WAT IS DIHYBRIDISME? - BIOLOGIE - 2026

Het dihibridismo , genetisch, definieert de gelijktijdige studie van twee verschillende erfelijke kenmerken, en bij uitbreiding van die waarvan de expressie afhangt van twee verschillende genen, zelfs als deze van hetzelfde karakter is.

De zeven eigenschappen die Mendel analyseerde, waren nuttig voor hem bij het formuleren van zijn theorie van de overerving van eigenschappen, onder andere omdat de genen die verantwoordelijk waren voor hun manifestatie contrasterende allelen hadden waarvan het fenotype gemakkelijk te analyseren was, en omdat elk de uitdrukking bepaalde. van een enkel teken.

Dat wil zeggen, het waren monogene eigenschappen waarvan de hybride toestand (monohybriden) het mogelijk maakte om de dominantie / recessiviteitsverhoudingen tussen de allelen van dat ene gen te bepalen.

Toen Mendel de gezamenlijke overerving van twee verschillende karakters analyseerde, ging hij verder zoals hij had gedaan met de enkele karakters. Hij kreeg dubbele hybriden (dihybriden) waarmee hij kon controleren:

• Dat elk voldeed aan de onafhankelijke segregatie die ik had waargenomen in de monohybride kruisen.
• Bovendien was bij dihybride kruisingen de manifestatie van elk karakter onafhankelijk van de fenotypische manifestatie van de ander. Dat wil zeggen, hun overervingsfactoren, wat ze ook waren, werden onafhankelijk verdeeld.

We weten nu dat de overerving van karakters wat complexer is dan wat Mendel observeerde, maar ook dat Mendel in de grondbeginselen volkomen gelijk had.

De daaropvolgende ontwikkeling van de genetica maakte het mogelijk om aan te tonen dat dihybride kruisingen en hun analyse (dihybridisme), zoals Bateson aanvankelijk kon aantonen, een onuitputtelijke bron van ontdekkingen konden zijn in deze krachtige en ontluikende wetenschap van de 20e eeuw.

Door hun slimme gebruik konden ze de geneticus een wat duidelijker beeld geven van het gedrag en de aard van genen.

Dihybride kruisen van verschillende karakters

Als we de producten van een monohybride kruising Aa X Aa analyseren, kunnen we zien dat dit gelijk is aan het ontwikkelen van het opmerkelijke product (A + a) ² = AA + 2Aa + aa.

De uitdrukking aan de linkerkant omvat de twee typen gameten die een van de ouders die heterozygoot zijn voor het A / a-gen kan produceren; door te kwadrateren geven we aan dat beide ouders een identieke constitutie hebben voor het gen dat wordt bestudeerd.

De uitdrukking aan de rechterkant geeft ons de genotypen (en daarom worden de fenotypes afgeleid) en verwachte verhoudingen afgeleid van het kruis.

Daarom kunnen we direct de genotypische verhoudingen observeren die zijn afgeleid van de eerste wet (1: 2: 1), evenals de fenotypische verhoudingen die erdoor worden verklaard (1 AA +2 Aa = 3 A _ voor elke 1 aa, of fenotypische verhouding 3 :een).

Als we nu een kruising beschouwen om de overerving van een B-gen te analyseren, zullen de uitdrukkingen en verhoudingen hetzelfde zijn; in feite zal het zo zijn voor elk gen. In een dihybride kruising hebben we dus eigenlijk de ontwikkeling van de producten van (A + a) ² X (B + b) ² .

Of wat is hetzelfde, als de dihybride kruising twee genen omvat die deelnemen aan de overerving van twee niet-verwante karakters, zullen de fenotypische verhoudingen die zijn die voorspeld worden door de tweede wet: (3 A _: 1 aa) X (3 B _: 1 bb) = 9 A _ B _: 3 A _ bb: 3 aaB _: 1 aabb).

Deze zijn natuurlijk afgeleid van de geordende genotypische verhoudingen 4: 2: 2: 2: 2: 1: 1: 1: 1 resulterend uit het product van (A + a) ² X (B + b) ² = (AA + 2Aa + aa) X (BB + 2 Bb + bb).

We nodigen je uit om het zelf te bekijken om nu te analyseren wat er gebeurt als de fenotypische verhoudingen 9: 3: 3: 1 van een dihybride kruising "afwijken" van deze duidelijke en voorspelbare wiskundige relaties die de onafhankelijke overerving van twee gecodeerde karakters verklaren. door verschillende genen.

