Dominantan gen je odgovoran za definiranje „dominantne” obilježja fenotipa u pojedincima. Izraz "fenotip" odgovara skupu svih karakteristika koje se mogu promatrati, mjeriti i kvantificirati u živom organizmu. Karakteristika izražena iz dominantnog gena bit će ona koja se može najčešće primijetiti u određenoj populaciji.
Na primjer, u populacijama medvjeda grizli, tamno smeđe krzno se dobiva iz ekspresije dominantnog gena, dok crvenkasto krzno dolazi iz ekspresije recesivnog gena. Stoga je mnogo češće promatrati jedinke smeđeg krzna nego crvenkaste boje u populaciji medvjeda.
Primjer dominantnih gena: tamno smeđe krzno medvjeda Grizzlyja (Izvor: Gregory "Slobirdr" Smith putem Wikimedia Commonsa)
Izraz "dominantan" prvi je put upotrijebio, u kontekstu klasifikacije fenotipa, monah Gregor Mendel 1856. godine u opisu svog rada s biljkama graška. Mendel je poznat kao otac moderne genetike.
Mendel je utvrdio da je ljubičasti fenotip u cvjetovima graška dominantan nad bijelim fenotipom. To je opazio prilikom pravljenja križanja biljaka graška s ljubičastim cvjetovima s biljkama s bijelim cvjetovima.
Ono što Mendel nije mogao utvrditi jest da je taj dominantni purpurni fenotip nastao iz dominantnog gena.
Genetski principi
Mendel je u svojim eksperimentima primijetio da fenotipove prenose "faktori" koji su pronađeni u parovima kod svakog pojedinca. Ti su "faktori" sada poznati kao geni koji mogu biti dominantni ili recesivni.
Geni su temeljne jedinice nasljednosti. Prije našeg vremena riječ "gen" koristila se za označavanje segmenta DNK koji je sadržavao informacije potrebne za kodiranje proteina. Međutim, danas se zna da je to puno više od toga.
U Mendelovim eksperimentima, jedna je biljka koja je djelovala kao roditelj nosila dva dominantna gena, dok je druga biljka s kojom je križala imala dva recesivna gena; drugim riječima, Mendel je radio s dominantnim i recesivnim homozigotnim (homo = jednakim) biljkama.
Kada je ovaj istraživač napravio križeve roditelja i dobio prvu generaciju (F1), sve rezultirajuće biljke su bile heterozigotne (hetero = različite), to jest, svaka pojedina osoba naslijedila je jedan gen od svake vrste roditelja, jedan dominantan i jedan recesivan.,
Međutim, sve biljke koje pripadaju populaciji F1 imale su ljubičasto cvijeće, za što se danas zna da je posljedica dominacije ljubičaste boje nad bijelom bojom.
Gregor Mendel je ovaj fenomen "dominacije" protumačio kao da je izraz jednog od određujućih "faktora" fenotipa maskirao izraz drugog.
Metode ispitivanja
Trenutno se metoda proučavanja dominantnih gena sastoji od križanja između jedinki iste vrste, budući da, slijedeći Mendelove zakone nasljeđivanja, geni mogu predstaviti alternativne oblike koji utječu na fenotip.
Mendel je alternativne oblike gena (za svaki morfološki lik) nazvao " alelima ". Alele mogu konfigurirati boju cvijeća, oblik sjemena, oblike lišća, boju krzna medvjeda grizlija, pa čak i boju očiju kod ljudi (kao i mnoge druge karakteristike koje ne možemo vidjeti.).
Kod ljudi i većine životinja, svaku osobinu koja se prenosi nasljeđivanjem kontroliraju dva alela jer su oni diploidni organizmi. Diploidno stanje je da sve stanice imaju dva seta autosomnih kromosoma.
Kromosomi su struktura proteinskih i nukleinskih kiselina u kojima se nalazi većina genetskih podataka pojedinaca. To su visoko organizirane strukture i vide se samo jasno definirane tijekom stanične mitoze (podjele).
Pojedinci koji se razmnožavaju u populaciji djeluju kao "vozila" koja "ovjekovječuju" različite alele (dominantne i recesivne gene) koji se mogu naći u kromosomima te populacije.
Čimbenici koji utječu na genetsku dominaciju
Nisu sve osobine koje ovise o dominantnim genima točno slijede obrazac nasljeđivanja koji je otkrio Mendel. Mnogi geni imaju nepotpunu dominaciju, to znači da je kod heterozigotnih osoba s tim genima izvedeni fenotip intermedijarni.
Primjer za to su karanfili. Karanfili koji imaju dva gena za bijelu boju izražavaju bijelu boju. Međutim, karanfili koji nose gene za bijelu i crvenu boju izražavaju boju izvedenu iz oba alela, to jest ružičasta.
Primjer nepotpune dominacije (Izvor: Sciencia58 putem Wikimedia Commonsa)
Druga vrlo česta varijacija je genetska kodominacija. Kad je pojedinac heterozigotan (posjeduje recesivni gen i dominantan gen), on izražava osobine izvedene iz oba gena.
Takav je slučaj s krvnim skupinama kod ljudi. Geni za krvnu skupinu O su recesivni, geni za krvne grupe A i B su kodominantni. Stoga su geni A i B dominantni nad genom tipa O.
Dakle, osoba koja nasljeđuje alele A i alele B ima krvnu skupinu tipa AB.
Primjeri
Općenito, produkt fenotipa dominantnih gena dvostruko je češći od fenotipa recesivnih gena, jer, analizirajući fenotipske osobine kao jedan gen, dobivamo da:
Dominantni gen + Dominantni gen = Dominantni fenotip
Dominantni gen + recesivni gen = dominirajući fenotip
Recesivni gen + recesivni gen = recesivni fenotip
Međutim, recesivni geni mogu biti prisutni u populaciji s vrlo visokim frekvencijama.
Boja očiju je primjer dominantnih i recesivnih gena. Ljudi sa fenotipom svijetlog oka proizvod su recesivnih gena, dok su ljudi s fenotipom tamnih očiju proizvod dominantnih gena.
U Skandinaviji većina ljudi ima svjetlo oči, pa kažemo tada da su recesivni geni za svjetlo oči mnogo češći i češći od dominantnih gena za tamnu boju očiju.
Dominantni aleli nisu bolji od recesivnih alela, ali mogu imati posljedice na fitness (reproduktivnu učinkovitost) pojedinaca.
Reference
- Anreiter, I., Sokolowski, HM, & Sokolowski, MB (2018). Međusobna povezanost gena - okoline i individualne razlike u ponašanju. Um, mozak i obrazovanje, 12 (4), 200-211.
- Griffiths, AJ, Miller, JH, Suzuki, DT, Lewontin, RC, i Gelbart, WM (2000). Mendelovi pokusi. Uvod u genetsku analizu. 7. izdanje. WH Freeman.
- Herrera - Estrella, L., De Block, M., Messens, EHJP, Hernalsteens, JP, Van Montagu, M., & Schell, J. (1983). Himerni geni kao dominantni selektivni markeri u biljnim stanicama. EMBO časopis, 2 (6), 987-995.
- Mendel, G. (2015). Eksperimenti u samostanskom vrtu. Američki zoolog, 26 (3), 749-752.
- Nakagawa, Y., i Yanagishima, N. (1981). Recesivni i dominantni geni koji kontroliraju inducibilnu seksualnu agglutinabilnost u bakteriji Saccharomyces cerevisiae. Molekularna i opća genetika MGG, 183 (3), 459-462