Dziedziczony z płcią i niedyspozycyjny w Drosophila

Dziedziczenie związane z płcią i niedyskryminacja w Drosophila!

Chromosomy płci niosą nie tylko niektóre z genów determinujących płeć, ale także inne geny. Geny pewnych postaci są powiązane z chromosomami płci w Drosophila melanogaster.

W tej owocnej historii odkryto około 150 seksownych postaci. Przypadek Morgana dotyczący dziedziczenia koloru oczu u Drosophila można najłatwiej wyjaśnić, zakładając, że gen dla pigmentu w oku jest przenoszony na chromosomie X i że chromosom Y nie ma allelu tego genu.

Jak już omówiono, Morgan (1910) odkrył wśród zwykłych dzikich much czerwonookich, pojedynczego samca o białych oczach mutanta (recesywnego). Białooki samiec (w) był pokryty homozygotyczną czerwonooką kobietą (WW), jak pokazano na ryc. 5.42.

Ryc. 5.42. Schemat przedstawiający dwa generacje dziedziczenia cechy kontrolowanej przez gen zlokalizowany na chromosomie X z Drosophila. Gen w tym przypadku kontroluje wytwarzanie białego koloru oczu; jego normalny allel powoduje efekt czerwonych oczu.

Wszystkie osobniki F ₁ miały czerwone oczy. Samice były heterozygotyczne (Ww), podczas gdy samce zawierały pojedynczy allel (W) dla cechy. Czerwone oko dominuje nad białym okiem.

W przypadku F ₂ obserwowano stosunek samców i samic:

Kobiety:

Homozygotyczne czerwone oczy (WW) = 1/4

Heterozygotyczne czerwone oczy (Ww) = 1/4

Mężczyźni:

Czerwone oczy (W) = 1/4

Białe oczy (w) = 1/4

Krytyczne badanie ujawnia bliskie podobieństwo między dziedziczeniem koloru oka a chromosomem X. Sugeruje to, że gen koloru oczu powinien znajdować się na chromosomie X.

Z krzyża widać, że samiec przekazuje swój chromosom X tylko swoim córkom, podczas gdy samica przekazuje chromosomy X synom i córkom. Tak więc mężczyzna przekazuje swoją recesywną cechę związaną z płcią (białe oko) z 50 procentami swoich wnuków poprzez swoją córkę, a nigdy swoim córkom za pośrednictwem swoich synów [Ryc. 5.43 (a)].

Ryc. 5.43. (a) Krzyż testowy samicy F ₁ i samca recesywnego białej oczu. Czerwone i białe oczy i samce są produkowane w równych proporcjach.

Cecha związana z płcią, która jest recesywna (w), nie jest wyrażana w grand-córkach z powodu stanu heterozygotycznego. Ten rodzaj dziedziczenia recesywnego charakteru związanego z płcią od samca P1 do samca F2 przez samicę F ₁ nazywany jest dziedziczeniem krzyżowym.

Z drugiej strony, jeśli homozygotyczna biała kobieta (ww) jest skrzyżowana z czerwonookim mężczyzną (W) [Ryc. 5.43 (b)] w generacji F tylko samice mają czerwone oczy (Ww) po otrzymaniu chromosomu X (W) od męskiego rodzica i (w) niosącego chromosom X od samicy rodzica. Samce F ₁ mają tylko (w) przenoszący chromosom X od matki płci żeńskiej, a zatem mają białe oczy.

Ryc. 5.43 (b). Wzajemny krzyż białej kobiety i czerwonookiego mężczyzny wytwarza wszystkie samice o czerwonych oczach i wszystkich mężczyzn o białych oczach. Ten krzyżowy wzór dziedziczenia jest typowy dla genów związanych z płcią (sprzężonych z chromosomem X).

Przekraczając płcie samce i samice F ₁, wytworzono następujące rodzaje potomstwa F2:

Płeć żeńska:

Czerwone oczy (Ww) = 1/4

Białe oczy (ww) = 1/4

Męski:

Czerwone oczy (W) = 1/4

Białe oczy (w) = 1/4

Znaczenie dziedziczenia krzyżowego:

(i) Jest to pomocne w badaniu przeniesionego zaburzenia związanego z płcią choroby.

(ii) Dziedziczenie krzyżowe ustanawia związek między genem a chromosomem płci.

W ten sposób Morgan przedstawił teorię powiązań, która stwierdza:

(i) Geny na chromosomie są umiejscowione w sekwencji liniowej, a odległość między genami jest zmienna.

(ii) Tendencja pozostawania genów i ich ekspresji w ich kombinacji rodzicielskiej wynika z ich obecności na tym samym chromosomie.

(iii) Siła powiązania jest bezpośrednio związana z odległością między połączonymi genami w chromosomie.

(iv) Rodzicielska kombinacja połączonych genów pozostaje niezmieniona podczas procesu dziedziczenia.

Non-Disjunction:

Czasami chromosomy homologiczne nie rozdzielają się ani nie łączą podczas mejozy w poszczególne gamety. Zjawisko to nazywa się niedysjomatem. Wynika to głównie z braku odpowiedniego powiązania między chromosomami homologicznymi podczas metafazy.

W rezultacie centromery dwóch homologicznych chromosomów nie znajdują się po przeciwnej stronie płytki metafazowej, a dwa niesparowane homologi rozdzielają się losowo, przechodząc albo na przeciwne bieguny, albo na ten sam biegun. Ten ruch chromosomów obu płci podczas mejozy może prowadzić do obecności obu chromosomów w jednej gamecie, a żadnej w drugiej.

Pokaz mostów niedyfundacji:

CB Bridges (1916) stwierdziło, że w rzadkich przypadkach (około 1 na 2000 much), gdy samice białych oczu przechodziły do ​​czerwonych oczu, samce produkowały wyjątkowe potomstwo. Takie potomstwo było fenotypowo jak ich rodzice, a nie samice o czerwonych oczach i samce o białych oczach normalnie spodziewane w takim krzyżu.

Bridges wyjaśnił to zjawisko na podstawie braku dysocjacji chromosomów X u kobiety. W tym przypadku oba chromosomy X poruszają się razem na tym samym biegunie. Drugi biegun w rezultacie nie dostanie żadnego chromosomu X. Takie niedyplinowanie z normalnym żeńskim rodzicem będzie nazywane podstawowym non-dwufunkcyjnym (ryc. 5.44).

Ryc 5.44. Pochodzenie wyjątkowych typów u Drosophila melanogaster poprzez pierwotne niedyspozycyjne chromosomy X u białych kobiet.

Jednakże w przypadku wtórnego braku rozłączności ponownie użyto XXY samic z powodu pierwotnego braku rozłączności. Gdy skrzyżowane białe oczy XXY były skrzyżowane z normalnymi samcami o czerwonych oczach, wyprodukowano około 4 procent potomstwa (kobiety) z białymi oczami, co dało pojęcie, że nie było 4 procent bezdyskryminacji (wyjątek). XXY normalnie łączą się w X i XY, ale drugorzędowa niedyfunkcjonalność prowadzi do utworzenia gamametów niosących XX i Y.

Wydano osiem klas potomstwa, w tym samce XYY, które okazały się płodne. Unikalna budowa chromosomu XO, XXX, XXY i XYY została zidentyfikowana przez Bridges pod mikroskopem. W ten sposób udało mu się wykazać pierwszą bezpośrednią korelację między dziedziczeniem chromosomalnym i genetycznym.