CRUCI MONOHIDRE: DIN CE CONSTĂ ȘI DIN EXEMPLE - BIOLOGIE - 2025

O cruce monohidridă , în genetică, se referă la încrucișarea a doi indivizi care diferă într-un singur caracter sau trăsătură. În termeni mai exacti, indivizii posedă două variante sau „alele” ale caracteristicii de studiat.

Legile care prezic proporțiile acestei cruci au fost enunțate de naturalistul și călugărul austriac, Gregor Mendel, cunoscut și ca tatăl geneticii.

Sursa: De Alejandro Porto, prin Wikimedia Commons

Rezultatele primei generații a unei cruci monohybride oferă informațiile necesare pentru a deduce genotipul organismelor parentale.

Perspectiva istorica

Regulile moștenirii au fost stabilite de Gregor Mendel, datorită cunoscutelor sale experimente, folosind mazărea (Pisum sativum) ca organism model. Mendel și-a desfășurat experimentele între 1858 și 1866, dar au fost redescoperite ani mai târziu.

Înainte de Mendel

Înainte de Mendel, oamenii de știință ai vremii credeau că particulele (acum știm că sunt gene) ale eredității se comportau ca niște lichide și, prin urmare, aveau proprietatea de a amesteca. De exemplu, dacă luăm un pahar de vin roșu și îl amestecăm cu vin alb, vom obține vin rosé.

Cu toate acestea, dacă am dori să recuperăm culorile parentale (roșu și alb), nu am putea. Una dintre consecințele intrinseci ale acestui model este pierderea variației.

După Mendel

Această viziune greșită a eredității a fost eliminată după descoperirea operelor lui Mendel, împărțită în două sau trei legi. Prima lege sau legea segregării se bazează pe încrucișări monohidre.

În experimentele cu mazăre, Mendel a realizat o serie de cruci monohidre, ținând cont de șapte caractere diferite: culoarea semințelor, textura păstăii, dimensiunea tulpinii, poziția florilor, printre altele.

Proporțiile obținute în aceste încrucișări l-au determinat pe Mendel să propună următoarea ipoteză: în organisme există câteva „factori” (acum gene) care controlează aspectul anumitor caracteristici. Corpul este capabil să transmită acest element din generație în generație într-un mod discret.

Exemple

În exemplele următoare vom folosi nomenclatura tipică a geneticii, unde alelele dominante sunt reprezentate prin majuscule, iar cele recesive prin litere mici.

O alelă este o variantă alternativă a unei gene. Acestea sunt în poziții fixe pe cromozomi, numiți loci.

Astfel, un organism cu două alele reprezentate prin majuscule este un dominant homozigot (AA, de exemplu), în timp ce două litere mici denotă recesiva homozigotă. În schimb, heterozigotul este reprezentat cu majusculă, urmată de majuscule: Aa.

În heterozigote, trăsătura pe care o putem vedea (fenotipul) corespunde genei dominante. Cu toate acestea, există anumite fenomene care nu respectă această regulă, cunoscută sub numele de codominanță și dominare incompletă.

Plante cu flori albe și violet: prima generație filială

O cruce monohidrică începe cu reproducerea dintre indivizi care diferă într-o caracteristică. Dacă este legume, se poate produce prin auto-fertilizare.

Cu alte cuvinte, încrucișarea implică organisme care posedă două forme alternative de trăsătură (roșu vs. alb, înalt vs. scurt, de exemplu). Persoanele care participă la prima trecere au denumirea de „părinte”.

Pentru exemplul nostru ipotetic vom folosi două plante care diferă în culoarea petalelor. Genotipul PP (homozigot dominant) se traduce printr-un fenotip purpuriu, în timp ce pp (homozigot recesiv) reprezintă fenotipul florii albe.

Părintele cu genotipul PP va produce gameți P. În mod similar, gametele individului pp vor produce gameți p.

Trecerea în sine implică unirea acestor doi gameți, a căror singură posibilitate de urmaș va fi genotipul Pp. Prin urmare, fenotipul urmașilor va fi florile purpurii.

Procesul primei cruci este cunoscut sub numele de prima generație filială. În acest caz, prima generație filială este compusă exclusiv din organisme heterozigote cu flori purpurii.

Rezultatele sunt, în general, exprimate grafic folosind o diagramă specială numită pătrat Punnett, unde se observă fiecare combinație posibilă de alele.

Plante cu flori albe și violet: a doua generație filială

Descendenții produc două tipuri de gameți: P și p. Prin urmare, zigotul poate fi format conform următoarelor evenimente: Că o spermă P întâlnește un ovul P. Zigotul va fi dominant omozigot PP, iar fenotipul va fi flori purpurii.

Un alt scenariu posibil este acela că spermatozoizii P întâlnesc un ovul P. Rezultatul acestei încrucișări ar fi același dacă sperma P întâlnește un ovule P. În ambele cazuri genotipul rezultat este un heterozigot Pp cu un fenotip de floare purpurie.

În cele din urmă, este posibil ca sperma p să întâlnească un ovul p. Ultima posibilitate implică un zigot recesiv homozigot pp și va prezenta un fenotip cu flori albe.

Aceasta înseamnă că, într-o încrucișare între două flori heterozigote, trei dintre cele patru evenimente posibile descrise includ cel puțin o copie a alelei dominante. Prin urmare, la fiecare fertilizare, există o probabilitate de 3 în 4 ca urmașii să dobândească alela P. Și, deoarece este dominant, florile vor fi purpurii.

În schimb, în ​​procesele de fertilizare, există o șansă de 1 din 4 ca zigotul să moștenească cele două alele p care produc flori albe.

Utilitate în genetică

Crucile monohidre sunt adesea folosite pentru a stabili relații de dominare între două alele ale unei gene de interes.

De exemplu, dacă un biolog dorește să studieze relația de dominantă dintre cele două alele care codifică blana neagră sau albă într-o turmă de iepuri, este probabil să folosească crucea monohidră ca instrument.

Metodologia include încrucișarea dintre părinți, unde fiecare individ este homozigot pentru fiecare trăsătură studiată - de exemplu un iepure AA și un alt aa.

Dacă urmașii obținuți în această cruce sunt omogeni și exprimă un singur caracter, se concluzionează că această trăsătură este cea dominantă. Dacă trecerea se continuă, indivizii din a doua generație filială vor apărea în proporții 3: 1, adică 3 indivizi care prezintă dominant vs. 1 cu trăsătura recesivă.

Acest raport fenotipic 3: 1 este cunoscut sub numele de "Mendelian" în onoarea descoperitorului său.

Referințe

1. Elston, RC, Olson, JM, & Palmer, L. (2002). Genetica biostatistică și epidemiologia genetică. John Wiley & Sons.
2. Hedrick, P. (2005). Genetica populațiilor. A treia editie. Edituri Jones și Bartlett.
3. Muntenegru, R. (2001). Biologie evolutivă umană. Universitatea Națională din Cordoba
4. Subirana, JC (1983). Didactica geneticii. Ediții Universitat Barcelona.
5. Thomas, A. (2015). Introducerea geneticii. A doua editie. Garland Science, grupul Taylor și Francis.