ძირითადი მასალა

დამამთავრებელი კლასების ბიოლოგია

კურსი: დამამთავრებელი კლასების ბიოლოგია > თემა 5

გაკვეთილი 1: შესავალი მემკვიდრეობითობაში

მემკვიდრეობითობის შესავლის მიმოხილვა

საკვანძო ტერმინები

ტერმინი	მნიშვნელობა
გენეტიკა	ბიოლოგიური მემკვიდრეობითობის შემსწავლელი მეცნიერება
ნიშან-თვისება	ინდივიდისთვის დამახასიათებელი რაიმე თავისებურება
გენი	მემკვიდრეობითობის ერთეული, რომელიც მშობლისგან შთამომავალს გადაეცემა
ალელი	გენის სხვადასხვა ვარიანტებიდან ერთ-ერთი
გენოტიპი	ორგანიზმის გენეტიკური ინფორმაცია (მაგ. TT გენოტიპი)
ფენოტიპი	ორგანიზმის გარეგნული ნიშან-თვისებები (მაგ. სიმაღლე)
დომინანტური ალელი	ალელი, რომელიც მეორეს თრგუნავს და თავად ვლინდება ფენოტიპურად
რეცესიული ალელი	ალელი, რომელიც მხოლოდ დომინანტური ალელის არარსებობისას ვლინდება ფენოტიპურად
ჰომოზიგოტი	რომელიმე გენის ორი ერთნაირი ალელის მქონე ინდივიდი
ჰეტეროზიგოტი	რომელიმე გენის ორი სხვადასხვა ალელის მქონე ინდივიდი
პენეტის ცხრილი	დიაგრამა, რომელიც შეჯვარების შედეგად მიღებული შთამომავლობის გენოტიპებისა და ფენოტიპების განსაზღვრისთვის გამოიყენება

მენდელისეული დამემკვიდრება

მემკვიდრეობითობის პრინციპები, რომლებიც გრეგორ მენდელმა აღმოაჩინა ბარდებზე დაკვირვებით, თანამედროვე გენეტიკის საფუძველია.

მენდელმა ივარაუდა, რომ ნიშან-თვისებებს სპეციფიკური „მემკვიდრეობითობის ელემენტები" ანუ გენები განსაზღვრავდნენ. თითოეულ გენს რამდენიმე სხვადასხვა ვარიანტი ანუ ალელი შეიძლება, ჰქონდეს. დომინანტური ალელი რეცესიულს თრგუნავს და თავად ვლინდება. რეცესიული ალელები მხოლოდ დომინანტურის არარსებობისას ვლინდება ფენოტიპურად.

სქესობრივად გამრავლებად ორგანიზმთა უმრავლესობაში თითოეულ ინდივიდს თითოეული გენის ორი ალელი აქვს (ერთი დედისგან, მეორე - მამისგან). ალელთა ამ წყვილს გენოტიპი ეწოდება და სწორედ ის განსაზღვრავს ინდივიდის გარეგნობას ანუ ფენოტიპს.

მენდელის კანონები

სეგრეგაციისა და ალელთა დამოუკიდებელი განაწილების კანონები. სახეცვლილი სურათის წყაროა Wikimedia, საჯარო დომენი

წარმოქმნის პროცესში ორგანიზმის თითოეული გამეტა გენის მხოლოდ ერთ ასლს იღებს, შემთხვევითად. ამას სეგრეგაციის, ანუ დათიშვის, კანონი ეწოდება.

მენდელის მეორე კანონი ალელთა დამოუკიდებელი განაწილების კანონია, რომლის მიხედვითაც გენების ალელები სხვა გენების ალელებისგან დამოუკიდებლად ნაწილდებიან გამეტებში.

პენეტის ცხრილი და ალბათობა

პენეტის ცხრილი შეჯვარების შედეგად მიღებული შთამომავლობის გენოტიპისა და ფენოტიპის დასადგენად გამოიყენება. ქვემოთ წარმოდგენილია ერთგენიანი, ანუ მონოჰიბრიდული, შეჯვარება.

მონოჰიბრიდული პენეტის ცხრილი. სახეცვლილი სურათის წყაროა ოპენსტაქსი, CC BY 4,0

ანალიზურ შეჯვარებას იმის დასადგენად მიმართავენ, დომინანტური ფენოტიპის მქონე ორგანიზმი ჰომოზიგოტია თუ ჰეტეროზიგოტი.

