MONOHYBRIDE KRUISEN: WAARUIT ZE BESTAAN ​​EN VOORBEELDEN - BIOLOGIE - 2026

Een monohybride kruising , in de genetica, verwijst naar de kruising van twee individuen die verschillen in een enkel karakter of kenmerk. In meer precieze bewoordingen hebben individuen twee variaties of "allelen" van het te bestuderen kenmerk.

De wetten die de verhoudingen van dit kruis voorspellen, werden verkondigd door de Oostenrijkse natuuronderzoeker en monnik Gregor Mendel, ook wel bekend als de vader van de genetica.

Bron: door Alejandro Porto, via Wikimedia Commons

De resultaten van de eerste generatie van een monohybride kruising verschaffen de nodige informatie om het genotype van de ouderorganismen af ​​te leiden.

Historisch perspectief

De regels voor overerving werden vastgesteld door Gregor Mendel, dankzij zijn bekende experimenten met de erwt (Pisum sativum) als modelorganisme. Mendel voerde zijn experimenten uit tussen 1858 en 1866, maar ze werden jaren later herontdekt.

Voordat Mendel

Vóór Mendel dachten de wetenschappers van die tijd dat de deeltjes (nu we weten dat het de genen zijn) van erfelijkheid zich gedroegen als vloeistoffen en daarom de eigenschap hadden om te mengen. Als we bijvoorbeeld een glas rode wijn nemen en dit mengen met witte wijn, krijgen we roséwijn.

Als we echter de ouderlijke kleuren (rood en wit) wilden herstellen, konden we dat niet. Een van de intrinsieke consequenties van dit model is het verlies aan variatie.

Naar Mendel

Deze verkeerde kijk op erfelijkheid werd verworpen na de ontdekking van Mendel's werken, verdeeld in twee of drie wetten. De eerste wet of wet van segregatie is gebaseerd op monohybride kruisen.

In de experimenten met erwten maakte Mendel een reeks monohybride kruisen waarbij rekening werd gehouden met zeven verschillende karakters: kleur van de zaden, textuur van de peul, grootte van de stengel, positie van de bloemen, onder andere.

De verhoudingen die bij deze kruisen werden verkregen, brachten Mendel ertoe de volgende hypothese voor te stellen: in organismen zijn er een aantal "factoren" (nu genen) die het uiterlijk van bepaalde kenmerken bepalen. Het lichaam is in staat om dit element op een discrete manier van generatie op generatie over te brengen.

Voorbeelden

In de volgende voorbeelden zullen we de typische nomenclatuur van genetica gebruiken, waarbij de dominante allelen worden weergegeven door hoofdletters en de recessieve allelen door kleine letters.

Een allel is een alternatieve variant van een gen. Deze bevinden zich op vaste posities op de chromosomen, loci genaamd.

Een organisme met twee allelen vertegenwoordigd door hoofdletters is dus een homozygote dominante (AA, bijvoorbeeld), terwijl twee kleine letters het homozygote recessieve aanduiden. De heterozygoot daarentegen wordt weergegeven door de hoofdletter, gevolgd door de kleine letters: Aa.

Bij heterozygoten komt de eigenschap die we kunnen zien (het fenotype) overeen met het dominante gen. Er zijn echter bepaalde verschijnselen die niet aan deze regel voldoen, bekend als codominantie en onvolledige dominantie.

Planten met witte en paarse bloemen: eerste generatie kinderen

Een monohybride kruising begint met reproductie tussen individuen die op één kenmerk verschillen. Als het groenten zijn, kan het gebeuren door zelfbevruchting.

Met andere woorden, de kruising omvat organismen die twee alternatieve vormen van een eigenschap bezitten (bijvoorbeeld rood versus wit, lang versus kort). De personen die deelnemen aan de eerste kruising krijgen de naam "ouderlijk" toegewezen.

