In de jaren 1860 ontdekte een monnik genaamd Gregor Mendel veel van de principes die erfelijkheid beheersen. Een van deze principes, nu bekend als Mendel's wet van onafhankelijk assortiment, zegt dat allel paren scheiden tijdens de vorming van gameten. Dit betekent dat eigenschappen onafhankelijk van elkaar op de nakomelingen worden overgedragen.
Belangrijkste leerpunten
- Vanwege de wet van onafhankelijk assortiment worden eigenschappen onafhankelijk van elkaar van ouders op nakomelingen overgedragen.
- Mendel's segregatiewet hangt nauw samen met en is fundamenteel voor zijn wet van onafhankelijk assortiment.
- Niet alle overervingspatronen voldoen aan Mendeliaanse segregatiepatronen.
- Onvolledige dominantie resulteert in een derde fenotype. Dit fenotype is een amalgaam van de ouderallelen.
- Bij co-dominantie komen beide ouderallelen volledig tot uitdrukking. Het resultaat is een derde fenotype dat kenmerken heeft van beide allelen.
Mendel ontdekte dit principe na het optreden dihybride kruisen tussen planten die twee eigenschappen hadden, zoals zaadkleur en peulkleur, die van elkaar verschilden. Nadat deze planten de gelegenheid hadden gekregen om zichzelf te bestuiven, merkte hij op dat dezelfde verhouding van 9: 3: 3: 1 verscheen onder de nakomelingen. Mendel concludeerde dat eigenschappen onafhankelijk van elkaar werden overgedragen op nakomelingen.
De afbeelding hierboven toont een echte kweekplant met de dominante eigenschappen van groene peulkleur (GG) en gele zaadkleur (YY) die kruisbestuivend is met een echte kweekplant met gele peulkleur (gg) en groene zaadkleur (jj). De resulterende nakomelingen zijn allemaal heterozygoot voor groene peulkleur en gele zaadkleur (GgYy). Als de nakomelingen zichzelf mogen bestuiven, zal in de volgende generatie een verhouding van 9: 3: 3: 1 worden gezien. Ongeveer negen planten hebben groene peulen en gele zaden, drie hebben groene peulen en groene zaden, drie hebben gele peulen en gele zaden en één heeft een gele peul en groene zaden. Deze verdeling van eigenschappen van typische dihybride kruisen.
Mendel's wet van segregatie
Basis voor de wet van onafhankelijk assortiment is de wet van segregatie. Mendel's eerdere experimenten brachten hem ertoe dit genetica-principe te formuleren. De wet van segregatie is gebaseerd op vier hoofdconcepten. De eerste is dat genen bestaan in meer dan één vorm of allel. Ten tweede erven organismen tijdens de behandeling twee allelen (één van elke ouder) seksuele reproductie. Ten derde scheiden deze allelen zich tijdens meiosis, waardoor elke gameet één allel heeft voor een enkele eigenschap. Tenslotte, heterozygoot allelen exposeren volledige dominantie, omdat het ene allel dominant is en het andere recessief. Het is de scheiding van allelen die de onafhankelijke overdracht van eigenschappen mogelijk maakt.
Onderliggend mechanisme
Zonder dat Mendel het in zijn tijd wist, weten we nu dat genen zich op onze chromosomen bevinden. Homologe chromosomen, waarvan we er één van onze moeder krijgen en de ander van onze vader, hebben deze genen op dezelfde plaats op elk van de chromosomen. Hoewel de homologe chromosomen erg op elkaar lijken, zijn ze niet identiek vanwege verschillende genallelen. Tijdens meiose I, in metafase I, aangezien de homologe chromosomen in het midden van de cel staan, is hun oriëntatie willekeurig, zodat we de basis kunnen zien voor onafhankelijk assortiment.
Niet-Mendeliaanse overerving
Sommige overervingspatronen vertonen geen regelmatige Mendeliaanse segregatiepatronen. In incomplete dominantiezo domineert het ene allel het andere niet volledig. Dit resulteert in een derde fenotype dat is een mengsel van die waargenomen in de ouderallelen. Een voorbeeld van onvolledige dominantie is te zien bij leeuwenbekplanten. Een rode leeuwebekplant die kruisbestoven is met een witte leeuwebekplant produceert roze leeuwebek nakomelingen.
Bij co-dominantie komen beide allelen volledig tot uitdrukking. Dit resulteert in een derde fenotype dat verschillende kenmerken van beide allelen vertoont. Wanneer rode tulpen bijvoorbeeld worden gekruist met witte tulpen, hebben de resulterende nakomelingen soms dat wel bloemen die zowel rood als wit zijn.
Terwijl de meeste genen bevatten twee allelvormen, sommige hebben meerdere allelen voor een eigenschap. Een bekend voorbeeld hiervan bij mensen is ABO bloedgroep. ABO-bloedgroepen hebben drie allelen, die worden weergegeven als (IEEN, IkB, IkO).
Sommige eigenschappen zijn polygeen, wat betekent dat ze worden gecontroleerd door meer dan één gen. Deze genen kunnen twee of meer allelen hebben voor een specifieke eigenschap. Polygene eigenschappen hebben veel mogelijke fenotypen. Voorbeelden van dergelijke eigenschappen zijn huidskleur en oogkleur.
Bronnen
- Reece, Jane B. en Neil A. Campbell. Campbell Biology. Benjamin Cummings, 2011.