ანალიზური შეჯვარების მაგალითი. სურათის წყაროა ოპენსტაქსი, CC BY 4,0

პენეტის ცხრილი ორგენიანი, ანუ დიჰიბრიდული, შეჯვარების დროსაც შეგვიძლია გამოვიყენოთ იმავე წესების დაცვით, თუმცა რადგან ამ შემთხვევაში მეტი სახის გამეტები გვაქვს, ცხრილსაც მეტი უჯრა უნდა ჰქონდეს.

იმ ჰიპოთეზის ილუსტრაცია, რომ მარცვლის ფერისა და ფორმის გენები დამოუკიდებლად ნაწილდება გამეტებში.

ამ დიაგრამაზე Y და R ალელები ყვითელ, გლუვმარცვლიან მშობელს ეკუთვნის, y და r ალელები კი - მწვანე და დანაოჭებული მარცვლების მქონეს. ეს ალელები გადაეცემა არა ერთმანეთთან შეჭიდულად, არამედ - დამოუკიდებელ „ერთეულებად".

P (მშობლების) თაობა: ყვითელ და გლუვმარცვლიანი ბარდა (YYRR) შეჯვარდა მწვანე, დანაოჭებულმარცვლიან მცენარესთან. მშობლების თაობის თითოეული მცენარე მხოლოდ ერთი სახის გამეტას წარმოქმნის: ერთი YR გენოტიპის მქონეს, მეორე კი - yr.

F1 (პირველი) თაობა: F1 თაობის დიჰიბრიდული მარცვლები ყვითელი და გლუვია, YyRr გენოტიპით. F1 თაობის მცენარეები ოთხი სახის გამეტას წარმოქმნიან: YR, Yr, yR და yr. F2 თაობის შთამომავლობის გენოტიპების წინასწარმეტყველება პენეტის ცხრილის დახმარებით შეგვიძლია: ამ გამეტებს 4x4 ცხრილის ზედა და გვერდითი ღერძების გასწვრივ ვათავსებთ, უჯრებს კი გენოტიპების გაერთიანებისას (განაყოფიერებისას) მიღებული შედეგებით ვავსებთ.

F2 (მეორე) თაობა: პენეტის ცხრილის შევსებით შთამომავლობის ოთხ სხვადასხვანაირ ფენოტიპს ვიღებთ: ყვითელი/გლუვი, ყვითელი/დანაოჭებული, მწვანე/გლუვი, მწვანე/დანაოჭებული. ამ ინდივიდთა რაოდენობის ფარდობა 9:3:3:1-ია, შესაბამისად. ეს სწორედ ის შედეგია, რაც მაშინ ვიწინასწარმეტყველეთ, როცა ჩავთვალეთ, რომ მარცვლის ფერისა და ფორმის განმსაზღვრელი გენები დამოუკიდებლად ნაწილდება ალელებში.

პენეტის ცხრილი:

	YR	Yr	yR	yr
YR	YYRR	YYRr	YyRR	YyRr
Yr	YYRr	YYrr	YyRr	Yyrr
yR	YyRR	YyRr	yyRR	yyRr
yr	YyRr	Yyrr	yyRr	yyrr

ჩვეულებრივი ტექსტი = ყვითელი, გლუვი ფენოტიპი დახრილი ტექსტი = ყვითელი, დანაოჭებული ფენოტიპი მუქი ტექსტი = მწვანე, გლუვი ფენოტიპი მუქი, დახრილი ტექსტი = მწვანე, დანაოჭებული ფენოტიპი.

დიჰიბრიდული შეჯვარება. სურათის წყარო: „ოპენსტაქსი," CC BY 4,0.

ალბათობა გენეტიკაში

პენეტის ცხრილის შედგენისას ყველაზე გამოსადეგია ალბათობის ორი წესი: ნამრავლის წესი და ჯამის წესი.

ნამრავლის წესის თანახმად, ორი (ან მეტი) დამოუკიდებელი მოვლენის ერთდროულად მოხდენის ალბათობის გამოსათვლელად მათი ცალ-ცალკე მოხდენის ალბათობები უნდა გადავამრავლოთ.

