao je Mendel da predloži sljedeću hipotezu: u organizmima postoji nekoliko "faktora" (sada gena) koji kontroliraju pojavu određenih karakteristika. Tijelo je sposobno na diskretan način prenositi ovaj element iz generacije u generaciju.

Primjeri

U sljedećim ćemo primjerima koristiti tipičnu genetičku nomenklaturu gdje su dominantni aleli predstavljeni velikim slovima, a recesivni malim slovima.

Alel je alternativna varijanta gena. Nalaze se u fiksnom položaju na kromosomima, zvanim lokusi.

Dakle, organizam s dva alela predstavljena velikim slovima homozigotna je dominantna (AA, na primjer), dok dva mala slova označavaju homozigotnu recesivu. Suprotno tome, heterozigota je predstavljena velikim slovom, a slijedi mala slova: Aa.

Kod heterozigota svojstvo koje možemo vidjeti (fenotip) odgovara dominantnom genu. Međutim, postoje određene pojave koje ne slijede ovo pravilo, poznate kao kodominantnost i nepotpuna dominacija.

Biljke s bijelim i ljubičastim cvjetovima: prva rodna generacija

Monohibridni križ započinje reprodukcijom među pojedincima koji se razlikuju u jednoj karakteristici. Ako je povrće, može se dogoditi samoplodnom gnojidbom.

Drugim riječima, križanje uključuje organizme koji imaju dva alternativna oblika svojstva (na primjer, crvena na bijelo, visoka u odnosu na kratku). Pojedincima koji sudjeluju u prvom križanju dodijeljeno je ime "roditeljski".

Za svoj hipotetski primjer upotrijebit ćemo dvije biljke koje se razlikuju u boji latica. PP genotip (homozigotni dominantni) prevodi se u purpurni fenotip, dok pp (homozigotni recesivni) predstavlja fenotip bijelog cvijeta.

Roditelj s PP genotipom će proizvesti P gamete. Slično tome, gamete pp pojedinaca proizvode p p gamete.

Sam križanje uključuje sjedinjenje ove dvije gamete, čija će jedina mogućnost potomstva biti genotip Pp. Stoga će fenotip potomstva biti ljubičasto cvijeće.

Potomci prvog križa poznati su kao prva sinovska generacija. U ovom slučaju, prva sinovska generacija sastoji se isključivo od heterozigotnih organizama s ljubičastim cvjetovima.

Rezultati su općenito grafički izraženi pomoću posebnog dijagrama zvanog Punnettov kvadrat, gdje se opaža svaka moguća kombinacija alela.

Biljke s bijelim i ljubičastim cvjetovima: filijal druge generacije

Potomci proizvode dvije vrste gameta: P i p. Stoga se zigota može formirati prema sljedećim događajima: Da se P sperma susreće s P jajašcem. Žigota će biti homozigotna PP dominantna, a fenotip će biti ljubičasto cvijeće.

Drugi mogući scenarij je da se P sperma susreće s P jajašcem. Rezultat ovog križanja bio bi isti ako se P sperma susreće s P ovulom.U oba slučaja rezultirajući genotip je Pp heterozigota s fenotipom ljubičastog cvijeta.

Napokon, moguće je da se spermatozoid p susreće sa jajnikom p. Potonja mogućnost uključuje homozigotnu recesivnu pp zigotu i pokazat će fenotip bijelog cvijeta.

To znači da, u križanju između dva heterozigota cvijeta, tri od četiri opisana moguća događaja uključuju barem jedan primjerak dominantnog alela. Stoga, pri svakoj oplodnji postoji vjerojatnost 3 u 4 da će potomstvo steći alel P. I budući da je dominantan, cvjetovi će biti ljubičaste boje.

Suprotno tome, u postupcima oplodnje postoji vjerojatnost od 1 do 4 da će zigota naslijediti dva p alova koji stvaraju bijele cvjetove.

Korisnost u genetici

Monohidrični križevi često se koriste za uspostavljanje dominantnih odnosa između dva alela gena koji nas zanima.

Na primjer, ako biolog želi proučiti odnos dominacije između dvaju alela koji koduju crno ili bijelo krzno u stadu zečeva, vjerojatno će monohidrični križ koristiti kao oruđe.

Metodologija uključuje križanje između roditelja, pri čemu je svaki pojedinac homozigotan za svaku proučenu osobinu - na primjer, AA zec i drugi aa.

Ako su potomci dobiveni ovim križem homogeni i izražavaju samo jedan lik, zaključuje se da je ta osobina dominantna. Ako se križanje nastavi, pojedinci druge generacije filijala pojavit će se u proporcijama 3: 1, odnosno, 3 jedinke koje pokazuju dominantni vs. 1 s recesivnom osobinom.

Ovaj fenotipski omjer 3: 1 poznat je kao "Mendelian" u čast svog otkrivača.

Reference

1. Elston, RC, Olson, JM, i Palmer, L. (2002). Biostatistička genetika i genetska epidemiologija. John Wiley & Sinovi.
2. Hedrick, P. (2005). Genetika stanovništva. Treće izdanje. Jones i Bartlett Publishers.
3. Crna Gora, R. (2001). Ljudska evolucijska biologija. Nacionalno sveučilište u Kordobi.
4. Subirana, JC (1983). Didaktika genetike. Izdanja Universitat Barcelona.
5. Thomas, A. (2015). Predstavljamo genetiku. Drugo izdanje. Garland Science, Taylor & Francis Group.