תוֹכֶן
- ירושה של מנדליאן עובדת טוב במצבים פשוטים
- ירושה, הסבר ודוגמא שאינם מנדליים
- הגדרת גנוטיפ ופנוטיפ
- צאצאים הטרוזיגוטיים יכולים לייצר פנוטיפ ביניים
- הסבר כיצד פועלת דומיננטיות לא מושלמת
- הגדרת ירושה פולגנית עוסקת בהשפעות גנים ואלל מרובות
- דוגמאות לדומיננטיות שלמה
אורגניזמים מתקדמים כמו בעלי חיים מקבלים שני קבוצות של גנים עם קבוצה אחת מכל הורה. ואילו האוברול קוד גנטי זהה, להורים יש לעתים קרובות גרסאות שונות של אותו הגן. כתוצאה מכך, הקוד הגנטי שיורש עשוי להכיל עותקים של שתי הגרסאות; אחד יכול להיות דומיננטי ואילו האחר יכול להיות רצסיבי.
כאשר גן בודד מייצר תכונה מסוימת באורגניזם, ירושה מנדלית חלים כללים. הם הוצעו לראשונה על ידי הנזיר האוסטרי גרגור מנדל במאה ה -19 ומפרטים כיצד גנים יחידים עוברים בירושה בעזרת כמה כללים פשוטים. מנדל עבד עם צמחי אפונה והגדיר אללים דומיננטיים ורססיביים.
עם זאת, רוב מאפייני האורגניזם אינם מיוצרים על ידי גן יחיד. במקום זאת, גנים רבים משפיעים על מאפיין, וכמה גנים משפיעים על מספר תכונות אורגניזם. מכיוון שכללים פשוטים של מנדלס אינם חלים במקרים כאלה, ירושה שאינה מנדלית עוסק בתהליכים מורכבים אלה. איפה שמנדל הניח שאחת משתי הגרסאות של גן הייתה דומיננטית, הירושה הלא-מנדליתית מקבלת שבמקרים מסוימים הדומיננטיות אינה שלמה.
ירושה של מנדליאן עובדת טוב במצבים פשוטים
גרגור מנדלס עובד עם צמחי אפונה המתמקדים בתכונות נצפות כמו צבע פרחים וצורת תרמיל. מנדל ניסה לקבוע אילו גנים מייצרים פרחים סגולים ולבנים ותכונות אחרות של צמחי אפונה. הוא בחר בתכונות שנבעו בעיקר מגן בודד; כתוצאה מכך הוא הצליח להסביר את הירושה במילים פשוטות.
מסקנותיו העיקריות היו כדלקמן:
בירושה מדליאנית נקראות שתי גרסאות הגנים שירשו מההורים אללים. אללים יכולים להיות דומיננטיים או רצסיביים. לאדם שיש לו אלאל דומיננטי אחד או שניים, תהיה התכונה המקודדת על ידי הגן הדומיננטי.
עבור אנשים עם שני אללים רצסיביים, התכונה הרססיבית תופיע. לדברי מנדל, נוכחותם או היעדרם של גנים בודדים ואללים שלהם הסבירו אילו תכונות הוצגו בצמחי האפונה.
ירושה, הסבר ודוגמא שאינם מנדליים
לפני מנדל, מרבית המדענים חשבו שמאפשרים לתאר תכונות תערובת של תכונות ההורים. הבעיה הייתה שלעתים קרובות לילדים לא היה תערובת כזו, כמו כאשר הורה כחול-עיניים והורה חום-עיניים ייצרו ילד כחול-עיניים.
מנדל הציע שתכונות הן תוצאה של נוכחות או חסר של אלל דומיננטי. התיאוריה שלו עדיין מתאימה לתכונות המיוצרות על ידי גן בודד.
לדוגמא, מנדל הוכיח שצמחי אפונה עם הורה קצר וארוך אינם מייצרים צמחים באורך בינוני אלא רק צמחים קצרים או ארוכים. צמחים שהיו להורה אחד עם חלקה והורה אחד עם תרמילים מקומטים לא ייצרו תרמילים מקומטים מעט אלא תרמילים מקומטים או חלקים.
היה אין תערובת של תכונות.
עם זאת, רוב התכונות מיוצרות על ידי גנים מרובים. לדוגמא, ישנם צמחים רבים עם מגוון אורכים, לא רק צמחים קצרים וארוכים. כאשר צמח קצר וארוך מייצר צמח באורך ביניים, זה צריך להיות בגלל השפעתם של גנים מרובים או חוסר שליטה מוחלטת על ידי הגן הדומיננטי.
ירושה מסוג זה נקראת ירושה לא-מנדלית.
הגדרת גנוטיפ ופנוטיפ
האוסף הכולל של גנים של אורגניזמים הוא גנוטיפ בעוד שאוסף התכונות הניתנות לצפייה המיוצר על ידי הגנוטיפ נקרא פנוטיפ. פנוטיפים מבוססים על הגנוטיפ אך יכולים להיות מושפעים מגורמים סביבתיים והתנהגות האורגניזם.
לדוגמא, לצמח עשוי להיות הגנוטיפ לגידול גבוה ושיח, אך אם הוא גדל באדמה ענייה, הוא עשוי להיות קטן ודליל.
