МОНОХИБРИДНИ КРЪСТОВЕ: ОТ КАКВО СЕ СЪСТОЯТ И ПРИМЕРИ - БИОЛОГИЯ - 2026

А напречно monohybrid, по генетика, се отнася до преминаването на две лица, които се различават по един символ или черта. По-точно, индивидите притежават две вариации или „алели“ на характеристиката, която трябва да се изследва.

Законите, които предсказват пропорциите на това кръстосване, са изречени от австрийския натуралист и монах Грегор Мендел, известен също като бащата на генетиката.

Източник: От Алехандро Порто, чрез Wikimedia Commons

Резултатите от първото поколение на монохибриден кръст предоставят необходимата информация за извеждане на генотипа на родителските организми.

Историческа перспектива

Правилата за наследяване са установени от Грегор Мендел, благодарение на добре познатите му експерименти, използващи граха (Pisum sativum) като моделен организъм. Мендел извършва експериментите си между 1858 и 1866 г., но те са преоткрити години по-късно.

Преди Мендел

Преди Мендел учените от онова време смятали, че частиците (сега знаем, че са гени) по наследственост се държат като течности и затова имат свойството да се смесват. Например, ако вземем чаша червено вино и го смесим с бяло вино, ще получим вино розе.

Ако обаче искахме да възстановим родителските цветове (червено и бяло), не можахме. Едно от присъщите последствия на този модел е загубата на вариация.

След Мендел

Този погрешен възглед за наследството е отхвърлен след откриването на творбите на Мендел, разделени на два или три закона. Първият закон или закон на сегрегацията се основава на монохибридни кръстове.

В експериментите с грах Мендел направи поредица от монохибридни кръстове, като взе предвид седем различни знака: цвят на семената, текстура на шушулката, размер на стъблото, положение на цветята и др.

Пропорциите, получени в тези кръстове, накараха Мендел да предложи следната хипотеза: в организмите има няколко „фактора“ (сега гени), които контролират появата на определени характеристики. Тялото е способно да предава този елемент от поколение на поколение по дискретен начин.

Примери

В следващите примери ще използваме типичната номенклатура на генетиката, където доминиращите алели са представени с главни букви, а рецесивните - с малки букви.

Алел е алтернативен вариант на ген. Те са във фиксирани позиции върху хромозомите, наречени локуси.

По този начин организъм с два алела, представени с главни букви, е хомозиготна доминанта (АА, например), докато две малки букви обозначават хомозиготната рецесивна. За разлика от това, хетерозиготът е представен с главна буква, последван от малкия букв: Аа.

При хетерозиготите чертата, която можем да видим (фенотипът), съответства на доминиращия ген. Има обаче определени явления, които не следват това правило, известно като кодоминация и непълно господство.

Растения с бели и лилави цветя: първо синивно поколение

Монохибридният кръст започва с възпроизвеждане между индивиди, които се различават по една характеристика. Ако става въпрос за зеленчуци, това може да се случи чрез самооплождане.

С други думи, кръстосването включва организми, които притежават две алтернативни форми на черта (червено срещу бяло, високо срещу късо, например). Лицата, участващи в първото кръстосване, получават името "родителско".

За нашия хипотетичен пример ще използваме две растения, които се различават по цвета на венчелистчетата. PP генотипът (хомозиготен доминант) се превежда в лилав фенотип, докато рР (хомозиготен рецесивен) представлява фенотип на бялото цвете.

Родителят с генотипа на PP ще произведе P гамети. По същия начин гаметите на pp индивида ще произведат p гамети.

Самото кръстосване включва обединението на тези две гамети, чиято единствена възможност за потомство ще бъде генотипът на Pp. Следователно, фенотипът на потомството ще бъде лилави цветя.

Потомството на първия кръст е известно като първото синиално поколение. В този случай първото синьо поколение е съставено изключително от хетерозиготни организми с лилави цветя.

Резултатите обикновено се изразяват графично с помощта на специална диаграма, наречена квадрат на Punnett, където се наблюдава всяка възможна комбинация от алели.

Растения с бели и лилави цветя: второ поколение синяк

Потомците произвеждат два вида гамети: P и p. Следователно зиготата може да се образува според следните събития: Че P сперматозоид среща П яйцеклетка. Зиготата ще бъде хомозиготен PP доминиращ, а фенотипът ще бъде лилави цветя.

Друг възможен сценарий е, че Р сперматозоид среща П яйцеклетка. Резултатът от това кръстосване би бил един и същ, ако р сперматозоид срещне Р овул. И в двата случая полученият генотип е Pp хетерозиготен с фенотип на лилаво цвете.

И накрая, възможно е спермата p да срещне яйцеклетка p. Последната възможност включва хомозиготен рецесивен pp зигота и ще проявява фенотип на бяло цвете.

Това означава, че в кръстоска между две хетерозиготни цветя три от описаните четири възможни събития включват поне едно копие на доминиращия алел. Следователно, при всяко оплождане има вероятност 3 на 4. потомството да придобие алела Р. И тъй като той е доминиращ, цветята ще са лилави.

За разлика от тях, в процеса на оплождане има шанс 1 на 4 зиготата да наследи двата алела на р, които произвеждат бели цветя.

Полезност в генетиката

Монохибридните кръстове често се използват за установяване на доминиращи връзки между два алела на интересен ген.

Например, ако биолог иска да проучи доминиращата връзка между двата алела, които кодират черна или бяла козина в стадо зайци, той вероятно ще използва монохибридния кръст като инструмент.

Методиката включва кръстосването между родителите, при което всеки индивид е хомозиготен за всяка изследвана черта - например АА заек и друг аа.

Ако потомството, получено в този кръст, е хомогенно и изразява само един характер, се заключава, че тази черта е доминиращата. Ако кръстосването е продължено, индивидите от второто синьо поколение ще се появят в пропорции 3: 1, тоест 3 индивида, проявяващи доминиращия vs. 1 с рецесивната черта.

Това фенотипно съотношение 3: 1 е известно като "Менделиан" в чест на своя откривател.

Препратки

1. Elston, RC, Olson, JM, & Palmer, L. (2002). Биостатистична генетика и генетична епидемиология. John Wiley & Sons.
2. Хедрик, П. (2005). Генетика на населението. Трето издание. Джоунс и Бартлет издателство.
3. Черна гора, Р. (2001). Човешката еволюционна биология. Национален университет в Кордоба.
4. Subirana, JC (1983). Дидактика на генетиката. Издания Universitat Barcelona.
5. Томас, А. (2015). Въвеждане на генетика. Второ издание. Garland Science, Taylor & Francis Group.