Voor ons hypothetische voorbeeld gebruiken we twee planten die verschillen in de kleur van de bloembladen. Het PP (homozygoot dominante) genotype vertaalt zich in een paars fenotype, terwijl het pp (homozygoot recessief) het fenotype van witte bloemen vertegenwoordigt.

De ouder met het PP-genotype zal P-gameten produceren. Evenzo zullen de gameten van het pp-individu p-gameten produceren.

De kruising zelf omvat de vereniging van deze twee gameten, waarvan de enige mogelijkheid van nakomelingen het Pp-genotype is. Daarom zal het fenotype van de nakomelingen paarse bloemen zijn.

Het nageslacht van de eerste kruising staat bekend als de eerste kindergeneratie. In dit geval is de eerste generatie van kinderen uitsluitend samengesteld uit heterozygote organismen met paarse bloemen.

Resultaten worden over het algemeen grafisch weergegeven met behulp van een speciaal diagram, een Punnett-vierkant genaamd, waarin elke mogelijke combinatie van allelen wordt waargenomen.

Planten met witte en paarse bloemen: tweede generatie filiaal

De nakomelingen produceren twee soorten gameten: P en p. Daarom kan de zygote worden gevormd volgens de volgende gebeurtenissen: Dat een P-sperma een P-ei ontmoet. De zygote zal homozygoot PP-dominant zijn en het fenotype zal paarse bloemen zijn.

Een ander mogelijk scenario is dat een P-sperma een P-ei ontmoet. Het resultaat van deze kruising zou hetzelfde zijn als een P-sperma een E-eicel ontmoet In beide gevallen is het resulterende genotype een Pp-heterozygoot met een paarse bloemfenotype.

Ten slotte is het mogelijk dat sperma p een eicel p ontmoet. De laatste mogelijkheid betreft een homozygote recessieve pp-zygoot en zal een fenotype van witte bloemen vertonen.

Dit betekent dat bij een kruising tussen twee heterozygote bloemen, drie van de vier beschreven mogelijke gebeurtenissen ten minste één kopie van het dominante allel bevatten. Daarom is er bij elke bevruchting een kans van 3 op 4 dat het nageslacht het P-allel krijgt en aangezien het dominant is, zullen de bloemen paars zijn.

Daarentegen is er bij bevruchtingsprocessen een kans van 1 op 4 dat de zygote de twee p-allelen zal erven die witte bloemen produceren.

Nut in genetica

Monohybride kruisen worden vaak gebruikt om dominantie-relaties tussen twee allelen van een gen van belang vast te stellen.

Als een bioloog bijvoorbeeld de dominantie-relatie tussen de twee allelen die coderen voor zwarte of witte vacht in een kudde konijnen wil bestuderen, zal hij waarschijnlijk het monohybride kruis als hulpmiddel gebruiken.

De methodologie omvat de kruising tussen de ouders, waarbij elk individu homozygoot is voor elke bestudeerde eigenschap - bijvoorbeeld een AA-konijn en een ander aa.

Als de nakomelingen die in deze kruising zijn verkregen homogeen zijn en slechts één karakter uitdrukken, wordt geconcludeerd dat dit kenmerk de dominante is. Als de kruising wordt voortgezet, zullen de individuen van de tweede kindergeneratie verschijnen in 3: 1-verhoudingen, dat wil zeggen, 3 individuen die de dominante vs. 1 met de recessieve eigenschap.

Deze fenotypische verhouding van 3: 1 staat bekend als "Mendeliaans" ter ere van zijn ontdekker.

Referenties

1. Elston, RC, Olson, JM en Palmer, L. (2002). Biostatistische genetica en genetische epidemiologie. John Wiley & Sons.
2. Hedrick, P. (2005). Genetica van populaties. Derde editie. Jones en Bartlett Publishers.
3. Montenegro, R. (2001). Menselijke evolutiebiologie. Nationale Universiteit van Cordoba.
4. Subirana, JC (1983). Didactiek van genetica. Editions Universitat Barcelona.
5. Thomas, A. (2015). Introductie van genetica. Tweede druk. Garland Science, Taylor & Francis Group.