ილუსტრაციაზე ასახულია, როგორ წარმოადგენს პენეტის ცხრილი ნამრავლის წესს ვიზუალურად.

პენეტის ცხრილი:

		A	a
A		AA	Aa
a		Aa	aa

მამისგან რეცესიული ალელის მიღების ალბათობა 1/2-ია, რაც პენეტის ცხრილის მარჯვენა სვეტს შეესაბამება. ამის მსგავსად, დედისგან ამავე ალელის მიღების ალბათობაც 1/2 -ია, რაც ცხრილის ქვედა რიგის შესაბამისია. ამ რიგისა და სვეტის გადაკვეთა, ცხრილის ქვედა, მარჯვენა უჯრა, გამოხატავს ორივესგან, დედისგან და მამისგან, რეცესიული ალელის მიღების ალბათობას (პენეტის ცხრილის 1 უჯრა 4-დან, ანუ 1/4 ალბათობა).

ნამრავლის წესის მაგალითი პენეტის ცხრილის გამოყენებით.

გენეტიკის ზოგ ამოცანაში დაგჭირდებათ, გამოთვალოთ რამდენიმე მოვლენიდან ერთ-ერთის მოხდენის ალბათობა. ამ შემთხვევაში ალბათობის სხვა, ჯამის წესი უნდა გამოიყენოთ. ჯამის წესის თანახმად, რამდენიმე, ურთიერთგამომრიცხავი მოვლენიდან ერთ-ერთის მოხდენის ალბათობა თითოეული მათგანის ალბათობათა ჯამია.

ილუსტრაციაზე ასახულია, როგორ წარმოადგენს პენეტის ცხრილი ჯამის წესს ვიზუალურად.

პენეტის ცხრილი:

		A	a
A		AA	Aa
a		Aa	aa

მუქი უჯრები შეესაბამება იმ მოვლენებს, რომელთა შედეგადაც დომინანტური ფენოტიპის (AA ან AA გენოტიპის) მქონე ინდივიდები იბადებიან. ერთ შემთხვევაში A ალელიანი სპერმა ერწყმის A ალელიან კვერცხუჯრედს. მეორე შემთხვევაში, A ალელიანი სპერმა a კვერცხუჯრედს ერწყმის, მესამეში კი პირიქით, a ალელიანი სპერმა - A ალელიან კვერცხუჯრედს. თითოეული მოვლენის მოხდენის ალბათობა 1/4-ია (თითოეულს შეესაბამება პენეტის ცხრილის 1 უჯრა 4-დან). ამ სამი მოვლენიდან რომელიმეს მოხდენის ალბათობაა 1/4+1/4+1/4 = 3/4.

ჯამის წესის მაგალითი პენეტის ცხრილის გამოყენებით.

ხშირი შეცდომები და მცდარი წარმოდგენები

დომინანტური ალელი ყოველთვის ყველაზე გავრცელებული არ არის. ზოგს ჰგონია, რომ დომინანტური ალელი ყველაზე ხშირად უნდა გვხვდებოდეს პოპულაციაში, მაგრამ სიტყვა „დომინანტური" მხოლოდ იმას ნიშნავს, რომ იგი სხვა ალელს თრგუნავს. ამის მაგალითია ჰანტინგტონის დაავადება. მას დომინანტური ალელი იწვევს, მაგრამ ამერიკის შეერთებულ შტატებში ეს დაავადება 30 000-დან მხოლოდ ერთ კაცს აქვსstart superscript, 1, end superscript.
ნიშან-თვისებები ყოველთვის მხოლოდ ერთი გენით არ განისაზღვრება. მაგალითად, ადამიანებში თვალის ფერს სულ მცირე 3 სხვადასხვა გენი განსაზღვრავს. ამასთანავე, თითოეულ გენს ზოგჯერ ორზე მეტი სხვადასხვა ვარიანტი, ანუ ალელი, აქვს. მაგალითად, კატის ბეწვის შეფერილობის გენი 3 სხვადასხვა ალელითაა წარმოდგენილი.

დავალაგოთ:

გსურთ, შეუერთდეთ დისკუსიას?

შესვლა

პოსტები ჯერ არ არის.

გესმით ინგლისური? დააწკაპუნეთ აქ და გაეცანით განხილვას ხანის აკადემიის ინგლისურენოვან გვერდზე.