Mendel's wet van onafhankelijk assortiment

In de jaren 1860 ontdekte een monnik, Gregor Mendel, veel van de principes die erfelijkheid beheersen. Een van deze principes, nu bekend als Mendel's wet van onafhankelijk assortiment, stelt dat allelparen scheiden tijdens de vorming van gameten. Dit betekent dat eigenschappen onafhankelijk van elkaar op nakomelingen worden overgedragen.

Belangrijkste leerpunten

• Vanwege de wet van onafhankelijk assortiment, worden eigenschappen overgedragen van ouders op nakomelingen onafhankelijk van elkaar.
• De scheidingswet van Mendel is nauw verbonden met en 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 samensmelting van de ouderallelen.
• In co-dominantie worden beide ouderlijke allelen volledig tot uitdrukking gebracht. Het resultaat is een derde fenotype dat kenmerken heeft van beide allelen.

Mendel ontdekte dit principe na het uitvoeren van dihybride kruisingen tussen planten met twee eigenschappen, zoals zaadkleur en peulkleur, die van elkaar verschilden. Nadat deze planten zichzelf hadden laten bestuiven, merkte hij op dat dezelfde verhouding van 9: 3: 3: 1 bij de nakomelingen verscheen. Mendel concludeerde dat eigenschappen onafhankelijk aan nakomelingen werden overgedragen.

De afbeelding hierboven toont een echte kweekplant met de dominante eigenschappen van groene peulkleur (GG) en gele zaadkleur (YY) die worden kruisbestoven 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, wordt een 9: 3: 3: 1-verhouding gezien in de volgende generatie. Ongeveer negen planten zullen groene peulen en gele zaden hebben, drie zullen groene peulen en groene zaden hebben, drie zullen gele peulen en gele zaden hebben, en één zal een gele peul en groene zaden hebben. Deze verdeling van eigenschappen van typerend voor dihybride kruisen.

Mendel's Segregation Law

Fundamenteel voor de wet van onafhankelijk assortiment is de wet van segregatie. Mendel's eerdere experimenten brachten hem ertoe dit genetisch principe te formuleren. De scheidingswet is gebaseerd op vier hoofdconcepten. De eerste is dat genen in meer dan één vorm of allel bestaan. Ten tweede erven organismen twee allelen (een van elke ouder) tijdens seksuele voortplanting. Ten derde scheiden deze allelen tijdens meiose, waardoor elk gamete met één allel achterblijft voor een enkele eigenschap. Ten slotte vertonen heterozygote allelen volledige dominantie, omdat het ene allel dominant is en het andere recessief is. Het is de scheiding van allelen die zorgt voor de onafhankelijke overdracht van eigenschappen.

Onderliggend mechanisme

Zonder medeweten van Mendel in zijn tijd, weten we nu dat genen zich op onze chromosomen bevinden. Homologe chromosomen, waarvan we er één van onze moeder krijgen en de andere die we van onze vader krijgen, hebben deze genen op dezelfde locatie 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, terwijl de homologe chromosomen in het midden van de cel staan, is hun oriëntatie willekeurig, zodat we de basis kunnen zien voor een onafhankelijk assortiment.

Niet-Mendeliaanse erfenis

Roze Leeuwenbekjes. Crezalyn Nerona Uratsuji / Moment / Getty Images

Sommige patronen van overerving vertonen geen reguliere Mendeliaanse segregatiepatronen. In onvolledige dominantie domineert bijvoorbeeld het ene allel het andere niet volledig. Dit resulteert in een derde fenotype dat een mengsel is van die waargenomen in de ouderallelen. Een voorbeeld van onvolledige dominantie is te zien in leeuwebekplanten. Een rode leeuwebek plant die is kruisbestoven met een witte leeuwebek plant produceert roze leeuwebek nakomelingen.

In co-dominantie worden beide allelen volledig tot uitdrukking gebracht. Dit resulteert in een derde fenotype dat duidelijke kenmerken van beide allelen vertoont. Wanneer rode tulpen bijvoorbeeld worden gekruist met witte tulpen, hebben de resulterende nakomelingen soms bloemen die zowel rood als wit zijn.

Terwijl de meeste genen twee allelvormen bevatten, hebben sommige meerdere allelen voor een eigenschap. Een veelvoorkomend voorbeeld hiervan bij mensen is ABO-bloedgroep. ABO-bloedgroepen hebben drie allelen, die worden weergegeven als (I^EEN, ik^B, ik^O).

Sommige eigenschappen zijn polygeen, wat betekent dat ze door meer dan één gen worden bestuurd. Deze genen kunnen twee of meer allelen hebben voor een specifieke eigenschap. Polygene eigenschappen hebben veel mogelijke fenotypes. Voorbeelden van dergelijke eigenschappen omvatten huidskleur en oogkleur.

bronnen

• Reece, Jane B. en Neil A. Campbell. Campbell Biology. Benjamin Cummings, 2011.