אורגניזמים שיש בהם שני אללים דומיננטיים או רצסיביים הם הומוזיגוטי עבור אותו גן ואילו אלה שיש להם אלל דומיננטי ורססיבי הם הטרוזיגוטי. זה הופך להיות חשוב בירושה שאינה מנדלית מכיוון שאורגניזמים הומוזיגוטיים מבטאים גנים ברורים של שני האללים הדומיננטיים או הרססיביים ומציגים את הפנוטיפ המקביל.
באורגניזמים הטרוזיגוטים עם אלל דומיננטי ורססיבי, הקשר הדומיננטי / הרססיבי עשוי להיות לא שלם, ושני האללים עשויים לבוא לידי ביטוי במידה משתנה.
גורמים מלבד הגנוטיפ המשפיעים על הפנוטיפ כוללים את הדברים הבאים:
יחסי הגומלין בין אללים דומיננטיים ורססיביים בשילוב עם הגורמים הסביבתיים מייצרים את הפנוטיפ מהגנוטיפ המקורי.
צאצאים הטרוזיגוטיים יכולים לייצר פנוטיפ ביניים
האופי המורכב של ירושה שאינה מנדלית מבוסס על העובדה שתכונות רבות הן תוצאה של השפעות מגנים רבים, גורמים סביבתיים והתנהגות אורגניזם. בנוסף להשפעות אלה, אללים של גן יכולים לייצר פנוטיפים שונים בגלל ארבעת המנגנונים הבאים:
כאשר קיימת דומיננטיות לא מושלמת עבור תכונה מסוימת, צאצאים הטרוזיגוטיים עשויים להכיל תערובת של תכונות הוריהם ולהציג פנוטיפ ביניים. אצל בני אדם צבע העור הוא דוגמא לדומיננטיות לא שלמה מכיוון שהגנים האחראיים לייצור המלנין ועור בהיר או כהה אינם יכולים לבסס דומיננטיות.
כתוצאה מכך, לעיתים קרובות יש לצאצאים צבע עור שנמצא בין גווני העור של ההורים.
הסבר כיצד פועלת דומיננטיות לא מושלמת
למנגנון הדומיננטיות הלא שלמה השפעות מעט שונות כאשר הוא מופיע בגנים בודדים לעומת גנוטיפ מרובי-גנים, או פוליגניים.
הבדלים אפשריים בפנוטיפים הנובעים מגנים בעלי דומיננטיות לא שלמה כוללים את הווריאציות הבאות:
כתוצאה מווריאציות אלה, דומיננטיות לא שלמה יכולה לגרום ל מגוון גדול של פנוטיפים ויכולים לעזור להסביר את השונות המתמשכת של תכונות רבות.
מנדל לא ציין דומיננטיות שלמה בניסויים שלו עם צמחי אפונה, אולם מנגנוני ירושה לא-מנדליים, כולל דומיננטיות לא שלמה, שכיחים יותר מירושה של מנדליאנית.
הגדרת ירושה פולגנית עוסקת בהשפעות גנים ואלל מרובות
תכונות בודדות המושפעות מגנים מרובים מועברות לצאצאים דרך ירושה פוליגנית. צבע אצל בעלי חיים הוא לרוב פוליגני, וכל גן תורם מעט ליצירת הפנוטיפ הסופי הכולל. בתוך גנים, יש הבדל נוסף בין אללים, כאשר כל זוג האללים מביא פוטנציאל לארבע תרומות שונות כמו גם וריאציות עקב דרגות דומיננטיות וביטוי גנים.
עם כל כך הרבה גורמים, קשה לפתח תמונה מדויקת כיצד נוצרת תכונה ואילו גנים ואללים תורמים. זוגות האללים נמצאים תמיד באותו מיקום או לוקוס בכרומוזום, אך קשה יותר למצוא את הגנים עצמם.
גן תורם יכול להיות גן מקושר בקרבת הכרומוזום, או שהוא יכול להיות בקצה השני. חלק מהגנים התורמים עשויים להיות על כרומוזומים אחרים, והם עשויים לבוא לידי ביטוי רק בנסיבות מסוימות.
השפעות פוליגניות על תכונה יכולה לכלול את הדברים הבאים:
כל האפשרויות הללו חלות על כל אחד מהגנים של התכונה שיש השפעות גנטיות מרובות. ניתן לתאר את הפנוטיפ המתקבל בפירוט, אך לעיתים קרובות ההשפעות הגנטיות הבסיסיות פחות ברורות.
דוגמאות לדומיננטיות שלמה
בעוד שכללי מנדלס לירושה של אללים הם בדרך כלל נכונים ואף עובדים ברמה האללית עבור תכונות עם גנים מרובים, הכללים לירושה של שלם תכונות פוליגניות הרבה יותר מסובכים. תכונות פולוגניות מושפעות מגורמים רבים המשפיעים על ביטוי גנים וחדירות.
דוגמאות אופייניות אצל בני אדם כוללות את הדברים הבאים:
השונות בתכונות הפוליגניות עוזרת להסביר את ההבדלים העצומים בפנוטיפים שנמצאים באורגניזמים מתקדמים כולל בני אדם. במקום שגן יחיד יביא לתכונה ספציפית, המנגנונים המורכבים של ירושה פוליגנית הכוללת דומיננטיות לא שלמה הם בשורש מגוון מאפיינים מגוונים.