Alternatieve fenotypische manifestaties van dihybride kruisen

Er zijn twee belangrijke manieren waarop dihybride kruisen afwijken van wat wordt "verwacht". De eerste is die waarin we de gezamenlijke overerving van twee verschillende karakters analyseren, maar de fenotypische proporties die in het nageslacht worden waargenomen, geven een duidelijke overheersing aan de manifestatie van ouderlijke fenotypes.

Hoogstwaarschijnlijk is het een geval van gekoppelde genen. Dat wil zeggen, de twee genen die worden geanalyseerd, hoewel ze zich op verschillende loci bevinden, zijn fysiek zo dicht bij elkaar dat ze de neiging hebben om samen te worden overgeërfd en, uiteraard, ze worden niet onafhankelijk gedistribueerd.

De andere omstandigheid, die ook vrij vaak voorkomt, komt voort uit het feit dat een kleine minderheid van erfelijke eigenschappen monogeen is.

Daarentegen nemen meer dan twee genen deel aan de manifestatie van de meeste erfelijke eigenschappen.

Om deze reden is het altijd mogelijk dat de genetische interacties die tot stand worden gebracht tussen de genen die deelnemen aan de manifestatie van een enkel karakter, complex zijn en verder gaan dan een eenvoudige relatie van dominantie of recessiviteit zoals waargenomen in de relaties allelisch kenmerkend voor monogene eigenschappen.

De manifestatie van een eigenschap kan bijvoorbeeld ongeveer vier enzymen in een bepaalde volgorde omvatten om het eindproduct te doen ontstaan ​​dat verantwoordelijk is voor de fenotypische manifestatie van het wildtype fenotype.

De analyse die het mogelijk maakt om het aantal genen van verschillende loci te identificeren die deelnemen aan de manifestatie van een genetische eigenschap, evenals de volgorde waarin ze handelen, wordt epistase-analyse genoemd en is misschien degene die het meest typeert wat we genetische analyse noemen. in zijn meest klassieke zin.

Een beetje meer epistase

Aan het einde van dit bericht worden de fenotypische verhoudingen gepresenteerd die worden waargenomen in de meest voorkomende gevallen van epistase - en dit alleen rekening houdend met dihybride kruisingen.

Door het aantal genen dat deelneemt aan de manifestatie van hetzelfde karakter te vergroten, neemt de complexiteit van geninteracties en hun interpretatie duidelijk toe.

Bovendien, wat op zijn beurt kan worden beschouwd als de gouden regel voor een correcte diagnose van epistatische interacties, kan het verschijnen van nieuwe fenotypes die niet aanwezig zijn in de oudergeneratie worden geverifieerd.

Ten slotte stelt de analyse van epistasis ons niet alleen in staat om het verschijnen van nieuwe fenotypes en hun aandeel te analyseren, maar ook om de hiërarchische volgorde te bepalen waarin de verschillende genen en hun producten zich in een bepaald pad moeten manifesteren om het fenotype dat ermee geassocieerd is te verklaren.

Het meest basale of vroege manifestatiegen is epistatisch ten opzichte van alle andere, omdat zonder zijn product of actie bijvoorbeeld degenen stroomafwaarts ervan niet in staat zullen zijn om zichzelf uit te drukken, wat er daarom hypostatisch voor zal zijn.

Een gen / product op de derde plaats in de hiërarchie zal hypostatisch zijn voor de eerste twee, en epistatisch voor alle anderen die op dit pad van genexpressie blijven.

Referenties

1. Bateson, W. (1909). Mendel's principes van erfelijkheid. Cambridge University Press. Cambridge, VK
2. Brooker, RJ (2017). Genetica: analyse en principes. McGraw-Hill Higher Education, New York, NY, VS.
3. Cordell, H. (2002). Epistasis: wat het betekent, wat het niet betekent, en statistische methoden om het bij mensen te detecteren. Human Molecular Genetics, 11: 2463-2468.
4. Goodenough, UW (1984) Genetics. WB Saunders Co. Ltd, Pkiladelphia, PA, VS.
5. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). An Introduction to Genetic Analysis (11 ^th ed.). New York: WH Freeman, New York, NY, VS.