O genă dominantă este una responsabilă pentru definirea caracteristicilor „dominante” ale fenotipului la indivizi. Termenul „fenotip” corespunde setului de caracteristici care pot fi observate, măsurate și cuantificate într-un organism viu. Caracteristica exprimată dintr-o genă dominantă va fi cea care poate fi observată cel mai frecvent într-o populație dată.
De exemplu, în populațiile de urs grizzly, blana maro închis este derivată din expresia unei gene dominante, în timp ce blana roșiatică este derivată din expresia unei gene recesive. Prin urmare, este mult mai frecvent să observați indivizi cu blană maro decât culoare roșiatică în populațiile de urs.
Exemplu de gene dominante: blana maro închisă a unui urs Grizzly (Sursa: Gregory "Slobirdr" Smith prin Wikimedia Commons)
Termenul „dominant” a fost folosit pentru prima dată, în contextul clasificării fenotipurilor, de către călugărul Gregor Mendel în 1856, în descrierea lucrării sale cu plante de mazăre. Mendel este cunoscut ca tatăl geneticii moderne.
Mendel a stabilit că fenotipul purpuriu din florile de mazăre a fost dominant asupra fenotipului alb. Acest lucru a observat când a făcut cruci de plante de mazăre cu flori mov cu plante cu flori albe.
Ceea ce Mendel nu a putut determina a fost faptul că acest fenotip violet dominant s-a datorat derivării dintr-o genă dominantă.
Principii genetice
Mendel, în experimentele sale, a observat că fenotipurile au fost transmise de „factori” care au fost găsiți în perechi la fiecare individ. Acești „factori” sunt acum cunoscuți ca gene, care pot fi dominante sau recesive.
Genele sunt unitățile fundamentale ale eredității. Înainte de vremea noastră, cuvântul „genă” era folosit pentru a se referi la un segment de ADN care conținea informațiile necesare codificării unei proteine. Cu toate acestea, astăzi se știe că este mult mai mult decât atât.
În experimentele lui Mendel, una dintre plantele care au acționat ca părinte a purtat două gene dominante, în timp ce cealaltă plantă cu care s-a încrucișat avea două gene recesive; cu alte cuvinte, Mendel a lucrat cu plante homozigote (homo = egale) dominante și recesive.
Când acest cercetător a făcut crucea părinților și a obținut prima generație (F1), toate plantele rezultate au fost heterozigote (hetero = diferite), adică fiecare individ a moștenit o genă de la fiecare tip de părinți, una dominantă și una recesivă. .
Cu toate acestea, toate plantele aparținând populației F1 aveau flori purpurii, despre care astăzi se știe că se datorează dominării violetului asupra albului.
Acest fenomen al „dominanței” a fost interpretat de Gregor Mendel ca expresia unuia dintre „factorii” determinanți ai fenotipului a mascat expresia celuilalt.
Metode de studiu
În prezent, metoda de studiu a genelor dominante constă în realizarea de încrucișări între indivizi din aceeași specie, deoarece, în urma legilor mostenirii lui Mendel, genele pot prezenta forme alternative care influențează fenotipul.
Mendel a numit formele alternative ale unei gene (pentru fiecare caracter morfologic) „ alele ”. Alelele pot configura culoarea florilor, forma semințelor, formele frunzelor, culoarea blănii unui urs grizzly și chiar culoarea ochilor la oameni (precum și multe alte caracteristici pe care nu le putem vedea. ).
La om și la majoritatea animalelor, fiecare trăsătură transmisă prin moștenire este controlată de două alele, deoarece sunt organisme diploide. Condiția diploidă este aceea că toate celulele au două seturi de cromozomi autosomali.
Cromozomii sunt structuri ale proteinelor și acizilor nucleici în care se găsesc majoritatea informațiilor genetice ale indivizilor. Acestea sunt structuri puternic organizate și se văd clar definite doar în timpul mitozei celulare (diviziunii).
Indivizii care se reproduc într-o populație acționează ca „vehicule” care „perpetuează” diferitele alele (gene dominante și recesive) care pot fi găsite pe cromozomii acelei populații.
Factorii care influențează dominația genetică
Nu toate trăsăturile care depind de genele dominante respectă exact modelul de moștenire descoperit de Mendel. Multe gene prezintă o dominare incompletă, aceasta înseamnă că la persoanele heterozigote cu aceste gene fenotipul derivat este intermediar.
Un exemplu în acest sens sunt garoafe. Garoafe care au două gene pentru culoarea alb exprimă culoarea albă. Cu toate acestea, garoafe care poartă genele pentru culoarea albă și pentru culoarea roșie, exprimă o culoare derivată din ambele alele, adică sunt roz.
Un exemplu de dominantă incompletă (Sursa: Sciencia58 prin Wikimedia Commons)
O altă variație foarte frecventă este codominanța genetică. Când un individ este heterozigot (care posedă o genă recesivă și o genă dominantă), el exprimă trăsăturile derivate din ambele gene.
Acesta este cazul grupurilor sanguine la om. Genele pentru sângele de tip O sunt recesive, genele pentru sângele de tip A și B sunt codominante. Prin urmare, genele A și B sunt dominante asupra genei de tip O.
Astfel, o persoană care moștenește alele din A și alele din B are o grupă sanguină tip AB.
Exemple
În general, produsul fenotip al genelor dominante este de două ori mai frecvent decât fenotipurile genelor recesive, deoarece, atunci când analizăm trăsăturile fenotipice ca o singură genă, obținem că:
Genă dominantă + Genă dominantă = Fenotip dominant
Genă dominantă + Genă recesivă = Fenotip dominant
Genă recesivă + Genă recesivă = Fenotip recesiv
Cu toate acestea, genele recesive pot fi prezente într-o populație cu frecvențe foarte mari.
Culoarea ochilor este un exemplu de gene dominante și recesive. Persoanele cu un fenotip cu ochi ușori sunt produsul genelor recesive, în timp ce persoanele cu un fenotip cu ochii întunecați sunt produsul genelor dominante.
În Scandinavia, majoritatea oamenilor au ochi luminați, așa că spunem atunci că genele recesive pentru ochii luminați sunt mult mai frecvente și frecvente decât genele dominante pentru culoarea ochilor întunecați.
Alelele dominante nu sunt mai bune decât alelele recesive, dar acestea pot avea implicații asupra fitnessului (eficacității reproductive) a indivizilor.
Referințe
- Anreiter, I., Sokolowski, HM și Sokolowski, MB (2018). Gene - interacțiunea de mediu și diferențele individuale de comportament. Minte, creier și educație, 12 (4), 200-211.
- Griffiths, AJ, Miller, JH, Suzuki, DT, Lewontin, RC, & Gelbart, WM (2000). Experimentele lui Mendel. Într-o introducere în analiza genetică. Ediția a VII-a. WH Freeman.
- Herrera - Estrella, L., De Block, M., Messens, EHJP, Hernalsteens, JP, Van Montagu, M., & Schell, J. (1983). Genele chimice ca markeri selectabili dominanți în celulele plantelor. Jurnalul EMBO, 2 (6), 987-995.
- Mendel, G. (2015). Experimente într-o grădină mănăstirească. Zoolog american, 26 (3), 749-752.
- Nakagawa, Y. și Yanagishima, N. (1981). Genele recesive și dominante care controlează aglutinabilitatea sexuală inductibilă în Saccharomyces cerevisiae. Genetică moleculară și generală MGG, 183 (3), 459-462